DE60131472T2 - Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine Download PDF

Info

Publication number
DE60131472T2
DE60131472T2 DE60131472T DE60131472T DE60131472T2 DE 60131472 T2 DE60131472 T2 DE 60131472T2 DE 60131472 T DE60131472 T DE 60131472T DE 60131472 T DE60131472 T DE 60131472T DE 60131472 T2 DE60131472 T2 DE 60131472T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
engine
determining
command signal
egr
oxygen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60131472T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60131472D1 (de
Inventor
Steve Miller Ii Weisman
Admir Kreso
Andrew May
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Detroit Diesel Corp
Original Assignee
Detroit Diesel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US09/540,017 external-priority patent/US6305167B1/en
Application filed by Detroit Diesel Corp filed Critical Detroit Diesel Corp
Publication of DE60131472D1 publication Critical patent/DE60131472D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE60131472T2 publication Critical patent/DE60131472T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D23/00—Controlling engines characterised by their being supercharged
    • F02D23/02—Controlling engines characterised by their being supercharged the engines being of fuel-injection type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/24—Control of the pumps by using pumps or turbines with adjustable guide vanes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D41/0007—Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04—Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406—Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/09—Constructional details, e.g. structural combinations of EGR systems and supercharger systems; Arrangement of the EGR and supercharger systems with respect to the engine
    • F02M26/10—Constructional details, e.g. structural combinations of EGR systems and supercharger systems; Arrangement of the EGR and supercharger systems with respect to the engine having means to increase the pressure difference between the exhaust and intake system, e.g. venturis, variable geometry turbines, check valves using pressure pulsations or throttles in the air intake or exhaust system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23—Layout, e.g. schematics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/45—Sensors specially adapted for EGR systems
    • F02M26/46—Sensors specially adapted for EGR systems for determining the characteristics of gases, e.g. composition
    • F02M26/47—Sensors specially adapted for EGR systems for determining the characteristics of gases, e.g. composition the characteristics being temperatures, pressures or flow rates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/45—Sensors specially adapted for EGR systems
    • F02M26/48—EGR valve position sensors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerverfahren einer Brennkraftmaschine.
  • Bei der Steuerung des Schwerlastbetriebs von Brennkraftmaschinen verwendet die herkömmliche Praxis elektronische Steuereinheiten, die flüchtige und nicht-flüchtige Speicher haben, Eingangs- und Ausgangs-Antriebsschaltkreise und einen Prozessor, der Anweisungen ausführt, um den Motor und seine verschiedenen Systeme und Sub-Systeme zu steuern. Eine besondere elektronische Steuereinheit ist mit zahlreichen Sensoren, Betätigern und weiteren elektronischen Steuereinheiten in Verbindung, um verschiedene Funktionen zu steuern, die verschiedene Aspekte der Speicherfeldeingabe, Übertragungssteuerung und vieles weitere enthalten.
  • Der Schwerlastbetrieb im Motorbetrieb ist jedoch extrem konkurrierend. An die Hersteller der Motoren werden erhöhte Anforderungen gestellt, um die Motoren auszulegen und zu bauen, um dadurch eine verbesserte Motorleistung, eine verbesserte Zuverlässigkeit und eine größere Haltbarkeit zu schaffen, während strengeren Emissions- und Geräuschanforderungen genügt wird.
  • Aus den vorgenannten Gründen ergibt sich die Notwendigkeit für ein verbessertes Steuerverfahren einer Brennkraftmaschine, die ein Abgasrückführungssystem (ein EGR-System) mit verbesserter Leistung und präziserer Steuerung als die vorhandenen Systeme enthält.
  • Es ist demzufolge ein Ziel der vorliegenden Erfindung ein verfahren des Steuerns einer Brennkraftmaschine mit einer verbesserten Leistung und präziseren Emissionssteuerungen zu schaffen.
  • Die Aufgabe wird entsprechend der vorliegenden Erfindung durch ein Steuerverfahren einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Der Motor enthält nämlich einen Turbo-Lader (VGT) mit veränderbarer Geometrie, angetrieben in Abhängigkeit zu einem VGT-Befehlssignal, wobei der Motor außerdem ein Abgasrückführungssys tem (EGR) mit veränderbarer Strömung enthält, angetrieben in Abhängigkeit zu einem EGR-Befehlssignal, um Abgas zu einem Motor-Einlassgemisch zurück zu führen, wobei das Verfahren aufweist das Bestimmen des EGR-Signals auf der Grundlage von zumindest einer Motorbedingung; Bestimmen der gewünschten Sauerstoffmenge des Einlassgemischs; Abschätzen der tatsächlichen Sauerstoffmenge des Einlassgemischs; Bestimmen einer Motordrehmomentanforderung; Bestimmen einer Motordrehzahl; Bestimmen eines Vorwärtsfolgesteuerungs-Ausdruckes auf der Grundlage der Drehmomentanforderung und der Motordrehzahl; und Bestimmen des VGT-Befehlssignals auf der Grundlage der gewünschten Sauerstoffmenge, der abgeschätzten tatsächlichen Sauerstoffmenge, des EGR-Befehlssignals und des Vorwärtsfolgesteuerungs-Ausdruckes.
  • Vorzugsweise weist das Steuerverfahren einer Brennkraftmaschine außerdem die Schritte auf von Bestimmen eines leitungskompensierten Signals auf der Grundlage des EGR-Befehlssignals und Bestimmen des VGT-Befehlssignals auf der Grundlage der gewünschten Sauerstoffmenge, der abgeschätzten tatsächlichen Sauerstoffmenge, des EGR-Befehlssignals, des leitungskompensierten Signals und des Vorwärtsfolgesteuerungs-Ausdruckes.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Verfahren außerdem auf das Bestimmen eines eingestellten Sauerstoffmengen-Fehlersignals auf der Grundlage der gewünschten Sauerstoffmenge, der abgeschätzten tatsächlichen Sauerstoffmenge und des leitungskompensierten Signals; Bestimmen des VGT-Befehlssignals auf der Grundlage des Fehlersignals und des Vorwärtsfolgesteuerungs-Ausdruckes.
  • Vorzugsweise weist das Bestimmen des VGT-Befehlssignals außerdem auf das Modifizieren des Fehlersignals auf der Grundlage von zumindest einem Steuerungsgewinn-Ausdruck. Noch bevorzugter weist das Verfahren außerdem das Bestimmen eines Gewinnnormalisierungs-Ausdruckes; und das Modifizieren des Fehlersignals auf der Grundlage des Gewinnnormalisierungs-Ausdruckes auf.
  • Entsprechend eines Ausführungsbeispieles wird eine Motorluft-Einlassströmung bestimmt und das Bestimmen des Gewinnnormalisierungs-Ausdruckes erfolgt auf der Grundlage der Lufteinlassströmung. Vorzugsweise weist das bestimmen der Lufteinlassströmung außerdem auf Bestimmen eines Motordrehmomentes, das Bestimmen einer Motordrehzahl; und das Bestimmen der Motorluft-Einlassströmung auf der Grundlage der Drehmomentanforderung und der Motordrehzahl. Noch bevorzugter weist das Bestimmen des Gewinnnormalisierungs-Ausdruckes außerdem das Bestimmen des Gewinnnormalisierungs-Ausdruckes derart auf, dass der Ausdruck das Fehlersignal für eine signifikant niedrige Lufteinlassströmung beseitigt.
  • Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind für Motoren mit Verdichtungszündung geeignet, aber einige Ausführungsbeispiele sind ebenso für Motoren mit Funkenzündung geeignet.
  • Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in weiteren Unteransprüchen niedergelegt. Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung in größerer Ausführlichkeit mittels mehrerer Ausführungsbeispiele derselben in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erläutert, wobei:
  • 1 eine schematische grafische Darstellung einer Brennkraftmaschine und eines Motorsteuerungssystems ist, das in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel erstellt wurde.
  • 2 ein Blockdiagramm ist, das ein EGR- und VGT-Steuersystem eines weiteren Ausführungsbeispieles darstellt;
  • 3 ein Blockdiagramm ist, das ein Motorsteuerungssystem eines noch weiteren Ausführungsbeispiels darstellt;
  • 4 ein Blockdiagramm ist, das ein Motorsteuerungssystem eines weiteren Ausführungssystems darstellt; und
  • 5 ein Diagramm ist, das einen Gewinnnormalisierungs-Ausdruck gegen die Luftströmung in einem weiteren Ausführungsbeispiel zeigt.
  • In Bezug auf die 1 sind eine Brennkraftmaschine und die zugehörigen Steuersysteme und Subsysteme im Wesentlichen bei 10 angezeigt. Das System 10 enthält einen Motor 12, der eine Mehrzahl von Zylindern hat, jeder durch einen Kraftstoffzuführer versorgt. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Motor 12 eine Brennkraftmaschine mit Verdichtungszündung, z. B. eine Schwerlastbetrieb-Dieselkraftstoffmotor. Die Einspritzer nehmen unter Druck stehenden Kraftstoff aus einer Kraftstoffzuführung in einer bekannten Weise auf.
  • Verschiedene Sensoren sind mit einer Steuerung 22 über Eingangsanschlüsse 24 in elektrischer Verbindung. Die Steuerung 22 enthält vorzugsweise einen Mikrorechner 26 in Verbindung mit verschiedenen Rechnerlesbaren Speichermedien 28 über einen Daten- und Steuerungsbus 30. Die Rechnerlesbaren Speichermedien 28 können eine Anzahl von bekannten Vorrichtungen enthalten, die als Nur-Lesespeicher 32, Speicher mit wahlfreiem Zugriff 34 und nicht-flüchtiger Speicher mit wahlfreiem Zugriff 36 funktionieren.
  • Die Rechnerlesbare Speichermedien 28 haben darin gespeicherte Anweisungen, die durch die Steuerung 22 ausführbar sind, um Steuerverfahren der Brennkraftmaschine auszuführen, die ein Abgasrückführungsventil (ein EGR-Ventil) 66 mit veränderbarer Strömung und einen Turbolader 52 mit veränderbarer Geometrie enthalten. Die Programmanweisungen führen die Steuerung 22 mit den Anweisungen, die durch den Mikrorechner 26 ausgeführt wurden, um die verschiedenen Systeme und Sub-Systeme des Fahrzeuges zu steuern, und optional können die Anweisungen auch durch eine Anzahl von logischen Einheiten 50 ausgeführt werden. Die Eingangsanschlüsse 24 nehmen die Signale von verschiedenen Sensoren auf und die Steuerung 22 erzeugt Signale an den Ausgangsanschlüssen 38, die zu den verschiedenen Fahrzeugbauteilen gerichtet werden.
  • Eine Daten-, Diagnose- und Programmierungsschnittstelle 44 kann auch wahlweise mit der Steuervorrichtung 22 über einen Stecker 46 verbunden werden, um zwischen ihnen verschiedene Informationen auszutauschen. Die Schnittstelle 44 kann verwendet werden, um verschiedene Werte innerhalb der Rechnerlesbaren Speichermedien 28, z. B. Konfigurationsfestlegungen, Kalibrierungsvariable, Anweisungen für die EGR- und VGT-Steuerung und weiteres zu verändern.
  • Im Betrieb nimmt die Steuervorrichtung 22 Signale von den verschiedenen Fahrzeugsensoren auf und führt eine Steuerlogik, eingebettet in hardware und/oder software aus, um den Motor zu steuern. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Steuervorrichtung 22 die DDEC-Steuervorrichtung, die von der Detroit Diesel Corporation, Detroit Michigan, erhältlich ist. Verschiedene weitere Merkmale dieser Steuervorrichtung werden ausführlich in einer Anzahl von verschiedenen U. S.-Patenten, erteilt an die Detroit Diesel Corporation, beschrieben.
  • Wie durch jemand, der auf diesem Gebiet der Technik Fachmann ist, eingeschätzt werden kann, kann die Steuerlogik in die hardware, firmware, software oder in Kombinationen derselben implementiert werden. Außerdem kann die Steuerlogik zusätzlich zu einem der verschiedenen Systeme oder Sub-Systeme des Fahrzeuges, die mit der mit der Steuervorrichtung 22 zusammenwirken, durch die Steuervorrichtung 22 ausgeführt werden. Außerdem kann, obwohl in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Steuervorrichtung 22 den Mikrorechner 26 enthält, eine von einer Anzahl der bekannten Programmierungs- und Berechnungstechnologien oder -strategien verwendet werden, um einen Motor in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel zu steuern.
  • Außerdem muss es geschätzt werden, dass die Motorsteuerung eine Information auf verschiedenen Wegen empfangen kann. Z. B. könnte die Motorsysteminformation über eine Datenverbindung bei einer digitalen Eingabe oder bei einer Sensoreingabe der Motorsteuervorrichtung empfangen werden.
  • In Fortsetzung zu dem Bezug auf die 1 sieht die Steuervorrichtung 22 eine verbesserte Motorleistung durch das Steuern des Abgasrückführungsventils 66 mit veränderbarer Strömung und durch Steuern des Turboladers 52 mit veränderbarer Geometrie vor. Der Turbolader 52 mit veränderbarer Geometrie enthält eine Turbine 54 und einen Kompressor 56. Der Druck des Motorabgases veranlasst die Turbine sich zu drehen. Die Turbine treibt den Kompressor, der typischerweise auf derselben Welle montiert ist. Der sich drehende Kompressor erzeugt einen Turbo-Verstärkungsdruck, der während der Verbrennung eine erhöhte Leistung entwickelt.
  • Ein Turbolader mit veränderbarer Geometrie hat zusätzlich zu der Rotorgruppe bewegbare Bauteile. Diese bewegbaren Bauteile können die Geometrie des Turboladers durch verändern der Fläche oder der Flächen der Turbinenstufe, durch die Abgase aus dem Motor strömen, und/oder den Winkel verändern, bei dem die abgase in die Turbine hinein- oder hinausströmen. In Abhängigkeit von der Geometrie des Turboladers führt der Turbolader verschiedene Mengen des Turbo-Verstärkungsdruckes zu dem Motor. Der Turbolader mit veränderbarer Geometrie kann elektronisch gesteuert werden, um die Größe des Turbo-Verstärkungsdruckes auf der Grundlage verschiedener Betriebsbedingungen zu verändern.
  • In einem Turbolader mit veränderbarer Geometrie ist das Turbinengehäuse für einen Motor überdimensioniert und die Luftströmung wird auf das gewünschte Niveau nach herunter gedrosselt. Es gibt verschiedene Anordnungen für den Turbolader. In einer Anordnung hat eine veränderbare Einlassdüse eine Kaskade aus veränderbaren Flügeln, die schwenkbar sind, um die Fläche und den Winkel zu verändern, bei dem die Strömung in das Turbinenrad eintritt. In einer weiteren Anordnung hat der Turbolader bewegbare Seitenwände, die die effektive Querschnittsfläche des Turbinengehäuses verändern. Es wird geschätzt, dass die beschriebenen Ausführungsbeispiele für den Turbolader mit veränderbarer Geometrie nicht auf einen besonderen Aufbau begrenzt sind.
  • D. h., der Ausdruck VGT, wie hierin verwendet, bedeutet irgendeine steuerbare Luftdruckvorrichtung, die die oben genannten Beispiele enthält, und enthalten einen angepassten Verlust-Absperrschieber.
  • Ein Abgasrückführungssystem leitet einen bemessenen Anteil des Abgases in den Einlassverteiler. Das Abgasrückführungssystem verdünnt die hereinströmende Kraftstoffladung und vermindert die Verbrennungstemperaturen, um das Niveau der Stickoxide zu vermindern. Die Abgasmenge, die zurückgeführt werden soll, wird durch das EGR-Ventil 66 und durch VGT gesteuert. In Übereinstimmung mit dem gewünschten Ausführungsbeispiel ist das EGR-Ventil ein veränderbares Strömungsventil, das durch die Steuervorrichtung 22 elektronisch gesteuert wird. Die Geometrie des Turboladers mit veränderbarer Geometrie wird auch durch die Steuervorrichtung 22 elektronisch gesteuert. Es wird geschätzt, dass es viele mögliche Konfigurationen für ein steuerbares EGR-Ventil gibt und die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind nicht auf einen besonderen Aufbau für das EGR-Ventil begrenzt. Außerdem wird es geschätzt, dass verschiedene Sensoren bei dem EGR-Ventil die Temperatur und den Differentialdruck erfassen können, um die Motorsteuerung zu gestatten, um die Massenströmungsrate durch das Ventil zu bestimmen. Zusätzlich wird es geschätzt, dass verschiedene unterschiedliche Sensorkonfigurationen in verschiedenen Teilen des Abgasströmungsweges verwendet werden können, um der Steuervorrichtung 22 zu gestatten, die verschiedenen Massenströmungsraten durch das Abgassystem, einschließlich der Strömung durch das EGR-System und der Strömung durch den Kompressor und einige andere Strömungen zu bestimmen.
  • In einigen Ausführungsbeispielen kann es wünschenswert sein, einen Kühler 62 vorzusehen, um die Ladungsluft, die von dem Kompressor 56 kommt, zu kühlen. Ähnlich kann es in eineigen Ausführungsbeispielen wünschenswert sein, einen Kühler 68 vorzusehen, um die Strömung durch das EGR-System vor der Wiedereinleitung des Gases in dem Motor 12 zu kühlen.
  • Die beschriebenen Ausführungsbeispiele enthalten eine Steuerlogik, die verschiedene Eingangssignale, die verschiedene Motorbedingungen repräsentieren, verarbeitet, und seinerseits ein EGR-Befehlssignal und ein VGT-Signal schafft. Das EGR-Befehlssignal befielt eine Position für das Abgasrückführungsventil 66 mit veränderbarer Strömung, um die Gasströmung durch den Weg 64 zu steuern, während das VGT-Befehlssignal eine Geometrie für das VGT 52 befiehlt, um die Gasströmung durch den Pfad 60 zu steuern. In einem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die verschiedenen Techniken, die verwendet werden, um die EGR- und VGT-Befehlssignale zu bestimmen, bestens in der 2 gezeigt.
  • In der 2 stellt ein Blockdiagramm 80 die Funktionen der Steuerlogik dar, die die Anweisungen, ausgeführt durch die Steuervorrichtung 22, enthält, um eine verbesserte Motorleistung und eine verbesserte Emissionssteuerung zu schaffen. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind insbesondere nützlich, die Emissionen bei Schwerlastbetrieb-Dieselmotoren zu verbessern. Das Verwenden der EGR-Technologie, um einen Anteil von Abgas mit der Einlassladung zu mischen, reduziert die Stickoxide (NOx), während die Kraftstoffökonomieauswirkung minimiert und die Haltbarkeit in Übereinstimmung mit den beschrieben Ausführungsbeispielen verbessert wird. In einem Turbogeladenen Dieselmotor wird der Gegendruck, der notwendig ist, um die EGR-Strömung von dem Auslass zu den Einlassverteilern anzutreiben, mit dem Turbolader mit veränderbarer Geometrie erreicht. Die Steuerung der EGR-Strömungsrate kann über die VGT-Geometrieveränderung (z. B. durch die Flügelpositionsveränderung) über die EGR-Ventil-Positionsveränderung und vorzugsweise über beide erreicht werden. In bevorzugten Ausführungsbeispielen führt das verwendete Steuerverfahren zu Zwischenwirkungen zwischen den EGR- und den VGT-Systemen, die oberhalb der Fähigkeiten der vorhandenen Systeme liegen.
  • Es gibt viele beschriebene Ausführungsbeispiele, die voneinander unabhängig oder zusammen verwendet werden können. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden das EGR-Ventil und das VGT gleichzeitig und kontinuierlich gesteuert. D. h., die bevorzugten Ausführungsbeispiele sehen eine kontinuierliche, sich einstellende EGR-/VGT-Steuervorrichtung vor. Bevorzugte Durchführungen verwenden eine gewünschte Einlassverteilungszusammensetzung im Hinblick auf die chemischen Bestandteile (O2, N2, CO2 und H2O) als ein festgelegter Punkt für die Steuervorrichtung. Die tatsächliche Menge dieser chemischen Bestandteile wird vorzugsweise aus einem vereinfachten Verbrennungsmodel berechnet.
  • In Fortsetzung des Bezugs auf die 2 werden in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Antriebs-Beschleunigerpositions-Sensoreingabesignal und eine Motordrehzahleingabe (U/min) in dem Block 82 aufgenommen. Der Block 82 verwendet eine Tabelle zum Aufsuchen, um eine Motordrehmomentanforderung festzustellen. Die Motordrehmomentanforderung repräsentiert eine Kraftstoffmenge, die für weitere Aspekte der Motorsteuerung, die hierin nicht gesondert beschrieben werden, z. B. für das Zylinderausgleichen, eingestellt werden kann. Außerdem wird es geschätzt, dass 2 eine bevorzugte Durchführung darstellt und dass verschiedene Aspekte der gezeigten Steuerstrategie bevorzugt, aber nicht unbedingt erforderlich sind. In dem Block 84 addiert ein Filter zweiter Ordnung eine Verzögerung zu der Drehmomentanforderung. Die Verzögerung wird addiert, um der langsameren Luftströmungswirkungen der Motorsteuerung zu gestatten, mit der schnelleren Antwortdrehmoment-Anforderungswirkung der Motorsteuerung Schritt zu halten. In dem Block 86 werden die Motordrehzahl und die gefilterte Drehmomentanforderung aufgenommen und gemeinsam mit anderen Motorbedingungen verarbeitet, was zu einer gewünschten Kraftstoffeinspritzung, einem gewünschten Kraftstoffeinspritzzeitpunkt, einer gewünschten Kraftstoffmenge und -schiendruck führt. Diese Faktoren steuern die Kraftstoffzuführung, die bei 88 angezeigt ist.
  • In dem Block 90 wird eine gewünschte chemische Zusammensetzung für den Motorlufteinlass festgestellt. Die gewünschte Zusammensetzung bezieht sich auf die chemischen Bestandteile (O2, N2, CO2 und H2O). Der Kraftstoff pro Takt wird in dem Block 90 von dem Einspritzungssteuerblock 86 vorgesehen und der Block 90 sieht eine Kraftstoffgrenze pro Takt in dem Block 86 vor (z. B. kann der Kraftstoff bei niedrigen Luftströmungsbedingungen begrenzt werden). In dem Block 92 werden die tatsächlichen Strömungswerte für das EGR-System und das Turbolade-System, das Sauerstoff-Kraftstoff-Verhältnis und die chemische Zusammensetzung der Einlassgase berechnet. Die Berechnungen erfolgen auf der Grundlage eines vereinfachten Verbrennungsmodels und vereinfachter Motorsensor-Eingabesignale. Die gewünschten oder festgelegten Punktwerte in dem Block 90 werden durch Interpolation der Werte begründet, die innerhalb von fünf Paaren der Tabelle zum Aufsuchen enthalten sind. Jedes Paar der Tabelle zum Aufsuchen entspricht die erste Tabelle (94, 98) dem stabilisierten Turbolader-Verstärkungsdruck und die zweite Tabelle (96, 100) entspricht dem Null-Turbolader-Verstärkungsdruck. D. h., die erste Tabelle entspricht dem maximalen Sauerstoff pro Kraftstoff (pro Takt), während die zweite Tabelle dem minimalen Sauerstoff pro Kraftstoff entspricht. In Abhängigkeit von dem tatsächlichen Sauerstoff pro Kraftstoff, wie aus verschiedenen Messungen festgestellt worden ist, werden die gewünschten Werte zwischen zwei Tabellen für die Teilwerte interpoliert.
  • Z. B. werden die gewünschten Kohlenstoffdioxid- und die Luftwerte mit einer Interpolation zwischen den Tabellen 94, 96 festgestellt (wobei der Block 94 und der block 96 jeweils zwei Tabellen zum Aufsuchen entspricht). Ähnlich werden die gewünschten Werte für die Zeitpunktparameter, die Menge und den Schienendruck durch Interpolation (auf der Grundlage des Sauerstoffs pro Kraftstoff) zwischen den Tabellen 98 und 100 (wobei Block 98 und Block 100 jeweils drei Tabellen repräsentieren) festgestellt. In Übereinstimmung mit den beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispielen stellt die Steuerung 22 den EGR- und den VGT-Betrieb ein, um die gewünschten Werte bei Block 90 (die mit Interpolation berechnet werden) innerhalb der jeweiligen minimalen/maximalen Tabellen (jeweils 96, 100 und 94, 98) zu erreichen.
  • Aus dem Block 90 wird eine gewünschte Kohlendioxidmenge 110 festgestellt. Aus dem Block 92 wird eine tatsächliche Kohlenstoffdioxidmenge abgeschätzt. Es wird geschätzt, dass die Massen vorzugsweise als Masse pro Takt repräsentiert werden. Der Summator 114 vergleicht die gewünschte Kohlenstoffdioxidmenge 110 mit der tatsächlichen Kohlenstoffdioxidmenge 112, um das Kohlenstoffdioxidmengen-Fehlersignal festzustellen. Das EGR-Ventil wird durch ein EFR-Befehlssignal auf der Grundlage des Fehlersignals gesteuert. Vorzugsweise stellt eine Steuervorrichtung, z. B. eine proportionale/integrale/abgeleitete Steuervorrichtung 16 (oder vorzugsweise mit einer nicht-linearen Kompensationseinheit, z. B. einem Smith-Kommandogerät) die EGR-Ventilposition ein, um eine gewünschte EGR-rate und eine gewünschte Kohlenstoffdioxidmenge zu erreichen. Außerdem ist in bevorzugten Ausführungsbeispielen die EGR-Schleifen-Gewinnnormalisierung inner halb des Blocks 120 enthalten, um die Übergangsreaktion durch das Reduzieren der Wirkungen der schnellen Veränderungen in der Drehmomentanforderung zu reduzieren.
  • Nach der Schleifen-Gewinnnormalisierung wird das resultierende EGR-Befehlssignal durch die Steuervorrichtung 22 (1) zu dem EGR-Ventil 122 zugeführt. Vorzugsweise wird das EGR-Befehlssignal, wie nachstehend beschrieben, auch durch die VGT-Steuerung geleitet.
  • Beim Steuern der VGT 174 wird eine Basisgeometrie (die Flügelposition in der bevorzugten Durchführung) in dem Block 160 auf der Grundlage einer Drehmomentanforderung und einer Motordrehzahl festgesetzt. Die Befehlsbasisposition wird von dem Block 160 in den Block 161 geleitet. In dem Block 162 gestattet eine Bremsschnittstelle eine logische Motorbremssteuerung, um eine Befehlsbasisposition durch die normale VGT-Logik in dem Fall zu übergehen, dass der Motor in betrieb ist und als eine Motorbremse arbeitet. Das Motorbremsen verwendet den Motor als einen Kompressor, um geringere Energiemengen über einen längeren Zeitraum abzuleiten, was entgegengesetzt zu den normalen Fahrzeugbremsen ist, die eine große Energiemenge für einen kürzeren Zeitraum ableiten.
  • Der Basisgeometrieblock 160 dient als ein Vorwärts-Zuführmerkmal für die VGT-Steuerung, um die Übergangsreaktion zu verbessern und auch die rückführungslose Steuerung zu ermöglichen, wenn diese gewünscht wird, was nachstehend beschrieben wird.
  • Das EGR-Befehlssignal wird durch die Leitungs-Kompensationslogik 140 aufgenommen, um ein Leitungskompensiertes Signal auf der Grundlage des EGR-Befehlssignals festzulegen. In den beschriebenen Ausführungsbeispielen synchronisiert dieser Abschnitt der Steuerkreis gleichzeitig die EGR-Ventil und VGT-Geometrie-Steuerung. Besonders wenn die EGR-Ventilsteuerung nicht ausreicht, die gewünschte EGR-Rate zu erreichen, wird die VGT-Geometrie modifiziert, um die Luftströmung durch die Turbine zu erhöhen, bis die gewünschte EGR-Strömung erreicht ist. Die Leitungseinheit 140 verbessert die Übergangsreaktion, um die Turbo-Verstärkungsverzögerung zu kompensieren. D. h., wenn die EGR-Ventilsteuerung nicht ausreichend ist, den gewünschten Kohlenstoffdioxidgehalt in dem Motoreinlass zu erreichen, erhöht die erhöhte Strömung durch die Turbine den Gesamtluftstrom, was den Gegendruck erhöht, der das Kohlenstoffdioxid, der in den Abgasen durch den Rückführungsweg enthalten ist, antreibt, was zu einem Erhöhen der Kohlenstoffdioxidmasse pro Takt bei dem Einlass führt, wobei aber die Turbine weniger effizient wird.
  • Im Block 142 modifiziert eine zusätzliche Kompensationseinheit auf der Grundlage der EGR-Ventilposition die Leitungskompensationsausgabe. Wie gezeigt, nimmt ein Summator 144 ein Signal der gewünschten Luft pro Takt und ein Signal einer tatsächlichen Luft pro Takt auf und stellt einen Luftfehler fest. Der Leitungskompensator 140 und der zusätzliche Kompensator 142 sehen den Luftfehler voraus und übertreiben, wenn es erwartet wird, dass das EGR-Ventil öffnet. Der Luftfehler, festgestellt in Block 144 und/oder die Basisgeometrie (z. B. die Flügelposition), wie in Block 160 festgestellt, werden verwendet, um das VGT-Befehlssignal festzustellen.
  • Vorzugsweise linearisieren in Block 148 die Normalisierungswerte, die in dem Block 148 enthalten sind, den RegelGewinn der PID-Steuerung 150 und dienen als ein veränderbarer Schalter zwischen offenen und geschlossenen Regelsteuerannäherungen. D. h., bei geringen Luftströmungsbedingungen (niedrige Motordrehzahl und niedriger Drehmomentanforderung) reduziert der Normalisierungsfaktor den Luftfehler auf null oder auf einen ausreichend niedrigen Wert, um so effektiv bedeutungslos beim Steuern der VGT 174 zu sein. D. h., bei niedrigen Luftströmungsbedingungen beseitigt die Normalisierung effektiv das Luftfehlersignal, das von der Basisgeometrie ausgeht (das vorwärts-Zuführmerkmal), um den VGT in einer offenen Regelkreisart zu steuern. Wenn andererseits die Luftströmung ein ausreichenden Niveau erreicht springt der Gewinnnormalisierungsfaktor von Null auf einen ausreichend großen Wert, um die VGT 174 zu steuern und die PID-Steuervorrichtung 150 zu linearisieren. Wenn sich die Luftströmung fortsetzt, um sich zu erhöhen, vermindert sich der Normalisierungsfaktor wegen den höheren Luftströmungen, wobei die PID-Steuervorrichtung 150 effektiver wird. Eine beispielhafte Durchführung für den Normalisierungsblock 148 ist in der 5 bei 230 gezeigt. Wie gezeigt ist die Gewinnnormalisierungseinheit bei niedrigen Luftströmungen Null. Die Luftströmung wird vorzugsweise als eine Funktion der Drehmomentanforderung und der Motordrehzahl festgestellt. Wenn einmal die signifikante Luftströmung vorhanden ist (Bezugszeichen 232), wird der Gewinnnormalisierungsfaktor signifikant erhöht, um sich von der effektiv ausschließlich offenen Regelsteuerung des VGT mit dem vorwärts-Zuführmerkmal in die geschlossene Regelsteuerung des VGT (mit dem vorwärts-Zuführmerkmal) zu verändern. Wenn die Luftströmung fortfährt, sich zu erhöhen, wird das Gewinnnormalisierungsmerkmal reduziert, wie bei 234 angezeigt.
  • Wie durch den Summator 152 gezeigt, sieht die Basisflügelposition (oder eine andere geeignete Geometrieanzeige in Abhängigkeit von der Durchführung) von dem Block 160 im Wesentlichen die Steuerung des VGT-Befehlssignals vor, während das Signal, abgeleitet von dem Luftfehler, die Feinabstimmung (mit Ausnahme bei niedrigen Luftströmungsbedingungen, wo der Luftfehleranteil effektiv ignoriert und die offene Regelsteuerung verwendet wird) vorsieht. Durch die Ausgabe des Summators 152 begrenzt der Begrenzer 170 das VGT-Befehlssignal sofern erforderlich, um das Turbo-Überdrehen zu verhindern. Z. B. gibt es bei höheren Höhen die fortgesetzten Anforderungen für mehr Sauerstoff, was zu einem Turbo-Überdrehen führen kann. Diese Situation wird durch eine Turbo-Drehzahlgrenze bei Block 172 verhindert. Nach dem Begrenzen wird, falls dies notwendig ist, das VTG-Befehlssignal auf das VGT 174 angewandt. Wie bereits oben erläutert wird das EGR-Befehlssignal (mit einer Leitungskompensation) verwendet, um das Luftfehlersignal einzustellen, um die Feinabstimmung des VGT-Befehlssignals vorzusehen. Weil solch eine fortwährende simultane Steuerung von sowohl dem EGR-, als auch dem VGT-System die Wirkungen dieser Systeme aufeinander gestattet, sollte sie in die Überlegung während der Steuerstrategie einbezogen werden. Die Leitungseinheit 140 verbessert die Übergangsreaktion.
  • Demzufolge arbeitet die Schleifensteuerung auch in der entgegengesetzten Richtung, die die EGR-Ventilposition einstellt, falls die gewünschte Verstärkung (oder das Luft-Kraftstoff-Verhältnis) nicht erreicht wird. Dies bedeutet bei den Tafeln 94, 96 bei niedrigerem Sauerstoff pro Kraftstoff, der Wert in dem minimalen CO2-Tabelle befiehlt eine gewünschte Kohlenstoffdioxidmenge von Null. Die obere CO2-Tabelle ist die gewünschte CO2-Menge bei einem oberen Sauerstoff pro Kraftstoff. Der niedrige CO2 bildet ein niedriges Luft-Kraftstoff-Verhältnis, bei dem das gewünschte CO2 Null ist. D. h., wenn der Motor bereits bei fettem Kraftstoff läuft, werden die Tabellen 94 und 96 derart interpoliert, dass die gewünschte Kohlenstoffdioxidmenge Null ist. Somit kann die Funktion, die verwendet wird, um zwischen den beiden Kohlenstoffdioxidtabellen zu interpolieren, signifikant anders sein, als die Funktion, die verwendet wird, um zwischen den beiden Luftmengentabellen zu interpolieren. Außerdem wird es geschätzt, dass die Interpolation zwischen irgendwelchen zwei Tafeln nicht auf die lineare Interpolation begrenzt ist, sondern andere Formen annehmen kann.
  • Vorteilhafterweise und wie bereits bei den Blöcken 86 und 90 erwähnt, ist die gesamte Steuerung des Luftsystems VGT/EGR direkt mit der KraftstoffSteuervorrichtung 86 verbunden. Während der normalen Motorbetriebsbedingungen wirkt das Luftsystem, um den Kraftstoffsystemanforderungen zu folgen, um die gewünschte Motorleistung zu erreichen. Jedoch während eines marginalen Betriebs des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gleicht sich das Luftsystem an, um die Hauptsteuerung zu werden, die die maximale Kraftstoffzuführung bestimmt, um einen übermäßigen Rauch und insbesondere Emissionen zu begrenzen, wie durch die Kraftstoffgrenze pro Takt angezeigt wird.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel, das nicht notwendigerweise auf die in der 2 und der 3 gezeigten Steuertechnologien begrenzt ist, stellt ein Rückkopplungs-Steuersystem für einen Motor auf der Grundlage der gewünschten chemischen Einlassart bei 190 dar. Bei Block 192 wird die gewünschte chemische Einlassart auf der Grundlage der Motorbetriebs-Eingangssignale 194 und 196 (z. B. der Drehmomentanforderung und der Motordrehzahl) festgestellt. Der Summator 198 vergleicht die gewünschte chemische Einlassart 192 mit der tatsächlichen chemischen Einlassart, die aus einem Model 202 abgeschätzt wird. Das Model enthält verschiedene Motorbetriebsbedingungen, die von dem Motor 200 gemessen worden. Ein Fehler zwischen der gewünschten chemischen Einlassart und der tatsächlichen chemischen Einlassart wird zu der Steuervorrichtung 204, die den Motor 200 steuert, hindurchgeleitet, um die tatsächliche chemische Einlassart entsprechend des Artenmodels zu der gewünschten chemischen Einlassart, die auf den Motorbedingungen basiert, in der Spur zu halten. Z. B. kann die gewünschte relative Massenmenge pro Takt (und/oder die tatsächliche Masse pro Takt) für verschiedene chemische Arten, z. B. O2, N2, CO2 und H2O bei dem Motoreinlass bestimmt werden. Die tatsächlichen chemischen Einlassartenzusammensetzung kann empirisch modelliert werden und die Fehler in der Zusammensetzung werden durch die Summierungslogik 198 festgestellt. Die Steuervorrichtung 204 steuert den Motor um die tatsächliche chemische Artenzusammensetzung zu der gewünschten nachzuspüren. Die Rückkopplungssteuerungs-Technologien der chemischen Arten können im Wesentlichen verwendet werden, um den Motor in Übereinstimmung mit den Ausführungsbeispielen, oder in dem bevorzugten, in der 2 dargestellten Ausführungsbeispiel zu steuern.
  • In der 4 ist ein weiteres System im Wesentlichen bei 210 angezeigt. In dem System 210 stellt eine EGR-Steuervorrichtung 212 ein EGR-Befehlssignal fest, dass zu einem EGR-Ventil 214 mit veränderbarer Strömung durchgeleitet wird. Das EGR-Befehlssignal wird auch zu dem Leitungskompensationsblock 216 durchgeleitet. Die VGT-Steuervorrichtung 218 nimmt verschiedene Motoreingangssignale zusätzlich zu einem Eingangssignal von dem Kompensationsblock 216 auf. Die VGT-Steuervorrichtung 218 stellt das VGT-Befehlssignal auf der Grundlage von zumindest teilweise dem EGR-Befehlssignal (vorzugsweise mit einer Leitungskompensation bei Block 216) fest, um die VGT 220 zu steuern.
  • Wie bereits oben beschrieben, weist das Bestimmen der gewünschten Kohlenstoffdioxidmenge außerdem die bestimmte Kohlenstoffdioxidmenge auf der Grundlage eines Teiles eines Sauerstoff-Kraftstoff-Verhältnisses des Einlassgemischs auf. Außerdem weist selbst in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel das Bestimmen der gewünschten Kohlenstoffdioxidmenge das Bestimmen einer Motordrehmomentforderung und das Bestimmen einer Motordrehzahl auf. Die gewünschte Kohlenstoffdioxidmenge beruht auf dem Sauerstoff-Kraftstoff-Verhältnis des Einlassgemischs, der Drehmomentforderung und der Motordrehzahl.
  • Außerdem weist in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel das Bestimmen des EGR-Befehlssignal das Bestimmen des EGR-Befehlssignals weiter auf der Grundlage von zumindest eines Steuerungsgewinnzeitraums auf. Noch genauer erfolgt das EGR-Befehlssignal außerdem auf der Grundlage eines Gewinnnormalisierungs-Ausdrucks.
  • Noch genauer weist das Bestimmen des VGT-Befehlssignals außerdem das Bestimmen eines leitungskompensierten Signals auf der Grundlage des EGT-Befehlssignals auf; und das Bestimmen des VGT-Befehlssignals zumindest teilweise auf der Grundlage des leitungskompensierten Signals.
  • Überdies ist ein Rechnerlesbares Speichermedium vorgesehen, das darin die Anweisungen gespeichert hat, die durch die Steuerung ausführbar sind, um ein Steuerverfahren einer Brennkraftmaschine auszuführen, wobei der Motor eine Turbolader VGT einer veränderbaren Geometrie, angetrieben in Abhängigkeit zu einem VGT-Befehlssignal enthält, der Motor weiter ein Abgasrückführungssystem EGR mit veränderbarer Strömung enthält, angetrieben in Abhängigkeit zu einem EGR-Befehlssignal, um das Abgas zu einem Motor-Einlassgemisch zurück zu führen, wobei das Medium außerdem Anweisungen zum Bestimmen einer gewünschten Kohlenstoffdioxidmenge des Einlassgemischs enthält; An weisungen für das Abschätzen einer Kohlenstoffdioxidmenge des Einlassgemischs; Anweisungen zum Vergleichen der gewünschten Kohlenstoffdioxidmenge zu der tatsächlichen Kohlenstoffdioxidmenge, um ein Fehlersignal zu bestimmen; Anweisungen zum Bestimmen des EGR-Befehlssignals auf der Grundlage des Fehlersignals; und Anweisungen für das Bestimmen des VGT-Befehlssignals auf der Grundlage von zumindest einer Motorbedingung und zumindest teilweise auf der Grundlage des EGR-Befehlssignals.
  • Wie bereits oben beschrieben, weisen die Anweisungen für das Bestimmen der gewünschten Kohlenstoffdioxidmenge außerdem die bestimmte Kohlenstoffdioxidmenge auf der Grundlage eines Teiles eines Sauerstoff-Kraftstoff-Verhältnisses des Einlassgemischs auf. Vorzugsweise weisen die Anweisungen zum Bestimmen der gewünschten Kohlenstoffdioxidmenge außerdem die Anweisungen für das Bestimmen einer Motordrehmomentforderung; Anweisungen zum Bestimmen einer Motordrehzahl, und Anweisungen für die gewünschte Kohlenstoffdioxidmenge auf der Grundlage des Sauerstoff-Kraftstoff-Verhältnis des Einlassgemischs, der Drehmomentforderung und der Motordrehzahl. Noch bevorzugter weisen die Anweisungen zum Bestimmen des EGR-Befehlssignals außerdem Anweisungen zum Bestimmen des EGR-Befehlssignals außerdem auf der Grundlage von zumindest einem Steuerungsgewinn-Ausdrucks auf.
  • Außerdem weisen die Anweisungen zum Bestimmen des EGR-Befehlssignal außerdem Anweisungen zum Bestimmen des EGR-Befehlssignals weiter auf der Grundlage von zumindest eines Gewinnnormalisierungs-Ausdruckes. Vorzugsweise weisen diese Anweisungen für das Bestimmen des VGT-Befehlssignals außerdem Anweisungen für das Bestimmen eines leitungskompensierten Signals auf der Grundlage des EGT-Befehlssignals auf; und Anweisungen für das Bestimmen des VGT-Befehlssignals zumindest teilweise auf der Grundlage des leitungskompensierten Signals.

Claims (8)

  1. Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine, wobei der Motor einen Turbolader (VGT) mit veränderbarer Geometrie enthält, angetrieben in Abhängigkeit von einem VGT-Befehlssignal, wobei der Motor außerdem ein Abgasrückführungssystem (EGR) mit veränderbarer Abgasströmung enthält, angetrieben in Abhängigkeit von einem EGR-Befehlssignal, um Abgas zu einem Motoreinlassgemisch zurückzuführen, wobei das Verfahren aufweist: Bestimmen des EGR-Befehlssignales auf der Grundlage von zumindest einem Motorzustand; Bestimmen einer gewünschten Sauerstoffmenge des Einlassgemisches; Bestimmen einer tatsächlichen Sauerstoffmenge des Einlassgemisches; Bestimmen einer Motordrehmomentanforderung; Bestimmen einer Motordrehzahl; Bestimmen eines Vorwärtsfolgesteuerungs-Ausdruckes, auf der Grundlage der Drehmomentanforderung und der Motordrehzahl; und Bestimmen des VGT-Befehlssignales auf der Grundlage der gewünschten Sauerstoffmenge, der abgeschätzten tatsächlichen Sauerstoffmenge, des EGR-Befehlssignales und des Vorwärtsfolgesteurungs-Ausdruckes.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren die Schritte aufweist von: Bestimmen eines leitungskomensierten Signales auf der Grundlage des EGR-Befehlssignales; und Bestimmen des VGT-Befehlssignales auf der Grundlage der gewünschten Sauerstoffmenge, der abgeschätzten tatsächlichen Sauerstoffmenge, des EGR-Befehlssignales, des leitungskompensierten Signales und des Vorwärtsfolgesteuerungs-Ausdruckes.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, außerdem aufweisend: Bestimmen eines eingestellten Sauerstoffmenge-Fehlersignales auf der Grundlage der gewünschten Sauerstoffmenge, der abgeschätzten tatsächlichen Sauerstoffmenge und des leitungskompensierten Signales; Bestimmen des VGT-Befehlssignales auf der Grundlage des Fehlersignales und des Vorwärtsfolgesteuerungs-Ausdruckes.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Bestimmen des VGT-Befehlssignales außerdem aufweist: Modifizieren des Fehlersignales auf der Grundlage zumindest eines Steuerungsgewinn-Ausdruckes.
  5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, mit außerdem: Bestimmen eines Gewinnnormalisierungs-Ausdruckes und Modifizieren des Fehlersignales auf der Grundlage des Gewinnnormalisierungs-Ausdruckes.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, mit außerdem: Bestimmen einer Motoransaugluftströmung und Bestimmen des Gewinn-Normalisierungsausdruckes auf der Grundlage der Ansaugluftströmung.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Bestimmen der Ansaugluftströmung außerdem aufweist: Bestimmen einer Motordrehmomentanforderung; Bestimmen einer Motordrehzahl; und Bestimmen der Motoransaugluftströmung auf der Grundlage der Drehmomentanforderung und der Motordrehzahl.
  8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Bestimmen des Gewinn-Normalisierungsausdruckes außerdem aufweist: Bestimmen des Gewinn-Normalisierungsausdruckes derart, dass der Ausdruck wirksam das Fehlersignal für eine signifikant niedrige Ansaugluftströmung beseitigt.
DE60131472T 2000-03-31 2001-03-28 Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine Expired - Lifetime DE60131472T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/540,017 US6305167B1 (en) 2000-03-31 2000-03-31 Method of controlling an engine with an EGR system
US540017 2000-03-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60131472D1 DE60131472D1 (de) 2007-12-27
DE60131472T2 true DE60131472T2 (de) 2008-02-28

Family

ID=24153628

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60131472T Expired - Lifetime DE60131472T2 (de) 2000-03-31 2001-03-28 Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
DE60137153T Expired - Lifetime DE60137153D1 (de) 2000-03-31 2001-03-28 Verfahren zum Regeln einer Brennkraftmaschine
DE60114179T Expired - Lifetime DE60114179T2 (de) 2000-03-31 2001-03-28 Verfahren zum regeln eines motors mit abgasrückführung

Family Applications After (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60137153T Expired - Lifetime DE60137153D1 (de) 2000-03-31 2001-03-28 Verfahren zum Regeln einer Brennkraftmaschine
DE60114179T Expired - Lifetime DE60114179T2 (de) 2000-03-31 2001-03-28 Verfahren zum regeln eines motors mit abgasrückführung

Country Status (10)

Country Link
EP (3) EP1550800B1 (de)
JP (1) JP2003529716A (de)
KR (1) KR20020091161A (de)
AT (3) ATE378505T1 (de)
AU (1) AU2001247874A1 (de)
BR (1) BR0109614A (de)
CA (1) CA2401115A1 (de)
DE (3) DE60131472T2 (de)
MX (1) MXPA02008863A (de)
WO (1) WO2001075292A1 (de)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6665604B2 (en) 2002-02-05 2003-12-16 Honeywell International Inc. Control method for variable geometry turbocharger and related system
US6681573B2 (en) 2002-02-05 2004-01-27 Honeywell International Inc Methods and systems for variable geometry turbocharger control
JP4534514B2 (ja) * 2004-02-18 2010-09-01 株式会社デンソー ディーゼル機関の制御装置
JP4583943B2 (ja) * 2005-01-18 2010-11-17 本田技研工業株式会社 内燃機関の過給圧制御装置
DE102005015609B4 (de) 2005-04-05 2008-01-17 Siemens Ag Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine
FR2890695B1 (fr) * 2005-09-09 2008-02-08 Renault Sas Procede de commande d'un moteur a combustion interne
US7966814B2 (en) 2005-06-01 2011-06-28 Emmanuel Buis Internal combustion engine control method
JP2007113563A (ja) 2005-09-26 2007-05-10 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の制御装置
FR2926851A3 (fr) * 2008-01-29 2009-07-31 Renault Sas Procede de commande d'un dispositif de motorisation par retour sur un etat estime du dipositif
JP4793408B2 (ja) * 2008-06-10 2011-10-12 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の吸気制御装置および内燃機関の自動適合装置
US20110153146A1 (en) * 2008-09-08 2011-06-23 Volvo Lastvagnar Ab Method for on board diagnostics and system for on board diagnostics
DE102009016521A1 (de) * 2009-04-08 2010-10-14 Man Diesel Se Abgasturbolader-Anordnung, damit ausgerüstetes Antriebssystem und Verfahren zum Betreiben eines solchen Antriebssystems
EP2339153B1 (de) * 2009-12-23 2019-10-16 FPT Motorenforschung AG Verfahren und Vorrichtung zur Messung und Steuerung der AGR-Rate in einem Verbrennungsmotor
KR101677834B1 (ko) * 2015-02-23 2016-11-18 한양대학교 산학협력단 디젤 엔진에 대한 흡입 공기 압력 제어 방법 및 장치

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5855345B2 (ja) * 1976-11-30 1983-12-09 日産自動車株式会社 排気還流制御装置
US4790286A (en) * 1986-05-31 1988-12-13 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha EGR control device for internal combustion engine
JPH0518324A (ja) * 1991-07-12 1993-01-26 Mitsubishi Electric Corp 機関の排気ガス再循環制御装置
NL1000119C2 (nl) * 1995-04-11 1996-10-14 Tno Uitlaatgasrecirculatiesysteem voor een inwendige verbrandingsmotor.
JP3977460B2 (ja) * 1996-07-19 2007-09-19 株式会社日本自動車部品総合研究所 ディーゼルエンジンの制御装置
JP3518203B2 (ja) * 1996-11-14 2004-04-12 トヨタ自動車株式会社 Ｅｇｒ装置付き内燃機関
JPH1182183A (ja) * 1997-07-17 1999-03-26 Mazda Motor Corp エンジンの排気還流制御装置
DE19734494C1 (de) * 1997-08-08 1998-10-08 Daimler Benz Ag Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine
DE19801395B4 (de) * 1998-01-16 2005-12-22 Daimlerchrysler Ag Vorrichtung zur Ladedruckregelung und Abgasrückführungsregelung bei einer Brennkraftmaschine, insbesondere einem Dieselmotor
DE19819699B4 (de) * 1998-05-02 2005-05-19 Daimlerchrysler Ag Abgasturbolader
JP3430923B2 (ja) * 1998-06-15 2003-07-28 日産自動車株式会社 内燃機関の過給制御装置
US6076353A (en) * 1999-01-26 2000-06-20 Ford Global Technologies, Inc. Coordinated control method for turbocharged diesel engines having exhaust gas recirculation
US6067800A (en) * 1999-01-26 2000-05-30 Ford Global Technologies, Inc. Control method for a variable geometry turbocharger in a diesel engine having exhaust gas recirculation
US6035639A (en) * 1999-01-26 2000-03-14 Ford Global Technologies, Inc. Method of estimating mass airflow in turbocharged engines having exhaust gas recirculation

Also Published As

Publication number Publication date
JP2003529716A (ja) 2003-10-07
EP1280990B1 (de) 2005-10-19
MXPA02008863A (es) 2003-02-10
EP1280990A4 (de) 2004-08-11
DE60114179D1 (de) 2006-03-02
DE60114179T2 (de) 2006-07-13
EP1719893A1 (de) 2006-11-08
ATE307276T1 (de) 2005-11-15
DE60131472D1 (de) 2007-12-27
DE60137153D1 (de) 2009-02-05
EP1550800A3 (de) 2005-09-21
ATE418675T1 (de) 2009-01-15
EP1550800A2 (de) 2005-07-06
BR0109614A (pt) 2003-02-04
CA2401115A1 (en) 2001-10-11
EP1550800B1 (de) 2007-11-14
ATE378505T1 (de) 2007-11-15
KR20020091161A (ko) 2002-12-05
AU2001247874A1 (en) 2001-10-15
WO2001075292A1 (en) 2001-10-11
EP1280990A1 (de) 2003-02-05
EP1719893B1 (de) 2008-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102015120096B4 (de) Verfahren zur Vorsteuerung von Turboladern für verstärkte Kraftmaschinen mit einer AGR mit mehreren Routen
DE10296751T5 (de) EGR- und VGT-Systemdiagnose und -Steuerung bzw. -Regelung
DE19924274B4 (de) System und Verfahren zum Steuern eines Turboladers zur Maximierung der Leistung eines Verbrennungsmotors
DE102011122506B4 (de) Steuerung von agr-system, luftdrosselsystem und ladesystem für verbrennungsmotoren
DE60024020T2 (de) Brennkraftmaschine
DE102010051129B4 (de) Zweischleifenregelsysteme für einen sequentiellen Turbolader
DE10329763B4 (de) Koordinierte Regelung einer elektronischen Drosselklappe und eines Turboladers mit variabler Geometrie in ladedruckverstärkten und stöchiometrisch betriebenen Ottomotoren
DE60000051T2 (de) Steuerungsverfahren für einen turboaufgeladenen Dieselmotor mit Abgasrückführung
DE60000081T2 (de) Steuerungsverfahren für einen Turbolader variabler Geometrie in einem Dieselmotor mit Abgasrückführung
DE102012207895B4 (de) Verfahren zur Bestimmung einer Zylinderluftladung für eine Brennkraftmaschine
DE102011108549B4 (de) Verfahren zur modellbasierten Mehrvariablen-Steuerung einer AGR und eines Ladedrucks für Verbrennungsmotoren
DE60131472T2 (de) Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
DE102004046798A1 (de) Verfahren zum Reagieren auf Sensorversagen bei EGR-VGT-Motoren
DE69923532T2 (de) Vorrichtung zur steuerung der abgasrückführung in einer brennkraftmaschine
DE102013216125A1 (de) Verfahren zum Steuern eines variablen Ladeluftkühlers
DE10196920T5 (de) Elektronisch gesteuertes Motorabgasbehandlungssystem zur Reduktion von NOx-Emissionen
DE102008031944A1 (de) Steuerbetrieb für einen turbogeladenen Motor mit verstellbarer Verdichtungsumgehung
DE102015119363A1 (de) Verfahren zur modellbasierten steuerung von agr, frischluftmassenströmung und ladedruck mit mehreren variablen für verkleinerte aufgeladene motoren
DE102007061468A1 (de) Tabellen-basierte Echtzeitschätzung von Dieselmotoremissionen
DE102013216108A1 (de) Verfahren zum steuern eines variablen ladeluftkühlers
DE112007000409B4 (de) Verfahren zum Steuern von Turbinenauslasstemperaturen in einem Dieselmotor
DE102009021887A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Kontrolle des Betriebs eines Motors
DE10197170T5 (de) Kontrolle der Rauchentwicklung unter Übergangsbedingungen bei einer Abgasrezirkulation
DE102007011651A1 (de) Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors unter Verwendung einer modellbasierten VGT/EGR-Steuerung
DE112005003095T5 (de) EGR-Steuereinrichtung für einen Verbrennungsmotor

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition