DE69530721T2 - System zur Schätzung der Abgasrückführungsrate für einen Verbrennungsmotor - Google Patents

System zur Schätzung der Abgasrückführungsrate für einen Verbrennungsmotor Download PDF

Info

Publication number
DE69530721T2
DE69530721T2 DE69530721T DE69530721T DE69530721T2 DE 69530721 T2 DE69530721 T2 DE 69530721T2 DE 69530721 T DE69530721 T DE 69530721T DE 69530721 T DE69530721 T DE 69530721T DE 69530721 T2 DE69530721 T2 DE 69530721T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
exhaust gas
valve
rate
fuel injection
net
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 - Fee Related
Application number
DE69530721T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69530721D1 (de
Inventor
Isao Wako-shi Komoriya
Yusuke Wako-shi Hasegawa
Hidetaka Wako-shi Maki
Shusuke Wako-shi Akazaki
Hiroshi Wako-shi Kitagawa
Toru Wako-shi Kitamura
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.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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 JP10055794A external-priority patent/JP3307770B2/ja
Priority claimed from JP29401494A external-priority patent/JP3268143B2/ja
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Publication of DE69530721D1 publication Critical patent/DE69530721D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69530721T2 publication Critical patent/DE69530721T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/0065Specific aspects of external EGR control
    • F02D41/0072Estimating, calculating or determining the EGR rate, amount or flow
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/52Systems for actuating EGR valves
    • F02M26/55Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators
    • F02M26/56Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators having pressure modulation valves
    • F02M26/57Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators having pressure modulation valves using electronic means, e.g. electromagnetic valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1413Controller structures or design
    • F02D2041/1431Controller structures or design the system including an input-output delay
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Testing Of Engines (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung bezieht sich auf ein EGR-(Abgasrückführungs)-Raten-Schätzsystem für eine Verbrennungskraftmaschine, und genauer auf ein System zum Schätzen einer Rate des zurückgeführten Abgases, das in der der Maschine zugeführten Einlaßluft in die Brennkammer eintritt.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • In der Fahrzeugtechnik ist bekannt, das Einlaßsystem und das Auslaßsystem einer Maschine zu verbinden, um einen Teil des Abgases zum Einlaßsystem zurückzuführen, um die Bildung von Stickoxiden (NOx) zu reduzieren und gleichzeitig die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu steigern. Der Durchlaß, der das Abgassystem mit dem Einlaßsystem verbindet, ist mit einem Ventil zum Regeln der Menge oder Strömungsrate des zurückgeführten Abgases versehen. Das Ventil wird im folgenden als "EGR-Regelventil" bezeichnet. Um die Menge oder Strömungsrate des Abgases, das zurückgeführt werden soll, zu regeln, wird ein Befehlswert für das EGR-Regelventil-Hubmaß auf der Grundlage von Maschinenbetriebsbedingungen ermittelt, die wenigstens die Maschinendrehzahl und die Maschinenlast umfassen. Im vakuumbetätigten EGR-Regelventil wird der Unterdruck im Einlaßsystem eingeleitet und übt einen Unterdruck auf das Ventil aus, um es in Reaktion auf den Befehlswert zu öffnen, während das Ventil über einen Motor zum Öffnen betätigt wird, wenn das Ventil den motorbetätigten Typ entspricht. Hierbei wird der Aus druck "Anheben" oder "Hub" verwendet, um die Öffnungsfläche des EGR-Regelventils zu bezeichnen.
  • Wie in 18 gezeigt ist, hinkt das wirkliche Verhalten des EGR-Regelventils dem Zeitpunkt nach, zu dem der Befehlswert ausgegeben wird. Das heißt, es besteht eine Antwortverzögerung zwischen dem wirklichen Ventilhub und dem Befehlswert, um diesen zu bewerkstelligen. Die Verzögerungszeit ist beim motorbetätigten Ventil konstant, variiert jedoch beim vakuumbetätigten Ventil mit den Maschinenbetriebsbedingungen. Außerdem erfordert es zusätzliche Zeit für das durch das Ventil strömende Abgas, um in die Brennkammer einzutreten. Um somit eine EGR-Regelung in geeigneter Weise auszuführen, wird es notwendig, die Menge oder Strömungsrate des zurückgeführten Abgases genau zu schätzen. Die Menge oder Strömungsrate des zurückgeführten Abgases wird im allgemeinen als ein Anteil in der Masse oder dem Volumen der Einlaßluft oder des Gemisches geschätzt. Der Anteil wird in der Beschreibung als "EGR-Rate" oder "Abgasrückführungsrate" bezeichnet, was später genauer erläutert wird.
  • Da außerdem das zurückgeführte Abgas eine Störgröße bei der Kraftstoffdosierund oder Luft/Kraftstoff-Verhältnisregelung in einer Maschine wird, wird in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Sho 60(1985)-169.641 vorgeschlagen, einen Kraftstoffeinspritzungskorrekturkoeffizienten in Reaktion auf die EGR-Rate zu ermitteln und die Kraftstoffeinspritzmenge in Senkungsrichtung zu korrigieren. Das System des Standes der Technik berücksichtigt die Tatsache, daß sich die Verzögerungszeit mit den Maschinenbetriebsbedingungen im vakuum-betätigten EGR-Regelventil ändert, und verzögert das Umschalten des Korrekturkoeffizienten für eine durch die Maschinenbetriebsbedingungen bestimmte Periode. Eine weitere Referenz, die offengelegte japanische Patentanmeldung Sho 59(1984)-192.838, lehrt, den Wert eines Kraftstoffeinspritzungskorrekturkoeffizienten allmählich zu ändern.
  • Da jedoch das Verhalten des Abgases komplizierter ist, hat der Anmelder früher in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Hei 5(1993)-118.239 (eingereicht in den Vereinigten Staaten und patentiert unter der Nr. 5.215.061) vorgeschlagen, ein Modell zu erstellen, das das Verhalten des Abgases beschreibt. In diesem früher vorgeschlagenen System wird das Abgasverhalten, das durch den Ventilhub hervorgerufen wird, durch eine Gleichung ausgedrückt, wobei die Netto-EGR-Rate anhand dieser Gleichung ermittelt wird. Genauer verwendete das frühere System ein Konzept von zwei Arten von Verhältnissen mit der Bezeichnung "direktes Verhältnis" und "Abführungsverhältnis". Das erste Verhältnis entspricht einem Bruchteil, bezüglich des durch das EGR-Regelventil während des Regelzyklus n strömenden Abgases, des Abgases, das während des Zyklus n in die Brennkammer eintritt, während das zweite Verhältnis einem Bruchteil, bezüglich des Abgases, das durch das Ventil zu einem Zeitpunkt m Zyklen Früher (m ≥ 1) strömt, das jedoch in einem Raum vor der Brennkammer verharrt, des Abgases, das während des Zyklus n in die Brennkammer eintritt. Das frühere System schätzt die Netto-EGR-Rate anhand des direkten Verhältnisses und des Abführungsverhältnisses.
  • Außerdem hat der Anmelder in der japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 5(1993)-296.094 (angemeldet in den Vereinigten Staaten am 31. Oktober 1994 unter der Nr. 08/331746) ein weiteres System zum Schätzen der Netto-EGR-Rate vorgeschlagen, derart, daß:
    Netto-EGR-Rate = EGR-Rate in einem stationären Zustand × (Ist-Ventilhubmaß/Befehlswert für Ventilhubmaß)
  • Die Systemkonfiguration ist weniger kompliziert als diejenige, die in der Veröffentlichung 5-118.239 vorgeschlagen ist, da die Netto-EGR-Rate anhand des Verhältnisses zwischen dem Befehlswert und dem Ist-Wert des Ventilhubs geschätzt wird. (Um die EGR-Rate in einem stationären Zustand zu unterscheiden, wird die EGR-Rate manchmal als "Netto"-EGR-Rate bezeichnet).
  • Die Mange oder Strömungsrate des zurückgeführten Abgases hängt jedoch nicht nur vom Maß des Ventilhubes (der Öffnungsfläche des Ventils) ab, sondern auch von den Maschinenbetriebsbedingungen. Mit anderen Worten, die Menge oder Strömungsrate des zurückgeführten Abgases ändert sich mit den Maschinenbetriebsbedingungen, selbst wenn das Ventilhubmaß unterverändert bleibt. Die Schätzgenauigkeit des Systems ist daher nicht immer zufriedenstellend. Als Ergebnis ist der Korrekturkoeffizient für die Kraftstoffdosierung oder die Luft/Kraftstoff-Verhältnisregelung, der auf der Grundlage der geschätzten Netto-EGR-Rate berechnet wird, nicht immer angemessen.
  • Ferner offenbart die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. Hei 4(1992)-311.643 ein System zum Schätzen der Partialdrücke der Luft und des Abgases jeweils im Einlaßrohr und auf der Grundlage der geschätzten Werte und außerdem der Maschinendrehzahl, um die Menge der in die Brennkammer eintretenden Luft zu berechnen. Das System des Standes der Technik erfordert jedoch, die in das Abgasrohr zurückgeführte Abgasmenge sowie die Einlaßlufttemperatur und das Volumen eines Raumes (der sogenannten "Kammer") vor der Brennkammer zu ermitteln, und erfordert somit komplizierte Berechnungen. Aufgrund der Verzögerung des zurückgeführten Abgases und dergleichen ist es sehr schwierig, die zurückgeführte Abgasströmungsrate genau zu messen, wobei die Berechnungen Unsicherheiten unterliegen.
  • Ein erstes Problem ist daher, ein EGR-Raten-Schätzsystem für eine Verbrennungskraftmaschine zu schaffen, das eine einfache Konfiguration aufweist, ohne eine komplizierte Berechnung zu erfordern, das jedoch fähig ist, die Abgasrückführungsrate mit hoher Genauigkeit zu schätzen, während Berechnungsunsicherheiten weitmöglichst reduziert werden.
  • Wie oben erwähnt worden ist, wird das zurückgeführte Abgas eine Störgröße bei der Ausführung der Kraftstoffdosierung oder der Luft/Kraftstoff-Verhältnisregelung in einer Maschine.
  • Ein zweites Problem ist daher, ein EGR-Raten-Schätzsystem für eine Verbrennungskraftmaschine zu schaffen, das ermöglicht, die Abgasrückführungsrate mit hoher Genauigkeit zu schätzen, um somit die Genauigkeit der Kraftstoffdosierung oder der Luft/Kraftstoff-Verhältnisregelung in einer Maschine zu verbessern.
  • Wenn außerdem ein Befehlswert für das Ventilhubmaß gleich 0 gemacht wird, um die EGR-Operation zu unterbrechen, nimmt das Ist-Ventilhubmaß aufgrund einer Antwortverzögerung der Operation des EGR-Regelventils nicht unmittelbar auf 0 ab. Das Abgas strömt weiterhin ständig durch das Ventil, obwohl die Menge oder Strömungsrate des durchströmenden Abgases sehr klein ist. Wenn außerdem ein Befehlswert für das Ventilhubmaß gleich 0 wird, kann ein Problem entstehen, welches die EGR-Raten-Schätzung schwierig machen kann.
  • Ein drittes Problem ist daher, ein EGR-Raten-Schätzsystem für eine Verbrennungskraftmaschine zu schaffen, das fähig ist, die Abgasrückführungsrate richtig zu schätzen, wobei die Verzögerung der Ventiloperation berücksichtigt wird und keine Schwierigkeiten bei der Schätzung hervorgerufen werden, wenn ein Befehlswert für das Ventilhubmaß gleich 0 gemacht wird.
  • Abgesehen vom Vorangehenden weisen einige Maschinen einen Rückführungsdurchlaß auf, der das Abgassystem mit dem Einlaßsystem an einer Position relativ weiter entfernt von der Brennkammer verbindet, so daß eine Transportverzögerung des zurückgeführten Abgases auftreten kann. Die Transportverzögerung beeinflußt die EGR-Raten-Schätzung.
  • Ein viertes Problem ist daher, ein EGR-Raten-Schätzsystem für eine Verbrennungskraftmaschine zu schaffen, das die Abgasrückführungsrate genau schätzen kann, wenn eine Abgastransportverzögerung auftreten kann.
  • Wie mehrfach erwähnt worden ist, wird das zurückgeführte Abgas zu einer Störgröße bei der Ausführung der Kraftstoffdosierung oder der Luft/Kraftstoff-Verhältnisregelung, wobei die Transportverzögerung die Genauigkeit einer solchen Regelung beeinträchtigen kann.
  • Ein fünftes Problem ist daher, ein EGR-Raten-Schätzsystem für eine Verbrennungskraftmaschine zu schaffen, das die Abgasrückführungsrate schätzen kann, wenn die Transportverzögerung auftreten kann, um somit die Genauigkeit der Kraftstoffdosierung oder der Luft/Kraftstoff-Verhältnisregelung in einer Maschine zu verbessern.
  • Abgesehen vom Vorangehenden beeinträchtigt das zurückgeführte Abgas die Zündfähigkeit des Gemisches in der Brennkammer. Somit beeinflußt das zurückgeführte Abgas nicht nur die Kraftstoffdosierung oder die Luft/Kraftstoff-Verhältnisregelung, sondern auch die Zündzeitpunktregelung in einer Maschine.
  • Ein sechstes Problem ist daher, ein EGR-Raten-Schätzsystem für eine Verbrennungskraftmaschine zu schaffen, die die Abgasrückführungsrate genau schätzen kann, um somit zu ermöglichen, den Zündzeitpunkt unter der EGR-Operation in geeigneter Weise zu ermitteln.
  • U.S. 5.205.260 beschreibt ein Verfahren zum Steuern einer Verbrennungskraftmaschine, die mit einem Abgasrückführungssystem versehen ist. Bei der Herleitung eines Zylinder-Luftmassendurchsatzes wird ein geschätzter Massendurchsatz eines in den Zylinder strömenden zurückgeführten Abgases berücksichtigt. Eine Schätzung der Abgasrückführungsrate kann indirekt auf der Grundlage verschiedener mathematischer Modelle der Gasströmungseigenschaften hergeleitet werden.
  • U.S. 5.273.019 offenbart die dynamische Vorhersage eines in einem Maschineneinlaßkrümmer enthaltenen zurückgeführten Abgases. Das in diesem Dokument beschriebene Vorhersageverfahren zielt auf die Schätzung einer Abgasrückführungsrate im Krümmer während Übergangsbedingungen (nichtstationäre Bedingungen). Dynamische Eigenschaften des Fahrzeugeinlaßkrümmers werden unter Verwendung einer modell-basierten Vorhersage zukünftiger Druckwerte berücksichtigt.
  • Schließlich beschreibt EP 0 551 207 A2 ein Steuer/Regelsystem für Verbrennungskraftmaschinen, das ein System zum Schätzen einer Abgasrückführungsrate gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 verwendet. Die Abgasrückführungsrate wird mittels einer Berechnung auf der Grundlage eines genauen mathematischen Modells der Gasströmungseigenschaften geschätzt.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein EGR-Raten-Schätzsystem zu schaffen, das eine einfache Konfiguration aufweist, ohne eine komplizierte Berechnung zu erfordern, das jedoch fähig ist, die EGR-Rate mit hoher Genauigkeit zu schätzen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Diese Aufgabe wird durch ein System gemäß Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche sind auf vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.
  • Im Schätzungssystem der Erfindung wird eine Basis-EGR-Rate (1 – KEGRMAP) im stationären Zustand auf der Grundlage wenigstens der Maschinendrehzahl (NE) und der Maschinenlast (PBA) ermittelt. Eine erste Strömungsrate (QACT) wird auf der Grundlage wenigstens des erfaßten Ventilhubmaßes (LACT) und eines Parameters ermittelt, der von der Maschinenlast abhängt, nämlich einem Verhältnis zwischen einem stromaufseitigen Druck (PA) und einem stromabseitigen Druck (PBA), der auf das EGR-Ventil (19) wirkt, wobei eine zweite Strömungsrate (QCMD) auf der Grundlage wenigstens des Befehlswertes für das Ventilhubmaß (LCMD) und des Druckverhältnisses (PA/PBA) ermittelt wird. Anschließend wird die Netto-EGR-Rate einfach auf der Grundlage des Produkts von (1 – KEGRMAP) × (QACT/QCMD) berechnet.
  • Somit weist das System der Erfindung eine einfache Konfiguration auf, ohne daß es eine komplizierte Berechnung erfordert, und kann die EGR-Rate genau schätzen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Diese und andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnungen, in welchen:
  • 1 eine schematische Ansicht, die die Gesamtanordnung eines EGR-Raten-Schätzsystems für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß der Erfindung zeigt;
  • 2 ein Flußdiagramm ist, das die Operation des EGR-Raten-Schätzsystems für eine Verbrennungskraftmaschine zeigt;
  • 3 eine erläuternde Ansicht ist, die die Strömungsrateneigenschaften des EGR-Regelventils zeigt, die durch das Ventilhubmaß und das Verhältnis zwischen dem stromaufseitigen Druck (atmosphärischer Druck) und dem stromabseitigen Druck (Krümmerabsolutdruck) bestimmt werden;
  • 4 eine erläuternde Ansicht ist, die die Eigenschaften der Kennfelddaten eines Koeffizienten KEGRMAP zeigt;
  • 5 eine erläuternde Ansicht ist, die die Eigenschaften der Kennfelddaten eines Befehlswertes für das Ventilhubmaß LCMD zeigt;
  • 6 ein Flußdiagramm ist, daß die Unterroutine des Flußdiagramms der 2 zur Berechnung eines Koeffizienten KEGRN zeigt;
  • 7 ein Flußdiagramm ist, ähnlich der 6, das jedoch eine zweite Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 8 ein Flußdiagramm ist, ähnlich einem Abschnitt des Flußdiagramms der 2, das jedoch eine dritte Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 9 ein Flußdiagramm ähnlich der 2 ist, das jedoch eine vierte Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 10 ein Flußdiagramm ist, das die Unterroutine des Flußdiagramms der 9 zur Berechnung des Koeffizienten KEGRN zeigt;
  • 11 eine erläuternde Ansicht ist, die die Konfiguration eines Ringpuffers zeigt, der im Flußdiagramm der 10 verwendet wird;
  • 12 eine erläuternde Ansicht ist, die die Eigenschaften der Kennfelddaten einer Verzögerungszeit τ zeigt, die im Flußdiagramm der 10 verwendet werden;
  • 13 ein Zeitablaufdiagramm ist, das die Berechnung des Koeffizienten KEGRN im Flußdiagramm der 10 zeigt;
  • 14 ein Flußdiagramm ähnlich der 10 ist, das jedoch eine fünfte Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 15 ein Flußdiagramm ähnlich der 10 ist, das jedoch eine sechste Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 16 ein Flußdiagramm ist, das die Ermittlung des Zündzeitpunkts gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 17 eine erläuternde Ansicht ist, die die Beziehung zwischen den Kennfelddaten in bezug auf das Flußdiagramm der 16 zeigt; und
  • 18 ein Zeitablaufdiagramm ist, das eine Verzögerung des Ist-Ventilhubes zu einem Befehlswert und eine weitere Verzögerung, bis das Abgas in die Brennkammer der Maschine eintritt, zeigt.
  • GENAUE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
  • 1 zeigt die Gesamtanordnung des EGR-Raten-Schätzsystems für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß der Erfindung.
  • In der Figur ist die Maschine eine Vierzylindermaschine, wobei eine Hauptmaschineneinheit 1 der Maschine mit einem Lufteinlaßrohr 2 versehen ist, das an einer geeigneten Stelle eine Drosselklappe 3 aufweist. Die Drosselklappe 3 ist mit einem Drosselklappenpositionssensor 4 verbunden (in der Figur mit "ΔTH" gezeigt), der ein Ausgangssignal erzeugt, das die Position (Öffnungsgrad) der Drosselklappe 3 anzeigt und diese zu einer elektronischer Steuereinheit 5 (im folgenden mit "ECU" bezeichnet) sendet.
  • Die ECU 5 umfaßt einen Mikrocomputer, der eine Eingangsschaltung 5a, eine Zentraleinheit 5b, einen Speicher 5c und eine Ausgangsschaltung 5d umfaßt. Die Eingangsschaltung 5a empfängt das Ausgangssignal vom Drosselklappenpositionssensor 4 und andere Ausgangssignale von einigen ähnlichen Sensoren, die später erläutert werden, formt die Ausgangssignale um und konvertiert die Spannungspegel der Ausgangssignale in vorgegebene Pegel und konvertiert bei Bedarf einen Digitalwert in einen Analogwert. Die Zentraleinheit (CPU) 5b führt verschiedene Berechnungen für die EGR-Raten-Schätzung, die Kraftstoffdosierungsregelung und bestimmte ähnliche Operationen, wie später erläutert wird, entsprechend den im Speicher 5c gespeicherten Programmen aus. Die CPU 5b ermittelt ferner Stellgrößen für entsprechende Vorrichtungen und gibt diese über die Ausgangsschaltung 5d aus.
  • Jeder Zylinder weist ein Kraftstoffeinspritzventil 6 zum Einspritzen von Kraftstoff in die (nicht gezeigte) Brennkammer auf, das in der Nähe einer Einlaßöffnung (nicht gezeigt) der Brennkammer angeordnet ist. Das Kraftstoffeinspritzventil 6 ist mit einer (nicht gezeigten) Kraftstoffpumpe verbunden, um mit Kraftstoff versorgt zu werden, und ist andererseits mit der ECU 5 elektrisch verbunden, um dessen Öffnungsperiode zu regeln, wodurch die Kraftstuffeinspritzmenge definiert wird. Das Einlaßrohr 2 ist mit einem Krümmerabsolutdrucksensor 7 (mit "PBA" bezeichnet) stromabseitig der Drosselklappe, der ein Ausgangssignal erzeugt, das den Krümmerabsolutdruck PBA anzeigt, und mit einem Einlaßlufttemperatursensor (mit "TA" bezeichnet) weiter stromabseitig des Krümmerabsolutdrucksensors 7 versehen, der einen Ausgangssignal erzeugt, das die Einlaßlufttemperatur TA anzeigt. Diese Ausgangssignale werden an die ECU 5 ausgegeben.
  • Außerdem ist die Hauptmaschineneinheit 1 mit einem Maschinenkühlmitteltemperatursensor 9 (mit "TW" bezeichnet) versehen, der ein Ausgangssignal, das die Kühlwassertemperatur TW anzeigt, erzeugt und zur ECU 5 sendet. Außerdem ist die Hauptmaschineneinheit 1 an ihrer Kurbelwelle oder Nockenwelle (die beide nicht gezeigt sind) mit einem Kurbelwellensensor 10 (mit "CRK" bezeichnet) versehen, der ein Ausgangssignal an jeweils vorgegebenen Kurbelwinkelpositionen erzeugt, einschließlich eines oberen Totpunkts des Kolbens (TDC), und mit einem Referenzzylinderpositionssensor 1 (mit "CYL" bezeichnet), der ein Ausgangssignal erzeugt, das eine vorgegebene Kurbelwinkelposition CYL eines ausgewählten Zylinders unter den vier Zylindern anzeigt. Die Ausgangssignale dieser Sensoren werden ebenfalls zur ECU gesendet, wobei das Ausgangssignal CRK von einem (nicht gezeigten) Zähler gezählt wird, um die Maschinendrehzahl NE zu erfassen.
  • Die Hauptmaschineneinheit 1 weist ein Abgasrohr 13 auf, wobei ein Katalysator 14 an einer geeigneten Stelle desselben vorgesehen ist, um HC- und CO-Emissionen und NOx-Emissionen oder alle drei dieser Abgasverunreinigungen zu verringern. Im Abgasrohr 13 ist ein Luft/Kraftstoff-Verhältnissensor 15 (mit "LAF" bezeichnet) stromaufseitig des Katalysators 14 installiert und erzeugt ein Ausgangssignal, das die Sauerstoffkonzentration im Abgas anzeigt. Das Ausgangssignal wird an die ECU 5 weitergeleitet und in eine (nicht gezeigte) Schaltung eingegeben, wo sie einer geeigneten Linearisierungsverarbeitung unterworfen wird, um ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu erhalten, das sich linear mit der Sauerstoffkonzentration des Abgases über einen weiten Bereich, der sich von der mageren Richtung zur fetten Richtung erstreckt, verändert.
  • Ferner ist ein Atmosphärendrucksensor 16 (mit "PA" bezeichnet) in der Nähe der Hauptmaschineneinheit 1 installiert und erzeugt ein Ausgangssignal, das den Atmosphärendruck PA an dem Ort anzeigt, an dem sich die Maschine befindet. Ein dritter Temperatursensor 17 (mit "TC" bezeichnet) ist am Boden des Einlaßrohrs 2 in der Nähe der Einlaßöffnung vorgesehen und erzeugt ein Ausgangssignal, das die Einlaßrohrbodentemperatur TC anzeigt. Diese Sensorausgangssignale werden zur ECU 5 gesendet.
  • Hier ist die Maschine mit einem EGR-System 25 ausgerüstet. Dieses wird als nächstes erläutert.
  • Das EGR-System 25 weist einen EGR-Durchlaß 18 auf, der sich vom Abgasrohr 13 zum Einlaßrohr 2 erstreckt und damit an einer Position 18a verbunden ist. Hierbei wird angenommen, daß der Abstand zwischen der Positin 18a und der Brennkammer relativ kurz ist, so daß es nicht erforderlich ist, die Transportverzögerung des zurückgeführten Abgases zu berücksichtigen.
  • Ein vakuumbetätigtes EGR-Regelventil 19 ist im Durchlaß 18 an einer geeigneten Stelle desselben vorgesehen. Das EGR-Regelventil 19 umfaßt im wesentlichen ein Ventilelement 19a zum Öffnen/Schließen des Durchlasses 18, eine Membran 19b, die mit dem Ventilelement 19a verbunden ist, und eine Feder 19c, die die Membran 19b und das Ventilelement 19a in Schließrichtung (in der Figur nach unten) drückt.
  • Die Membran 19 teilt das Innere des Ventils 19 in zwei Kammern 19d und 19e. Die Kammer 19d ist mit dem Einlaßrohr 2 über einen Kanal 20 verbunden und empfängt hiervon den Unterdruck. Der Kanal 20 weist ein Solenoidventil 22 des normal geschlossenen Typs auf, das den in die Kammer 19d zu leitenden Unterdruck regelt. Der Kanal 20 weist einen zweiten Kanal 23 auf, der stromabseitig des Solenoids 22 abzweigt und sich in die umgebende Atmosphäre öffnet, so daß Luft über eine am zweiten Kanal 23 vorgesehene Öffnung zum Kanal 20 und anschließend in die Kammer 19d geleitet wird. Die andere Kammer 19e im Ventil 19 ist zur Umgebungsatmosphäre hin offen. Wenn somit der vom Solenoidventil 22 geregelte Unterdruck an die Kammer 19d angelegt wird, wird das Ventilelement 19a in Öffnungsrichtung (in der Figur nach oben) angehoben und es wird Abgas mit einer dem Ventilhubmaß entsprechenden Menge in das Einlaßrohr 2 geleitet.
  • Hierbei ist zu beachten, daß die Öffnungsfläche des EGR-Regelventils 19 in bezug auf das Ventilhubmaß ermittelt wird, da das Hubmaß im EGR-Regelventil, das hier verwendet wird, proportional zu dessen Öffnungsfläche ist. Wenn dementsprechend ein anderes Ventil, wie z. B. ein lineares Solenoid verwendet wird, wird ein weiterer Parameter verwendet, um die Öffnurgsfläche zu ermitteln.
  • Das Solenoidventil 22 ist mit der ECU 5 elektrisch verbunden und empfängt einen Befehlswert, der dem Hubmaß (Öffnung) des EGR-Regelventils 19 entspricht. Ein Sensor 24 ist am EGR-Regelventil 19 installiert und erzeugt ein Ausgangssignal, das das Hubmaß des Ventilelements 19a anzeigt, d. h. das Ist-Ventilhubmaß, und dieses zur ECU 5 sendet.
  • Auf der Grundlage der erfaßten Parameter ermittelt die CPU 5b in der ECU 5 eine Kraftstoffeinspritzmenge in bezug auf die Öffnungsperiode des Einspritzventils 6 und den Zündzeitpunkt für das (nicht gezeigte) Zündsystem. Die CPU 5b schätzt ferner die Abgasrückführungsrate, und korrigiert auf der Grundlage der geschätzten EGR-Rate die Kraftstoffeinspritzmenge, die der Maschine zuzuführen ist, und ermittelt den Zündzeitpunkt, der der Maschine zuzuführen ist, in einer später erläuterten Weise.
  • 2 ist ein Flußdiagramm, das die Operation des EGR-Raten-Schätzsystems gemäß der Erfindung zeigt.
  • Bevor mit der Erläuterung des Flußdiagramms begonnen wird, wird jedoch kurz die EGR-Raten-Schätzung gemäß der Erfindung beschrieben.
  • Wenn das EGR-Regelventil 19 allein betrachtet wird, wird die Menge oder Strömungsrate des hindurchströmenden Abgases von seiner Öffnungsfläche (dem obenerwähnten Hubmaß) und dem Verhältnis zwischen dem stromaufseitigen Druck und dem stromabseitigen Druck am Ventil bestimmt. Mit anderen Worten, die Menge oder Strömungsrate der Maße des Abgases, das durch das Ventil strömt, wird von den Strömungsrateneigenschaften des Ventils, d. h. von der Ventilgestaltungsspezifikation bestimmt.
  • Wenn somit das EGR-Regelventil 19 in der Maschine betrachtet wird, wird es möglich, die Abgasrückführungsrate bis zu einem großen Grad durch Erfassen des Maßes des EGR-Regelventilhubes und des Verhältnisses zwischen dem Krümmerabsolutdruck PBA (Unterdruck) im Einlaßrohr 2 und dem atmosphärischen Druck PA, der durch den Kanal 23 ausgeübt wird, zu schätzen. (Obwohl in der Praxis die Abgasströmungsrateneigenschaften sich leicht mit dem Abgaskrümmerdruck und der Abgastemperatur ändern, kann die Änderung durch das Verhältnis zwischen den Gasströmungsraten absorbiert werden, wie später erläutert wird.) Die Erfindung beruht auf diesem Konzept und schätzt die EGR-Rate auf der Grundlage der Strömungsrateneigenschaften des Ventils.
  • Die EGR-Rate wird in zwei Arten von Raten klassifiziert, nämlich einer in einem stationären Zustand und der anderen in einem Übergangszustand. Hierbei ist der stationäre Zustand eine Bedingung, bei der die EGR-Operation stabil ist, während der Übergangszustand eine Bedingung ist, bei der die EGR-Operation gestartet oder beendet wird, so daß die EGR-Operation instabil ist.
  • Die Erfinder nehmen an, daß die EGR-Rate in einem stationären Zustand ein Wert ist, bei dem das Ist-Ventilhubmaß gleich dem Befehlswert für das Ventilhubmaß ist. Andererseits ist der Übergangszustand ein Zustand, in welchem das Ist-Ventilhubmaß nicht gleich dem Befehlswert ist, so daß die EGR-Rate von der EGR-Rate in einem stationären Zustand (im folgenden als "Stationärzustand-EGR-Rate" bezeichnet) um die Abgasströmungsrate abweicht, die der Diskrepanz zwischen dem Ist-Maß und dem Befehlswert entspricht, wie in 3 gezeigt ist. (In der Figur ist der stromaufseitige Druck durch den atmosphärischen Druck PA gezeigt, während der stromabseitige Druck durch den Krümmerabsolutdruck PBA gezeigt ist)
  • Dies wird wie folgt zusammengefaßt:
  • In einem stationären Zustand gilt
    Befehlswert = Ist-Ventilhubmaß, wobei
    dem Ist-Ventilhubmaß entsprechende Gasströmungsrate/dem Befehlswert entsprechende Gasströmungsrate = 1,0
  • Bei einem Übergang gilt
    Befehlswert ≠ Ist-Ventilhubmaß, wobei
    dem Ist-Ventilhubmaß entsprechende Gasströmungsrate/dem Befehlswert entsprechende Gasströmungsrate ≠ 1,0
  • Als Erlebnis kann gefolgert werden, daß:
    Netto-EGR-Rate = (Stationärzustand-EGR-Rate) × (Verhältnis zwischen den Gasströmungsraten)
  • Durch Ermitteln der Stationärzustand-EGR-Rate zu einem gewünschten Wert bezüglich der Maschinenbetriebsbedingungen, die wenigstens die Maschinendrehzahl und die Maschinenlast umfassen, wird es möglich, die Abgasrückführungsrate zu schätzen, indem die Stationärzustand-EGR-Rate mit dem Verhältnis zwischen den Gasströmungsraten multipliziert wird, die dem Ist-Ventilhubmaß und dem Befehlswert entsprechen.
  • Genauer wird angenommen, daß:
    Netto-EGR-Rate = (Stationärzustand-EGR-Rate) × {(Gasströmungsrate QACT, die durch das Ist-Ventilhubmaß und das Verhältnis zwischen stromaufseitigem Druck und stromabseitigem Druck des Ventils bestimmt wird)/(Gasströmungsrate QCMD, die durch den Befehlswert und das Verhältnis zwischen stromaufseitigem Druck und stromabseitigem Druck des Ventils bestimmt wird)}
  • In der Beschreibung wird die Stationärzustand-EGR-Rate berechnet, indem ein Korrekturkoeffizient in einem stationären Zustand ermittelt wird und dieser von 1,0 subtrahiert wird. Das heißt, bei Bezeichnung des Korrekturkoeffienten in einem stationären Zustand mit KEGRMAP kann die Stationärzustand-EGR-Rate wie folgt berechnet werden.
  • EGR-Rate im stationären Zustand = (1 – KEGRMAP)
  • Die Stationärzustand-EGR-Rate und der Korrekturkoeffizient im stationären Zustand werden manchmal als "Basis-EGR-Rate" und "Basiskorrekturkoeffizient" bezeichnet. Wie vorher erwähnt worden ist, wird zur Unterscheidung der EGR-Rate in einem stationären Zustand die EGR-Rate manchmal als "Netto-EGR-Rate" bezeichnet. Der Korrekturkoeffizient in einem stationären Zustand KEGRMAP wurde im voraus mittels Experimenten in bezug auf die Maschinendrehzahl NE und den Krümmerabsolutdruck PBA bestimmt und in Form von Kennfelddaten vorbereitet, wie in 4 gezeigt ist, so daß der Wert auf der Grundlage der Parameter wiedergewonnen werden kann.
  • Im folgenden wird erneut die EGR (Abgasrückführungsrate) erläutert.
  • Die EGR-Rate wird auf verschiedene Weise in Referenzen verwendet, z. B.:
    • 1) Masse des zurückgeführten Abgases/Masse der Einlaßluft und des Kraftstoffes;
    • 2) Volumen des zurückgeführten Abgases/Volumen der Einlaßluft und des Kraftstoffes;
    • 3) Masse des zurückgeführten Abgases/Masse der Einlaßluft und des zurückgeführten Abgases.
  • Die EGR-Rate wird in der Beschreibung hauptsächlich unter der Definition von 3) verwendet. Genauer wird die Stationärzustand-EGR-Rate erhalten durch (1 – Koeffizient KEGRMAP). Der Koeffizient KEGRMAP wird spezifisch ermitte t als ein Wert, der anzeigt:
    Kraftstoffeinspritzmenge unter EGR-Operation/Kraftstoffeinspritzmenge ohne EGR-Operation
  • Genauer wird die Abgasrückführungsrate ermittelt, indem die Basis-EGR-Rate (die Stationärzustand-EGR-Rate) mit dem Verhältnis zwischen den Gasströmungsraten multipliziert wird, wie unmittelbar vorher erwähnt worden ist. Da, wie aus der Beschreibung deutlich wird, die EGR-Rate als ein relativer Wert bezüglich der Basis-EGR-Rate ermittelt wird, wird das EGR-Raten-Schätzsystem gemäß der Erfindung auf eine beliebige EGR-Rate angewendet, die in 1) bis 3) definiert ist, wenn die Basis-EGR-Rate auf die gleiche Weise ermittelt wird.
  • Im folgenden wird die Operation des Systems mit Bezug auf das Flußdiagramm der 2 erläutert. Das Programm wird einmal pro vorgegebenem Intervall von z. B. 10 ms aktiviert.
  • Das Programm beginnt bei Schritt S10, in welchem die Maschinendrehzahl NE, der Krümmerabsolutdruck PBA, der atmosphärische Druck PA und das Ist-Ventilhubmaß (das Ausgangssignal des Sensors 24) LACT eingelesen werden, und rückt zum Schritt S12 vor, in welchem der Befehlswert für das Ventilhubmaß LCMD aus Kennfelddaten unter Verwendung der Maschinendrehzahl NE und des Krümmerabsolutdrucks PBA als Adreßdaten wiedergewonnen wird. Ähnlich dem obenerwähnten Korrekturkoeffizienten werden die Kennfelddaten für den Befehlswert LCMD mit Bezug auf die gleichen Parameter wie in 5 gezeigt vorgegeben. Das Programm geht anschließend zum Schritt S14 über, in welchem der Basis-EGR-Raten-Korrekturkoeffizient KEGRAMP aus den Kennfelddaten wenigstens unter Verwendung der Maschinendrehzahl NE und des Krümmerabsolutdrucks wiedergewonnen wird, wie in 4 gezeigt ist.
  • Das Programm rückt anschließend zum Schritt S16 vor, wo bestätigt wird, daß das Ist-Ventilhubmaß LACT ungleich 0 ist, d. h. es wird bestätigt, daß das EGR-Regelventil 19 geöffnet ist, und zum Schritt S18, in welchem der wiedergewonnene Befehlswert LCMD mit einer vorgegebenen Untergrenze LCMDLL (ein kleinster Wert) verglichen wird, um zu ermitteln, ob der wiedergewonnene Befehlswert kleiner als die Untergrenze ist. Wenn Schritt S18 feststellt, daß der wiedergewonnene Befehlswert nicht kleiner als die Untergrenze ist, rückt das Programm zum Schritt S20 vor, in welchem das Verhältnis PBA/PA zwischen dem Krümmerabsolutdruck PBA und dem atmosphärischen Druck PA berechnet wird und unter Verwendung des berechneten Verhältnisses und des wiedergewonnenen Befehlswertes LCMD die hierzu entsprechende Gasströmungsrate QCMD aus Kennfelddaten wiedergewonnen wird, die im voraus auf der Grundlage der in 3 gezeigten Eigenschaften erstellt worden sind. Die Gasströmungsrate ist diejenige, die in der Gleichung als "Gasströmungsrate QCMD, die durch den Befehlswert und das Verhältnis zwischen dem stromaufseitigen Druck und dem stromabseitigen Druck des Ventils bestimmt wird" bezeichnet ist.
  • Das Programm rückt anschließend zum Schritt S22 vor, in welchem die Gasströmungsrate QACT aus (nicht gezeigten) Kennfelddaten wiedergewonnen wird, die in ähnlicher Weise im voraus auf der Grundlage der in 3 gezeigten Eigenschaften erstellt worden sind. Dies entspricht dem Ausdruck in der Gleichung "Gasströmungsrate QACT, die durch das Ist-Ventilhubmaß und das Verhältnis zwischen stromaufseitigem und stromabseitigem Druck des Ventils bestimmt wird". Das Programm rückt anschließend zum Schritt S24 vor, in welchem der wiedergewonnene EGR-Raten-Korrekturkoeffizient KEGRMAP von 1,0 subtrahiert wird, wobei die hieraus resultierende Differenz als Stationärzustand-EGR-Rate (Basis-EGR-Rate) betrachtet wird.
  • Das Programm geht anschließend zum Schritt S26 über, in welchem die Netto-Abgasrückführungsrate berechnet wird, indem die Stationärzustand-EGR-Rate mit dem Verhältnis QACT/QCMD multipliziert wird, und zum Schritt S28, in welchem ein Kraftstoffeinspritzungskorrekturkoeffizient KEGRN berechnet wird.
  • 6 ist ein Flußdiagramm, daß die Unterroutine zum Berechnen des Koeffizienten KEGRN zeigt.
  • Im Schritt S100 im Flußdiagramm wird die Netto-EGR-Rate von 1,0 subtrahiert, wobei die hieraus resultierende Differenz als der Kraftstoffeinspritzungskorrekturkoeffizient KEGRN betrachtet wird. In der Kraftstoffdosierung oder Luft/Kraftstoff-Verhältnisregelung wird eine Basis-Kraftstoffeinspritzmenge Tim zuerst wenigstens auf der Grundlage der Maschinendrehzahl NE und der Maschinenlast, wie z. B. des Krümmerabsolutdrucks PBA, ermittelt, woraufhin der Koeffizient KEGRN mit der Basis-Kraftstoffeinspritzmenge Tim multipliziert wird, um eine endgültige Kraftstoffeinspritzmenge Tout zu ermitteln, die der Maschine zugeführt werden soll. Da jedoch das Korrekturverfahren selbst in der Technik bekannt ist, wird es hier nicht weiter erläutert.
  • Wenn, wie im Flußdiagramm der 2 gezeigt ist, im Schritt S16 festgestellt wird, daß das Ist-Ventilhubmaß LACT gleich 0 ist, wird das Programm unmittelbar beendet, da dies bedeutet, daß die EGR-Operation nicht ausgeführt wird. Wenn im Schritt S18 festgestellt wird, daß der Befehlswert für das Ventilhubmaß LCMD kleiner als die Untergrenze LCMDLL ist, rückt das Programm zum Schritt S30 vor, in welchem der Befehlswert LCMDn-1 vom letzten Regelzyklus n – 1 (die Periode bei der letzten Programmschleife) erneut im aktuellen Regelzyklus verwendet wird. (Der Kürze der Darstellung halber ist der Zusatz des Index "n" zu den Werten im aktuellen Steuerzyklus weggelassen.)
  • Dies liegt daran, daß dann, wenn der Befehlswert für das Ventilhubmaß LCMD gleich 0 gemacht wird, um die EGR-Operation zu beenden, das Ist-Ventilhubmaß LACT aufgrund der Verzögerung der Ventilantwort nicht sofort gleich 0 wird. Wenn somit der Befehlswert LCMD kleiner als die Untergrenze ist, wird der vorangehende Wert LCMDn-1 gehalten, bis Schritt S16 feststellt, daß das Ist-Ventilhubmaß LACT gleich 0 geworden ist.
  • Wenn außerdem der Befehlswert LCMD kleiner als die Untergrenze LCMDLL ist, kann der Befehlswert zeitweise gleich 0 sein. Wenn dies eintritt, wird die Gasströmungsrate QCMD, die im Schritt S20 wiedergewonnen worden ist, gleich 0, wobei als Ergebnis bei der Berechnung im Schritt S26 eine Division durch 0 auftreten würde, was die Berechnung unmöglich macht. Da jedoch der vorangehende Wert im Schritt S30 gehalten wird, kann die Berechnung im Schritt S26 erfolgreich ausgeführt werden.
  • Das Programm rückt anschließend zum Schritt S32 vor, in welchem der Basiskorrekturkoeffizient KEGRMAPn-1, der im letzten Regelzyklus wiedergewonnen worden ist, erneut im aktuellen Regelzyklus verwendet wird. Dies liegt daran, daß bei solchen Maschinenbetriebsbedingungen, bei denen der im Schritt S12 wiedergewonnene Befehlswert LCMD als kleiner beurteilt wird als die Untergrenze LCMDLL im Schritt S18, der im Schritt S14 wiedergewonnene EGR-Raten-Korrekturkoeffizient KEGRMAP auf der Grundlage der Eigenschaften der Kennfelddaten gleich 1,0 ist. Als Ergebnis besteht die Möglichkeit, daß die stationäre EGR-Rate im Schritt S24 zu 0 ermittelt wird. Das Halten des letzten Wertes im Schritt S32 zielt darauf, dies zu vermeiden.
  • Da die Schätzung der EGR-Rate, genauer der Netto-EGR-Rate, auf der Annahme beruht, daß die Abweichung zwischen der Übergangs-EGR-Rate und der stationären EGR-Rate durch das Verhältnis der Gasströmungsraten beschrieben werden kann, ist das System in dieser Ausführungsform, das weniger kompliziert ist als dasjenige, das in der früheren Veröffentlichung (5-118.239) offenbart ist, fähig, das Verhalten des Abgases korrekter zu beschreiben. Wenn ferner das System mit einem weiteren verglichen wird, das in dieser frühren Anmeldung (5-296.049) offenbart ist, ist das System in dieser Ausführungsform fähig, die Netto-EGR-Rate genauer zu schätzen, da das Verhalten des Abgases auf der Grundlage der Strömungsrateneigenschaften des EGR-Regelventils ausgedrückt wird.
  • Da außerdem diese Ausführungsform das Konzept des Verhältnisses zwischen Gasströmungsraten nutzt, kann es erfolgreich den Einfluß des Abgaskrümmerdrucks und der Abgastemperatur berücksichtigen. Dies trägt ebenfalls dazu bei, die Schätzgenauigkeit zu verbessern. Wenn ferner der Befehlswert für das Ventilhubmaß gleich 0 gemacht wird, um die EGR-Operation zu beenden, wird der letzte Befehlswert weiterverwendet, bis das Ist-Ventilhubmaß gleich 0 wird, wodurch es möglich wird, die Verzögerung der Ventilantwort auszugleichen und die EGR-Rate in geeigneter Weise zu schätzen. Gleichzeitig kann verhindert werden, daß die Berechnung aufgrund einer Division durch 0 und dergleichen fehlschlägt.
  • Da ferner bei der Kraftstoffdosierung oder der Luft/Kraftstoff Verhältnisregelung der Kraftstoffeinspritzungskorrekturkoeffizient KEGRN auf der Grundlage der Netto-EGR-Rate ermittelt wird, kann das Luft/Kraftstoff-Verhältnis mit einer hohen Genauigkeit auf einen Sollwert geregelt werden, wobei das Auftreten einer mageren oder einer fetten Spitze verhindert werden kann.
  • Es ist zu beachten, daß, obwohl die Untergrenze LCMDLL auf einen kleinsten Wert gesetzt ist, es alternativ möglich ist, diese auf 0 zu setzen.
  • Es ist ferner zu beachten, daß, obwohl die Werte LCMDn-1 und KEGRMAPn-1 des letzten Steuerzyklus gehalten werden, es alternativ möglich ist, Werte zu verwenden, die zwei oder mehr Regelzyklen früher erhalten wurden.
  • 7 ist ein Flußdiagramm, das eine zweite Ausführungsform der Erfindung zeigt.
  • Die zureite Ausführungsform verwendet die Transportverzögerungskompensation des zurückgeführten Abgases, die von der früheren Veröffentlichung (5-118.239) gelehrt wird. Während die Transportverzögerung des zurückgeführten Abgases in der ersten Ausführungsform nicht berücksichtigt wird, kompensiert die zweite Ausführungsform die Transportverzögerung. Für diesen spezifischen Zweck wird der Kraftstoffeinspritzungskorrekturkoeffizient KEGRN in einer Weise berechnet, die verschieden ist von derjenigen in der ersten Ausführungsform.
  • Die zweite Ausführungsform wird mit Bezug auf 7 erläutert, wobei das Programm im Schritt S200 beginnt, in welchem die Netto-EGR-Rate (in S26 in 2 erhalten) mit der Basis-Kraftstoffeinspritzmenge Tim multipliziert wird, die anhand der Maschinendrehzahl und des Krümmerabsolutdrucks ermittelt worden ist, um eine benötigte Abgasmenge gt(n) (n: aktueller Regelzyklus) zu erhalten. Die benötigte Menge gt(n) des Abgases bezeichnet die Abgasmenge, von der angenommen wird, daß sie offenbar oder virtuell durch das EGR-Regelventil 19 strömt.
  • Das Programm rückt anschließend zu Schritt S202 vor, in welchem die Gesamtmenge des zurückgeführten Abgases gin(n), von der angenommen wird, daß sie während des Regelzyklus oder der Periode n wirklich in die Brennkammer eintritt, entsprechend der gezeigten Gleichung berechnet wird. Im folgenden werden die anderen in der Gleichung verwendeten Ausdrücke erläutert.
  • EA: Direktverhältnis (das Verhältnis eines Bruchteils, bezüglich des durch das EGR-Regelventil während des Regelzyklus n strömenden Abgases, des Abgases, das während des Regelzyklus n in die Brennkammer eintritt); EB: Abführungsverhältnis (das Verhältnis eines Bruchteils, bezüglich des Abgases gc(n – m), das durch das Ventil bei einer Periode m Zyklen vorher (m ≥ 1) geströmt ist, jedoch in dem Raum vor der Brennkammer verharrte, des Abgases, das während des Regelzyklus n in die Brennkammer eintritt).
  • Das heißt, durch Multiplizieren von gt(n) mit EA, um die durch das EGR-Regelventil 19 strömende und während des Regelzyklus n in die Brennkammer eintretende Abgasmenge zu ermitteln, und durch Multiplizieren von gc(n – m) mit EB, um die verbleibende und während des Regelzyklus n in die Brennkammer eintretende Abgasmenge zu ermitteln, und ferner durch Addieren der Produkte kann eine Schätzung der Gesamtmenge gin(n) des Abgases, das während des Regelzyklus n in die Brennkammer eintritt, erhalten werden.
  • Das Programm rückt anschließend zu Schritt S204 vor, in welchem die Menge gin(n) durch die Basis-Kraftstoffeinspritzmenge Tim(n) des gleichen Zyklus dividiert wird, wobei durch Subtrahieren des Quotienten von 1,0 der Kraftstoffeinspritzungskorrekturkoeffizient KEGRN berechnet wird, und zu Schritt S206, in welchem die Abgasmenge gc(n) für die Berechnung im nächsten Regelzyklus aktualisiert wird, so daß im nächsten Regelzyklus (n + 1) die Menge gc(n) umgeschrieben wird als gc(n – 1) im Schritt S202 und die Menge gin(n) berechnet wird. Da die Transportverzögerungskompensation in der obenerwähnten frühren Veröffentlichung (5-118.239) genauer beschrieben worden ist, wird hier keine weitere Erläuterung gegeben.
  • In der zweiten Ausführungsform wird es mit der so beschriebenen Anordnung möglich, die Kraftstoffeinspritzmenge in geeigneter Weise zu korrigieren, selbst wenn eine Transportverzögerung des zurückgeführten Abgases auftritt.
  • Es ist zu beachten, daß die Transportverzögerung statt dessen einfach als eine Verzögerung erster Ordnung angenommen werden kann.
  • Ferner ist zu beachten, daß irgendein Parameter bezüglich der Transportverzögerung durch die Netto-EGR-Rate korrigiert werden kann.
  • 8 ist ein Abschnitt des Flußdiagramms der 2, zeigt jedoch eine dritte Ausführungsform der Erfindung.
  • Wenn in der dritten Ausführungsform im Schritt S16 bestätigt wird, daß das Ist-Ventilhubmaß LACT ungleich 0 ist, rückt das Programm zum Schritt S160 vor, in welchem die Gasströmungsrate QCMD wiedergewonnen wird, und zum Schritt S162, in welchem die Gasströmungsrate QCMD mit einer Untergrenze QCMDLL (einem kleinsten Wert) verglichen wird. Wenn im Schritt S162 festgestellt wird, daß der Befehlswert kleiner als die Untergrenze ist, rückt das Programm zum Schritt S300 vor, in welchem der letzte Befehlswert QCMDn-1 gehalten wird. Der Rest der dritten Ausführungsform sowie die Vorteile derselben sind die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform.
  • 9 ist ein Flußdiagramm ähnlich der 2, zeigt jedoch eine vierte Ausfünrungsform der Erfindung.
  • Wie vorher erwähnt worden ist, hinkt der Ist-Ventilhub dem Befehl für den Ventilhub nach, weshalb eine zusätzliche Verzögerung für das durch das Ventil strömende Abgas bis zum Eintritt in die Brennkammer existiert.
  • Unter weiterer Beobachtung des Verhaltens des Abgases haben die Erfinder festgestellt, daß es einfacher ist, das Verhalten des Abgases zu beschreiben, wenn angenommen wird, daß das durch das Ventil strömende Abgas für eine Weile in dem Raum (Kammer) vor der Brennkammer verharrt und nach einer Pause, d. h. der Verzögerungszeit, zu einem bestimmten Zeitpunkt in die Brennkammer eintritt. In der vierten Ausführungsform wird daher die Netto-EGR-Rate fortlaufend geschätzt und jedes Mal dann im Speicher 5c gespeichert, wenn das Programm aktiviert wird. Unter den gespeicherten Netto-EGR-Raten wird eine ausgewählt, die entsprechend der Verzögerungszeit zu einem früheren Regelzyklus geschätzt worden ist, und wird als die wahre Netto-EGR-Rate betrachtet.
  • Die vierte Ausführungsform wird im folgenden mit Bezug auf das Flußdiagramm der 9 erläutert. Das Programm der 4 wird bei jeder TDC-Position aktiviert.
  • Das Flußdiagramm der 9 ist nahezu das gleiche wie dasjenige in 2 in der ersten Ausführungsform. Das Programm beginnt bei Schritt S400 und rückt zu Schritt S418 in einer Weise ähnlich dem Flußdiagramm der 2 vor, wobei der Kraftstoffeinspritzungskorrekturkoeffizient KEGRN berechnet wird.
  • 10 ist ein Flußdiagramm, das die Unterroutine für die Koeffizientenberechnung zeigt.
  • In der Figur beginnt das Programm bei Schritt S500, in welchem der Kraftstoffeinspritzungskorrekturkoeffizient KEGRN in der gleichen Weise wie in der ersten Ausführungsform berechnet wird. Das Programm rückt anschließend zum Schritt S502 vor, in welchem der berechnete Koeffizient KEGRN in einem im obenerwähnten Speicher 5c vorbereiteten Ringpuffer gespeichert wird. 11 zeigt die Konfiguration des Ringpuffers. Wie gezeigt ist, weist der Ringpuffer n Adressen auf, die mit 1 bis n numeriert und identifiziert sind.
  • Jedes Mal, wenn die Programme der Flußdiagramme der 9 und 10 bei den jeweiligen TDC-Positionen aktiviert werden und der Kraftstoffeinspritzkorrekturkoeffizient KEGRN berechnet wird, wird der berechnete Koeffizient KEGRN ausgehend von oben fortlaufend im Ringpuffer gespeichert.
  • Im Flußdiagramm der 10 rückt das Programm anschließend zum Schritt S504 vor, in welchem die Verzögerungszeit τ aus Kennfelddaten unter Verwendung der Maschinendrehzahl NE und der Maschinenlast, wie z. B. des Krümmerabsolutdrucks PBA, als Adreßdaten wiedergewonnen wird. 12 zeigt die Eigenschaften der Kennfelddaten. Das heißt, die Verzögerungszeit τ zeigt eine Totzeit an, während der das durch das Ventil strömende Gas in dem Raum vor der Brennkammer verharrt. Da die Totzeit sich mit den Maschinenbetriebsbedingungen, die die Maschinendrehzahl und die Maschinenlast umfassen, verändert, wird die Verzögerungszeit so gesetzt, daß sie sich mit den Parametern ändert. Hier wird die Verzögerungszeit τ als Ringpuffernummer gesetzt.
  • Das Programm geht anschließend zu Schritt S506 über, in welchem einer der gespeicherten Kraftstoffeinspritzungskorrekturkeoffizienten KEGRN entsprechend der wiedergewonnenen Verzögerungszeit t (Ringpuffernummer) ausgelesen wird und im aktuellen Regelzyklus als Korrekturkoeffizient KEGRN bestimmt wird. Um dies mit Bezug auf 13 zu erläutern, wird dann, wenn der aktuelle Regelzyklus (oder die Periode) gleich A ist, der 12 Zyklen früher berechnete Koeffizient z. B. als der im aktuellen Regelzyklus zu verwendende Koeffizient ausgewählt. Die Kraftstoffeinspritzungskorrektur wird ausgeführt, indem die Basis-Kraftstoffeinspritzmenge Tim mit dem so ausgewählten Koeffizienten KEGRN multipliziert wird, wie vorher erläutert worden ist.
  • Wenn wie in 9 gezeigt der Schritt S406 feststellt, daß das Ist-Ventilhubmaß LACT gleich 0 ist, rückt das Programm zu Schritt S420 vor, in welchem das Verhältnis gleich 0 gemacht wird, und zum Schritt S414 usw., in welchen die Netto-EGR-Rate zu 0 berechnet wird und der Kraftstoffeinspritzungskorrekturkoeffizient KEGRN mit 1,0 berechnet wird. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform muß dann, wenn der Wert LACT mit 0 festgestellt wird, so daß keine EGR-Operation ausgeführt wird, da der Korrekturko effizient KEGRN zu diesem Zeitpunkt ein Kandidat bei der Auswahl in späteren Regelzyklen ist, dieser berechnet werden. Der Rest des Flußdiagramms ist der gleiche wie in der ersten Ausführungsform.
  • Da in der vierten Ausführungsform die Netto-EGR-Rate fortlaufend auf der Grundlage der Maschinendrehzahl und des Krümmerabsolutdrucks geschätzt wird, wird auf der Grundlage hiervon der Koeffizient fortlaufend berechnet und bei jedem Regelzyklus gespeichert. Die Verzögerungszeit, während der das Abgas durch das Ventil strömt, jedoch vor der Brennkammer verharrt, wird anhand derselben Parameter und einem der gespeicherten Koeffizienten, der zu einem entsprechend der Verzögerungszeit früheren Regelzyklus berechnet worden ist und als der Koeffizient des aktuellen Regelzyklus ausgewählt wird, ermittelt. Dieses System verringert komplizierte Berechnungen und reduziert die Berechnungsunsicherheiten deutlich, macht seine Konfiguration einfacher und kann die Netto-EGR-Rate genau schätzen, und ermöglicht, die Kreftstoffeinspritzmenge mit hoher Genauigkeit zu korrigieren.
  • 14 ist ein Flußdiagramm ähnlich der 10, zeigt jedoch eine fünfte Ausführungsform der Erfindung.
  • In der fünften Ausführungsform beginnt das Programm bei Schritt S600, in welchem die Netto-EGR-Rate in einem Ringpuffer gespeichert wird, ähnlich demjenigen, der in der vierten Ausführungsform verwendet wird, und rückt zum Schritt S602 vor, in welchem die Verzögerungszeit τ in der gleichen Weise wie in der vierten Ausführungsform wiedergewonnen wird, und zum Schritt S604, in welchem eine der gespeicherten Netto-EGR-Raten, die zu einem entsprechend der Verzögerungszeit früheren Regelzyklus geschätzt worden ist, gelesen wird. Die ausgewählte Rate wird im folgenden als "wahre Netto-EGR-Rate" wie oben erwähnt bezeichnet, wobei auf der Grundlage der wahren Netto-EGR-Rate der Koeffizient KEGRN berechnet wird. Das Programm rückt anschließend zum Schritt S606 vor, in welchem die Kraftstoffeinspritzmenge anhand des Koeffizienten KEGRN korrigiert wird.
  • Mit dieser Anordnung weist die fünfte Ausführungsform die gleichen Vorteile auf wie die vierte Ausführungsform.
  • 15 ist ein Flußdiagramm ähnlich der 10, zeigt jedoch eine sechste Ausführungsform der Erfindung.
  • Die sechste Ausführungsform ist eine Modifikation der vierten Ausführungsform, wobei das Programm bei Schritt S700 beginnt und über den Schritt S702 zum Schritt S704 vorrückt, in welchem einer der gespeicherten Korrekturkoeffizienten unter Verwendung einer vorgegebenen Verzögerungszeit τ ausgewählt wird. Die Verzögerungszeit τ ist eine feste Ringpufferadresse, wie z. B. 12, das bedeutet z. B. eine Verzögerungszeit von 12 PDCs früher.
  • Mit Ausnahme der Tatsache, das die Verzögerungszeit ein fester Wert ist, sind der Rest der Konfiguration und die Vorteile die gleichen wie bei der vierten Ausführungsform. Die Verzögerungszeit kann durch Experimente ermittelt und festgelegt werden, indem der Abstand zwischen dem EGR-Regelventil und der Brennkammer und einige ähnliche Parameter verändert werden. Die Verzögerungszeit variiert somit mit verschiedenen Maschinen.
  • Es ist zu beachten, daß es in der sechsten Ausführungsform alternativ möglich ist, anstelle des Koeffizienten die Netto-EGR-Rate zu speichern.
  • 16 ist ein Flußdiagramm, das eine siebte Ausführungsform der Endung zeigt.
  • Das Flußdiagramm in der Figur zeigt die Ermittlung eines Basis-Zündzeitpunkts θMAP.
  • Das Programm beginnt bei Schritt S800, in welchem ein Basis-Zündzeitpunkt θMAPO ohne EGR-Operation ermittelt wird, indem Kennfelddaten ohne EGR-Operation mit der aktuellen Maschinendrehzahl NE und dem Krümmerabsolutdruck PBA wiedergewonnen werden. Das Programm rückt anschließend zu Schritt S802 vor, in welchem ein weiterer Basis-Zündzeitpunkt θMAPT unter EGR-Operation ermittelt wird, indem andere Kennfelddaten unter EGR-Operation wiedergewonnen werden.
  • Das Programm geht anschließend zu Schritt S804 über, in welchem der Basis-Zündzeitpunkt θMAP unter Verwendung der dargestellten Gleichung berechnet wird. Da in der Gleichung der Kraftstoffeinspritzungskorrekturkoeffizient KEGRN gleich 1,0 wird, wenn die EGR nicht ausgeführt wird, wird der Basis-Zündzeitpunkt θMAP gleich dem Basis-Zündzeitpunkt θMAPO ohne EGR-Operation. 17 zeigt die Beziehung zwischen den Kennfelddateneigenschaften und den in der Gleichung verwendeten Ausdrücken.
  • In einem Zustand, in dem der Kraftstoffeinspritzungskorrekturkoeffizient KEGRN und der stationäre Kraftstoffeinspritzungskorrekturkoeffizient KEGRMAP den gleichen Wert annehmen, wird andererseits der Basis-Zündzeitpunkt θMAP unter EGR-Operation der Basis-Zündzeitpunkt θMAP. Wenn die Werte KEGRN und KEGRMAP nicht gleich sind, wird der Basis-Zündzeitpunkt θMAP gleich einem Wert längs der durchgezogenen Linie, die erhalten wird durch Interpolieren des ersten Basis-Zündzeitpunkts θMAPO ohne EGR-Operation und des zweiten Basis-Zündzeitpunkts θMAPT unter EGR-Operation. (Selbst wenn der Ist-Basis-Zündzeitpunkt irgendein Wert längs der gestrichelten Linie ist, ist die Differenz zwischen der durchgezogenen Linie und der gestrichelten Linie gering, was kaum Probleme hervorruft.)
  • Da in der siebten Ausführungsform der Kraftstoffeinspritzungskorrekturkoeffizient KEGRN, der in bezug auf die Verzögerungszeit ermittelt worden ist, verwendet wird, um den Basis-Zündzeitpunkt zu ermitteln, wird es möglich, den Zundzeitpunkt genau auf einen Sollwert zu regeln, wenn die EGR-Operation ausgeführt wird.
  • Es ist zu beachten, daß der Basis-Zündzeitpunkt, der so in der siebten Ausführungsform ermittelt wird, ferner einer Motorkühlmitteltemperatur-Korrektur oder einer Einlaßlufttemperatur-Korrektur unterworfen wird und der korrigierte Zündzeitpunkt anschließend an das Zündsystem ausgegeben wird.
  • Ferner ist zu beachten, daß, obwohl der Basis-Zündzeitpunkt unter Verwendung des Koeffizienten KEGRN und dergleichen ermittelt wird, es alternativ möglich ist, einen Basis-Zündzeitpunkt zu ermitteln und anschließend diesen mit dem Koeffizienten KEGRN und dergleichen zu korrigieren.
  • Ferner ist zu beachten, daß der Kraftstoffeinspritzungskorrekturkoeffizient KEGRN, der in der siebten Ausführungsform verwendet wird, irgendein Koeffizient ist, der in den vorangehenden vierten bis sechsten Ausführungsformen unter Verwendung des Konzepts der Verzögerungszeit ermittelt worden ist. Wenn derjenige verwendet wird, der in der fünften Ausführungsform ermittelt worden ist, ist es alternativ möglich, statt dessen (1 – KEGRN), die Netto-EGR-Rate, zu speichern.
  • Ferner ist zu beachten, daß der Kraftstoffeinspritzungskorrekturkoeffizient in einem stationären Zustand KEGRMAP vorzugsweise in einem Ringpuffer zum gleichen Zeitpunkt gespeichert werden sollte, zu dem in den vorangehenden vierten bis sechsten Ausführungsformen der Kraftstoffeinspritzungskoeffizient KEGRN oder die Netto-EGR-Rate im Ringpuffer gespeichert wird. Vorzugsweise wird ein Wert (1 – KEGRN)/(1 – KEGRMAP) im voraus berechnet und in einem Ringpuffer gespeichert, in derselben Weise wie der Koeffizient KEGRN. Wenn ferner der Wert (1 – KEGRN)/(1 – KEGRMAP) 1,0 überschreitet, muß der Wert auf 1,0 beschränkt werden, so daß der Basis-Zündzeitpunkt θMAP nicht den Basis-Zündzeitpunkt θMAPT unter EGR-Operation in Richtung der Frühzündung überschreitet.
  • In den vierten bis sechsten Ausführungsformen ist zu beachten, daß, obwohl der Kraftstoffeinspritzungskorrekturkoeffizient oder die Netto-EGR-Rate gespeichert und anhand der Verzögerungszeit ausgewählt werden, es alternativ möglich ist, die Parameter einschließlich der Maschinendrehzahl, die zur Berechnung der Netto-EGR-Rate oder des Kraftstoffeinspritzungskorrekturkeffizienten erforderlich sind, zu speichern, die Parameter unter Verwendung der Verzögerungszeit als Adreßdatum wiederzugewinnen, und die Netto-EGR-Rate oder den Kraftstoffeinspritzungskorrekturkoeffizienten unter Verwendung der wiedergewonnenen Parameter zu berechnen.
  • In den vorangehenden ersten bis siebten Ausführungsformen ist zu beachten, daß, obwohl in den vorangehenden Ausführungsformen der atmosphärische Druck verwendet wird, es alternativ möglich ist, den Abgaskrümmerdruck zu verwenden.
  • Ferner ist zu beachten, daß, obwohl die Werte LCMD, KEGRMAP, QCMD, QACT als im voraus gespeicherte Kennfelddaten vorbereitet worden sind, es alternativ möglich ist, dieselben durch entsprechende Berechnungen zu erhalten.
  • Ferner ist zu beachten, daß, obwohl in den vorangehenden Ausführungsformen des vakuumbetätigte EGR-Regelventil verwendet wird, es alternativ möglich ist, ein motorbetätigtes EGR-Regelventil zu verwenden.
  • Ferner ist zu beachten, daß, obwohl der Krümmerabsolutdruck als der die Maschinenlast anzeigende Parameter verwendet wird, es alternativ möglich ist, andere Parameter zu verwenden, wie z. B. die Einlaßluftmenge, die Drosselklappenposition und dergleichen.

Claims (13)

  1. System zum Schätzen einer Abgasrückführungsrate für eine Verbrennungskraftmaschine, wobei die Maschine einen Durchlaß (18), der ein Abgasrohr (13) mit einem Einlaßrohr (2) verbindet, um einen Teil des Abgases im Abgasrohr (13) durch das Einlaßrohr (2) zu einer Brennkammer zurückzuführen, und ein Ventil (19) aufweist, das am Durchlaß (18) vorgesehen ist, um eine Menge oder eine Strömungsrate des zurückzuführenden Abgases in Reaktion auf einen Befehlswert (LCMD) für das Ventilhubmaß des Ventils (19) regelt, umfassend: ein Maschinenbetriebsbedingungs-Erfassungsmittel (10, 7, 5) zum Erfassen der Betriebsbedingungen der Maschine, die wenigstens die Maschinendrehzahl (NE) und die Maschinenlast (PBA) umfassen; und ein Ventilhubmaß-Erfassungsmittel (24) zum Erfassen eines Ventilhubmaßes (LACT) des Ventils (19); dadurch gekennzeichnet, daß das System enthält: ein Basis-Abgasrückführungsrate-Ermittlungsmittel (S14, S24, S404, S414) zum Ermitteln einer Basis-Abgasrückführungsrate (1 – KEGRMAP) im stationären Zustand auf der Grundlage wenigstens der erfaßten Maschinendrehzahl (NE) und der Maschinenlast (PBA); ein erstes Strömungsratenschätzmittel zum Schätzen (S22, S412) einer ersten Strömungsrate (QACT) des Abgases, das durch das Ventil (19) durchgelassen wird, auf der Grundlage wenigstens des erfaßten Ventilhubmaßes (LACT) und/oder eines Verhältnisses zwischen einem stromaufseitigen Druck (PA) und einem stromabseitigen Druck (PBA), die auf das Ventil (19) einwirken; ein zweites Strömungsratenschätzmittel (S20, S410) zum Schätzen einer zweiten Strömungsrate (QCMD) des zurückzuführenden Abgases, das durch des Ventil (19) durchgelassen wird, auf der Grundlage wenigstens des Befehlswertes für das Ventilhubmaß (LCMD) und/oder des Verhältnisses zwischen dem stromaufseitigen Druck (PA) und dem stromabseitigen Druck (PBA), die auf das Ventil (19) einwirken; und ein Netto-Abgasrückführungsrate-Schätzmittel (S26, S416) zum Schätzen einer Netto-Abgasrückführungsrate auf der Grundlage wenigstens eines Produkts, das erhalten wird durch Multiplizieren der Basis-Abgasrückführungsrate (1 – KEGRMAP) mit einem Verhältnis (QACT/QCMD) der ersten Strömungsrate (QACT) und der zweiten Strömungsrate (QCMD).
  2. System nach Anspruch 1, das ferner enthält: ein Kraftstoffeinspritzungskorrekturkoeffizient-Ermittlungsmittel zum Ermitteln eines Kraftstoffeinspritzungskorrekturkoeffizienten (KEGRN) auf der Grundlage der geschätzten Netto-Abgasrückführungsrate; und ein Kraftstoffeinspritzmengen-Korrekturmittel zum Korrigieren einer Kraftstaffeinspritzmenge auf der Grundlage des Kraftstoffeinspritzungskorrekturkoeffizienten.
  3. System nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das erste und das zweite Strömungsratenschätzmittel jeweils die erste und die zweite Strömungsrate (QACT, QCMD) auf der Grundlage eines Verhältnisses (PBA/PA) zwischen dem Druck (PBA) im Einlaßrohr (2) und dem atmosphärischen Druck (PA) und des Ventilhubmaßes (LACT, LCMD) schätzt.
  4. System nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 3, das ferner enthält: ein Vergleichsmittel zum Vergleichen wenigstens des Befehlswertes für das Ventilhubmaß (LCMD) und/oder der zweiten Strömungsrate (QCMD) mit einem Grenzwert (LCMDLL, QCMDLL); und ein Haltemittel zum Halten wenigstens des Befehlswertes für das Ventilhubmaß (LCMD) und/oder der zweiten Strömungsrate (QCMD) auf einem vorgegebenen Wert (LCMDn-1, QCMDn-1) wenn festgestellt wird, daß wenigstens der Befehlswert für das Ventilhubmaß (LCMD) und/oder die zweite Strömungsrate (QCMD) kleiner sind als der Grenzwert (LCMDLL, QCMDLL).
  5. System nach Anspruch 4, bei dem der vorgegebene Wert ein Wert (LCMDn-1, QCMDn-1) ist, der wenigstens eine Periode früher ermittelt worden st.
  6. System nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche 2 bis 5, das ferner enthält: ein Direktverhältnis-Ermittlungsmittel zum Ermitteln eines Direktverhältnisses (EA), das ein Verhältnis einer Abgasmenge, die während einer Periode (n) in die Brennkammer eintritt, zu einer Gesamtmenge von Abgasen (gt(n)), die während der Periode (n) durch das Ventil durchgelassen werden, angibt; ein Abführungsverhältnis-Ermittlungsmittel zum Ermitteln eines Abführungsverhältnisses (EB), das das Verhältnis des Abgases, das während der Periode (n) in die Brennkammer eintritt, zu den Abgasen (gc(n – m)), die eine Zeitperiode (n) früher durch das Ventil durchgelassen worden sind und in einem Raum vor der Brennkammer verbleiben, angibt; ein Abgasmengen-Ermittlungsmittel zum Ermitteln einer Gesamtmenge von Abgasen (gin), die während der Periode (n) in die Brennkammer eintreten, auf der Grundlage des Direktverhältnisses (EA) und des Abführungsverhältnisses (EB); wobei das Kraftstoffeinspritzungskorrekturkoeffizient-Ermittlungsmittel den Kraftstoffeinspritzungskorrekturkoeffizienten (KEGRN) auf der Grundlage der geschätzten Netto-Abgasrückführungsrate und der Gesamtmenge an Abgasen (gin) ermittelt.
  7. System nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 6, das ferner enthält: ein Verzögerungszeit-Ermittlungsmittel zum Ermitteln einer Verzögerungszeit (τ), bis das Abgas, das durch das Ventil durchgelassen worden ist, in die Brennkammer der Maschine eintritt; wobei das Netto-Abgasrückführungsmittel die Nettorate des in jedem nachfolgenden vorgegebenen Zyklus zurückgeführten Abgases schätzt und unter den Nettoraten eine Rate auswählt, die in einem Zyklus geschätzt worden ist, der der Verzögerungszeit (τ) entspricht.
  8. System nach Anspruch 7, das ferner enthält: ein Speichermittel zum aufeinanderfolgenden Speichern der Nettoraten; wobei das Nettoabgasrückführungsmittel unter den gespeicherten Nettoraten eine Rate auswählt, die in einem Zyklus geschätzt worden ist, der der Verzögerungszeit (τ) entspricht.
  9. System nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche 2 bis 6, das ferner enthält: ein Verzögerungszeit-Ermittlungsmittel zum Ermitteln einer Verzögerungszeit (τ), bis das Abgas, das durch das Ventil durchgelassen wird, in die Brennkammer der Maschine eintritt; wobei das Kraftstoffeinspritzungskorrekturkoeffizient-Ermittlungsmittel den Kraftstoffeinspritzungskorrekturkoeffizienten (KEGRN) bei jedem nachfolgenden vorgegebenen Zyklus ermittelt und unter den Kraftstoffeinspritzungskorrekturkoeffizienten einen Koeffizienten auswählt, der in einem Zyklus ermittelt worden ist, der der Verzögerungszeit (τ) entspricht.
  10. System nach Anspruch 9, das ferner enthält: ein Speichermittel zum aufeinanderfolgenden Speichern der Kraftstoffeinspritzungskorrekturkoeffizienten (KEGRN); wobei das Kraftstoffeinspritzungskorrekturkoeffizient-Ermittlungsmittel unter den gespeicherten Koeffizienten einen Koeffizienten auswählt, der in einem Zyklus geschätzt worden ist, der der Verzögerungszeit (τ) entspricht.
  11. System nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche 7 bis 10, bei dem die Verzögerungszeit (τ) auf der Grundlage der Betriebsbedingungen der Maschine ermittelt wird.
  12. System nach irgendeinem der Ansprüche 7 bis 10, bei dem die Verzögerungszeit (τ) ein fester Wert ist.
  13. System nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 12, das ferner enthält: ein Zündzeitpunktsteuermittel zum Ermitteln eines Zündzeitpunkts der Maschine auf der Grundlage der geschätzten Netto-Abgasrückführungsrate.
DE69530721T 1994-04-14 1995-04-13 System zur Schätzung der Abgasrückführungsrate für einen Verbrennungsmotor Expired - Fee Related DE69530721T2 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10055794A JP3307770B2 (ja) 1994-04-14 1994-04-14 内燃機関の排気還流率推定装置
JP10055794 1994-04-14
JP29401494 1994-11-02
JP29401494A JP3268143B2 (ja) 1994-11-02 1994-11-02 内燃機関の排気還流率推定装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69530721D1 DE69530721D1 (de) 2003-06-18
DE69530721T2 true DE69530721T2 (de) 2004-03-18

Family

ID=26441564

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69530721T Expired - Fee Related DE69530721T2 (de) 1994-04-14 1995-04-13 System zur Schätzung der Abgasrückführungsrate für einen Verbrennungsmotor

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5505174A (de)
EP (1) EP0677651B1 (de)
DE (1) DE69530721T2 (de)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5758308A (en) * 1994-12-30 1998-05-26 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel metering control system for internal combustion engine
JP3603398B2 (ja) * 1995-08-01 2004-12-22 日産自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP3191691B2 (ja) * 1996-08-13 2001-07-23 トヨタ自動車株式会社 ガス燃料内燃機関の制御装置
JP3551675B2 (ja) * 1997-01-21 2004-08-11 日産自動車株式会社 内燃機関のegr制御装置
US6041756A (en) * 1998-10-08 2000-03-28 Chrysler Corporation Active adaptive EGR and spark advance control system
US6098602A (en) * 1999-01-15 2000-08-08 Ford Global Technologies, Inc. Exhaust gas recirculation system
US6076353A (en) * 1999-01-26 2000-06-20 Ford Global Technologies, Inc. Coordinated control method for turbocharged diesel engines having exhaust gas recirculation
US6128902A (en) * 1999-01-26 2000-10-10 Ford Global Technologies, Inc. Control method and apparatus for turbocharged diesel engines 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
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
US6095127A (en) * 1999-01-26 2000-08-01 Ford Global Technologies, Inc. Fuel limiting method in diesel engines having exhaust gas recirculation
US6837226B2 (en) 2001-01-31 2005-01-04 Cummins, Inc. System for diagnosing EGR valve, actuator and sensor related failure conditions
US6598388B2 (en) 2001-02-01 2003-07-29 Cummins, Inc. Engine exhaust gas recirculation particle trap
US6651492B2 (en) * 2001-11-01 2003-11-25 Ford Global Technologies, Llc Method and system for controlling partial pressure of air in an intake manifold of an engine
US6697729B2 (en) * 2002-04-08 2004-02-24 Cummins, Inc. System for estimating NOx content of exhaust gas produced by an internal combustion engine
JP3900081B2 (ja) * 2002-12-17 2007-04-04 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の筒内流入排気ガス量算出装置、および、吸気通路内流入排気ガス量算出装置
JP3888301B2 (ja) * 2002-12-17 2007-02-28 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気ガス再循環ガス量算出装置
DE112009005130B4 (de) * 2009-08-07 2018-10-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Brennkraftmaschine mit funkenzündung
JP5337065B2 (ja) * 2010-01-22 2013-11-06 本田技研工業株式会社 Egr率推測検知装置
FR2965584B1 (fr) * 2010-10-05 2013-06-28 Renault Sas Procede de determination d'un taux de gaz d'echappement recircules a l'entree d'un cylindre d'un moteur a combustion interne et moteur mettant en oeuvre un tel procede
JP5907339B2 (ja) * 2011-05-27 2016-04-26 株式会社デンソー 内燃機関の筒内流入egrガス流量推定装置
JP5783976B2 (ja) * 2012-08-30 2015-09-24 本田技研工業株式会社 内燃機関の制御装置
US9790876B2 (en) * 2013-03-14 2017-10-17 Cummins Ip, Inc. Advanced exhaust gas recirculation fueling control
EP2977592B1 (de) * 2013-03-21 2017-10-25 Nissan Motor Co., Ltd Zündsteuerungssystem für einen verbrennungsmotor und zündsteuerungsverfahren
JP5642233B1 (ja) * 2013-07-12 2014-12-17 三菱電機株式会社 内燃機関の制御装置
JP6000309B2 (ja) 2014-09-10 2016-09-28 三菱電機株式会社 内燃機関のegr流量推定装置、及び内燃機関の制御装置
JP6707038B2 (ja) * 2017-01-23 2020-06-10 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の制御装置
JP6320587B1 (ja) * 2017-03-08 2018-05-09 三菱電機株式会社 内燃機関の制御装置及び制御方法
DE102017205829A1 (de) * 2017-04-05 2018-10-11 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen einer Gassystemgröße in einem Verbrennungsmotor

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4060065A (en) * 1973-10-23 1977-11-29 Nissan Motor Company, Limited Exhaust gas recirculation system having means to estimate actual recirculation rate based on intake and exhaust gas temperatures
JPS57193751A (en) * 1981-05-25 1982-11-29 Mikuni Kogyo Co Ltd Egr valve and its control method
JPS59192838A (ja) * 1983-04-14 1984-11-01 Nippon Denso Co Ltd 空燃比制御方法
JPS60169641A (ja) * 1984-02-10 1985-09-03 Toyota Motor Corp 空燃比制御装置
US4640257A (en) * 1984-05-01 1987-02-03 Nippondenso Co., Ltd. Engine control with exhaust gas recirculation
US4548185A (en) * 1984-09-10 1985-10-22 General Motors Corporation Engine control method and apparatus
JPS6368729A (ja) * 1986-09-10 1988-03-28 Mazda Motor Corp エンジンの燃料噴射装置
US5273019A (en) * 1990-11-26 1993-12-28 General Motors Corporation Apparatus with dynamic prediction of EGR in the intake manifold
JPH04311643A (ja) * 1991-04-10 1992-11-04 Hitachi Ltd エンジンの気筒流入空気量算出方法
CA2077068C (en) * 1991-10-03 1997-03-25 Ken Ogawa Control system for internal combustion engines
JPH05118239A (ja) * 1991-10-24 1993-05-14 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の制御装置
US5261370A (en) * 1992-01-09 1993-11-16 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Control system for internal combustion engines
JP2869916B2 (ja) * 1993-11-01 1999-03-10 本田技研工業株式会社 内燃機関の燃料制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP0677651A3 (de) 1998-01-07
DE69530721D1 (de) 2003-06-18
EP0677651B1 (de) 2003-05-14
US5505174A (en) 1996-04-09
EP0677651A2 (de) 1995-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69530721T2 (de) System zur Schätzung der Abgasrückführungsrate für einen Verbrennungsmotor
DE3636810C2 (de)
DE102005002540B4 (de) Leckdetektionsvorrichtung für ein Abgasrückführungssystem eines Motors
DE69913091T2 (de) Vorrichtung zur Steuerung der Ansaugluftmenge eines Verbrennungsmotors mit variabler Ventilsteuerungseinrichtung
DE3015832A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum steuern und/oder regeln der luftmengenzufuhr bei verbrennungskraftmaschinen
DE10227177B4 (de) Verbrennungsmotorsteueranlage mit Umgebungserlernung mit einer Zwangsumgebungszustandsteuereinrichtung
DE3940385C2 (de)
DE102017009583B3 (de) Verfahren zur modellbasierten Steuerung und Regelung einer Brennkraftmaschine
DE3423013A1 (de) Verfahren zum steuern des betriebszustandes einer brennkraftmaschine
DE69838199T2 (de) Brennstoffeinspritzsteuerungssystem für Innenverbrennungsmotoren
DE10330112B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Steuern/Regeln eines Kraftstoff/Luftverhältnisses für eine Brennkraftmaschine
DE69918914T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung des Luft-Kraftstoffverhältnisses in einer Brennkraftmaschine
DE19914211B4 (de) Gerät zum Erfassen der Konzentration von in einen Magermixmotor eingespültem Kraftstoffdampf
DE102014218471A1 (de) Wastegate-ventilstellungskorrektur
DE69837189T2 (de) Drehmomentregler für eine Brennkraftmaschine
DE4433314A1 (de) Steuerungsverfahren und Vorrichtung für aus Behältern entweichende Stoffe bei Verbrennungskraftmaschinen
DE102005035239B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE60304067T2 (de) Kraftstoffeinspritzsystem
DE102009002575B4 (de) Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor
DE3821357A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur lambdaregelung mit mehreren sonden
DE4442043C2 (de) Behältersteuervorrichtung für Kraftstoffdampf und Steuerverfahren für eine Verbrennungskraftmaschine
DE3721910A1 (de) Verfahren und einrichtung zur erfassung des ansaugvolumens fuer eine brennkraftmaschine oder dergleichen
DE19753873A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE4214880C2 (de) Regelvorrichtung einer Abgasrückführung
DE10332608B3 (de) Verfahren zum Regeln einer Brennkraftmaschine sowie eine Vorrichtung zum Regeln einer Brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee