DE69831194T2 - Steuervorrichtung für die Drosselklappe einer Brennkraftmaschine - Google Patents

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für die Drosselklappe einer Brennkraftmaschine mit einer EGR (Abgasrückführung) Steuerung und betrifft insbesondere eine Vorrichtung zur Durchführung einer zusammenwirkenden Steuerung einer Drosselklappe und eines EGR Ventils.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Gemäß einer früheren Technik führt eine Vorrichtung zur Steuerung der Drosselklappe in dem Fall eine übermäßige oder unzureichende EGR Steuerung durch, in dem eine Differenz zwischen einem Soll-EGR-Hub und einem tatsächlichen EGR Ventilhub infolge der Ansprechverzögerung eines EGR Ventils in einem Übergangszustand vorliegt. Die Steuervorrichtung für die Drosselklappe bewirkt die Erzeugung von Rauch und eine Zunahme von NOx (Stickstoffoxide). Die Vorrichtung zur Steuerung der Drosselklappe gemäß der früheren Technik führt eine übermäßige oder unzureichende EGR Steuerung ebenfalls in dem Fall durch, in dem eine Differenz zwischen einem Sollöffnungsgrad und einem tatsächlichen Öffnungsgrad der Drosselklappe vorliegt. Während die übermäßige EGR Steuerung die Erzeugung von Rauch bewirkt, bewirkt eine unzureichende EGR Steuerung eine Zunahme von NOx (Stickoxiden).
  • Eine Brennkraftmaschine mit einem Einlassdrucksensor gemäß einer früheren Technik bestimmt weiter eine maximale Kraftstoffeinspritzmenge unter Beachtung eines Innendrucks eines Ansaugrohrs. Da jedoch ein genauer Wert des Innendrucks des Ansaugrohrs während einer Ansprechzeitdauer eines Drucksensors nicht erhalten werden kann, kann die maximale Kraftstoffeinspritzmenge nicht geeignet bestimmt werden. In diesem Fall tritt eine Differenz zwischen einem tatsächlichen Öffnungsgrad und einem Sollöffnungsgrad der Drosselklappe auf. Beispielsweise wird es, wenn die Drosselklappe zum Schließen neigt und die Ansaugluftmenge abnimmt, unmöglich, eine Kraftstoffeinspritzmenge geeignet auf der Grundlage eines Innendrucks der Ansaugleitung einzustellen. Hierdurch wird Rauch erzeugt.
  • Weiter beschreibt die japanische Offenlegungsschrift Nr. HEI 5-44507 einen üblichen Ansaugbypasskanal, der mit einem Bypassventil zum Herumführen um einen Ansaugkanal mit einer Drosselklappe versehen ist. Diese übliche Technik macht es möglich, eine Verknappung der Ansaugluft durch Öffnen des Bypassansaugkanals bei einer plötzlichen Beschleunigung zu überwinden.
  • Der Ansaugbypasskanal gemäß der in der oben erwähnten Patentschrift beschriebenen Technik muss mit einem Bypassansaugkanal und einem Bypassventil versehen sein, um eine ausreichende Ansaugluftmenge bei einer plötzlichen Beschleunigung sicherzustellen.
  • Weiter ist aus der JP-082 101 95 eine Drosselklappenvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 bekannt.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung wurde zur Lösung der oben beschriebenen Probleme gemacht. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuervorrichtung für die Drosselklappe einer Brennkraftmaschine mit EGR Steuerung zu schaffen, die in der Lage ist, eine zusammenwirkende Steuerung einer Drosselklappe und eines EGR Ventils einer Brennkraftmaschine mit Drosselklappensteuerung zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Kombination der Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Die abhängigen Ansprüche beschreiben weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
  • D.h., es ist möglich, eine zusammenwirkende Steuerung durch Zuordnen der Drosselklappensteuerung und der EGR Ventilsteuerung durchzuführen. Es ist somit möglich, die erzeugte Rauchmenge, einen Verbrennungszustand und die Fahrbarkeit zu verbessern.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Kraftstoffeinspritzmenge im Volllastzustand auf der Grundlage einer Differenz zwischen einem tatsächlichen Öffnungsgrad und einem Sollöffnungsgrad der Drosselklappe bestimmt. Es ist somit möglich, die Kraftstoffeinspritzmenge entsprechend einem Öffnungsgrad der Drosselklappe zu steuern.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Es zeigen:
  • 1 eine Gesamtansicht eines Dieselmotors mit einer Schrittmotorsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ein Blockdiagramm zur Darstellung des Inneren einer ECU 39 und verschiedener ihr eingegebenen und von ihr ausgegebenen Signale;
  • 3 ein Fließbild eines Programms für eine Steuervorrichtung für die Drosselklappe eines Dieselmotors und ein zweidimensionales Diagramm;
  • 4 ein Fließbild eines Programms für die Steuervorrichtung für die Drosselklappe eines Dieselmotors;
  • 5 ein Fließbild eines Programms für die EGR Steuerung und Diagramme zur Darstellung der Beziehung zwischen verschiedenen in den Schritten des Programms verwendeten Parameter; und
  • 6 ein Fließbild eines in der Steuervorrichtung für die Drosselklappe einer Brennkraftmaschine mit EGR Steuerung verwendeten Programms gemäß der Erfindung.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • In der folgenden Beschreibung entsprechen die Merker „EIN" und „AUS" binären Ziffern „1" (richtig) bzw. „0" (falsch). Wenn ein Schalter auf „EIN" gestellt ist, wird er in Verbindung gebracht, wohingegen, wenn der Schalter auf „AUS" gestellt ist, die Verbindung unterbrochen wird.
  • 1 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung eines Dieselmotors mit einer Schrittmotorsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Obwohl die folgende Beschreibung sich auf einen beispielhaften Fall bezieht, bei dem die Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung bei einer Drosselklappe für den Dieselmotor verwendet wird, ist die vorliegenden Erfindung nicht auf einen derartigen Fall begrenzt.
  • Ein Dieselmotor (im Folgenden als „Motor" bezeichnet) 11 weist Zylinder auf, die jeweils eine Brennkammer 12 umfassen. Während eines Ansaughubs des Motors 11 öffnet ein Einlassventil 14 eine Einlassöffnung 13 und führt so die Außenluft von einem Einlasskanal 16 (Ansaugluft) in die Verbrennungskammer 12. Eine Kraftstoffeinspritzpumpe 18 führt Kraftstoff einer Kraftstoffeinspritzdüse 17 über eine Kraftstoffleitung 19 zu. Die Kraftstoffeinspritzdüse 17 spritzt Kraftstoff in die Verbrennungskammer 12. Während eines Auslasshubs des Motors 11 öffnet ein Auslassventil 23 eine Auslassöffnung 22 und gibt Abgas über einen Abgaskanal 24 aus.
  • Ein Schrittmotor 26 treibt eine Drosselklappe 25 auf der Grundlage von Steuersignalen von einer elektronischen Steuereinheit 39 (im Folgenden als „ECU" bezeichnet) an, so dass ein bestimmter Öffnungsgrad der Drosselklappe 25 erhalten wird. Ein Vollöffnungsschalter 58 wird auf „EIN" geschaltet, wenn die Drosselklappe 25 ihre voll geöffnete Stellung annimmt, und wird auf „AUS" geschaltet, wenn die Drosselklappe 25 andere Positionen einnimmt.
  • Eine EGR (Abgasrückführung) Einrichtung 40 führt teilweise Abgas von der Verbrennungskammer 12 in dem Abgaskanal 24 zum Ansaugkanal 16 und zur Verbrennungskammer 12 zurück. Die EGR Einrichtung 40 ist mit einem EGR Kanal 41 versehen, um teilweise Abgas vom Abgaskanal 24 zum Ansaugkanal 16 zurückzuführen, und weist ein EGR Ventil 42 zur Einstellung der durch den EGR Kanal 41 strömenden Abgasmenge (EGR Menge) auf.
  • Das EGR Ventil 42 ist ein Diaphragmaventil, das auf der Grundlage eines negativen Drucks und eines atmosphärischen Drucks zum Öffnen und Schließen des EGR Kanals 41 arbeitet. Die EGR Einrichtung 40 ist mit einem elektrischen Vakuumregelventil 48 versehen (im Folgenden als „EVRV" bezeichnet), um einen einer Druckkammer 46 zugeführten negativen Druck und atmosphärischen Druck einzustellen. Das EVRV 48 ist mit einer negativen Drucköffnung 51 und einer atmosphärischen Drucköffnung 53 verbunden, um einen der Druckkammer 46 zugeführten negativen Druck einzustellen. Die Negativdrucköffnung 51 ist mit einer Pumpe 32 verbunden und die atmosphärische Öffnung 53 nimmt atmosphärische Luft auf. Die ECU 39 steuert einen gegenwärtig durch das EVRV 48 fließenden Strom. Durch geeignete Steuerung des EVRV 48 gemäß den Betriebszuständen des Motors 11 stellt die ECU 39 einen Öffnungsgrad des EGR Ventils 42 ein uns stellt somit entsprechend eine EGR Menge ein.
  • Eine Kurbelwelle 21 des Motors 11 bewirkt, dass sich eine Antriebswelle 29 der Kraftstoffeinspritzpumpe 18 dreht. Ein Drehzahlsensor 56 an der Kraftstoffeinspritzpumpe 18 erfasst eine Drehzahl der Antriebswelle 29 und erfasst somit eine Drehzahl der Kurbelwelle 21, d.h. eine Motordrehzahl NE.
  • Ein Kühlmitteltemperatursensor 47 an dem Motor 11 erfasst eine Temperatur THW eines Kühlmittels zum Kühlen des Motors 11 und gibt ein elektrisches Signal entsprechend der Kühlmitteltemperatur THW zu der ECU 39 aus. Ein Ansaugdrucksensor 59 in dem Ansaugkanal 16 erfasst den Ansaugdruck PN in dem Ansaugkanal 16 und gibt ein elektrisches Signal entsprechend dem Ansaugdruck PN zu der ECU 39 aus. Ein Fahrpedalsensor 41 in der Nähe eines Fahrpedals 60 gibt ein elektronisches Signal zur Anzeige einer Fahrpedalneigung ACCP entsprechend einem Neigungsbetrag des Fahrpedals 60 zu der ECU 39 aus.
  • 2 ist ein Blockdiagramm zur Darstellung des Inneren der ECU 39 und verschiedener in sie eingegebener und von ihr ausgegebener Signale. Die ECU 39 umfasst typisch eine zentrale Rechnereinheit (CPU) 63, einen Nur-Lesespeicher (ROM) 64, einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 65, einen Sicherungs-RAM 66, einen Eingang 67, einen Ausgang 68, einen inneren Bus 69, Dämpfer 70, einen Multiplexer 71, einen A/D-Wandler 72, einen Wellenformschaltkreis 73 und Treiberschaltkreise 74. Die von den Sensoren 57, 58, 59 und 61 dem A/D-Wandler 72 durch die Dämpfer 70 und den Multiplexer 71 zugeführten Signale werden darin in digitale Signale umgewandelt und dem Eingang 67 zugeführt. Der Wellen formschaltkreis 73 bearbeitet das von dem Sensor 56 ausgegebene elektrische Signal in einem Wellenformvorgang und das elektrische Signal wird darauf dem Eingang 67 eingegeben. Die elektrischen Signale zum Antrieb des Schrittmotors 26 und des EVRV 48 werden den Treiberschaltkreisen 74 durch den Ausgang 68 zugeführt. Die so den Treiberschaltkreisen 74 zugeführten elektrischen Signale werden einer erforderlichen Verstärkung unterworfen und zu dem Schrittmotor 26 und dem EVRV 48 ausgegeben. Der Eingang 67 und der Ausgang 68 sind mit der CPU 63, dem ROM 64, dem RAM 65 und dem Sicherungs-RAM 66 über den inneren Bus 69 verbunden. Beispielsweise ist ein in dem ROM 64 gespeichertes Steuerprogramm ausgelegt, um Parameter zu verarbeiten, die durch die elektrischen, zur ECU 39 eingegebenen Signale wiedergegeben werden, und auf diese Weise wird die Drosselklappensteuerung und die EGR Steuerung des Dieselmotors durchgeführt.
  • Beispiele der Steuervorrichtung für die Drosselklappe und die EGR Steuerung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die 3 bis 5 beschrieben.
  • 3a zeigt ein Fließbild eines Programms für eine Drosselklappensteuerung eines Dieselmotors und 3b ist ein zweidimensionales in Schritt 310 verwendetes Diagramm. Das in 3 dargestellte Programm wird beispielsweise alle 8 ms ausgeführt.
  • In Schritt 310 wird eine Sollanzahl der Schritte LSTRG, die einen Sollöffnungsgrad der Drosselklappe anzeigt, aus einer Motordrehzahl NE und einer endlichen Kraftstoffeinspritzmenge QFIN unter Verwendung des zweidimensionalen Diagramms gemäß 3b berechnet, das aus eine Abszissenachse zur Darstellung der Motordrehzahl NE und einer Ordinatenachse zur Darstellung einer endlichen Kraftstoffeinspritzmenge QFIN besteht. Das zweidimensionale Diagramm wird so eingestellt, dass die Sollanzahl der Schritte LSTRG entsprechend einem Punkt (NE, QFIN) in zweidimensionalen Ebenenbereichen, z.B. von 0 bis 230, liegt. Obwohl nur Kurven entsprechend 0, 100 und 200 Schritten in dem zweidimensionalen Diagramm gemäß 3b dargestellt sind, nimmt die Sollanzahl der Schritte LSTRG tatsächlich eine natürliche Anzahl ein, die sich fortlaufend ändert. Die Einheit [mm3/st] in dem Diagramm zeigt eine Kraftstoffeinspritzmenge pro Hub eines Kolbens.
  • Der Schrittmotor 26 wird entsprechend einem von der ECU 39 durchgeführten Programm so gesteuert, dass die tatsächliche Anzahl der Schritte LSACT mit der Sollanzahl der Schritte LSTRG zusammenfällt. Beispielsweise ist die Sollanzahl der Schritte LSTRG eine natürliche Anzahl, die Null wird, wenn die Drosselklappe 25 vollständig geöffnet ist, und die zunimmt, wenn die Drosselklappe 25 geschlossen wird.
  • 4 ist ein Fließbild einer Drosselklappensteuerung eines Dieselmotors. Das in 4 gezeigte Programm wird in bestimmten Unterbrechungsintervallen durchgeführt. In Schritt 410 wird die tatsächliche Anzahl der von der ECU 39 erkannten Schritte berechnet. Wenn die Sollanzahl der Schritte LSTRG größer als die tatsächliche Anzahl der Schritte LSACT ist, wird die tatsächliche Anzahl der Schritte LSACT durch einen durch Hinzuaddieren von 1 zu der gegenwärtigen tatsächlichen Anzahl der Schritte LSACT erhaltenen Wert ersetzt. Wenn die Sollanzahl der Schritte LSTRG kleiner als die tatsächliche Anzahl der Schritte LSACT ist, wird die tatsächliche Anzahl der Schritte LSACT durch einen durch Subtrahieren von 1 von der gegenwärtigen tatsächlichen Anzahl der Schritte LSACT erhaltenen Wert ersetzt.
  • In Schritt 420 wird eine Unterbrechungszeit zur Durchführung des in 4 gezeigten Programms berechnet, beispielsweise wie folgt. Wenn eine Spannungsquelle nicht niedriger als 10 V ist, wird eine Zeit TS durch einen Wert ersetzt, den man durch Hinzuaddieren von 5 ms zu der Zeit TS erhält. Wenn die Spannungsquelle niedriger als 10 V ist, wird die Zeit TS durch einen Wert ersetzt, den man durch Hinzuaddieren von 10 ms zu der Zeit TS erhält. Somit wird, wenn die Spannungsquelle niedriger wird, das Unterbrechungsintervall länger.
  • 5a ist ein Fließbild eines Programms für die EGR Steuerung. In den 5b bis 5f sind Diagramme zur Darstellung der Beziehungen zwischen verschiedenen in den in 5a dargestellten Schritten verwendeten Parameter gezeigt. Das Programm gemäß 5a wird beispielsweise alle 8 ms durchgeführt.
  • In Schritt 510 wird ein Basis-Soll-EGR-Ventilhub ELBSE, der ein Kriterium eines Hubbetrages des EGR Ventils darstellt, von einer Motordrehzahl NE und einer endlichen Kraftstoffeinspritzmenge QFIN unter Verwendung eines in 5b dargestellten zweidimensionalen Diagramms berechnet, das aus einer Abszissenachse, die die Motordrehzahl NE darstellt, und einer Ordinatenachse, die die endliche Kraftstoffeinspritzmenge QFIN darstellt, besteht. Das zweidimensionale Diagramm wird so eingestellt, dass der Basis-Soll-EGR-Ventilhub ELBSE einem Punkt (NE, QFIN) in einer zweidimensionalen Ebene aufeinanderfolgenden Bereichen, z.B. von 0 mm bis 6 mm, entspricht. Die Motordrehzahl NE erhält man von einem von dem Drehzahlsensor 56 ausgegebenen elektrischen Signal. Die endliche Kraftstoffeinspritzmenge QFIN wird beispielsweise aus der folgenden Formel erhalten:
    QFIN = min {f(Motordrehzahl, Fahrpedalneigung), g(Motordrehzahl, Ansaugdruck, Einlasslufttemperatur)}, wo „min" eine Funktion darstellt, die den kleineren Wert in den Klammern einnimmt, und „f" und „g" Funktionen darstellen, die z.B. in dem ROM der ECU gespeichert sind.
  • In Schritt 520 wird ein Kühlmitteltemperaturkorrekturfaktor METHW von einer Kühlmitteltemperatur THW unter Verwendung einer eindimensionalen Tabelle gemäß 5c, die aus einer Abszissenachse, die die Kühlmitteltemperatur THW darstellt, und einer Ordinatenachse, die den Kühlmitteltemperaturkorrekturfaktor METHW darstellt, berechnet. Die eindimensionale Tabelle wird so eingestellt, dass der Kühlmitteltemperaturkorrekturfaktor METHW einer bestimmten Kühlmitteltemperatur THW beispielsweise einen Wert einnimmt, der in dem Bereich von 0 bis 1 liegt. Die Kühlmitteltemperatur THW wird von einem von dem Kühlmitteltemperatursensor 57 ausgegebenen elektrischen Signal erhalten.
  • In Schritt 530 wird ein Ansaugdruckkorrekturfaktor MEPIM von einem Ansaugdruck PA unter Verwendung einer eindimensionalen Tabelle gemäß 5d, die aus einer Abszisse, die den Ansaugdruck PA, und einer Ordinate, die den Ansaugdruckkorrekturfaktor MEPIM darstellt, berechnet. Das Diagramm wird so eingestellt, dass der Ansaugdruckkorrekturfaktor MEPIM bei einem bestimmten Ansaugdruck PA beispielsweise einen Wert in einem Bereich von 0 bis 1 einnimmt. Der Ansaugdruck PA wird von einem von dem Ansaugdrucksensor 59 ausgegebenen Signal erhalten.
  • In Schritt 540 wird ein End-Soll-EGR-Ventilhub ELTRG auf der Grundlage des Soll-EGR-Ventilhubs ELBSE, dem Kühlmitteltemperaturkorrekturfaktor METHW und dem Ansaugdruckkorrekturfaktor MEPIM unter Verwendung der folgenden Formel berechnet: ELTRG = ELBSE × METHW × MEPIM.
  • In Schritt 550 wird ein tatsächlicher EGR Ventilhub ELACT entsprechend einem tatsächlichen Hubbetrag des EGR Ventils unter Verwendung eines Sensors zur Erfassung eines tatsächlichen Hubbetrags des EGR Ventils (EGR Ventilhubsensor) erfasst.
  • In Schritt 560 wird ein Grund-EGR-Steuerbetrag IEBSE aus dem letzten Soll-EGR-Ventilhub ELTRG unter Verwendung des in 5e gezeigten Diagramms berechnet, das aus einer Abszisse zur Darstellung des End-Soll-EGR-Ventilhubs ELTRG und einer Ordinate zur Darstellung des Grund-EGR-Steuerbetrags IEBSE besteht. Das Diagramm wird so eingestellt, dass der Grund-EGR-Steuerbetrag IEBSE bei einem bestimmten End-Soll-EGR-Ventilhub ELTRG beispielsweise einen Wert in einem Bereich von 300 mA bis etwa 500 mA liegt.
  • In Schritt 570 wird ein Rückführ-EGR-Steuerbetrag IEFB von (dem End-Soll-EGR-Ventilhub ELTRG – dem tatsächlichen EGR-Ventilhub ELACT) unter Verwendung eines in 5f gezeigten Diagramms berechnet, das aus einer Abszisse zur Darstellung (des End-Soll-EGR-Ventilhubs ELTRG – des tatsächlichen EGR Ventilhubs ELACT) und einer Ordinate zur Darstellung des Rückführ-EGR-Steuerbetrags IEFB besteht. Das Diagramm wird so eingestellt, dass der Rückführ-EGR-Steuerbetrag IEFB bei einem bestimmten Wert (dem End-Soll-EGR-Ventilhub ELTRG – dem tatsächlichen EGR Ventilhub ELACT) beispielsweise einen Wert liegt, der in dem Bereich von etwa – 100 mA bis etwa 100 mA liegt.
  • In Schritt 580 wird ein endlicher EGR Steuerbetrag IEFIN von dem Basis-EGR-Steuerbetrag IEBSE und dem Rückführ-EGR-Steuerbetrag IEFB unter Verwendung folgender Formel berechnet: IEFIN = IEBSE + ΣIEFB.
  • Die ECU 39 führt die Steuerung so durch, dass ein Strom entsprechend dem endlichen EGR Steuerbetrag IEFIN durch das EVRV 48 fließt.
  • 6 ist ein Fließbild eines Programms, das in der Steuervorrichtung für die Drosselklappe einer Brennkraftmaschine mit EGR Steuerung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Das in 6 dargestellte Programm wird beispielsweise alle 8 ms durchgeführt. D.h., der Steuervorgang gemäß dem Programm beginnt mit dem Symbol „START" in 6 und endet mit dem Symbol „ZURÜCK" in 6. Wenn der Steuervorgang bis zu dem Symbol „ZURÜCK" fortgeschritten ist, wird das Programm nicht durchgeführt, bis der Steuervorgang wieder zu dem Symbol „START" fortgeschritten ist.
  • Das Fließbild in 6 wird roh in drei Teile unterteilt, nämlich die Schritte 601 bis 604, die Schritte 610 bis 614 und die Schritte 621 bis 625. In den Schritten 601 bis 604 wird der Öffnungsgrad der Drosselklappe berichtigt, wenn der Hubbetrag des EGR Ventils von einem Sollwert abweicht. In den Schritten 610 bis 614 wird der Hubbetrag des EGR Ventils berichtigt, wenn der Öffnungsgrad der Drosselklappe von einem Soll wert abweicht, wie dies in der JP-08210195 beschrieben ist. In den Schritten 621 bis 625 wird die endliche Kraftstoffeinspritzmenge QFIN korrigiert, wenn der Öffnungsgrad der Drosselklappe von einem Sollwert abweicht.
  • In Schritt 601 wird eine EGR Ventilhubdifferenz ELD von dem tatsächlichen EGR Ventilhub ELACT und dem endlichen Soll-EGR-Ventilhub ELTRG unter Verwendung der folgenden Formel berechnet: ELD = ELACT – ELTRG.
  • In diesem Fall ist Millimeter eine Einheit der Variablen ELACT, ELTRG und ELD.
  • In Schritt 602 wird bestimmt, ob der absolute Wert der EGR Ventilhubdifferenz ELD kleiner als 0,5 ist. Trifft dies in Schritt 602 zu (JA), geht das Programm zu Schritt 610. Trifft dies in Schritt 602 nicht zu (NEIN), geht das Programm zu Schritt 603.
  • In Schritt 603 wird ein Drosselklappenöffnungsgradkorrekturwert LSD von der EGR Ventilhubdifferenz ELD berechnet. Die Berechnung wird auf der Grundlage einer Nachschlagtabelle gemäß Tabelle 1 durchgeführt.
  • Tabelle 1
    Figure 00140001
  • Die Anzahl der Schritte des Schrittmotors zum Antrieb der Drosselklappe ist eine Einheit des Drosselklappenöffnungsgradkorrekturbetrags LSD. Wie in Tabelle 1 gezeigt, ist der Drosselklappenöffnungsgradkorrekturwert LSD negativ, wenn die EGR Ventilhubdifferenz ELD positiv ist (d.h., wenn der tatsächliche EGR Ventilhub größer als der endliche Soll-EGR-Ventilhub ELTRG ist). wenn die EGR Ventilhubdifferenz ELD negativ ist (d.h., wenn der tatsächliche EGR Ventilhub ELACT kleiner als der endliche Soll-EGR-Ventilhub ELTRG ist), ist der Drosselklappenöffnungsgradkorrekturbetrag LSD dagegen positiv. In jedem Fall wird, je größer die EGR Ventilhubdifferenz ELD wird, der Absolutwert des Drosselklappenöffnungsgradkorrekturbetrags LSD größer.
  • In Schritt 604 wird die Sollanzahl der Schritte LSTRG durch Hinzuaddieren des Drosselklappenöffnungsgradkorrekturbetrags LSD berichtigt. Durch Verwenden der Sollanzahl der Schritte LSTRG, berichtigt durch die EGR Ventilhubdifferenz ELD während der Drosselklappensteuerung, ist es möglich, eine zusammenwirkende Steuerung der Drosselklappensteuerung und des EGR Ventils zu erhalten. Wenn beispielsweise die EGR Ventilhubdifferenz ELD positiv ist (d.h., wenn der tatsächliche EGR Ventilhub ELACT größer als der endliche Soll-EGR-Ventilhub ELTRG ist), wird der EGR Betrieb übermäßig durchgeführt. Somit wird der EGR Betrieb durch Öffnen der Drosselklappe begrenzt. D.h., der Öffnungsgrad der Drosselklappe wird durch Hinzufügen des Drosselklappenöffnungsgradkorrekturbetrags LSD mit einem negativen Wert zu der Sollanzahl der Schritte LSTRG erhöht, um so die Sollanzahl der Schritte LSTRG zu vermindern. Diese Steuerung gemäß der Erfindung macht es möglich, die Erzeugung von Rauch zu verhindern und den Verbrennungszustand als auch die Fahrbarkeit zu verbessern.
  • In Schritt 610 wird bestimmt, ob der EGR Betrieb durchgeführt wird oder nicht. Wenn das Ergebnis in Schritt 610 JA ist, geht das Programm zu Schritt 611. Wenn das Ergebnis in Schritt 610 NEIN ist, geht das Programm zu Schritt 621. D.h., es wird bestimmt, dass der EGR Betrieb nicht durchgeführt wird, wenn der tatsächliche EGR Ventilhub ELACT gleich Null ist, d.h., wenn das EGR Ventil vollständig geschlossen ist.
  • Die Schritte 611 bis 614 entsprechen den entsprechenden Schritten 601 bis 604. Während in den Schritten 601 bis 604 die Variable LSD von der Variablen ELD berechnet wird, wir die Variable ELD von der Variablen LSD in den Schritten 611 bis 614 berechnet. D.h., während der Öffnungsgrad der Drosselklappe 25 in den Schritten 601 bis 604 berichtigt wird, wenn der Hubbetrag des EGR Ventils 42 von einem bestimmten Wert abweicht, wird der Hubbetrag des EGR Ventils 42 in den Schritten 611 bis 614 korrigiert, wenn der Öffnungsgrad der Drosselklappe 25 von einem bestimmten Wert abweicht.
  • In Schritt 611 wird eine Drosselklappenöffnungsgraddifferenz LSD von der tatsächlichen Anzahl der Schritte LSACT und der Sollanzahl der Schritte LSTRG unter Verwendung folgender Formel berechnet: LSD = LSACT – LSTRG.
  • Die Anzahl der Schritte des Schrittmotors zum Antrieb der Drosselklappe ist eine Einheit der Variablen LSACT und LSTRG.
  • In Schritt 612 wird bestimmt, ob der absolute Wert der Drosselklappenöffnungsgraddifferenz LSD kleiner als 20 ist oder nicht. Wenn das Ergebnis in Schritt 612 JA ist, geht das Programm zu Schritt 621. Wenn das Ergeb nis in Schritt 612 NEIN ist, geht das Programm zu Schritt 613.
  • In Schritt 613 wird der EGR Ventilhubkorrekturbetrag ELD von der Drosselklappenöffnungsgraddifferenz LSD berechnet. Diese Berechnung wird auf der Grundlage einer Nachschlagtabelle gemäß Tabelle 2 durchgeführt.
  • Tabelle 2
    Figure 00170001
  • Der EGR Ventilhubkorrekturbetrag ELD wird als ein Hubbetrag des EGR Ventils in Millimetern ausgedrückt. Wie man in Tabelle 2 sieht, ist, wenn die Drosselklappenöffnungsgraddifferenz LSD positiv ist (d.h., wenn die tatsächliche Anzahl der Schritte LSACT größer als die Sollanzahl der Schritte LSTRG ist), der EGR Ventilhubkorrekturbetrag ELD negativ. Dagegen ist, wenn die Drosselklappenöffnungsgraddifferenz LSD negativ ist (d.h., wenn die tatsächliche Anzahl der Schritte LSACT kleiner als die Sollanzahl der Schritte LSTRG ist), der EGR Ventilhubkorrekturbetrag ELD positiv. In jeden Fall gilt, dass je größer der absolute Wert der Drosselklappenöffnungsgraddifferenz LSD wird, umso größer wird der absolute Wert des EGR Ventilhubkorrekturbetrags ELD.
  • In Schritt 614 wird der endliche Soll-EGR-Ventilhub ELTRG durch Hinzuaddieren des EGR Ventilhubkorrekturbetrags ELD berichtigt. Durch Verwendung des durch die Drosselklappenöffnungsgraddifferenz LSD berichtigten endlichen Soll-EGR-Ventilhubs ELTRG während der EGR Steuerung ist es möglich, eine zusammenwirkende Steuerung der Drosselklappe und der EGR Ventilsteuerung durchzuführen. Beispielsweise wird, wenn die Drosselklappenöffnungsgraddifferenz LSD positiv ist (d.h., wenn die tatsächliche Anzahl der Schritte LSACT größer als die Sollanzahl der Schritte LSTRG ist, die Drosselklappe 25 übermäßig gedrosselt. Somit wird der EGR Betrieb durch Vermindern des Hubbetrages des EGR Ventils 42 begrenzt. D.h., der Hubbetrag des EGR Ventils wird durch Addieren des EGR Ventilhubkorrekturbetrags ELD mit einem negativen Wert zum endlichen Soll-EGR-Ventilhub ELTRG vermindert, um den endlichen Soll-EGR-Ventilhub ELTRG zu vermindern. Diese Steuerung gemäß der Erfindung macht es möglich, Rauch zu verhindern und einen Verbrennungszustand als auch die Fahrbarkeit zu verbessern.
  • In Schritt 622 wird bestimmt, ob die Drosselklappenöffnungsgraddifferenz LSD nicht kleiner als 20 ist. Wenn die Drosselklappenöffnungsgraddifferenz LSD nicht kleiner als 20 ist, geht das Programm zu Schritt 623. Wenn die Drosselklappenöffnungsgraddifferenz LSD kleiner als 20 ist, wird das Programm beendet.
  • In Schritt 623 wird eine Kraftstoffeinspritzkorrekturmenge QD aus der Drosselklappenöffnungsgraddifferenz LSD berechnet. Diese Berechnung wird auf der Grundlage einer Nachschlagtabelle gemäß Tabelle 3 durchgeführt.
  • Tabelle 3
    Figure 00180001
  • Die Kraftstoffeinspritzkorrekturmenge QD wird als eine Kraftstoffeinspritzmenge [mm3/st] pro Hub des Kolbens ausgedrückt. Wenn, wie in 3 dargestellt, die Dros selklappenöffnungsgraddifferenz LSD positiv ist (d.h., wenn die tatsächliche Anzahl der Schritte LSACT größer als die Sollanzahl der Schritte LSTRG ist), ist der Kraftstoffeinspritzkorrekturmengenbetrag QD positiv. In diesem Fall wird, je größer die Drosselklappenöffnungsgraddifferenz LSD wird, der Kraftstoffeinspritzkorrekturmengenbetrag QD größer.
  • In Schritt 624 wird eine maximale Kraftstoffeinspritzmenge QFULL in einem Volllastzustand durch Subtrahieren des Kraftstoffeinspritzkorrekturbetrags QD berichtigt. Durch Verwenden eines maximalen Kraftstoffeinspritzbetrages QFULLC, der durch die Drosselklappenöffnungsgraddifferenz LSD während der Kraftstoffeinspritzsteuerung berichtigt ist, ist es möglich, eine zusammenwirkende Steuerung der Drosselklappe und der Kraftstoffeinspritzung durchzuführen. Wenn die Drosselklappenöffnungsgraddifferenz LSD positiv ist (d.h., wenn die tatsächliche Anzahl der Schritte LSACT größer als die Sollanzahl der Schritte LSTRG ist), wird die Drosselklappe 25 übermäßig gedrosselt. Somit wird eine später beschriebene endliche Kraftstoffeinspritzmenge QFI durch Vermindern der korrigierten maximalen Kraftstoffeinspritzmenge QFULLC begrenzt. D.h., die Kraftstoffeinspritzmenge wird durch Subtrahieren der Kraftstoffeinspritzkorrekturmenge QD von der maximalen Kraftstoffeinspritzmenge QFULL in einem Volllastzustand vermindert, so dass die korrigierte maximale Kraftstoffeinspritzmenge QFULLC vermindert wird. Diese Steuerung gemäß der vorliegenden Erfindung macht es möglich, Rauch zu verhindern und den Verbrennungszustand als auch die Fahrbarkeit zu verbessern.
  • In Schritt 625 wird die kleinere einer Führungseinspritzmenge QGOV und die korrigierte maximale Kraft stoffeinspritzmenge QFULLC als die endliche Kraftstoffeinspritzmenge QFIN bestimmt, und während der Kraftstoffeinspritzsteuerung verwendet. Die Führungseinspritzmenge QGOV wird aus der Motordrehzahl NE und einem Führungsmuster erhalten, das vorher so eingestellt wurde, dass die Motordrehzahl NE entsprechend einem Neigungsbetrag des Fahrpedals (Motorlast) erhalten wird.
  • Die in den Schritten 602, 612 und 622 verwendeten Schwellwerte 0,5, 20 und 20 können in Abhängigkeit des zu steuernden Gegenstandes oder den Steuereigenschaften verändert werden. Weiter soll darauf hingewiesen werden, dass die Nachschlagtabellen 1 bis 3 nur beispielhaft sind, und dass die Tabellen zusätzliche Wertepaare enthalten können. Weiter kann der Korrekturbetrag durch Interpolation der in den Tabellen wiedergegebenen Werte erhalten werden.
  • Obwohl die oben beschriebenen Programme der Steuervorrichtung für die Drosselklappe einer Brennkraftmaschine mit EGR Steuerung gemäß der vorliegenden Erfindung üblich in dem im Inneren der ECU 39 vorgesehenen ROM 64 gespeichert sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine derartige Konstruktion beschränkt. Funktionen der beschriebenen Programme können ebenfalls durch einen Allzweckrechner, der auf der Grundlage von Befehlen programmiert ist, damit die CPU 63 bestimmte Schritte durchführt, ein Hardwareelement mit einer Schaltlogik zur Durchführung bestimmter Schritte oder einem Allzweckrechner, der mit einer bestimmten Hardware programmiert und kombiniert ist, durchgeführt werden.

Claims (6)

  1. Steuervorrichtung für die Drosselklappe einer Brennkraftmaschine (11) mit EGR Steuerung zur Einstellung einer Abgasrückführmenge auf einen Sollwert mit einem EGR Ventil (42) zur Rückführung von Abgas zur Brennkraftmaschine, einer in einem Ansaugkanal (16) angeordneten Drosselklappe (25) und einer Steuereinrichtung (39) zum Einstellen der Öffnungsgrade des EGR Ventils und der Drosselklappe auf entsprechende Sollwerte, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn das EGR Ventil (42) einen tatsächlichen, um einen bestimmten Wert oder mehr von einem angestrebten Öffnungsgrad unterschiedlichen Öffnungsgrad einnimmt, die Steuervorrichtung für die Drosselklappe in der Lage ist, eine Korrektursteuerung so vorzunehmen, dass die Drosselklappe einen von dem angestrebten Öffnungsgrad unterschiedlichen Öffnungsgrad entsprechend einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine (11) einnimmt, wobei die Drosselklappe (25) in der Lage ist, einen Öffnungsgrad einzunehmen, dessen Korrekturbetrag proportional zu einer Differenz zwischen einem tatsächlichen Öffnungsgrad des EGR Ventils (42) und einem angestrebten Öffnungsgrad des EGR Ventils (42) erhöht wird.
  2. Steuervorrichtung für die Drosselklappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung für die Drosselklappe in der Lage ist, eine Korrektur so durchzuführen, dass der Öffnungsgrad der Drosselklappe (25) erhöht wird, wenn das EGR Ventil (42) einen tatsächlichen Öffnungsgrad einnimmt, der größer als der angestrebte Öffnungsgrad ist.
  3. Steuervorrichtung für die Drosselklappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung für die Drosselklappe in der Lage ist, eine Kraftstoffeinspritzmenge in einem Volllastzustand auf der Grundlage einer Differenz zwischen einem tatsächlichen Öffnungsgrad der Drosselklappe (25) und einem angestrebten Öffnungsgrad der Drosselklappe (25) zu bestimmen.
  4. Steuervorrichtung für die Drosselklappe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung in der Lage ist, eine Korrektur so vorzunehmen, dass die Kraftstoffeinspritzmenge vermindert wird, wenn die Drosselklappe (25) einen tatsächlichen Öffnungsgrad einnimmt, der kleiner als der angestrebte Öffnungsgrad ist.
  5. Steuervorrichtung für die Drosselklappe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das EGR Ventil als ein auf einen negativen Druck und einen atmosphärischen Druck ansprechendes Diaphragmaventil zum Öffnen und Schließen des EGR Kanals (41) ausgebildet ist.
  6. Steuervorrichtung für die Drosselklappe nach einen der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrisches Vakuumregelventil (48) zum Einstellen eines auf das EGR Ventil (42) wirkenden negativen Drucks und eines atmosphärischen Drucks vorgesehen ist.
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