JP2006002761A - 内燃機関内により取り込まれた気体混合物中の酸素濃度の測定に基づいて、内燃機関での排ガス再循環を制御する方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】内燃機関(1)における排ガス再循環を制御するための方法および装置が記載される。機関(1)は、吸気システム(2)、ガス排気システム(4)、および排ガス再循環システム(5)を装備している。リニア酸素センサ(25)は、混合物自体の酸素濃度を測定するために、吸気システム(2)に沿って、使用中に空気/再循環排ガス混合物が通り抜ける部分に配置される。電子制御ユニットは、機関(1)が取り込んだ混合物中の酸素濃度に基づいて再循環排ガスの流量を制御するために、酸素センサ(25)と、排ガス再循環システム(5)とに接続される。特に、酸素センサはUHEGOプローブ(25)である。
【選択図】図1
Description
%EGR=再循環排ガスの質量流量/取り込まれた混合物の質量流量、および
A/F=取り込まれた新鮮な空気の質量流量/燃料の質量流量
として定義される。
2 吸気システム
3 燃料噴射システム
4 ガス排気システム
5 排ガス再循環システム
6 電子制御システム
8 吸気管
9 機関シリンダ
10 エアフィルタ
11 コンプレッサ
12 インタークーラー
13 吸気マニホールド
15 電気噴射器
17 排ガスマニホールド
18 排ガス管
19 タービン
20 酸化触媒コンバータ
21 ディーゼル粒子フィルタ
22 排ガス再循環管
23 EGRクーラー
24 EGR弁
25 第一のUHEGOプローブ
26 温度/圧力センサ
27 第二のUHEGOプローブ
29 電子制御ユニット
Claims (50)
- 吸気システムと、ガス排気システムと、排ガス再循環システムとを装備する内燃機関における排ガス再循環を制御するための装置であって、前記装置が、
該機関によって取り込まれた空気/再循環排ガス混合物中の酸素濃度を測定するための測定手段と、
該機関によって取り込まれた混合物中の酸素濃度に基づいて排ガス再循環を制御するための、前記測定手段および排ガス再循環システムに接続されている制御手段と
を含むことを特徴とする、装置。 - 前記測定手段が吸気システム内の、使用中に空気/再循環排ガス混合物が通り抜ける部分に配置された酸素センサを含む、請求項1に記載の装置。
- 前記酸素センサがリニア酸素センサである、請求項2に記載の装置。
- 前記酸素センサがUHEGOプローブである、請求項2又は3に記載の装置。
- 排ガス再循環システムが、ガス排気システムを吸気システムに接続する排ガス再循環管と、排ガス再循環管に沿って配置され、前記制御手段によって制御される流量制御弁とを含む、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の装置。
- 排ガス中の酸素濃度を測定するための手段をさらに含み、かつ
前記制御手段がさらに、機関によって取り込まれた混合物の温度(Tmanifold)を、排ガス中の酸素濃度および混合物自体における再循環排ガスの濃度(%EGR)の関数として計算するための手段を含む、請求項6又は7に記載の装置。 - 機関によって取り込まれた混合物の温度(Tmanifold)を計算するための前記手段が、
機関によって取り込まれた混合物の流量(Mintake)を、排ガス中の酸素濃度および混合物自体の中の再循環排ガスの濃度(%EGR)の関数として計算するための手段と、
機関によって取り込まれた混合物の温度(Tmanifold)を、機関によって取り込まれた混合物の流量(Mintake)の関数として計算するための手段と
を含む、請求項8に記載の装置。 - 排ガス中の酸素濃度を測定するための前記手段が、ガス排気システム内に配置された酸素センサを含む、請求項8又は9に記載の装置。
- 前記酸素センサがリニア酸素センサである、請求項10に記載の装置。
- 前記酸素センサがUHEGOプローブである、請求項10又は11に記載の装置。
- 吸気システムと、ガス排気システムと、排ガス再循環システムとを装備する内燃機関における排ガス再循環を制御する方法であって、前記方法が、
機関によって取り込まれた空気/再循環排ガス混合物中の酸素濃度を測定するステップと、
機関によって取り込まれた混合物中の酸素濃度に基づいて、排ガス再循環を制御するステップと
を含むことを特徴とする、方法。 - 機関によって取り込まれた空気/再循環排ガス混合物中の酸素濃度を測定する前記ステップが、吸気システム内の、使用中に空気/再循環排ガス混合物が通り抜ける部分に酸素センサを配置するステップを含む、請求項13に記載の方法。
- 前記酸素センサがリニア酸素センサである、請求項14に記載の方法。
- 前記酸素センサがUHEGOプローブである、請求項14又は15に記載の方法。
- 排ガス再循環システムが、ガス排気システムを吸気システムに接続する排ガス再循環管と、排ガス再循環管に沿って配置された流量制御弁とを含み、機関によって取り込まれた混合物中の酸素濃度に基づいて排ガス再循環を制御するステップが、前記流量制御弁を制御するステップを含む、請求項13乃至16のいずれか1項に記載の方法。
- 機関によって取り込まれた混合物中の酸素濃度に基づいて排ガス再循環を制御する前記ステップが、
機関によって取り込まれた混合物の流量(Mintake)を、混合物自体の圧力(Pmanifold)および温度(Tmanifold)の関数として、特に次の式:
機関によって取り込まれた空気の流量(Mfresh#air)を、機関によって取り込まれた混合物の流量(Mintake)および混合物自体における再循環排ガスの濃度(%EGR)の関数として、特に次の式:
を含む、請求項18に記載の方法。 - 排ガス中の酸素濃度を測定するステップをさらに含み、かつ
機関によって取り込まれた混合物中の酸素濃度に基づいて排ガス再循環を制御する前記ステップが、機関によって取り込まれた混合物の温度(Tmanifold)を、排ガス中の酸素濃度および混合物自体の中の再循環排ガスの濃度(%EGR)の関数として計算するステップをさらに含む、請求項19に記載の方法。 - 機関によって取り込まれた混合物の温度(Tmanifold)を計算する前記ステップが、さらに、
機関によって取り込まれた混合物の流量(Mintake)を、排ガス中の酸素濃度および混合物自体の中の再循環排ガスの濃度(%EGR)の関数として計算するステップと、
機関によって取り込まれた混合物の温度(Tmanifold)を、機関によって取り込まれた混合物の流量(Mintake)の関数として計算するステップと
を含む、請求項20に記載の方法。 - 吸気システムと、ガス排気システムと、排ガス再循環システムとを装備する内燃機関によって取り込まれた混合物中の酸素濃度を決定する装置であって、機関によって取り込まれた空気/再循環排ガス混合物中の酸素濃度を測定するための測定手段を含むことを特徴とする、装置。
- 前記測定手段が吸気システム内の、使用中に空気/再循環排ガス混合物が通り抜ける部分に配置された酸素センサを含む、請求項22に記載の装置。
- 前記酸素センサがリニア酸素センサである、請求項23に記載の装置。
- 前記酸素センサがUHEGOプローブである、請求項23又は24に記載の装置。
- 吸気システムと、ガス排気システムと、排ガス再循環システムとを装備する内燃機関内の酸素濃度を決定する方法であって、前記方法は、機関により取り込まれた空気/再循環排ガス混合物中の酸素濃度を測定するステップを含むことを特徴とする、方法。
- 機関により取り込まれた空気/再循環排ガス混合物中の酸素濃度を測定する前記ステップが、吸気システム内の、使用中に空気/再循環排ガス混合物が通り抜ける部分に酸素センサを配置するステップを含む、請求項26に記載の方法。
- 前記酸素センサがリニア酸素センサである、請求項27に記載の方法。
- 前記酸素センサがUHEGOプローブである、請求項27又は28に記載の方法。
- 吸気システムと、ガス排気システムと、排ガス再循環システムとを装備する内燃機関中に取り込まれた空気の流量を決定するための装置であって、
機関によって取り込まれた空気/再循環排ガス混合物中の酸素濃度を測定するための測定手段と、
機関によって取り込まれた空気の流量(Mfresh#air)を、機関によって取り込まれた混合物中の酸素濃度の関数として計算するための、前記測定手段に接続された、機関によって取り込まれた空気の流量(Mfresh#air)を決定するための決定手段と、
を含むことを特徴とする、装置。 - 前記測定手段が、吸気システム内の、使用中に空気/再循環排ガス混合物が通り抜ける部分に配置された酸素センサを含む、請求項30に記載の装置。
- 前記酸素センサがリニア酸素センサである、請求項31に記載の装置。
- 前記酸素センサがUHEGOプローブである、請求項31又は32に記載の装置。
- 前記決定手段が、
機関によって取り込まれた混合物中の再循環排ガスの濃度(%EGR)を、混合物自体の酸素濃度の関数として、特に次の式:
機関によって取り込まれた混合物の流量(Mintake)を、混合物自体の圧力(Pmanifold)および温度(Tmanifold)の関数として、特に次の式:
機関によって取り込まれた空気の流量(Mfresh#air)を、機関によって取り込まれた混合物の流量(Mintake)および混合物自体における再循環排ガスの濃度(%EGR)の関数として、特に次の式:
を含む、請求項30乃至33のいずれか1項に記載の装置。 - 排ガス中の酸素濃度を測定するための手段をさらに含み、前記決定手段がさらに、機関によって取り込まれた混合物の温度(Tmanifold)を、排ガス中の酸素濃度および混合物自体の中の再循環排ガスの濃度(%EGR)の関数として計算するための手段を含む、請求項34に記載の装置。
- 機関によって取り込まれた混合物の温度(Tmanifold)を計算するための前記手段が、
機関によって取り込まれた混合物の流量(Mintake)を、排ガス中の酸素濃度および混合物自体の中の再循環排ガスの濃度(%EGR)の関数として計算するための手段と、
機関によって取り込まれた混合物の温度(Tmanifold)を、機関によって取り込まれた混合物の流量(Mintake)の関数として計算するための手段と
を含む、請求項35に記載の装置。 - 排ガス中の酸素濃度を測定するための前記手段が、排気システムに配置された酸素センサを含む、請求項34又は35に記載の装置。
- 前記酸素センサがリニア酸素センサである、請求項37に記載の装置。
- 前記酸素センサがUHEGOプローブである、請求項37又は38に記載の装置。
- 吸気システムと、ガス排気システムと、排ガス再循環システムとを装備する内燃機関に取り込まれる空気の流量を決定する方法であって、前記方法は、
機関によって取り込まれた空気/再循環排ガス混合物中の酸素濃度を測定するステップと、
機関によって取り込まれた空気の流量(Mfresh#air)を、機関によって取り込まれた混合物中の酸素濃度の関数として決定するステップと
を含むことを特徴とする、方法。 - 機関によって取り込まれた空気/再循環排ガス混合物中の酸素濃度を測定する前記ステップが、吸気システム内の、使用中に空気/再循環排ガス混合物が通り抜ける部分に酸素センサを配置するステップを含む、請求項40に記載の方法。
- 前記酸素センサがリニア酸素センサである、請求項41に記載の方法。
- 前記酸素センサがUHEGOプローブである、請求項41又は42に記載の方法。
- 機関によって取り込まれた空気の流量(Mfresh#air)を決定する前記ステップが、
機関によって取り込まれた混合物中の再循環排ガス(%EGR)の濃度を、混合物自体の中の酸素濃度の関数として、特に次の式:
機関によって取り込まれた混合物の流量(Mintake)を、混合物自体の圧力(Pmanifold)および温度(Tmanifold)の関数として、特に次の式:
機関によって取り込まれた空気の流量(Mfresh#air)を、機関によって取り込まれた混合物の流量(Mintake)および混合物自体における再循環排ガスの濃度(%EGR)の関数として、特に次の式:
を含む、請求項40乃至43のいずれか1項に記載の方法。 - 排ガス中の酸素濃度を測定するステップをさらに含み、かつ
前記の決定するステップが、さらに、機関によって取り込まれた混合物の温度(Tmanifold)を、排ガス中の酸素濃度および混合物自体の中の再循環排ガスの濃度(%EGR)の関数として計算するステップを含む、請求項44に記載の方法。 - 機関によって取り込まれた混合物の温度(Tmanifold)を計算する前記ステップが、さらに、
機関によって取り込まれた混合物の流量(Mintake)を、排ガス中の酸素濃度および混合物自体の中の再循環排ガスの濃度(%EGR)の関数として計算するステップと、
機関によって取り込まれた混合物の温度(Tmanifold)を、機関によって取り込まれた混合物の流量(Mintake)の関数として計算するステップと
を含む、請求項45に記載の方法。 - 吸気システムと、ガス排気システムと、排ガス再循環システムと、請求項22乃至25のいずれか1項に記載の機関によって取り込まれた空気/再循環排ガス混合物中の酸素濃度を決定するための装置とを含む、内燃機関。
- 請求項1乃至12のいずれか1項に記載の、排ガスの再循環を制御するための装置をさらに含む、請求項47に記載の内燃機関。
- 排気システムに配置されたタービンと、吸気システムに配置されたコンプレッサとからなるターボスーパーチャージャーをさらに含み、
前記排ガス再循環システムが、タービンの下流の排気システムをコンプレッサ上流の吸気システムに接続する排ガス再循環管と、排ガス再循環管に沿って配置された流量制御弁とを含む、請求項47又は48に記載の内燃機関。 - タービンの下流に配置された、排ガスの後処理のための装置をさらに含み、前記排ガス再循環管が、排ガスの後処理のための前記装置の下流の排気システムに接続されている、請求項49に記載の内燃機関。
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