DE102005004832A1 - Control apparatus for diesel engine, has turbo protector which implements protective control to protect turbo supercharger when real supercharging pressure produced by supercharger exceeds maximum accepted supercharging pressure - Google Patents

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Abstract

A turbo protector implements protective control to protect a turbo supercharger when the real supercharging pressure produced by the supercharger exceeds the maximum accepted supercharging pressure. The protector also controls the opening of an exhaust gas recirculation (EGR) valve on the differential side.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung eines Dieselmotors, der einen Turbolader mit variabler Geometrie aufweist.The The present invention relates to a control device of a Diesel engine having a variable geometry turbocharger.

Herkömmlicherweise ist es in einem Dieselmotor sehr wichtig, eine Luftansaugmenge soweit wie möglich zu erhöhen, um eine Leistungsabgabe pro Hub zu vergrößern. Deshalb verwenden viele Dieselmotoren Turbolader mit variabler Geometrie (Turbolader mit variabler Düse), um eine genaue Steuerung der Ansaugluftmenge durchzuführen.traditionally, It is very important in a diesel engine, an air intake as far as possible to increase, to increase a power output per stroke. That's why many use diesel engines Variable geometry turbocharger (variable nozzle turbocharger) to to carry out a precise control of the amount of intake air.

Der Turbolader mit variabler Geometrie hat am Einlass einer Abgasturbine eine variable Düse und steuert die variable Düse durch einen Aktuator, um den Düsenöffnungsgrad zu variieren. Wenn der Aktuator unpassend gesteuert wird, erhöht sich ein Ladedruck übermäßig und eine Turboladerdrehzahl (eine Drehzahl der Abgasturbine und eines Verdichters) erreicht eine Überdrehzahl. Dies hat negative Auswirkungen auf den Turbolader.Of the Turbocharger with variable geometry has at the inlet of an exhaust gas turbine a variable nozzle and controls the variable nozzle through an actuator to the nozzle opening degree to vary. If the actuator is improperly controlled, it increases a boost excessive and a turbocharger speed (a speed of the exhaust gas turbine and a Compressor) reaches an overspeed. This has a negative impact on the turbocharger.

Als Lösung für das vorstehende Problem wird in JP H10-503569 A (Patentdokument 1) und JP H05-280365 A (Patentdokument 2) ein Verfahren zur Sicherheit im Fehlerfall beschrieben, bei dem die Turboladerdrehzahl verringert wird, wenn sich der Ladedruck unnormal erhöht. Das Verfahren zur Sicherheit im Fehlerfall, das in den Patentdokumenten 1 und 2 beschrieben wird, verringert eine Einspritzmenge, um die Leistungsabgabe des Motors zu begrenzen, wenn sich der Ladedruck unnormal erhöht.When solution for the The above problem is described in JP H10-503569 A (Patent Document 1) and JP H05-280365 A (Patent Document 2) discloses a method of safety in case of failure described in which the turbocharger speed is reduced, when the boost pressure increases abnormally. The procedure for security in case of error, that in the patent documents 1 and 2 reduces an injection amount to the Limit power output of the engine when the boost pressure increased abnormally.

Folglich wird eine Abgasmenge, welche zur Abgasturbine zugeführt wird, verringert und die Turboladerdrehzahl wird verringert.consequently is an amount of exhaust gas, which is supplied to the exhaust gas turbine, reduces and the turbocharger speed is reduced.

Selbst wenn jedoch das vorstehende Verfahren zur Sicherheit im Fehlerfall die Leistungsabgabe begrenzt, indem die Einspritzmenge verringert wird, setzt sich ein Zustand fort, bei dem eine Motordrehzahl hoch ist (beispielsweise ein Ausrollzustand, bei dem ein Gang eingelegt ist). Deshalb nimmt es Zeit in Anspruch, bis der Ladedruck tatsächlich abnimmt, nachdem die Einspritzmenge verringert wird. Somit besteht die Möglichkeit, dass ein ausreichender Effekt zum Schützen des Turboladers nicht erreicht werden kann.Even However, if the above procedure for safety in case of error limits the power output by reducing the injection quantity is a state continues, in which an engine speed is high is (for example, a coasting state in which a gear engaged is). Therefore, it takes time for the boost pressure to actually decrease after the injection quantity is reduced. Thus, there is the possibility that a sufficient effect to protect the turbocharger not can be achieved.

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Steuervorrichtung für einen Dieselmotor bereitzustellen, um eine Turboladerdrehgeschwindigkeit daran zu hindern eine Überdrehzahl zu erreichen, um den Turbolader zu schützen, indem eine Abgasenergie, die an eine Abgasturbine angelegt wird, schnell verringert wird, wenn ein unnormaler Anstieg eines Ladedrucks erfasst wird.It Therefore, an object of the present invention is a control device for one Diesel engine to provide a turbocharger rotational speed to prevent it from overspeeding in order to protect the turbocharger by an exhaust gas energy, which is applied to an exhaust gas turbine, is rapidly reduced, when an abnormal increase in boost pressure is detected.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung hat ein Dieselmotor einen Turbolader mit variabler Geometrie zum Druckbeaufschlagen einer Ansaugluft unter Verwendung von Abgasenergie, einen Abgasrückführkanal zum Rückführen eines Teils des Abgas in ein Luftansaugsystem und ein Abgasrückführventil zum Regulieren einer Menge des Abgases, welches durch den Abgasrückführkanal strömt. Eine Steuervorrichtung des Dieselmotors hat eine Schutzeinrichtung zum Ausführen einer Turboladerschutzsteuerung zum Schützen des Turboladers wenn ein durch den Turbolader erzeugter tatsächlicher Ladedruck einen vorherbestimmten zulässigen Obergrenzenladedruck übersteigt. Die Schutzeinrichtung führt eine Steuerung zum Erhöhen eines Öffnungsgrads des Abgasrückführventils in der Turboladerschutzsteuerung durch.According to one Aspect of the present invention, a diesel engine has a turbocharger with variable geometry for pressurizing an intake air using exhaust gas energy, an exhaust gas recirculation passage for returning a Part of the exhaust gas in an air intake system and an exhaust gas recirculation valve for regulating an amount of the exhaust gas flowing through the exhaust gas recirculation passage. A Control device of the diesel engine has a protective device for To run a turbocharger protection control to protect the turbocharger when a actual boost pressure generated by the turbocharger is a predetermined one permissible upper limit boost pressure. The protective device leads a control to increase an opening degree the exhaust gas recirculation valve in the turbocharger protection control.

Bei dem vorstehenden Aufbau wird der Öffnungsgrad des Abgasrückführventils erhöht oder voll geöffnet, wenn der tatsächliche Ladedruck den zulässigen Obergrenzenladedruck übersteigt. Folglich nimmt eine Menge an Abgas, welches in das Ansaugsystem über den Abgasrückführkanal rückgeführt wird, zu. Dementsprechend nimmt die Menge an Abgas, welches hin zur Abgasturbine des Turboladers strömt, ab und der Verdichtungsbetrieb durch den Verdichter wird unterbunden. Folglich wird der überhöhte Zustand des Ladedrucks eliminiert. Wenn insbesondere das Abgasrückführventil vollständig offen ist, kann die Menge an Abgas, welches zur Abgasturbinenseite strömt, schnell verringert werden. Folglich kann der überhöhte Zustand des Ladedrucks schnell eliminiert werden. Infolgedessen kann eine Turboladerdrehzahl daran gehindert werden eine Überdrehzahl zu erreichen und der Turbolader kann geschützt werden.at The above structure becomes the opening degree of the exhaust gas recirculation valve elevated or fully open, if the actual Boost pressure the permissible Exceeds upper limit charge pressure. Consequently, an amount of exhaust gas entering the intake system via the Exhaust gas recirculation passage is returned, to. Accordingly, the amount of exhaust gas that goes toward the exhaust turbine decreases the turbocharger flows, from and the compression operation by the compressor is prevented. As a result, the excessive state becomes of the boost pressure eliminated. If in particular the exhaust gas recirculation valve Completely is open, the amount of exhaust gas, which is to the exhaust gas turbine side flows, be reduced quickly. As a result, the excessive condition of the boost pressure can be fast be eliminated. As a result, a turbocharger speed may increase to prevent an overspeed to reach and the turbocharger can be protected.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung verringert oder eliminiert die Schutzeinrichtung in der Turboladerschutzsteuerung eine Einspritzmenge des Kraftstoffs, der in einen Zylinder des Motors eingespritzt wird.According to one reduced or eliminated another aspect of the present invention the protection device in the turbocharger protection control an injection quantity of the fuel injected into a cylinder of the engine.

Wenn die Steuerung zur Erhöhung des Öffnungsgrads des Abgasrückführventils ausgeführt wird, wenn der tatsächliche Ladedruck den zulässigen Obergrenzenladedruck übersteigt, steigt die Abgasmenge, welche in das Luftansaugsystem rückgeführt wird, an. Infolgedessen nimmt die Sauerstoffkonzentration innerhalb des Zylinders ab. Wenn deshalb die Einspritzmenge, die vor der Steuerung des Öffnungsgrads des Abgasrückführventils bereitgestellt wird, ebenso nach der Steuerung des Öffnungsgrads bereitgestellt wird, besteht die Möglichkeit, dass die Einspritzmenge überhöht ist und Rauch (Graphit) erhöht wird. Im Gegensatz dazu verringert oder eliminiert die Schutzeinrichtung der vorliegenden Erfindung die Einspritzmenge während die Steuerung zur Erhöhung des Öffnungsgrads des Abgasrückführventils ausgeführt wird. Deshalb kann eine überhöhte Einspritzmenge verhindert werden und die Zunahme von Rauch unterdrückt werden.When the control for increasing the opening degree of the EGR valve is performed when the actual boost pressure exceeds the allowable upper limit boost pressure, the exhaust gas amount that is returned to the air intake system increases. As a result, the oxygen concentration within the cylinder decreases. Therefore, if the injection amount provided before the control of the opening degree of the EGR valve is also provided after the opening degree control, there is a possibility that the injection amount is excessive and smoke (Graphite) is increased. In contrast, the protector of the present invention reduces or eliminates the injection amount while the control for increasing the opening degree of the EGR valve is executed. Therefore, an excessive injection amount can be prevented and the increase of smoke can be suppressed.

Merkmale und Vorteile eines Ausführungsbeispiels sowie Verfahren des Betriebs und die Funktion zugehöriger Bauteile werden aus einem Studium der folgenden detaillierten Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und den Zeichnungen ersichtlich, die alle einen Teil dieser Anmeldung darstellen. In den Zeichnungen ist folgendes dargestellt:characteristics and advantages of an embodiment and methods of operation and the function of associated components are from a study of the following detailed description, the attached claims and the drawings, all of which form a part of this application represent. The drawings show the following:

1 ist ein schematisches Schaubild, welches ein Luftsystem eines Dieselmotors gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt; 1 Fig. 10 is a schematic diagram illustrating an air system of a diesel engine according to an embodiment of the present invention;

2 ist ein Blockdiagramm, welches eine Turboladerschutzsteuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel darstellt; und 2 FIG. 10 is a block diagram illustrating a turbocharger protection controller according to the embodiment; FIG. and

3 ist ein Zeitdiagramm, welches einen Steuerbetrieb gemäß diesem Ausführungsbeispiel darstellt. 3 FIG. 13 is a timing chart showing a control operation according to this embodiment. FIG.

Bezugnehmend auf 1 ist ein Luftsystem eines Dieselmotors gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.Referring to 1 an air system of a diesel engine according to an embodiment of the present invention is illustrated.

Der Dieselmotor, der in 1 dargestellt ist, hat Injektoren 2, die an Zylinderköpfe der entsprechen Zylinder 1 montiert sind. Hochdruckkraftstoff, der von einem Common-Rail zugeführt wird, wird in Brennräume 1a innerhalb der Zylinder 1 über die Injektoren 2 zugeführt. Eine elektronische Steuereinheit (ECU) 3 steuert eine Einspritzzeit und eine Einspritzmenge der Injektoren 2 basierend auf einer Drehzahl und einer Last (Gaspedalposition) des Dieselmotors und dergleichen.The diesel engine running in 1 is shown has injectors 2 that correspond to cylinder heads of cylinders 1 are mounted. High-pressure fuel, which is supplied by a common rail, is placed in combustion chambers 1a inside the cylinder 1 over the injectors 2 fed. An electronic control unit (ECU) 3 controls an injection time and an injection quantity of the injectors 2 based on a speed and a load (accelerator pedal position) of the diesel engine and the like.

Der Dieselmotor der in 1 dargestellt ist, hat eine EGR-Vorrichtung (eine Abgasrückführvorrichtung) zum Rückführen eines Teils des Abgases in einen Ansaugkanal 4 und einen Turbolader mit einer variablen Geometrie (ein Turbolader mit variabler Düse). Eine Drossel 5 zum Regulieren einer Luftansaugmenge ist im Ansaugkanal 4 angeordnet.The diesel engine of the 1 has an EGR device (an exhaust gas recirculation device) for returning a part of the exhaust gas into an intake passage 4 and a variable geometry turbocharger (a variable nozzle turbocharger). A throttle 5 for regulating an intake air amount is in the intake passage 4 arranged.

Die EGR-Vorrichtung hat einen EGR-Kanal 7 zum Verbinden eines Abgaskanals 6 mit dem Ansaugkanal 4 und ein EGR-Ventil 8, das im EGR-Kanal 7 angeordnet ist. Die EGR-Vorrichtung ändert einen Öffnungsgrad des EGR-Ventils 8, um eine Menge des Abgases zu verändern, welches durch den EGR-Kanal 7 strömt (eine EGR-Gasmenge). Eine Kühlervorrichtung 9 der Wasserkühlbauart ist im EGR-Kanal 7 angeordnet, um das EGR-Gas (das Abgas, welches durch den EGR-Kanal 7 strömt) zu kühlen, indem es einen Wärmeaustausch mit dem Kühlwasser durchführt.The EGR device has an EGR channel 7 for connecting an exhaust duct 6 with the intake channel 4 and an EGR valve 8th in the EGR channel 7 is arranged. The EGR device changes an opening degree of the EGR valve 8th to change an amount of the exhaust gas passing through the EGR passage 7 flows (an amount of EGR gas). A cooler device 9 the watercooling type is in the EGR channel 7 arranged to the EGR gas (the exhaust gas, which through the EGR channel 7 flows) to cool by performing a heat exchange with the cooling water.

Der Turbolader hat eine Abgasturbine 10, die im Abgaskanal 6 stromabwärts einer Endverbindung des EGR-Kanals 7 angeordnet ist und einen Verdichter 11, der im Ansaugkanal 4 stromaufwärts der anderen Endverbindung des EGR-Kanals 7 angeordnet ist. Wenn die Abgasturbine 10 durch Energie des Abgases, welches von den Zylindern 1 ausgestoßen wird, gedreht wird, dreht der Verdichter 11, der koaxial mit der Abgasturbine 10 verbunden ist und druckbeaufschlagt die Ansaugluft.The turbocharger has an exhaust gas turbine 10 in the exhaust duct 6 downstream of an end junction of the EGR channel 7 is arranged and a compressor 11 in the intake channel 4 upstream of the other end junction of the EGR channel 7 is arranged. When the exhaust gas turbine 10 by energy of the exhaust gas, which from the cylinders 1 is ejected, the compressor turns 11 coaxial with the exhaust gas turbine 10 is connected and pressurizes the intake air.

Der Turbolader hat eine variable Düse, die an einer Einlassseite der Abgasturbine 10 angeordnet ist. Der Turbolader treibt die variable Düse durch einen Aktuator an, um einen Düsenöffnungsgrad zu regulieren. Somit kann der Turbolader die Verdichtungseigenschaften ändern.The turbocharger has a variable nozzle located on an inlet side of the exhaust turbine 10 is arranged. The turbocharger drives the variable nozzle through an actuator to regulate a nozzle opening degree. Thus, the turbocharger can change the compression characteristics.

Die ECU 3 steuert die EGR-Gasmenge und den Ladedruck entsprechend Betriebszuständen des Dieselmotors, wie beispielsweise der Motordrehzahl und der Einspritzmenge.The ECU 3 controls the EGR gas amount and the boost pressure according to operating conditions of the diesel engine, such as the engine speed and the injection quantity.

Die ECU 3 führt eine EGR-Steuerung zum Einstellen eines Zielwertes eines EGR-Steuerbetrags (beispielsweise einer Luftansaugmenge, einer Ansaugluftsauerstoffkonzentration, einer Abgassauerstoffkonzentration, einer EGR-Rate und dergleichen) basierend auf den Betriebszuständen des Dieselmotors und zur Regelung des Öffnungsgrads des EGR-Ventils 8 entsprechend einer Abweichung eines tatsächlichen EGR-Steuerbetrags vom Zielwert durch.The ECU 3 performs an EGR control to set a target value of an EGR control amount (for example, an intake air amount, an intake air oxygen concentration, an exhaust oxygen concentration, an EGR rate, and the like) based on the operating conditions of the diesel engine and for controlling the opening degree of the EGR valve 8th corresponding to a deviation of an actual EGR tax amount from the target value.

Die ECU 3 führt eine Ladedrucksteuerung zum Einstellen eines Zielladedrucks basierend auf den Betriebszuständen des Dieselmotors und zur Regelung des Öffnungsgrads der variablen Düse durch Antreiben des Aktuators entsprechend einer Abweichung eines tatsächlichen Ladedrucks vom Zielladedruck durch.The ECU 3 performs a boost pressure control for setting a target boost pressure based on the operating conditions of the diesel engine and for controlling the opening degree of the variable nozzle by driving the actuator in accordance with a deviation of an actual boost pressure from the target boost pressure.

Im Fall, bei dem der tatsächliche Ladedruck einer vorherbestimmten zulässigen Obergrenzenladedruck übersteigt, wird die Turboladerschutzsteuerung, die inin the Case where the actual Boost pressure exceeds a predetermined allowable upper limit boost pressure, is the turbocharger protection control, which in

2 dargestellt ist, zum Schutz des Turboladers ausgeführt. Der tatsächliche Ladedruck wird durch einen Ladedrucksensor 12, der an den Ansaugkanal 4 montiert ist gemessen und zur ECU 3 ausgegeben. 2 is shown executed to protect the turbocharger. The actual boost pressure is provided by a boost pressure sensor 12 that is attached to the intake 4 mounted is measured and to the ecu 3 output.

Als nächstes wird die Turboladerschutzsteuerung, die durch die ECU 3 des Ausführungsbeispiels ausgeführt wird, basierend auf einem Blockdiagramm, das in 2 dargestellt ist, erklärt.Next is the turbocharger protection control provided by the ECU 3 of the embodiment is executed based on a block diagram shown in FIG 2 is illustrated explained.

Bei der Turboladerschutzsteuerung, die durch die ECU 3 ausgeführt wird, werden die zulässigen Obergrenzenladedrücke zweier Stufen eingestellt. Insbesondere wird die Turboladerschutzsteuerung ausgeführt, wenn der tatsächliche Ladedruck einen ersten zulässigen Obergrenzenladedruck übersteigt und wird ausgeführt wenn der tatsächliche Ladedruck einen zweiten zulässigen Obergrenzenladedruck übersteigt. Der erste und zweite zulässige Obergrenzenladedruck SP1, SP2 wird jeweils durch eine erste und zweite Einstelleinrichtung 101, 102, die in 2 dargestellt sind, entsprechend den Betriebszuständen des Dieselmotors (der Motordrehzahl NE und der Einspritzmenge Q) basierend auf dreidimensionalen Zuordnungen eingestellt, deren Parameter die Motordrehzahl NE, die Einspritzmenge Q und die zulässigen Obergrenzenladedrücke SP1, SP2 sind.In the turbocharger protection control, by the ECU 3 is executed, the allowable upper limit loading pressures of two stages are set. In particular, the turbocharger protection control is executed when the actual boost pressure exceeds a first allowable upper limit boost pressure and is executed when the actual boost pressure exceeds a second allowable upper limit boost pressure. The first and second allowable upper limit boost pressures SP1, SP2 are respectively set by first and second setting means 101 . 102 , in the 2 are set according to the operating conditions of the diesel engine (the engine speed NE and the injection amount Q) based on three-dimensional maps whose parameters are the engine speed NE, the injection amount Q and the allowable upper limit boost pressures SP1, SP2.

Eine erste Vergleichseinrichtung 103 vergleicht den tatsächlichen Ladedruck SP mit dem ersten zulässigen Obergrenzenladedruck SP1. Beim Vergleich wird eine Hysterese α1 (beispielsweise 5kPa) eingestellt, um ein Steuerungsnacheilen zu verhindern. Wenn bestimmt wird, dass der tatsächliche Ladedruck SP größer als der erste zulässige Obergrenzenladedruck SP1 ist, führt die erste Schutzeinrichtung 105 die erste Schutzsteuerung aus. Bei der ersten Schutzsteuerung wird die Einspritzmenge Q des Injektors 2 begrenzt und der Düsenöffnungsgrad des Turboladers wird auf einen Vollöffnungsgrad gesteuert.A first comparison device 103 compares the actual boost pressure SP with the first allowable upper limit boost pressure SP1. In the comparison, a hysteresis α1 (for example, 5 kPa) is set to prevent control lag. When it is determined that the actual boost pressure SP is greater than the first allowable upper limit boost pressure SP1, the first guard performs 105 the first protection control. In the first protection control, the injection quantity Q of the injector becomes 2 limited and the nozzle opening degree of the turbocharger is controlled to a full opening degree.

Eine zweite Vergleichseinrichtung 104 vergleicht den tatsächlichen Ladedruck SP mit dem zweiten zulässigen Obergrenzenladedruck SP2. Im Vergleich wird eine Hysterese α2 (beispielsweise 5kPa) eingestellt, um das Steuerungsnacheilen zu verhindern. Wenn bestimmt wird, dass der tatsächliche Ladedruck SP größer als der zweite zulässige Obergrenzenladedruck SP2 ist, führt die zweite Schutzeinrichtung 106 eine zweite Schutzsteuerung aus. Die zweite Schutzsteuerung wird ausgeführt, wenn der tatsächliche Ladedruck SP ansteigt und den zweiten zulässigen Obergrenzenladedruck SP2 übersteigt, selbst wenn der Düsenöffnungsgrad des Turboladers in der ersten Schutzsteuerung in den Vollöffnungsgrad gesteuert wird. Bei der zweiten Schutzsteuerung wird die Einspritzmenge Q des Injektors 2 eliminiert und das EGR-Ventil 8 wird so gesteuert, dass es in einem vollständig geöffneten Zustand ist. Der tatsächliche Ladedruck SP steigt weiterhin an, selbst nachdem der Düsenöffnungsgrad des Turboladers in den Vollöffnungsgrad gesteuert wurde, da das Ansprechen des Turboladers langsam ist. Genauer, da die Abgasturbine 10 und der Verdichter 11 des Turboladers durch Massenträgheit gedreht werden, dauert es eine Zeit, bis der Ladedruck abnimmt, selbst wenn der Düsenöffnungsgrad in einen Vollöffnungsgrad gebracht wird. Deshalb besteht die Möglichkeit, dass der tatsächliche Ladedruck SP den zweiten zulässigen Obergrenzenladedruck SP2 übersteigt, bevor der tatsächliche Ladedruck SP abnimmt.A second comparison device 104 compares the actual boost pressure SP with the second allowable upper limit boost pressure SP2. In comparison, a hysteresis α2 (for example, 5 kPa) is set to prevent the control lag. When it is determined that the actual boost pressure SP is greater than the second allowable upper limit boost pressure SP2, the second protection device performs 106 a second protection control. The second protection control is executed when the actual boost pressure SP increases and exceeds the second allowable upper limit boost pressure SP2, even if the nozzle opening degree of the turbocharger in the first guard control is controlled to the full open degree. In the second protection control, the injection amount Q of the injector becomes 2 eliminated and the EGR valve 8th is controlled so that it is in a fully opened state. The actual boost pressure SP continues to rise even after the nozzle opening degree of the turbocharger has been controlled to the full opening degree because the response of the turbocharger is slow. Specifically, because the exhaust gas turbine 10 and the compressor 11 of the turbocharger are rotated by inertia, it takes a time until the boost pressure decreases, even if the nozzle opening degree is brought to a full opening degree. Therefore, there is a possibility that the actual boost pressure SP exceeds the second allowable upper limit boost pressure SP2 before the actual boost pressure SP decreases.

Als nächstes wird eine zweite Schutzsteuerung basierend auf einem Zeitdiagramm, das in 3 darstellt ist, erklärt.Next, a second protection control based on a time chart shown in FIG 3 represents, explains.

Die ECU 3 liest den tatsächlichen Ladedruck SP, der durch den Ladedrucksensor 12 gemessen wird. Wenn zu einem Zeitpunkt t1 der tatsächliche Ladedruck SP, der durch eine Volllinie c in 3 dargestellt ist, den zweiten zulässigen Obergrenzenladedruck SP2 übersteigt, schaltet die ECU 3 einen Turboladerschutzsteuerungsbittschalter (FLAG) ein, wie durch eine Volllinie e in 3 dargestellt und stellt einen eingebauten Zeitzähler auf eine vorherbestimmte Zeit (beispielsweise eine Sekunde). Folglich startet die ECU 3 sofort die zweite Schutzsteuerung. Folglich wird die Einspritzmenge Q eliminiert, wie durch eine Volllinie b dargestellt und der Öffnungsgrad OE des EGR-Ventils 8, welches bis zum Zeitpunkt t1 geregelt wird, wird in den Vollöffnungsgrad gesteuert, wie durch eine Volllinie f in 3 dargestellt. Eine gestrichelte Linie C' in 3 kennzeichnet den Zielladedruck.The ECU 3 reads the actual boost pressure SP through the boost pressure sensor 12 is measured. If, at a time t1, the actual boost pressure SP indicated by a solid line c in FIG 3 is shown exceeding the second allowable upper limit boost pressure SP2, the ECU shifts 3 a turbocharger protection control switch (FLAG) as indicated by a solid line e in FIG 3 and sets a built-in timer to a predetermined time (for example, one second). Consequently, the ECU starts 3 immediately the second protection control. Consequently, the injection amount Q is eliminated as indicated by a solid line b and the opening degree OE of the EGR valve 8th which is controlled until time t1 is controlled to the full opening degree as indicated by a solid line f in 3 shown. A dashed line C 'in 3 marks the destination print.

Wenn das EGR-Ventil 8 in den vollständig geöffneten Zustand gesteuert wird, nimmt die EGR-Gasmenge, die im Ansaugkanal 4 über den EGR-Kanal 7 rückgeführt wird, rapide zu. Dementsprechend nimmt die Menge an Abgas, welches hin zur Abgasturbine 10 im Abgaskanal 6 strömt, rapide ab.When the EGR valve 8th is controlled in the fully open state, decreases the amount of EGR gas in the intake 4 over the EGR channel 7 is returned rapidly. Accordingly, the amount of exhaust gas that goes toward the exhaust turbine decreases 10 in the exhaust duct 6 flows away, rapidly.

Infolgedessen nimmt der Abgasdruck, der auf die Abgasturbine 10 wirkt, stark ab. Folglich nimmt, wie durch eine Volllinie d in 3 dargestellt, die Turboladerdrehzahl RT rapide ab, ohne eine Obergrenzendrehzahl Rtup zu übersteigen, unterhalb der die Zuverlässigkeit des Turboladers aufrechterhalten werden kann.As a result, the exhaust pressure acting on the exhaust gas turbine decreases 10 works, strong. Consequently, as by a solid line d in 3 4, the turbocharger speed RT rapidly decreases without exceeding an upper limit speed Rtup, below which the reliability of the turbocharger can be maintained.

Wenn das EGR-Ventil 8 in den vollständig geöffneten Zustand gesteuert wird, nimmt die EGR-Gasmenge, die zum Ansaugkanal 4 rückgeführt wird, zu. Infolgedessen nimmt eine Sauerstoffkonzentration innerhalb des Zylinders 1 ab. Wenn deshalb die Einspritzmenge Q, die vor der Steuerung des Öffnungsgrads OE des EGR-Ventils 8 bereitgestellt wird ebenfalls nach der Steuerung des Öffnungsgrads OE des EGR-Ventils 8 bereitgestellt wird, besteht die Möglichkeit, dass die Einspritzmenge Q überhöht ist und Rauch (Graphit) zunimmt. Im Gegensatz dazu wird in der zweiten Schutzsteuerung das EGR-Ventil 8 in den vollständig geöffneten Zustand gesteuert und inzwischen wird die Einspritzmenge Q eliminiert. Somit kann eine Überhöhung der Einspritzmenge Q verhindert werden und der Anstieg an Rauch kann unterdrückt werden.When the EGR valve 8th is controlled in the fully open state, decreases the amount of EGR gas that goes to the intake port 4 is returned, too. As a result, an oxygen concentration within the cylinder decreases 1 from. Therefore, if the injection amount Q, before the control of the opening degree OE of the EGR valve 8th is also provided after the control of the opening degree OE of the EGR valve 8th is provided, there is the possibility that the injection amount Q is excessive and smoke (graphite) increases. in the In contrast, in the second protection control, the EGR valve 8th controlled in the fully open state and meanwhile the injection quantity Q is eliminated. Thus, an increase in the injection amount Q can be prevented and the increase of smoke can be suppressed.

Wenn der Zeitzähler auf die eingestellte Zeit (eine Sekunde) bei einem Zeitpunkt t2, der in 3 dargestellt ist, zählt, wird der Turboladerschutzsteuerungsbittschalter (FLAG) ausgeschaltet und die zweite Schutzsteuerung beendet.If the time counter is set to the set time (one second) at a time t2 in 3 is counted, the turbocharger protection control bit switch (FLAG) is turned off and the second protection control is terminated.

Danach wird das EGR-Ventil 8 auf den Ventilöffnungsgrad geregelt, der bei der EGR-Steuerung angewiesen wurde, wie durch die Volllinie f dargestellt. Die Einspritzmenge Q wird fortschreitend auf eine Anweisungseinspritzmenge zurückgebracht, die bei der gewöhnlichen Einspritzmengensteuerung angewiesen wird, wie durch die Volllinie b dargestellt. Entsprechend der Veränderung der Einspritzmenge Q verändert sich die Motordrehzahl NE fortschreitend, wie durch eine Volllinie a in 3 dargestellt.Thereafter, the EGR valve 8th regulated to the valve opening degree instructed in the EGR control, as shown by the solid line f. The injection amount Q is progressively returned to an instruction injection amount instructed in the ordinary injection quantity control, as shown by the solid line b. In accordance with the change of the injection amount Q, the engine speed NE progressively changes as indicated by a solid line a in FIG 3 shown.

Als nächstes werden Wirkungen des Ausführungsbeispiels erklärt.When next become effects of the embodiment explained.

Bei der zweiten Schutzsteuerung des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird das EGR-Ventil 8, sofort wenn der tatsächliche Ladedruck SP den zweiten zulässigen Obergrenzenladedruck SP2 übersteigt, in den vollständig geöffneten Zustand gesteuert. Folglich kann die Abgasenergie, die an die Abgasturbine 10 angelegt wird, stark verringert werden. Infolgedessen kann der überhöhte Zustand des Ladedrucks SP schnell eliminiert werden und die Turboladerdrehzahl RT kann daran gehindert werden, eine Überdrehzahl zu erreichen. Somit kann der Turbolader geschützt werden. Die Überdrehzahl wird erreicht, wenn die Turboladerdrehzahl RT die Obergrenzendrehzahl RTup übersteigt, unterhalb der die Zuverlässigkeit des Turboladers aufrechterhalten werden kann.In the second protection control of the present embodiment, the EGR valve becomes 8th Immediately when the actual boost pressure SP exceeds the second allowable upper limit boost pressure SP2, controlled to the fully open state. Consequently, the exhaust gas energy to the exhaust gas turbine 10 is greatly reduced. As a result, the excessive state of the supercharging pressure SP can be quickly eliminated, and the supercharger speed RT can be prevented from reaching an overspeed. Thus, the turbocharger can be protected. The overspeed is achieved when the turbocharger speed RT exceeds the upper limit speed RTup, below which the reliability of the turbocharger can be maintained.

Die Einspritzmenge Q wird eliminiert während das EGR-Ventil 8 in den vollständig geöffneten Zustand gesteuert wird. Deshalb kann der Überschuss bei der Einspritzmenge Q verhindert werden und die Zunahme an Rauch kann unterbunden werden.The injection amount Q is eliminated while the EGR valve 8th is controlled in the fully open state. Therefore, the excess in the injection amount Q can be prevented, and the increase of smoke can be suppressed.

Des Weiteren wird die Einspritzmenge Q fortschreitend wiederhergestellt nachdem die zweite Schutzsteuerung beendet wird. Somit kann eine schnelle Veränderung in der Leistungsabgabe des Motors verhindert werden. Deshalb kann die Gefahr, die mit der schnellen Beschleunigung eines Fahrzeugs einhergeht, umgangen werden und eine Verschlechterung des Fahrverhaltens kann verhindert werden.Of Further, the injection amount Q is progressively restored after the second protection control is ended. Thus, a fast change be prevented in the power output of the engine. That's why the danger associated with the speedy acceleration of a vehicle goes hand in hand, and a deterioration of driving behavior can be prevented.

Wenn eine Maschinenfehlfunktion des Turboladers auftritt (wenn beispielsweise die variable Düse blockiert) kann das Verfahren (die erste Schutzsteuerung) zum Steuern der variablen Düse in den vollständig geöffneten Zustand nicht die variable Düse steuern und kann nicht die unnormale Erhöhung des Ladedrucks SP eliminieren. Im Gegensatz dazu wird bei der zweiten Schutzsteuerung das EGR-Ventil 8 in den vollständig geöffneten Zustand gesteuert. Deshalb kann selbst wenn der Turbolader kaputt wird, die zweite Schutzsteuerung die unnormale Erhöhung des Ladedrucks SP eliminieren.When engine malfunction of the turbocharger occurs (for example, when the variable nozzle is blocked), the method (first protection control) for controlling the variable nozzle to the fully open state can not control the variable nozzle and can not eliminate the abnormal increase in the boost pressure SP. In contrast, in the second protection control, the EGR valve 8th controlled in the fully open state. Therefore, even if the turbocharger is broken, the second protection control can eliminate the abnormal increase of the boost pressure SP.

(Modifikationen)(Modifications)

In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wird als Turboladerschutzsteuerung die zweite Schutzsteuerung in dem Fall ausgeführt, in dem die unnormale Erhöhung des Ladedrucks SP nicht durch die erste Schutzsteuerung eliminiert werden kann. Alternativ kann die erste Schutzsteuerung gestrichen werden und es kann lediglich die zweite Schutzsteuerung ausgeführt werden.In The above embodiment is as turbocharger protection control, the second protection control in the Case executed, in which the abnormal increase the boost pressure SP is not eliminated by the first protection control can be. Alternatively, the first protection control can be canceled and only the second protection control can be executed.

In der zweiten Schutzsteuerung wird die Einspritzmenge Q eliminiert und das EGR-Ventil 8 wird in den vollständig geöffneten Zustand gesteuert. Alternativ kann lediglich die Steuerung zum vollständigen Öffnen des EGR-Ventils 8 ausgeführt werden, um die unnormale Erhöhung des Ladedrucks SP zu eliminieren. Insbesondere kann die Steuerung zum Eliminieren der Einspritzmenge Q in der zweiten Schutzsteuerung weggelassen werden.In the second protection control, the injection amount Q is eliminated and the EGR valve 8th is controlled to the fully open state. Alternatively, only the control for fully opening the EGR valve 8th be executed to eliminate the abnormal increase of the boost pressure SP. In particular, the control for eliminating the injection amount Q in the second protection control may be omitted.

In dem Ausführungsbeispiel wird die zweite Schutzsteuerung für die Zeit ausgeführt (beispielsweise eine Sekunde), die durch den Zeitzähler eingestellt wurde. Anstatt dem Einstellen der Zeit zum Ausführen der zweiten Schutzsteuerung unter Verwendung des Zeitzählers kann die zweite Schutzsteuerung bei einem Zeitpunkt enden, wenn der tatsächliche Ladedruck SP um einen vorherbestimmen Wert niedriger wird als der zweite zulässige Obergrenzenladedruck SP2.In the embodiment the second protection control is executed for the time (for example one second) set by the timer. Instead of setting the time to execute the second protection control using the time counter can the second protection control ends at a time when the actual protection Boost SP is lower by a predetermined value than the second allowed Upper limit boost pressure SP2.

Die vorliegende Erfindung sollte nicht auf das offenbarte Ausführungsbeispiel begrenzt sein, sondern kann auf einige andere Arten umgesetzt werden, ohne vom Rahmen der Erfindung abzuweichen, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.The The present invention should not be limited to the disclosed embodiment limited but can be implemented in a few other ways, without departing from the scope of the invention as defined in the appended claims is.

Eine elektronische Steuereinheit (3) führt eine zweite Schutzsteuerung zum Schützen eines Turboladers aus, wenn ein tatsächlicher Ladedruck einen vorherbestimmten zweiten zulässigen Obergrenzenladedruck übersteigt. In der zweiten Schutzsteuerung wird eine Einspritzmenge eliminiert und ein Öffnungsgrad eines Abgasrückführventils (einem EGR-Ventil) (8) wird in einen Vollöffnungsgrad gesteuert. Folglich steigt eine EGR-Gasmenge, die in einen Ansaugkanal (4) über einen EGR-Kanal (7) rückgeführt wird, schnell an und eine Abgasenergie, die an einer Abgasturbine (10) des Turboladers angelegt wird nimmt stark ab. Dementsprechend wird ein überhöhter Zustand des Ladedrucks schnell eliminiert und eine Turboladerdrehzahl wird daran gehindert eine Überdrehzahl zu erreichen. Folglich kann der Turbolader geschützt werden.An electronic control unit ( 3 ) performs a second protection control for protecting a turbocharger when an actual boost pressure exceeds a predetermined second allowable upper limit boost pressure. In the second protection control, an injection amount is eliminated and an opening degree of an exhaust gas recirculation valve (an EGR valve) ( 8th ) is controlled to a full opening degree. Consequently, an amount of EGR gas that rises in a suction channel ( 4 ) via an EGR channel ( 7 ), and an exhaust gas energy generated at an exhaust gas turbine ( 10 ) of the turbocharger is decreased sharply. Accordingly, an excessive state of the supercharging pressure is quickly eliminated, and a supercharger speed is prevented from reaching an overspeed. Consequently, the turbocharger can be protected.

Claims (8)

Steuervorrichtung (3) eines Dieselmotors mit einem Turbolader mit variabler Geometrie zum Druckbeaufschlagen von Ansaugluft unter Verwendung einer Abgasenergie, einem Abgasrückführkanal (7) zum Rückführen eines Teils des Abgases in ein Luftansaugsystem, und einem Abgasrückführventil (8) zum Rückführen einer Menge des Abgases, welches durch den Abgasrückführkanal (7) strömt, dabei ist die Steuervorrichtung (3), gekennzeichnet durch eine Schutzeinrichtung (106) zum Ausführen einer Turboladerschutzsteuerung zum Schützen des Turboladers, wenn ein tatsächlicher Ladedruck, der durch den Turbolader erzeugt wird, einen vorherbestimmten zulässigen Obergrenzenladedruck übersteigt, wobei die Schutzeinrichtung (106) in der Turboladerschutzsteuerung eine Steuerung zum Erhöhen eines Öffnungsgrads eines Abgasrückführventils (8) ausführt.Control device ( 3 ) of a diesel engine with a variable geometry turbocharger for pressurizing intake air using exhaust gas energy, an exhaust gas recirculation passage (FIG. 7 ) for returning a portion of the exhaust gas into an air intake system, and an exhaust gas recirculation valve ( 8th ) for recirculating an amount of the exhaust gas, which through the exhaust gas recirculation channel ( 7 ) flows, while the control device ( 3 ), characterized by a protective device ( 106 ) for performing a turbocharger protection control to protect the turbocharger when an actual boost pressure generated by the turbocharger exceeds a predetermined allowable upper limit boost pressure, the guard ( 106 ) in the turbocharger protection controller, a controller for increasing an opening degree of an exhaust gas recirculation valve (FIG. 8th ). Steuervorrichtung (3) gemäß Anspruch 1, wobei die Schutzeinrichtung (106) in der Turboladerschutzsteuerung eine Steuerung zum Verringern oder Eliminieren einer Einspritzmenge an Kraftstoff, welcher in einen Zylinder (1) des Motors eingespritzt wird, ausführt.Control device ( 3 ) according to claim 1, wherein the protective device ( 106 ) in the turbocharger protection controller, a controller for reducing or eliminating an injection amount of fuel discharged into a cylinder ( 1 ) of the engine is injected. Steuervorrichtung (3) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Schutzeinrichtung (106) die Turboladerschutzsteuerung ausführt, bis der tatsächliche Ladedruck um einen vorherbestimmten Wert niedriger als der zulässige Obergrenzenladedruck ist.Control device ( 3 ) according to claim 1 or 2, wherein the protective device ( 106 ) performs the turbocharger protection control until the actual boost pressure is lower than the allowable upper limit boost pressure by a predetermined value. Steuervorrichtung (3) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Schutzeinrichtung (106) die Turboladerschutzsteuerung ausführt, bis eine vorherbestimmte Zeit verstrichen ist.Control device ( 3 ) according to claim 1 or 2, wherein the protective device ( 106 ) performs the turbocharger protection control until a predetermined time has elapsed. Steuervorrichtung (3) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Schutzeinrichtung (106) den Öffnungsgrad des Abgasrückführventils (8), sofort wenn der tatsächliche Ladedruck den zulässigen Obergrenzenladedruck übersteigt, auf einen Zielöffnungsgrad einschließlich einem Vollöffnungsgrad steuert und zur gewöhnlichen Regelung des Öffnungsgrads des Abgasrückführventils (8) zurückkehrt nachdem der tatsächliche Ladedruck bei der Steuerung des Öffnungsgrads des Abgasrückführventils (8) um einen vorherbestimmten Wert niedriger als der zulässige Obergrenzenladedruck ist.Control device ( 3 ) according to any one of claims 1 to 3, wherein the protective device ( 106 ) the degree of opening of the exhaust gas recirculation valve ( 8th ), immediately when the actual boost pressure exceeds the allowable upper limit boost pressure, to a target opening degree including a full opening degree, and for ordinary control of the opening degree of the EGR valve (FIG. 8th ) returns after the actual boost pressure in the control of the opening degree of the exhaust gas recirculation valve ( 8th ) is lower than the allowable upper limit boost pressure by a predetermined value. Steuervorrichtung (3) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1, 2 und 4, wobei die Schutzeinrichtung (106) den Öffnungsgrad des Abgasrückführventils (8), sofort wenn der tatsächliche Ladedruck den zulässigen Obergrenzenladedruck übersteigt, auf einen Zielöffnungsgrad einschließlich einem Vollöffnungsgrad steuert und zur gewöhnlichen Regelung des Öffnungsgrads des Abgasrückführventils zurückkehrt, wenn eine vorherbestimmte Zeit in der Steuerung des Öffnungsgrads des Abgasrückführventils (8) verstreicht.Control device ( 3 ) according to any one of claims 1, 2 and 4, wherein the protective device ( 106 ) the degree of opening of the exhaust gas recirculation valve ( 8th ), immediately when the actual boost pressure exceeds the allowable upper limit boost pressure, controls to a target opening degree including a full opening degree and returns to the ordinary control of the opening degree of the EGR valve when a predetermined time in the control of the opening degree of the EGR valve ( 8th ) elapses. Steuervorrichtung (3) gemäß irgendeinem der Ansprüche 2, 3 und 5, wobei die Schutzeinrichtung (106) die Einspritzmenge, sofort wenn der tatsächliche Ladedruck den zulässigen Obergrenzenladedruck übersteigt, auf eine vorherbestimmte Menge verringert oder die Einspritzmenge eliminiert und fortlaufend die Einspritzmenge wiederherstellt, nachdem der tatsächliche Ladedruck bei der Steuerung zum Verringern oder Eliminieren der Einspritzmenge um einen vorherbestimmten Wert niedriger als der zulässige Obergrenzenladedruck wird.Control device ( 3 ) according to any of claims 2, 3 and 5, wherein the protective device ( 106 ) the injection amount, immediately when the actual boost pressure exceeds the allowable upper limit boost pressure, decreases to a predetermined amount or eliminates the injection amount and continuously restores the injection amount after the actual boost pressure in the control for decreasing or eliminating the injection amount is lower than the allowable one by a predetermined value Upper limit boost pressure is. Steuervorrichtung (3) gemäß irgendeinem der Ansprüche 2, 4 und 6, wobei die Schutzeinrichtung (106) die Einspritzmenge, sofort wenn der tatsächliche Ladedruck den zulässigen Obergrenzenladedruck übersteigt, auf eine vorherbestimmte Menge verringert oder die Einspritzmenge eliminiert und fortlaufend die Einspritzmenge wiederherstellt, wenn eine vorherbestimmte Zeit in der Steuerung zum Verringern oder Eliminieren der Einspritzmenge verstreicht.Control device ( 3 ) according to any one of claims 2, 4 and 6, wherein the protective device ( 106 ) the injection amount, immediately when the actual boost pressure exceeds the allowable upper limit boost pressure, reduced to a predetermined amount or eliminates the injection amount and continuously restores the injection amount when a predetermined time elapses in the control for reducing or eliminating the injection amount.
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