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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuersystem für einen Verbrennungsmotor, und insbesondere ein Steuersystem für einen derart konfigurierten Verbrennungsmotor, dass ein AGR-Kanal zum Rückführen der Abgase gespült wird.
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Die
DE 10 2008 002 976 T5 zeigt ein Steuersystem für einen Verbrennungsmotor, umfassend: einen AGR-Kanal, der von einer Verzweigung eines Auslasskanals des Motors abzweigt und mit einem Zusammenflussabschnitt eines Einlasskanals verbunden ist, wo der AGR-Kanal in den Einlasskanal mündet, zum Rückführen eines Teils von Abgasen, die von einer Brennkammer des Motors in den Auslasskanal abgegeben werden, zu dem Einlasskanal; ein AGR-Ventil, das in dem AGR-Kanal angeordnet ist, zum Einstellen einer zum Einlasskanal rückgeführten Gasmenge; einen Luftströmungssensor, der in dem Einlasskanal an einer Stelle stromauf des Zusammenflussabschnitts angeordnet ist, zum Erfassen einer Frischluftmenge; ein Betriebszustanderfassungsmittel zum Erfassen von Betriebszuständen des Motors; und ein Kraftstoffzufuhrunterbrechungsmittel zum Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr zum Motor, wenn der Motor im Verzögerungszustand ist. Wenn der Verbrennungsmotor nicht mehr verzögert wird und die Kraftstoffzufuhrunterbrechung beendet wird, wird eine vorgegebene Kraftstoffmenge über einen vorab bestimmten Zeitraum nach Beendigung der Kraftstoffzufuhrunterbrechung einspritzt, so dass, wenn eine AGR-Gasmenge im Ansaugsystem des Verbrennungsmotors größer ist, die vorgegebene Kraftstoffmenge höchstens so groß ist als wenn diese AGR-Gasmenge kleiner wäre.
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Ein herkömmliches Steuersystem für einen Verbrennungsmotor dieser Art ist in der
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116 402 A , Familienmitglied der US 2004 / 0 060 549 A1 offenbart. Dieser Motor ist an einem Fahrzeug angebracht und enthält einen AGR-Kanal zum Rückführen eines Teils der in einen Auslasskanal abgegebenen Abgase zu einem Einlasskanal. Bei diesem Steuersystem wird während Verzögerung oder Leerlauf des Fahrzeugs ein im AGR-Kanal angeordnetes AGR-Ventil geöffnet, und ein im Einlasskanal angeordnetes Drosselventil wird auf einen vorbestimmten Öffnungsgrad geschlossen. Durch diese Steuerung wird der AGR-Kanal durch Abgase durch gespült, die während Verzögerung oder Leerlauf des Fahrzeugs abgegeben werden und eine relativ niedrige Temperatur und wenig Wassergehalt haben. Daher ist danach die Menge des Kondenswassers gering, auch wenn während Stopp des Motors die Abgase abkühlen, so dass sie Kondenswasser erzeugen. Dies verhindert Probleme, die durch unverbrannte Komponenten im Kondenswasser verursacht werden, das am AGR-Ventil und dergleichen anhaftet oder sich darauf ablagert.
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Ferner offenbart die JP H11- 200 924 A (1999) ein Steuersystem zum Begrenzen einer Kraftstoffeinspritzmenge (der in den Motor eingespritzten Kraftstoffmenge) gemäß der Abgasrückführmenge von über einen AGR-Kanal rückgeführten Abgasen, um das Auftreten von Rauch in dem Motor zu unterdrücken. Bei diesem Steuersystem wird ein Basiswert der maximalen Kraftstoffeinspritzmenge (Rauchgrenze) entsprechend einer Grenze, bei der Rauch auftritt, basierend auf der Drehzahl des Motors berechnet. Ferner wird eine abnehmende Korrekturmenge, basierend auf dem Hubbetrag des AGR-Ventils auf einen größeren Wert berechnet, weil die Abgasrückführmenge größer wird, wenn dieser Hubbetrag größer wird, und ein Wert, der durch Subtrahieren des abnehmenden Korrekturbetrags von dem oben erwähnten Basiswert erhalten wird, wird als letztendliche maximale Einspritzmenge berechnet. Indem dann die Kraftstoffeinspritzmenge unter Verwendung der berechneten maximalen Einspritzmenge begrenzt wird, wird ein Kraftstoffüberschuss in Bezug auf die Lufteinlassmenge verhindert, welche verringert wird, wenn die Abgasrückführmenge erhöht wird, wodurch das Auftreten von Rauch verhindert wird.
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Jedoch können in einem Fall, wo die oben beschriebene Spülsteuerung des AGR-Kanals gemäß
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116 402 A und die Rauchbegrenzungssteuerung gemäß JP H11- 200 924 A (1999) kombiniert werden, die folgenden Probleme auftreten: wenn zum Beispiel die Spülsteuerung des AGR-Kanals in dem einem Zustand ausgeführt wird, wo die Kraftstoffzufuhr während Verzögerung des Motors unterbrochen wird, werden Abgase, die aufgrund der Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr keiner Verbrennung unterliegen, von dem Motor abgegeben und fließen in den AGR-Kanal, und wenn daher die Spülsteuerung fortschreitet, gelangen existierende AGR-Gase, die den größeren Frischluftanteil enthalten, in den AGR-Kanal.
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Wenn aus diesem Zustand heraus die Rauchbegrenzungssteuerung ausgeführt wird, wenn der Motor zum Beschleunigungszustand wechselt, fließen die AGR-Gase, die einen großen Frischluftanteil enthalten, der in dem AGR-Kanal existiert hat, von dem AGR-Kanal in den Einlasskanal, unmittelbar nach dem Umschalten des Motors zum Beschleunigungszustand, so dass auch dann, wenn der Hubbetrag des AGR-Ventils groß ist, die in die Brennkammer gesaugte Frischluftmenge nicht verringert sondern stattdessen erhöht wird. Andererseits ist die Rauchbegrenzungssteuerung gemäß JP H11- 200 924 A (1999), wenn der Hubbetrag des AGR-Ventils größer wird, die Abgasrückführmenge größer, und dementsprechend nimmt die in die Brennkammer gesaugte
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Ansaugluftmenge ab. Daher wird die maximale Einspritzmenge zum Begrenzen der Kraftstoffeinspritzmenge auf einen kleineren Wert gesetzt.
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Obwohl, wie oben beschrieben, die in die Brennkammer gesaugte Frischluftmenge tatsächlich nicht reduziert wird, wird die Kraftstoffeinspritzmenge durch die auf klein gestellte maximale Einspritzmenge zu stark begrenzt. Daher wird die Ausgangsleistung des Motors unnötig unterdrückt, wodurch die Fahreigenschaften schlechter werden. Im Falle einer sogenannten Niederdruck-AGR, d.h., wenn die AGR-Gase von der stromabwärtigen Seite einer Turbine eines Turboladers im Abgaskanal zur stromaufwärtigen Seite eines Kompressors in dem Einlasskanal rückgeführt werden, ist die Länge eines Wegs, durch den das von der Brennkammer abgegebene Abgas zur Brennkammer über den AGR-Kanal rückgeführt wird, groß, und daher dauert der oben beschriebene Zustand für eine lange Zeitdauer fort, was das oben erwähnte Problem noch schwerwiegender macht.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Steuersystem für ein Verbrennungsmotor anzugeben, das in der Lage ist, eine Kraftstoffeinspritzmengen-Rauchgrenze nach Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr gemäß einer in eine Brennkammer gesaugten Frischluftmenge richtig einzustellen, in einem Fall, wo ein AGR-Kanal während Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr im Verzögerungszustand des Motors gespült wird.
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Zur Lösung der obigen Aufgabe gibt die vorliegende Erfindung ein Steuersystem für ein Verbrennungsmotor an, umfassend: einen AGR-Kanal, der von einer Verzweigung eines Auslasskanals des Motors abzweigt und mit einem Zusammenflussabschnitt eines Einlasskanals verbunden ist, wo der AGR-Kanal in den Einlasskanal mündet, zum Rückführen eines Teils von Abgasen, die von einer Brennkammer des Motors in den Auslasskanal abgegeben werden, zu dem Einlasskanal; ein AGR-Ventil, das in dem AGR-Kanal angeordnet ist, zum Einstellen einer zum Einlasskanal rückgeführten Gasmenge; einen Luftströmungssensor, der in dem Einlasskanal an einer Stelle stromauf des Zusammenflussabschnitts angeordnet ist, zum Erfassen einer Frischluftmenge; ein Kraftstoffzufuhrunterbrechungsmittel zum Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr zum Motor, wenn der Motor im Verzögerungszustand ist; ein Steuermittel zum Steuern/Regeln des AGR-Ventils zum offenen Zustand, um während Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr den AGR-Kanal zu spülen; ein Kraftstoffgrenzmengenberechnungsmittel zum Berechnen einer Kraftstoffgrenzmenge zum Begrenzen einer in den Motor eingespritzten Kraftstoffmenge, um das Auftreten von Rauch zu unterdrücken; ein Betriebszustanderfassungsmittel zum Erfassen von Betriebszuständen des Motors; und ein Geschätzte-Frischluftmenge-Berechnungsmittel zum Berechnen einer in die Brennkammer zu saugenden Frischluftmenge als geschätzte Frischluftmenge basierend auf den erfassten Betriebszuständen des Motors nach Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr, worin das Kraftstoffgrenzmengenberechnungsmittel die Kraftstoffgrenzmenge basierend auf der vom Geschätzte-Frischluftmenge-Berechnungsmittel berechneten geschätzten Frischluftmenge berechnet, während einer ersten vorbestimmten Zeitperiode nach Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr.
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Der Motor ist mit einem das AGR-Ventil enthaltenen AGR-Kanal versehen, um einen Teil der Abgase, die von der Brennkammer in den Auslasskanal abgegeben werden, als AGR-Gase zum Einlasskanal rückzuführen. Wenn mit der Anordnung dieses Steuersystems der Motor im Verzögerungszustand ist, wird die Kraftstoffzufuhr zum Motor unterbrochen, und während Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr wird das AGR-Ventil im offenen Zustand gesteuert/geregelt, um den AGR-Kanal zu spülen. Durch diese Spülsteuerung/-regelung wird das im AGR-Kanal erzeugte Kondenswasser durch das AGR-Gas zwangsweise abgeführt, wodurch verhindert wird, dass das Kondenswasser das AGR-Ventil und dergleichen beeinträchtigt.
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Ferner wird in diesem Steuersystem die durch den Einlasskanal fließende Frischluftmenge vom Luftströmungssensor erfasst, und zur Durchführung der Rauchbegrenzungssteuerung/-regelung, um die Rauchentstehung zu unterdrücken, wird die Kraftstoffgrenzmenge zum Begrenzen der in den Motor eingespritzten Kraftstoffmenge berechnet. In diesem Fall ist der Luftströmungssensor im Einlasskanal stromauf des Zusammenflussabschnitts angeordnet, wo der AGR-Kanal in den Einlasskanal mündet, so dass die AGR-Gasmenge, die von dem AGR-Kanal in den Einlasskanal fließt, sich nicht in der Frischluftmenge widerspiegelt, die vom Luftströmungssensor erfasst wird. In einem Zustand, wo die einen großen Frischluftanteil enthaltenden AGR-Gase von dem AGR-Kanal in den Einlasskanal nach Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr fließen, weicht daher die erfasste Frischluftmenge von der Frischluftmenge ab, die tatsächlich in die Brennkammer gesaugt wird, und zeigt einen kleineren Wert. Wenn die Kraftstoffgrenzmenge basierend auf der erfassten Frischluftmenge berechnet wird, besteht aus diesem Grund eine Gefahr, dass die Kraftstoffgrenzmenge zu klein eingestellt wird und eine viel zu niedrige Rauchgrenze eingestellt wird.
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Aus diesem Blickpunkt heraus wird erfindungsgemäß die in die Brennkammer gesaugte Frischluftmenge basierend auf den erfassten Betriebszuständen des Motors als die geschätzte Frischluftmenge berechnet, und die Kraftstoffgrenzmenge wird nicht basierend auf der erfassten Frischluftmenge berechnet, sondern basierend auf der geschätzten Frischluftmenge während der ersten vorbestimmten Zeitperiode nach Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr. Dies macht es möglich, die Kraftstoffgrenzmenge basierend auf einer richtig evaluierten Menge der in die Brennkammer gesaugten Frischluft richtig zu setzen und hierdurch die Rauchgrenze richtig zu setzen. Im Ergebnis ist es, wenn die Kraftstoffzufuhr wieder aufgenommen wird, möglich, das Auftreten von Rauch wirkungsvoll zu unterdrücken und die erforderliche Motorausgangsleistung sicherzustellen, wodurch es möglich gemacht wird, die Antriebseigenschaften zu verbessern.
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Bevorzugt berechnet das Geschätzte-Frischluftmenge-Berechnungsmittel die geschätzte Frischluftmenge unter der Annahme, dass alle in die Brennkammer gesaugten Gaskomponenten jene von Frischluft sind.
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Die Kraftstoffzufuhr wird unmittelbar vor ihrer Wiederaufnahme fortlaufend unterbrochen, wodurch die eine große Frischluftmenge enthaltenden AGR-Gase in dem AGR-Kanal und dem Einlasskanal vorhanden sind, wenn die Kraftstoffzufuhr wieder aufgenommen wird. Daher werden die Gaskomponenten, die unmittelbar nach der Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr in die Brennkammer gesaugt werden, angenähert gleich jenen der Frischluft. Im Hinblick hierauf wird, mit der Konfiguration der bevorzugten Ausführung die geschätzte Frischluftmenge nach Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr berechnet, unter der Annahme, dass alle der in die Brennkammer gesaugten Gaskomponenten jene von Frischluft sind, und daher wird es möglich, die geschätzte Frischluftmenge leicht und genau zu berechnen, ohne zwischen den Komponenten der angesaugten Gase zu unterscheiden.
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Bevorzugt steuert/regelt das Steuermittel das AGR-Ventil zum offenen Zustand, wenn nach Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr eine zweite vorbestimmte Zeitperiode abgelaufen ist.
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Da mit der Konfiguration der bevorzugten Ausführung das AGR-Ventil im offenen Zustand gesteuert/geregelt wird, wenn nach Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr eine zweite vorbestimmte Zeitperiode abgelaufen ist, ist es möglich, die Spülsteuerung zum Beispiel in einem Zustand zu starten, worin unverbrannte Abgase die Nähe der Verzweigung des Abgaskanals wirksam erreicht haben. Dies macht es möglich, den AGR-Kanal unter Verwendung der AGR-Gase zu spülen, die einen großen Frischluftanteil enthalten, und den oben erwähnten angenommenen Zustand zu realisieren, dass alle Komponenten der in die Brennkammer gesaugten Gase jene von Frischluft sind, nach Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr, und daher wird es möglich, die geschätzte Frischluftmenge noch genauer zu berechnen.
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Bevorzugt berechnet, wenn die vom Luftströmungssensor erfasste Frischluftmenge größer als die geschätzte Frischluftmenge ist, das Kraftstoffgrenzmengenberechnungsmittel die Kraftstoffgrenzmenge basierend auf der erfassten Frischluftmenge.
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Wenn die Kraftstoffzufuhr im Verlauf der Spülsteuerung gemäß der Beschleunigung des Motors wieder aufgenommen wird, wird die Frischluftmenge, die tatsächlich durch den Luftströmungssensor fließt, groß, so dass die davon erfasste Frischluftmenge manchmal die geschätzte Frischluftmenge überschreitet. Da der Luftströmungssensor die Frischluftmenge direkt erfasst, sind die Genauigkeit und Zuverlässigkeit eines durch die Erfassung erhaltenen Werts selbst hoch. Daher kann mit der Konfiguration der bevorzugten Ausführung die Rauchgrenze angehoben werden und kann eine größere Ausgangsleistung des Motors sichergestellt werden, indem man der erfassten Frischluftmenge eine höhere Priorität gibt, die einen größeren Wert aufzeigt, und die Kraftstoffgrenzmenge basierend auf der erfassten Frischluftmenge berechnet, wodurch es möglich wird, die Antriebseigenschaften zu verbessern.
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Bevorzugt umfasst das Steuersystem ferner ein Drosselventil, als Einlassdrosselventil, das im Einlasskanal an einer Stelle stromauf des Zusammenflussabschnitts angeordnet ist, und/oder Auslassdrosselventil, das im Auslasskanal an einer Stelle stromab der Verzweigung angeordnet ist, und worin, während Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr zur Spülung des AGR-Kanals, das Steuermittel das AGR-Ventil zum offenen Zustand steuert/regelt und das Drosselventil in Ventilschließrichtung steuert/regelt.
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Mit der Konfiguration der bevorzugten Ausführung ist/sind das Einlassdrosselventil und/oder das Auslassdrosselventil, die wie oben beschrieben angeordnet sind, als das Drosselventil vorgesehen. Durch Steuern/Regeln (Drosseln) des Einlassdrosselventils in der Ventilschließrichtung wird der Druck innerhalb des Einlasskanals an der stromabwärtigen Seite des Einlassdrosselventils verringert, und/oder durch Steuern/Regeln (Drosseln) des Auslassdrosselventils in der Ventilschließrichtung wird der Abgasfluss an einem Abschnitt des Auslasskanals stromab der Verzweigung des AGR-Kanals gestoppt, und der Druck in dem AGR-Kanal wird angehoben. Durch dieses Absenken des Drucks innerhalb des Einlasskanals und/oder Erhöhen des Drucks im AGR-Kanal wird der Differenzdruck zwischen dem AGR-Kanal und dem Einlassdruck erhöht. Deshalb fließen die AGR-Gase leichter vom AGR-Kanal in den Einlasskanal, wodurch es möglich gemacht wird, den AGR-Kanal exzellent zu spülen.
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Weiter bevorzugt ist eine Turbine eines Turboladers in dem Auslasskanal an einer Stelle stromauf der Verzweigung angeordnet und ist ein Kompressor das Laders im Einlasskanal an einer Stelle stromab des Zusammenflussabschnitts angeordnet.
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Mit der Anordnung der bevorzugten Ausführung zweigt der AGR-Kanal von dem Auslasskanal stromab der Turbine des Laders ab und mündet in den Einlasskanal stromauf des Kompressors, wodurch eine sogenannte Niederdruck-AGR realisiert wird. Wie oben beschrieben ist im Falle der Niederdruck-AGR die Länge des Wegs, durch den die von der Brennkammer abgegebenen Abgase zur Brennkammer über den AGR-Kanal rückgeführt werden, groß, und daher dauert der Zustand, in den die einen großen Frischluftanteil enthaltenden AGR-Gase von dem AGR-Kanal in dem Einlasskanal nach Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr fließen, für eine lange Zeitdauer fort. Gemäß dieser Anordnung ist es möglich, die gleichen vorteilhaften Effekte wie oben beschrieben zu erhalten. Ferner ist, insbesondere im Falle der Niederdruck-AGR, der Differenzdruck zwischen dem AGR-Kanal und dem Einlasskanal inherent klein, da die Niederdruck-AGR-Gase von der stromabwärtigen Seite der Turbine des Laders rückgeführt werden. Durch Steuern/Regeln des oben erwähnten Einlassdrosselventils oder Auslassdrosselventils in der Ventilschließrichtung zum Erhöhen des Differenzdrucks ist es daher möglich, den AGR-Kanal exzellent zu spülen.
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Die obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher ersichtlich.
- 1 zeigt schematisch ein Verbrennungsmotor, auf den die vorliegende Erfindung anzuwenden ist;
- 2 zeigt ein Blockdiagramm eines Steuersystems für den Motor;
- 3 zeigt ein Flussdiagramm eines Steuerprozesses zum Steuern/Regeln des Motors;
- 4 zeigt ein Beispiel eines Kennfelds zur Verwendung im in 3 gezeigten Steuerprozess;
- 5 zeigt ein Flussdiagramm eines Prozesses zum Berechnen einer letztendlichen Frischluftmenge; und
- 6 zeigt in einem Zeitdiagramm ein Beispiel eines Vorgangs, der gemäß dem Steuerprozess einer Ausführung durchgeführt wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend im Detail in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, welche eine bevorzugte Ausführung davon zeigen. 1 zeigt ein Verbrennungsmotor (nachfolgend als „Motor“ bezeichnet) 3, auf den die vorliegende Erfindung anzuwenden ist. Der Motor 3 ist ein Dieselmotor mit vier Zylindern 3a, und ist an einem nicht gezeigten Fahrzeug als Antriebsquelle angebracht. Eine Brennkammer (nicht gezeigt) ist zwischen einem Kolben und einem Zylinderkopf für jeden der Zylinder 3a des Motors 3 definiert.
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Ein Kraftstoffeinspritzventil 4 (s. 2) ist für jeden Zylinder 3a vorgesehen, und Kraftstoff wird aus dem Kraftstoffeinspritzventil 4 direkt in eine Brennkammer des Zylinders 3a eingespritzt. Eine Ventilöffnungszeitgebung des Kraftstoffeinspritzventils 4, d.h. die Kraftstoffeinspritzmenge QFUEL des Kraftstoffs, das von dem Kraftstoffeinspritzventil 4 einzuspritzen ist, wird von einer ECU 2 gesteuert/geregelt. Ferner ist ein Einlasskanal 5 mit dem Zylinder 3a über einen Einlasskrümmer 5a verbunden, der einen Einlasssammler 5b aufweist, und ein Auslasskanal 6 ist mit dem Zylinder 3a über einen Auslasskrümmer 6a verbunden, der einen Auslasssammler 6b aufweist.
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Ein Luftströmungssensor 21, ein Niederdruckdrosselventil 11, ein Kompressor 12a eines Laders 12, ein Zwischenkühler 13 und ein Drosselventil 14 sind in dem Einlasskanal 5 jeweils stromauf des Einlasskrümmers 5a von stromauf nach stromab in der erwähnten Reihenfolge vorgesehen.
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Das Niederdruckdrosselventil 11 ist durch eine Klappenventil realisiert und ist mit einem Niederdruck-TH-Aktuator 11a verbunden, der zum Beispiel durch einen Gleichstrommotor gebildet ist. Ein Öffnungsgrad THLP des Niederdruckdrosselventils 11 (nachfolgend als „Niederdruckdrosselventilöffnung THLP“ bezeichnet) und wird durch ein Steuersignal von der ECU 2 zum Niederdruck-TH-Aktuator 11a geändert, wodurch der Druck in dem Einlasskanal 5 an der stromabwärtigen Seite des Niederdruckdrosselventils 11 gesteuert/geregelt wird. Der Luftströmungssensor 21 erfasst die Strömungsrate der durch das Niederdruckdrosselventil 11 fließenden Frischluft als erfasste Frischluftmenge GAIRD und liefert ein Signal zur ECU 2, das die erfasste Frischluftmenge GAIRD angibt.
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Der Lader 12 ist hier vom Turboladertyp und umfasst den oben erwähnten Kompressor 12a, der in dem Einlasskanal 5 stromab des Niederdruckdrosselventils 11 angeordnet ist, eine Turbine 12b, die im Auslasskanal 6 angeordnet ist, um sich gemeinsam mit dem Kompressor 12a zu drehen, eine Mehrzahl von schwenkbeweglichen variablen Flügeln 12c (von denen nur zwei gezeigt sind) sowie einen Flügelaktuator 12d zum Betätigen der variablen Flügel 12c.
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Wenn in dem Lader 12 die Turbine 12b durch die von der Brennkammer in den Auslasskanal 6 abgegebenen Abgase drehend angetrieben wird, dreht sich der Kompressor 12a, der einstückig mit der Turbine 12b ausgebildet ist, um die Einlassluft in dem Einlasskanal 5 unter Druck zu setzen, wodurch ein Aufladebetrieb durchgeführt wird. Ferner wird der Flügelaktuator 12d durch ein Steuersignal von der ECU 2 aktiviert, um den Winkel der variablen Flügel 12c zu verändern, wodurch der Laderdruck gesteuert/geregelt wird. Der Zwischenkühler 13 kühlt die unter Druck gesetzte Einlassluft.
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Das Drosselventil 14 ist durch ein Klappenventil realisiert und ist mit einem TH-Aktuator 14a verbunden, der zum Beispiel durch einen Gleichstrommotor gebildet ist. Der Öffnungsgrad des Drosselventils 14 wird durch ein von der ECU 2 dem TH Aktuator 14a zugeführtes Steuersignal verändert, wodurch die Menge der in die Brennkammer gesaugten Einlassluft (Gasmenge) gesteuert/geregelt wird, und der Druck in dem Einlasssammler 5b in dem Einlasskanal 5 gesteuert/geregelt wird.
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Ein Einlassdrucksensor 22 und ein Einlasslufttemperatursensor 23 sind in den Einlasssammler 5b eingesetzt. Der Einlassdrucksensor 22 erfasst den Druck PIN innerhalb des Einlasssammlers 5b (nachfolgend als „Einlassdruck PIN“ bezeichnet), und liefert an die ECU 2 ein Signal, das den erfassten Einlassdruck PIN angibt. Der Einlasslufttemperatursensor 23 erfasst die Temperatur TIN von Luft innerhalb des Einlasssammlers 5b (nachfolgend als „Einlasslufttemperatur TIN bezeichnet), und liefert an die ECU 2 ein Signal, das die erfasste Einlasslufttemperatur TIN angibt. Ferner ist ein Auslassdrucksensor 24 in den Auslasssammler 6b des Auslasskanals 6 eingesetzt. Der Auslassdrucksensor 24 erfasst den Druck PEX im Auslasssammler 6b (nachfolgend als „Auslassdruck PEX“ bezeichnet), und liefert an die ECU 2 ein Signal, das den erfassten Auslassdruck PEX angibt.
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Die Turbine 12b des Laders 12 und ein Abgasreinigungssystem 15 sind in dem Auslasskanal 6 jeweils stromab des Auslasskrümmers 6a von stromauf nach stromab in der erwähnten Reihenfolge vorgesehen. Das Abgasreinigungssystem 15 umfasst einen Oxidationskatalysator 15a und einen DPF (Dieselpartikelfilter) 15b und reinigt die Abgase.
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Ferner ist der Motor 3 mit einer Niederdruck-AGR-Vorrichtung 16 und einer Hochdruck-AGR-Vorrichtung 17 versehen, um einen Teil der Abgase, die von der Brennkammer in den Auslasskanal 6 abgegeben werden, zum Einlasskanl 5 rückzuführen.
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Die Niederdruck-AGR-Vorrichtung 16 umfasst einen Niederdruck-AGR-Kanal 16a, der mit dem Einlasskanal 5 und dem Auslasskanal 6 verbunden ist, einen Niederdruck-AGR-Kühler 16b zum Kühlen der rückgeführten Gase, die durch den Niederdruck-AGR-Kanal 16a fließen (nachfolgend als „Niederdruck-AGR-Gase“ bezeichnet), und ein Niederdruck-AGR-Ventil 16c zum Steuern/Regeln der Menge der Niederdruck-AGR-Gase (nachfolgend als „Niederdruck-AGR-Menge“ bezeichnet). Der Niederdruck-AGR-Kanal 16a zweigt von einer Verzweigung 6c ab, die im Auslasskanal 6 an einer Stelle stromab des Abgasreinigungsstatus 15 ausgebildet ist und in einen Zusammenflussabschnitt 5c des Einlasskanals 5 an einer Stelle zwischen dem Niederdruckdrosselventil 11 und dem Kompressor 12a mündet.
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Das Niederdruck-AGR-Ventil 16c wird durch ein Linearsolenoidventil realisiert, dessen Öffnungsgrad kontinuierlich verändert wird, und ein Öffnungsgrad LEGRLP des Niederdruck-AGR-Ventils 16c (nachfolgend als „Niederdruck-AGR-Ventilöffnung LEGRLP“ bezeichnet) wird durch ein Steuersignal von der ECU 2 verändert. Durch Ändern der oben erwähnten Niederdruckdrosselventilöffnung THLP wird der Differenzdruck zwischen dem Druck im Niederdruck-AGR-Kanal 16a und dem Druck in dem Einlasskanal 5 an der stromabwärtigen Seite des Niederdruckdrosselventils 11 gesteuert/geregelt, und durch Ändern der Niederdruck-AGR-Ventilöffnung LEGRLP wird die Niederdruck-AGR-Menge gesteuert/geregelt.
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Mit der obigen Anordnung fließen in der Niederdruck-AGR-Vorrichtung 16, wie in 1 mit Pfeil X1 angegeben, die Niederdruck-AGR-Gase von der Verzweigung 6c des Auslasskanals 6 in den Niederdruck-AGR-Kanal 16a, passieren den Niederdruck-AGR-Kühler 16b und das Niederdruck-AGR-Ventil 16c, und fließen dann stromab des Niederdruckdrosselventils 11 über den Zusammenflussabschnitt 5c in den Einlasskanal 5. Nach Vereinigung mit Frischluft, die durch das Niederdruckdrosselventil 11a geflossen ist, passieren die Niederdruck-AGR-Gase den Kompressor 12a, den Zwischenkühler 13 und das Drosselventil 14 und werden über den Einlasskrümmer 5a in die Brennkammer jedes Zylinders 3a gesaugt.
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Ferner umfasst die Hochdruck-AGR-Vorrichtung 17 einen Hochdruck-AGR-Kanal 17a, der mit dem Einlasskanal 5 und dem Auslasskanal 6 verbunden ist, einen Hochdruck-AGR-Kühler 17b zum Kühlen der rückgeführten Gase, die durch den Hochdruck-AGR-Kanal 17a fließen (nachfolgend als „Hochdruck-AGR-Gase“ bezeichnet), sowie ein Hochdruck-AGR-Ventil 17c zum Steuern/Regeln der Menge der Hochdruck-AGR-Gase (nachfolgend als „Hochdruck-AGR-Menge“ bezeichnet). Ein Ende des Hochdruck-AGR-Kanals 17a ist mit dem Abgassammler 6b des Auslasskanals 6 verbunden, und das andere Ende davon ist mit dem Einlasssammler 5b des Einlasskanals 5 verbunden.
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Das Hochdruck-AGR-Ventil 17c ist durch ein Linearsolenoidventil realisiert, dessen Öffnungsgrad kontinuierlich verändert wird, und ein Öffnungsgrad des Hochdruck-AGR-Ventils 17c (nachfolgend als „Hochdruck-AGR-Ventilöffnung“ bezeichnet) wird durch ein Steuersignal von der ECU 2 verändert. Durch Verändern des Öffnungsgrads des oben beschriebenen Drosselventils 14 wird der Differenzdruck zwischen dem Hochruck-AGR-Kanal 17a und dem Einlasssammler 5b gesteuert/geregelt, und durch Verändern der Hochdruck-AGR-Ventilöffnung wird die Hochdruck-AGR-Menge gesteuert/geregelt.
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Mit der obigen Anordnung fließen, in der Hochdruck-AGR-Vorrichtung 17, wie in 1 mit Pfeil X2 angegeben, die Hochdruck-AGR-Gase von dem Abgassammler 6b in den Hochdruck-AGR-Kanl 17a, passieren den Hochruck-AGR-Kühler 17b und das Hochdruck-AGR-Ventil 17c, und fließen dann in den Einlasssammler 5b, so dass sie, zusammen mit den Niederdruck-AGR-Gasen und der Frischluft von dem Niederdruckdrosselventil 11 in die Brennkammer jedes Zylinders 3a gesaugt werden.
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Ferner ist der Motor 3 mit einem Kurbelwinkelsensor 25 versehen (s. 2). Der Kurbelwinkesensor 25 liefert zur ECU 2 ein CRK-Signal, das ein Pulssignal ist, einhergehend mit der Drehung einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) des Motors 3, immer dann, wenn sich die Kurbelwelle um einen vorbestimmten (zum Beispiel 30°) dreht. Die ECU 2 berechnet eine Drehzahl NE des Motors 3 (nachfolgend als „Motordrehzahl NE“ bezeichnet) basierend auf dem CRK-Signal.
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Die ECU 2 erhält auch ein Erfassungssignal, das einen Betätigungsbetrag AP eines Gaspedals (nicht gezeigt) des Fahrzeugs (nachfolgend als „Gaspedallstellung AP“ bezeichnet) angibt, von einem Gaspedalstellungssensor 26.
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Die ECU 2 ist durch einen Mikrocomputer realisiert, der eine CPU, ein RAM, ein ROM und eine I/O-Schnittstelle (von denen keine gezeigt sind), aufweist. Die ECU 2 führt Steuerprozesse zum Steuern/Regeln des Motors 3 basierend auf den Erfassungssignalen von den oben beschriebenen Sensoren 21 bis 26 gemäß in ROM gespeicherten Steuerprogrammen aus.
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Diese Motorsteuerung enthält eine Kraftstoffsperre zum Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr zum Motor 3 in einem vorbestimmten Verzögerungszustand des Fahrzeugs, eine Spülsteuerung zum Spülen des Niederdruck-AGR-Kanals 16a während der Kraftstoffsperre, um das im Niederdruck-AGR-Kanal 16a erzeugte Kondenswasser abzuführen, sowie eine Rauchbegrenzungssteuerung zum Steuern/Regeln der Kraftstoffeinspritzmenge QFUEL gemäß der in die Brennkammer gesaugten Frischluftmenge (Frischluftmenge GAIRD), um, nach Beendigung der Kraftstoffsperre und Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr zum Motor 3, das Auftreten von Rauch zu unterdrücken.
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Übrigens entspricht in der vorliegenden Ausführung die ECU 2 dem Kraftstoffzufuhrunterbrechungsmittel, dem Steuermittel, dem Kraftstoffgrenzmenge-Berechnungsmittel und dem Geschätzte-Frischluftmenge- Berechnungsmittel.
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Nachfolgend wird in Bezug auf 3 ein Motorsteuerprozess beschrieben, der von der ECU 2 ausgeführt wird. Dieser Prozess wird immer dann ausgeführt, wenn eine vorbestimmte Zeitperiode abläuft. Zuerst in Schritt S1 (in 3 als S1 abgekürzt; die folgenden Schritte sind auch in der abgekürzten Form bezeichnet) bestimmt, ob die erfasste Gaspedalstellung AP gleich 0 ist oder nicht, und in Schritt 2 wird bestimmt, ob die Motordrehzahl NE nicht kleiner als eine vorbestimmte Kraftstoffsperrmotordrehzahl NFC ist oder nicht.
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Wenn die Antwort auf die Frage von Schritt 1 oder 2 negativ ist (NEIN), wird bestimmt, dass die Bedingungen zur Ausführung der Kraftstoffsperre nicht erfüllt sind, und ein Kraftstoffsperrflag F_FC wird auf 0 gesetzt (Schritt 3). Wenn andererseits beide Antworten auf die Fragen der Schritte 1 und 2 positiv sind (JA), wird bestimmt, dass das Fahrzeug im Verzögerungszustand ist und die Bedingungen zur Ausführung der Kraftstoffsperre erfüllt sind, und das Kraftstoffsperrflag F_FC wird auf 1 gesetzt (Schritt 4).
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In Schritt 5, der dem oben beschriebenen Schritt 3 oder 4 folgt, wird bestimmt, ob das Kraftstoffsperrflag F_FC gleich 1 ist oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage positiv ist (JA), d.h. wenn die Bedingungen zur Ausführung der Kraftstoffsperre erfüllt sind, wird die Kraftstoffeinspritzmenge QFUEL auf 0 gesetzt (Schritt 6), und die Kraftstoffsperre wird ausgeführt.
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Als nächstes wird bestimmt, ob ein Wert TM_FC eines Kraftstoffsperrtimers zum Messen einer Zeitdauer, die seit dem Start der Kraftstoffsperre abgelaufen ist, größer als eine vorbestimmte zweite Zeitperiode TREF2 ist oder nicht (Schritt 7). Die zweite vorbestimmte Zeitperiode TREF2 entspricht einer Zeitdauer, die erforderlich ist, damit Abgase, die der Verbrennung nicht unterzogen wurden und nach dem Start der Kraftstoffsperre aus der Brennkammer abgeführt wurden, die Nähe der Verzweigung 6c des Auslasskanals 6 wirklich erreichen, und ist zum Beispiel auf zwei Sekunden gesetzt.
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Wenn die Antwort auf die Frage von Schritt 7 negativ ist (NEIN), wird bestimmt, dass die Spülsteuerung nicht ausgeführt wird, und ein Spülsteuerflag F_PRG wird auf 0 gesetzt (Schritt 8), wonach der vorliegende Prozess endet.
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Wenn andererseits die Antwort auf die Frage von Schritt 7 positiv ist (JA), wird, wenn die zweite vorbestimmte Zeitperiode TREF2 nach dem Start der Kraftstoffsperre abgelaufen ist, bestimmt, dass die Spülsteuerung ausgeführt werden soll, und das Spülsteuerflag F_PRG wird auf 1 gesetzt (Schritt 9). Um ferner die Spülsteuerung auszuführen, wird die Niederdruck-AGR-Ventilöffnung LEGRLP auf eine vorbestimmte große Öffnung LPRG zur Spülsteuerung gesetzt (Schritt 10), wodurch das Niederdruck-AGR-Ventil 16c zum offenen Zustand gesteuert wird, und auch die Niederdruckdrosselventilöffnung THLP auf eine vorbestimmte kleine Öffnung THPRG zur Spülsteuerung gesetzt wird (Schritt 11), wodurch das Niederdruckdrosselventil 11 in Schließrichtung gesteuert wird, wonach der vorliegende Prozess endet.
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Wenn die Antwort auf die Frage des obigen Schritts 5 negativ ist (NEIN), d.h. wenn die Bedingungen zur Ausführung der Kraftstoffsperre nicht erfüllt sind, wird der Wert TM_FC des Kraftstoffsperrtimers auf 0 rückgesetzt (Schritt 12).
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Ferner wird bestimmt, dass die Spülsteuerung nicht ausgeführt werden soll, und das Spülsteuerflag F_PRG wird auf 0 gesetzt (Schritt 13).
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Als nächstes wird eine vorläufige Kraftstoffeinspritzmenge QFUELP berechnet (Schritt 4). Die vorläufige Kraftstoffeinspritzmenge QFUELP wird zum Beispiel berechnet, indem man zum Beispiel eine Basiskraftstoffeinspritzmenge gemäß der Gaspedalstellung AP und der Motordrehzahl NE berechnet und die berechnete Basiskraftstoffeinspritzmenge zum Beispiel mittels eines Korrekturparameters korrigiert, der von den Betriebszuständen des Motors 3 abhängig ist.
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Dann wird eine Kraftstoffgrenzmenge QLMT für die Rauchbegrenzungssteuerung durch Absuchen eines in 4 gezeigten Kennfelds gemäß einer letztendlichen Frischluftmenge GAIRF berechnet, welche wie nachfolgend beschrieben berechnet wird (Schritt 15). In diesem Kennfeld wird die Kraftstoffgrenzmenge QLMT auf einen kleineren Wert gesetzt, wenn die letztendliche Frischluftmenge GAIRF kleiner ist.
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Als nächstes wird bestimmt, ob die in Schritt 14 berechnete vorläufige Kraftstoffeinspritzmenge QFUELP nicht größer als die Kraftstoffgrenzmenge QLMT ist oder nicht (Schritt 16). Wenn die Antwort auf diese Frage positiv ist (JA), d.h. wenn QFUELP ≤ QLMT gilt, wird die vorläufige Kraftstoffeinspritzmenge QFUELP als letztendliche Kraftstoffeinspritzmenge QFUEL gesetzt (Schritt 17), wonach der vorliegende Prozess endet.
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Wenn andererseits die Antwort auf die Frage von Schritt 16 negativ ist (NEIN), d.h. wenn die vorläufige Kraftstoffeinspritzmenge QFUELP die Kraftstoffgrenzmenge QLMT überschreitet, wird die Kraftstoffeinspritzmenge QFUEL gesetzt und auf die Kraftstoffgrenzmenge QLMT begrenzt (Schritt 18), wonach der vorliegende Prozess endet.
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5 zeigt ein Prozess zur Berechnung der oben erwähnten letztendlichen Frischluftmenge GAIRF zur Berechnung der Kraftstoffgrenzmenge QLMT. Dieser Prozess wird auch nur dann ausgeführt, wenn eine vorbestimmte Zeitperiode abläuft. Im vorliegenden Prozess wird zuerst in Schritt 21 bestimmt, ob das Spülsteuerflag F_PRG gleich 1 ist oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage positiv ist (JA), d.h. wenn die Spülsteuerung ausgeführt wird, wird ein Wert TM_PRGA eines Spültimers zum Messen einer Zeitperiode, die nach Beendigung der Spülsteuerung abgelaufen ist, auf 0 rückgesetzt (Schritt 22), und der Prozess geht zu Schritt 24 weiter, auf den nachfolgend Bezug genommen wird.
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Wenn die Antwort auf die Frage des oben beschriebenen Schritts 21 negativ ist (NEIN), d.h. wenn die Spülsteuerung nicht ausgeführt wird, wird bestimmt, ob der Wert TM_PRGA des Spültimers größer als eine erste vorbestimmte Zeitperiode TREF1 ist oder nicht (Schritt 23). Diese erste vorbestimmte Zeitperiode TREF1 wird gesetzt, unter Berücksichtigung zum Beispiel der Zeitperiode, die erforderlich ist, damit Niederdruck-AGR-Gase, die sich in dem Niederdruck-AGR-Kanal 16a befinden und einen großen Frischluftanteil enthalten, nach Beendigung der Spülsteuerung aus dem Niederdruck-AGR-Kanal 16a in den Einlasskanal 15 fließen und Erfassung durch den Luftströmungssensor 21 verzögern, und ist zum Beispiel auf 0,3 Sekunden gesetzt. Wenn die Antwort auf die Frage von Schritt 21 negativ ist (NEIN), d.h. wenn die erste vorbestimmte Zeitperiode TREF1 nach Beendigung der Spülsteuerung nicht abgelaufen ist, geht der Prozess zu Schritt 24 weiter.
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In Schritt 24 wird der volumetrische Wirkungsgrad ηv des Motors 3 durch Absuchen eines vorbestimmten Kennfelds (nicht gezeigt) gemäß der Motordrehzahl NE gesucht. Als nächstes wird eine gesamte geschätzte Frischluftmenge QAIRH anhand des berechneten volumetrischen Wirkungsgrads ηv, des erfassten Einlassdrucks PIN, der Einlasslufttemperatur TIN und des Abgasdrucks PEX berechnet (Schritt 25). Die gesamte geschätzte Frischluftmenge QAIRH wird unter der Annahme berechnet, dass alle Gaskomponenten, die in die Brennkammer gesaugt werden, jene von Frischluft sind, und die anhand der oben erwähnten vier Parameter berechnete Gasmenge, die in alle Zylinder gesaugt wird, wird als Frischluftmenge geschätzt.
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Als nächstes wird eine geschätzte Frischluftmenge GAIRH berechnet durch Umwandeln der berechneten gesamten geschätzten Frischluftmenge QAIRH in eine Strömungsrate pro Zeiteinheit unter Verwendung der Motordrehzahl NE (Schritt 26).
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Dann wird bestimmt, ob die berechnete geschätzte Frischluftmenge GAIRH nicht kleiner als die vom Luftströmungssensor 21 erfasste Frischluftmenge GAIRD ist oder nicht (Schritt 27). Wenn die Antwort auf diese Frage positiv ist (JA), d.h. wenn GAIRH ≧ GAIRD gilt, wird die geschätzte Frischluftmenge GAIRH als die letztendliche Frischluftmenge GAIRF gesetzt (Schritt 28), wonach der vorliegende Prozess endet.
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Wenn andererseits die Antwort auf die Frage von Schritt 27 negativ ist (NEIN), d.h. wenn die erfasste Frischluftmenge GAIRD größer als die geschätzte Frischluftmenge GAIRH ist, wird die erfasste Frischluftmenge GAIRD als die letztendliche Frischluftmenge GAIRF gesetzt (Schritt 29), wonach der vorliegende Prozess endet.
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Wenn ferner die Antwort auf die Frage von Schritt 23 positiv ist (JA), d.h. wenn die erste vorbestimmte Zeitperiode TREF1 nach Beendigung der Spülsteuerung abgelaufen ist, wird, ähnlich zu Schritt 29, die erfasste Frischluftmenge GAIRD als die letztendliche Frischluftmenge GAIRF gesetzt (Schritt 30), wonach der vorliegende Prozess endet.
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Wie oben beschrieben, wird während der Spülsteuerung und bis die erste vorbestimmte Zeitperiode TREF1 nach Beendigung der Spülsteuerung abgelaufen ist, die geschätzte Frischluftmenge GAIRH basierend auf den Betriebsbedingungen des Motors 3 berechnet, einschließlich des Einlassdrucks PIN und der Einlasslufttemperatur TIN, und die jeweils größere der berechneten geschätzten Frischluftmenge GAIRH und der vom Luftströmungssensor 21 erfasste Frischluftmenge GAIRD wird als die letztendliche Frischluftmenge GAIRF gesetzt.
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Ferner wird, während einer anderen Zeitdauer als der obigen, die letztendliche Frischluftmenge GAIRF auf die erfasste Frischluftmenge GAIRD gesetzt. Die oben berechnete letztendliche Frischluftmenge GAIRF wird für die Berechnung der Kraftstoffgrenzmenge QLMT im obigen Schritt 15 in 3 verwendet.
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Als nächstes wird in Bezug auf 6 ein Beispiel eines Betriebs beschrieben, der gemäß der oben beschriebenen Motorsteuerung ausgeführt wird. Wenn im Verzögerungszustand des Motors 3 die Gaspedalstellung AP gleich 0 wird und die Bedingungen zur Ausführung der Kraftstoffsperre erfüllt sind (Zeit t1), wird das Kraftstoffsperrflag F_FC auf 1 gesetzt und wird die Kraftstoffeinspritzmenge QFUEL auf 0 gesetzt (Schritte 4 und 6 in 3), wodurch die Kraftstoffsperre gestartet wird.
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Wenn die zweite vorbestimmte Zeitperiode TREF2 nach dem Start der Kraftstoffsperre abgelaufen ist (Zeit t2), wird das Spülsteuerflag F_PRG auf 1 gesetzt (Schritt 9), und wird die Spülsteuerung gestartet. Insbesondere wird, durch Setzen der Niederdruck-AGR-Ventilöffnung LEGRLP auf die vorbestimmte große Öffnung LPRG (Schritt 10) das Niederdruck-AGR-Ventil 16c zum offenen Zustand hin angesteuert, und die Niederdruckdrosselventilöffnung THLP wird auf die vorbestimmte kleine Öffnung THPRG gesetzt (Schritt 11), wodurch das Niederdruckdrosselventil 11 in Ventilschließrichtung gesteuert/geregelt wird.
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Die Spülsteuerung bewirkt, dass Niederdruck-AGR-Gase, die aufgrund der Kraftstoffsperre keiner Verbrennung unterzogen werden, durch den Niederdruck-AGR-Kanal 16a fließen, wodurch in dem Niederdruck-AGR-Kanal 16a erzeugtes Kondenswasser zwangsweise zum Einlasskanal 5 abgeführt wird. Mit fortschreitender Spülsteuerung gelangen Niederdruck-AGR-Gase, die einen großen Frischluftanteil enthalten, in den Niederdruck-AGR-Kanal 16a. Ferner wird während der Spülsteuerung die geschätzte Frischluftmenge GAIRH berechnet (Schritt 26 in 5; unterbrochene Linie in 6(h)).
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Wenn danach das Gaspedal für die Beschleunigung getreten wird, um hierdurch die Gaspedalstellung AP von 0 ausgehend zu vergrößern (Zeit t3), werden das Kraftstoffsperrflag F_FC und das Spülsteuerflag F_PRG auf 0 gesetzt, da die Bedingungen zum Beenden der Ausführung der Kraftstoffsperre erfüllt sind (Schritte 3 und 13 in 3), wodurch die Kraftstoffzufuhr zum Motor 3 wiederaufgenommen wird und die Spülsteuerung beendet wird.
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Danach wird die Berechnung der geschätzten Frischluftmenge GAIRH weiter fortgesetzt, bis die erste vorbestimmte Zeitperiode TREF1 nach Beendigung der Spülsteuerung abgelaufen ist (Zeit t4) (Schritt 26 in 5), und eine jeweils größere der geschätzten Frischluftmenge GAIRH und der erfassten Frischluftmenge GAIRD wird als die letztendliche Frischluftmenge GAIRF gesetzt (Schritte 27 bis 29). Ferner wird die Kraftstoffgrenzmenge QLMT anhand des in 4 gezeigten Kennfelds basierend auf der gesetzten letztendlichen Frischluftmenge GAIRF berechnet (Schritt 15 in 3) und die Kraftstoffeinspritzmenge QFUEL wird auf die berechnete Kraftstoffgrenzmenge QLMT begrenzt (Schritte 16 bis 18), wodurch die Rauchbegrenzung ausgeführt wird.
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Wie zuvor beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Ausführung die Spülsteuerung ausgeführt, indem während der Kraftstoffsperre im Verzögerungszustand des Motors 3 das Niederdruck-AGR-Ventil 16c zum offenen Zustand angesteuert wird. Diese Spülsteuerung bewirkt, dass im Niederdruck-AGR-Kanal 16a erzeugtes Kondenswasser durch die Niederdruck-AGR-Gase zwangsweise in den Einlasskanal 5 abgeführt werden, wodurch verhindert wird, dass das Kondenswasser das Niederdruck-AGR-Ventil 16c und dergleichen beeinträchtigt.
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Ferner wird während der Spülsteuerung nicht nur das Niederdruck-AGR-Ventil 16c zum offenen Zustand hin angesteuert, sondern es wird auch das Niederdruckdrosselventil 16c zur Ventilschließrichtung angesteuert. Im Falle der Niederdruck-AGR werden die Niederdruck-AGR-Gase von der stromabwärtigen Seite der Turbine 12b des Laders 12 rückgeführt, wodurch es durch Steuern des Niederdruckdrosselventils 11 in der Ventielschließrichtung zur Erhöhung des Differenzdrucks zwischen dem Niederdruck-AGR-Kanal 16a und dem Einlasskanal 5 möglich ist, den Niederdruck-AGR-Kanal 16a exzellent zu spülen, da der Differenzdruck zwischen dem Niederdruck-AGR-Kanal 16a und dem Einlassdruck 5 inherent klein ist.
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Nach Beendigung der Spülsteuerung gemäß der Beendigung des Verzögerungszustands des Motors 3 und Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr zum Motor 3, wird ferner, bis die erste vorbestimmte Zeitdauer TREF1 abgelaufen ist, die geschätzte Frischluftmenge GAIRH basierend auf Parametern berechnet, die den Betriebszustand des Motors angeben, wie etwa die Motordrehzahl NE und der Einlassdruck PIN. Dann wird eine jeweils größere der berechneten geschätzten Frischluftmenge GAIRH und der vom Luftströmungssensor 21 erfassten Frischluftmenge GAIRD als die letztendliche Frischluftmenge GAIRF gesetzt, und die Kraftstoffgrenzmenge QLMT zur Rauchbegrenzungssteuerung wird basierend auf der gesetzten letztendlichen Frischluftmenge GAIRF berechnet.
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Falls, mit der obigen Anordnung, die geschätzte Frischluftmenge GAIRH die erfasste Frischluftmenge GAIRD überschreitet, wird die Kraftstoffgrenzmenge QLMT basierend auf der geschätzten Frischluftmenge GAIRH berechnet, wodurch es möglich wird, die Kraftstoffgrenzmenge QLMT basierend auf einer geeignet evaluierten Frischluftmenge, die in die Brennkammer gesogen wird, richtig zu setzen und die Rauchgrenze richtig zu setzen. Infolgedessen ist es, wenn die Kraftstoffzufuhr zum Motor 3 wiederaufgenommen wird, möglich, das Auftreten von Rauch wirkungsvoll zu unterdrücken und eine erforderliche Ausgangsleistung des Motors 3 sicherzustellen, wodurch es möglich wird, die Fahrbarkeit zu verbessern.
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Falls andererseits die erfasste Frischluftmenge GAIRD die geschätzte Frischluftmenge GAIRH überschreitet, wird die Kraftstoffgrenzmenge QLMT basierend auf der erfassten Frischluftmenge GAIRD berechnet, die eine höhere Zuverlässigkeit hat, wodurch es möglich wird, die Rauchgrenze anzuheben und die Ausgangsleistung des Motors 3 sicherzustellen, wodurch es möglich gemacht wird, die Fahrbarkeit zu verbessern.
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Wenn ferner die geschätzte Frischluftmenge GAIRH berechnet wird, wird angenommen, dass alle Gaskomponenten, die in die Brennkammer gesaugt werden, jene von Frischluft sind, und daher ist es möglich, die geschätzte Frischluftmenge GAIRH leicht und genau zu berechnen, ohne zwischen den Komponenten der in die Brennkammer gesaugten Gase zu unterscheiden. Ferner wird die Spülsteuerung gestartet, wenn die zweite vorbestimmte Zeitperiode TREF2 nach dem Start der Kraftstoffsperre abgelaufen ist, so dass es möglich ist, den Niederdruck-AGR-Kanal 16a mit Niederdruck-AGR-Gasen zu spülen, welche einen großen Frischluftanteil enthalten, und den oben beschriebenen angenommenen Zustand zu realisieren, dass alle Gaskomponenten, die in die Brennkammer gesaugt werden, jene von Frischluft sind, nach Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr zum Motor 3. Daher ist es möglich, die geschätzte Frischluftmenge GAIRH noch genauer zu berechnen.
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Übrigens ist die vorliegende Erfindung keineswegs auf die oben beschriebene Ausführung beschränkt, sondern kann in unterschiedlicher Weise in die Praxis umgesetzt werden. Obwohl zum Beispiel in der oben beschriebenen Ausführung, um den Differenzdruck zwischen dem Niederdruck-AGR-Kanal 16a und dem Einlasskanal 5 sicherzustellen, das Niederdruckdrosselventil 11 während der Spülsteuerung verwendet wird, könnte stattdessen oder zusammen mit dem Niederdruckdrosselventil 11 auch ein Auslassdrosselventil verwendet werden.
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In diesem Fall ist, wie in 1 mit der unterbrochenen Linie angegeben, das Auslassdrosselventil, mit der Bezugszahl 31 bezeichnet, im Auslasskanal 6 stromab der Verzweigung 6c angeordnet, und während der Spülsteuerung wird der Öffnungsgrad des Auslassdrosselventils 31 durch einen Aktuator 31a auf eine kleine vorbestimmte Ventilöffnung gestellt, wodurch es in Ventilschließrichtung gesteuert/geregelt wird. Dies blockiert die Abgasströmung am Abschnitt des Auslasskanals 6 stromab der Verzweigung 6c und erhöht den Druck im Niederdruck-AGR-Kanal 16a, um hierdurch den Differenzdruck zwischen dem Niederdruck-AGR-Kanal 16a und dem Einlasskanal 5 zu erhöhen. Daher ist es ähnlich wie im Falle des Niederdruckdrosselventils 11 möglich, den Niederdruck-AGR-Kanal 16a exzellent zu spülen.
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Obwohl ferner in der oben beschriebenen Ausführung die Spülsteuerung am Niederdruck-AGR-Kanal 16a durchgeführt wird, könnte der Niederdruck-AGR-Kanal 16a auch durch den Hochdruck-AGR-Kanal 17a ersetzt werden. In diesem Fall wird, als Spülsteuerung, das Hochdruck-AGR-Ventil 17c zum offenen Zustand gesteuert, und das Drosselventil 14 wird in Ventilschließrichtung gesteuert. Da alternativ im Falle der Hochdruck-AGR die Hochdruck-AGR-Gase von der stromaufwärtigen Seite der Turbine 12b des Laders 12 rückgeführt werden, ist der Differenzdruck zwischen dem Hochdruck-AGR-Kanal 17a und dem Einlasssammler 5b des Einlasskanals 5 höher als im Falle der Niederdruck-AGR, und daher ist es möglich, die Steuerung des Drosselventils 14 in der Ventilschließrichtung wegzulassen.
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Obwohl ferner in der oben beschriebenen Ausführung die erste vorbestimmte Zeitperiode TREF1, die eine Zeitperiode ist, die zum Berechnen der geschätzten Frischluftmenge GAIRH nach Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr zum Motor 3 erforderlich ist, und die zweite vorbestimmte Zeitperiode TREF2, die eine Wartezeitperiode nach Start der Kraftstoffsperre zum Start der Spülsteuerung ist, auf Festwerte gesetzt sind, können die ersten und zweiten vorbestimmten Zeitperioden TREF1 und TREF2 gemäß den Betriebszuständen des Motors 3 gesetzt werden, wie etwa der Motordrehzahl NE. In diesem Falle werden die ersten und zweiten vorbestimmten Zeitperioden TREF1 und TREF2 auf kleinere Werte gesetzt, wenn die Motordrehzahl NE höher ist.
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Obwohl ferner in der oben beschriebenen Ausführung die geschätzte Frischluftmenge GAIRH basierend auf dem volumetrischen Wirkungsgrad ηv berechnet wird, berechnet gemäß der Motordrehzahl NE, dem Einlassdruck PIN, der Einlasslufttemperatur TIN und dem Abgasdruck PEX, könnte die geschätzte Frischluftmenge GAIRH auch anhand anderer geeigneter Parameter berechnet werden, welche den Betriebszustand des Motors 3 angeben, anstelle von oder in Kombination mit den oben erwähnten Parametern.
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Obwohl ferner in der oben beschriebenen Ausführung die vorliegende Erfindung beispielshalber auf den Dieselmotor angewendet wird, der an einem Kraftfahrzeug angebracht ist, soll dies nicht einschränken, sondern sie kann auch auch zum Beispiel bei einem Hybridfahrzeug angewendet werden, das während Verzögerungsregeneration eine Kraftstoffsperre ausführt, und anderen Motoren als Fahrzeugmotoren, wie etwa Motoren für Schiffsantriebsmaschinen, zum Beispiel einen Außenbordmotor mit einer vertikal angeordneten Kurbelwelle. Ferner ist es möglich, Details der Konstruktion der Ausführung innerhalb der Idee und des Umfangs der vorliegenden Erfindung zu verändern.
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Steuersystem für ein Verbrennungsmotor (3), das in der Lage ist, nach Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr eine Rauchgrenze richtig zu setzen, wenn ein AGR-Kanal (16) während Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr im Verzögerungszustand des Motors (3) gespült wird. Ein Luftströmungssensor (21) ist im Einlasskanal (5) stromauf eines Zusammenflussabschnitts (5c) angeordnet. Um während der Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr einen Niederdruck-AGR-Kanal (16) zu spülen, wird ein Niederdruck-AGR-Ventil (16c) zum offenen Zustand hin angesteuert. Um nach Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr das Auftreten von Rauch zu unterdrücken, wird eine Kraftstoffgrenzmenge (QLMT) zum Begrenzen der Kraftstoffeinspritzmenge berechnet. Eine geschätzte Frischluftmenge (GAIRH) wird basierend auf Motorbetriebszuständen berechnet. Nach Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr wird während einer ersten vorbestimmten Zeitperiode (TREF1) die Kraftstoffgrenzmenge (QLMT) nicht nur basierend auf der vom Luftströmungssensor (21) erfassten Frischluftmenge (GAIRD) sondern auch basierend auf der geschätzten Frischluftmenge (GAIRH) berechnet.
