DE102015120741B4

DE102015120741B4 - Steuervorrichtung für Maschine mit interner Verbrennung

Info

Publication number: DE102015120741B4
Application number: DE102015120741.9A
Authority: DE
Inventors: Sho Nakamura; Shinsuke Aoyagi; Taku Ibuki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-12-05
Filing date: 2015-11-30
Publication date: 2020-02-06
Anticipated expiration: 2035-12-01
Also published as: DE102015120741A1; JP6375912B2; JP2016109031A

Abstract

Steuervorrichtung für eine Maschine mit interner Verbrennung, die einen Kompressor (14) umfasst, der in einem Ansaugdurchlass (10) vorgesehen ist, eine Drossel (24), die stromab des Kompressors (14) in dem Ansaugdurchlass (10) vorgesehen ist, und ein EGR-Ventil (32), das in einem EGR-Durchlass (30) vorgesehen ist, der eine stromabwärtige Seite der Drossel (24) in dem Ansaugdurchlass (10) mit einem Abgasdurchlass (12) verbindet, mit:einer Schwallvorhersageeinrichtung, um das Auftreten eines Schwalls im Kompressor (14) vorherzusagen;einer Soll-Luftmengeneinstelleinrichtung, um eine Soll-Luftmenge passend zu einem Betriebszustand der Maschine mit interner Verbrennung zu bestimmen, und um die Soll-Luftmenge auf eine Luftmenge zu korrigieren, die dazu fähig ist, den Schwall zu vermeiden, wenn das Auftreten des Schwalls durch die Schwallvorhersageeinrichtung vorhergesagt ist;einer EGR-Ventilsteuereinrichtung, um einen Öffnungsgrad des EGR-Ventils (32) so zu steuern, dass eine Luftmenge, die in einen Zylinder eingebracht wird, zur Soll-Luftmenge wird, die durch die Soll-Luftmengeneinstelleinrichtung festgelegt ist; undeiner Drosselsteuereinrichtung, um einen Druckunterschied zwischen einer stromaufwärtigen Seite und einer stromabwärtigen Seite der Drossel (24) durch Steuern eines Schließgrads der Drossel (24) so zu steuern, dass ein Druckunterschied, der gleich groß wie oder größer als ein vorab festgelegter Wert ist, zwischen einer stromaufwärtigen Seite und einer stromabwärtigen Seite des EGR-Ventils (32) zumindest dann auftritt, wenn das Auftreten des Schwalls durch die Schwallvorhersageeinrichtung vorhergesagt wird,wobei der Schließgrad der Drossel (24) durch eine Regelung geregelt wird, bei der über die Berechnung der Abweichung zwischen einem Soll-Druckunterschied zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite der Drossel (24) und einem Ist-Druckunterschied zwischen der stromaufwärtigen Seite und einer stromabwärtigen Seite der Drossel (24) eine Korrekturgröße des Schließgrads der Drossel (24) berechnet wird, wodurch ein neuer Schließgrad der Drossel (24) durch Hinzufügen der berechneten Korrekturgröße zu dem vorliegenden Schließgrad der Drossel (24) berechnet wird.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für eine Maschine mit interner Verbrennung bzw. Brennkraftmaschine, die in einem Automobil eingebaut ist, genauer eine Maschine mit interner Verbrennung, die einen Kompressor umfasst, der in einem Ansaugdurchlass vorgesehen ist, eine Drossel, die stromab des Kompressors in dem Ansaugdurchlass vorgesehen ist, und ein EGR-Ventil bzw. Abgasrückführungsventil, das in einem EGR-Durchlass vorgesehen ist, der eine stromabwärtige Seite der Drossel im Ansaugdurchlass mit einem Abgasdurchlass verbindet.
Erläuterung des Standes der Technik
In einer Brennkraftmaschine, die mit einem Kompressor in einem Ansaugdurchlass versehen ist, ist es nötig, das Auftreten eines Schwalls bzw. Druckstoßes im Kompressor zu beschränken. Dies ist so, weil ein Rückblasgeräusch (ein Schwallgeräusch) wie ein Seufzen vom Ansaugsystem der Brennkraftmaschine erzeugt wird, wenn der Schwall auftritt, und dies verringert die Vermarktungsfähigkeit eines Fahrzeugs. Der Schwall tritt auf, weil ein Verhältnis von Drücken auf einer stromaufwärtigen Seite und einer stromabwärtigen Seite des Kompressors mit Bezug auf eine Flussrate von Luft, die durch den Kompressor geht, zu groß wird. Daher tritt der Schwall leicht auf, wenn eine Drossel schnell geschlossen wird (beispielsweise wenn das Fahrzeug verzögert wird, wenn ein Hochschalten eines Automatikgetriebes ausgeführt wird).
Eine Technik der Beschränkung des Auftretens des Schwalls ist in JP 2013 - 249 739 A beispielhaft beschrieben. Die darin offenbarte Technik ist eine Steuertechnik, die für eine Dieselmaschine verwendet werden kann, die einen Turbolader mit einer variablen Düse umfasst. Nach der Technik wird beurteilt, ob der Kompressor in einen Schwallzustand kommt, wenn das Fahrzeug verzögert. Dann wird eine Schwallvermeidungssteuerung durchgeführt, wenn beurteilt wird, dass der Kompressor in den Schwallzustand kommt. In der Schwallvermeidungssteuerung werden ein Soll-Öffnungsgrad der variablen Düse auf der Grundlage eines Betriebszustands und eines Drosselöffnungsgrads und ein vorab festgelegter Soll-Öffnungsgrad zum Vermeiden des Schwalls verglichen. Wenn der Soll-Öffnungsgrad auf der Grundlage des Betriebszustands und des Drosselöffnungsgrads gleich groß wie oder größer als der Soll-Öffnungsgrad zum Vermeiden des Schwalls ist, wird die variable Düse passend zum Soll-Öffnungsgrad auf der Grundlage des Betriebszustands und des Drosselöffnungsgrads gesteuert. Wenn der Soll-Öffnungsgrad auf der Grundlage des Betriebszustands und des Drosselöffnungsgrads kleiner als der Soll-Öffnungsgrad zum Vermeiden des Schwalls ist, wird die variable Düse passend zum Soll-Öffnungsgrad zum Vermeiden des Schwalls gesteuert.
Der in der JP 2013 - 249 739 A offenbarte Stand vermeidet den Schwall durch Verringern des Verstärkungsdrucks durch Öffnen der variablen Düse. Wenn jedoch der Verstärkungsdruck verringert wird, wird auch eine in einen Zylinder eingebrachte Gasmenge ebenfalls verringert. Wenn der Dieselmotor, in dem die Steuertechnik angewendet wird, mit einer EGR-Vorrichtung versehen ist, besteht das Gas im Zylinder aus Luft (Frischluft) und EGR-Gas. Daher bedeutet die Verringerung einer Gasmenge im Zylinder eine Verringerung entweder von einer oder beiden aus einer Luftmenge und einer EGR-Gasmenge in dem Zylinder. Wenn die EGR-Gasmenge in dem Zylinder verringert wird und wenn eine EGR-Rate mit Bezug auf eine geeignete Menge unzureichend wird, steigt eine NOx-Menge im Abgas. Andererseits wird Rauch erzeugt, eine Menge von HC und CO im Abgas steigt und eine Fehlzündung wird verursacht, wenn die Luftmenge im Zylinder gegenüber einer geeigneten Menge unzureichend wird. Das bedeutet, dass durch Verringern des Verstärkungsdrucks schädliche Effekte wie eine Verschlechterung der Abgasemissionsleistung verursacht werden.
Aus dem vorstehend erläuterten Grund wird es als ein Verfahren zum Vermeiden des Schwalls in Betracht gezogen, die Flussrate der durch den Kompressor gehenden Luft auf eine Flussrate zu erhöhen, die dazu fähig ist, den Schwall zu vermeiden, statt den Verstärkungsdruck zu verringern. Um die durch den Kompressor gehende Luftmenge zu erhöhen, kann die Drossel geöffnet werden. In dem Dieselmotor wird die Drossel normalerweise in einer Schließrichtung betrieben, wenn das Fahrzeug verzögert wird. Wenn die Drossel jedoch weiter offen bleibt, kann der Schwall vermieden werden.
Wenn jedoch die Drossel einfach offen bleibt, ist es wahrscheinlich, dass eine in den Zylinder eingebrachte Luftmenge zu groß ist. Wenn die Verbrennung nach dem Verzögern des Fahrzeugs wieder gestartet wird, wird die NOx-Abgasmenge groß, wenn die Luftmenge in dem Zylinder zu groß ist. Daher muss die Luftmenge in dem Zylinder auf die geeignete Menge gesteuert werden. In dem Fall des Dieselmotors, der mit der EGR-Vorrichtung versehen ist, sinkt die Flussrate der durch den Kompressor gehenden Luft, wenn eine Flussrate des in den Ansaugdurchlass eingeführten EGR-Gases steigt, während die Flussrate der durch den Kompressor gehenden Luft steigt, wenn die Flussrate des in den Ansaugdurchlass eingeführten EGR-Gases sinkt. Das bedeutet, dass die Flussrate der durch den Kompressor gehenden Luft indirekt gesteuert wird, indem die Flussrate des EGR-Gases durch das EGR-Ventil gesteuert wird, und die Luftmenge in dem Zylinder indirekt gesteuert wird.
Die Steuerung der Luftmenge durch das EGR-Ventil arbeitet jedoch manchmal abhängig von einem Schließzustand der Drossel nicht effektiv. Ein Fluss des EGR-Gases, das durch das EGR-Ventil geht, wird durch einen Druckunterschied zwischen einer stromaufwärtigen Seite und einer stromabwärtigen Seite des EGR-Ventils erzeugt, das heißt, einen Unterschied zwischen dem Druck in dem Abgasdurchlass und dem Druck in dem Ansaugdurchlass. Wenn die Drossel geöffnet ist und der Druck in dem Ansaugdurchlass hoch ist, ist der Druckunterschied zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite des EGR-Ventils insbesondere dann klein, wenn die Kraftstoffeinspritzung wie zur Zeit der Verzögerung gestoppt ist und der Druck im Ansaugdurchlass verringert ist, und man erhält keine große Flussrate. Daher ist das EGR-Ventil auf einen vollständig offenen Zustand festgelegt, wenn der Druckunterschied zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite des EGR-Ventils sehr klein ist. In diesem Zustand kann die Luftmenge nicht durch einen Öffnungsgrad des EGR-Ventils gesteuert werden und man kann keine geeignete Luftmenge erhalten, bei der es möglich ist, die Emissionsleistung aufrechtzuerhalten.
In der US 2014 / 0 041 384 A1 werden Verfahren und Systeme zur Steuerung des Luftstroms in einem zweistufigen Turbolader offenbart. In Motoren mit stark variablen AGR-Raten können als Reaktion auf Änderungen der AGR Luftströmungsschwankungen auftreten, die unter bestimmten Bedingungen zu einem Schwall oder Drosseln führen. Um sicherzustellen, dass Luftstrom- und Druckschwankungen keinen Turboladerschwall oder ein Drosseln verursachen, kann der Luftstrom durch eine Hochdruckstufe des Turboladers über ein Turbinenumgehungsventil gesteuert werden. Zusätzlich können die AGR-Raten des Motors gesteuert werden, um den gewünschten Ansaugsauerstoff bereitzustellen, und unter ausgewählten Bedingungen können die AGR-Raten gesteuert werden, um einen Schwall in einer Niederdruckstufe des Turboladers zu vermeiden.
Des Weiteren beschreibt die JP 2001 - 280 202 A ein Abgasrückführungssystem, welches mit einer präzisen Steuerbarkeit für AGR ausgestattet ist, indem die AGR-Durchflussmenge genau aus dem Differenzdruck zwischen vor und nach einem AGR-Ventil und dem Öffnungsgrad des AGR-Ventils angenommen wird. Auf diese Weise kann die AGR-Menge auch in einem Niedriglastbereich, in dem der AGR-Bedarf hoch ist, präzise erfasst werden.
Weiterer Stand der Technik ist noch aus JP 2002 - 221 050 A , JP 2006 - 183 558 A und JP 2003 - 097 298 A bekannt.
Kurze Erläuterung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wurde im Licht des vorstehend erläuteten Problems gemacht, und es ist ihre Aufgabe, eine Steuervorrichtung für eine Maschine mit interner Verbrennung zu schaffen, die dazu fähig ist, das Auftreten eines Schwalls zu vermeiden, während eine Luftmengensteuerbarkeit sichergestellt ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Steuervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die Steuervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung steuert die Brennkraftmaschine, die einen Kompressor umfasst, der in einem Ansaugdurchlass vorgesehen ist, eine Drossel, die stromab des Kompressors in dem Ansaugdurchlass vorgesehen ist, und ein EGR-Ventil, das in einem EGR-Durchlass vorgesehen ist, der eine stromabwärtige Seite der Drossel in dem Ansaugdurchlass mit einem Abgasdurchlass verbindet. Die zu steuernde Brennkraftmaschine kann eine Maschine mit interner Verbrennung sein, in der die Steuerung der Drossel durchgeführt wird, wobei eine vollständig offene Position eine grundlegende Position bzw. Ausgangsposition der Drossel ist, beispielsweise ein Dieselmotor.
Die Steuervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung umfasst eine Schwallvorhersageeinrichtung zum Vorhersagen des Auftretens eines Schwalls im Kompressor. Vorhersagen des Auftretens des Schwalls bedeutet nicht das Erfassen oder Abschätzen einer Tatsache, dass der Schwall auftritt, sondern bedeutet das Fühlen des Auftretens des Schwalls in der nahen Zukunft hauptsächlich auf der Grundlage von Informationen bezüglich derzeitiger und zukünftiger Betriebszustände oder Betriebsbedingungen der Maschine mit interner Verbrennung in einer Situation, in der der Schwall noch nicht aufgetreten ist. Ein spezifisches Verfahren zum Vorhersagen des Auftretens des Schwalls ist nicht beschränkt. Eines der bevorzugten Verfahren ist das Berechnen einer Schwallgrenzluftmenge auf der Grundlage eines Verhältnisses von Drücken stromauf und stromab des Kompressors bzw. auf einer stromaufwärtigen Seite und einer stromabwärtigen Seite des Kompressors und Beurteilen, dass der Schwall auftritt, wenn eine Soll-Luftmenge (ein Sollwert einer Luftmenge, die in den Zylinder eingebracht wird) kleiner als die Schwallgrenzluftmenge ist.
Die Steuervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung umfasst eine Soll-Luftmengeneinstelleinrichtung zum Einstellen der Soll-Luftmenge. Die Einrichtung zum Einstellen der Soll-Luftmenge ist dazu aufgebaut, die Soll-Luftmenge passend zu einem Betriebszustand der Maschine mit interner Verbrennung zu bestimmen, und die Soll-Luftmenge auf eine Luftmenge zu korrigieren, die dazu fähig ist, den Schwall zu vermeiden, wenn das Auftreten des Schwalls durch die Schwallvorhersageeinrichtung vorhergesagt wird. Die Luftmenge, die dazu fähig ist, den Schwall zu vermeiden, wird durch eine Beziehung zu einem Verhältnis des Drucks stromauf und stromab des Kompressors bestimmt. Die Soll-Luftmenge kann auf die Schwallgrenzluftmenge korrigiert werden, die auf der Grundlage des Verhältnisses des Drucks auf der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite des Kompressors berechnet werden kann. Es ist natürlich möglich, die Soll-Luftmenge auf eine Luftmenge mit einem Grenzbereich gegenüber der Schwallgrenzluftmenge zu korrigieren, aber wenn die Emissionsleistung und dergleichen in Betracht gezogen werden, liegt eine korrigierte Soll-Luftmenge vorzugsweise so nahe wie möglich bei der Soll-Luftmenge, die auf der Grundlage des Betriebszustands bestimmt wird.
Die Steuervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung umfasst eine EGR-Ventilsteuereinrichtung zum Steuern des EGR-Ventils. Die EGR-Ventilsteuereinrichtung ist dazu aufgebaut, einen Öffnungsgrad des EGR-Ventils so zu steuern, dass die in den Zylinder eingebrachte Luftmenge zur durch die Soll-Luftmengeneinstelleinrichtung bzw. Soll-Luftmengenfestlegungseinrichtung eingestellten Soll-Luftmenge wird. Die Steuerung des Öffnungsgrads des EGR-Ventils kann eine Regelung sein. In der Regelung wird der Öffnungsgrad des EGR-Ventils auf der Grundlage des Unterschieds zwischen einem vorab festgelegten Sollwert einer auf der Grundlage der Soll-Luftmenge berechneten Steuergröße und einem tatsächlichen Wert der Steuergröße korrigiert.
Die Steuervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung umfasst eine Drosselsteuereinrichtung zum Steuern der Drossel. Die Drosselsteuereinrichtung ist dazu aufgebaut, einen Druckunterschied zwischen einer stromaufwärtigen und der stromabwärtigen Seite der Drossel durch die Steuerung eines Schließgrads der Drossel so zu steuern, dass der Druckunterschied, der gleich groß wie oder größer als ein vorab festgelegter Wert ist, zwischen einer stromaufwärtigen Seite und einer stromabwärtigen Seite des EGR-Ventils zumindest dann auftritt, wenn die Schwallvorhersageeinrichtung das Auftreten des Schwalls vorhersagt. Die Steuerung des Schließgrads der Drossel kann eine Steuerung ohne Feedback oder eine Regelung sein. Die Drosselsteuereinrichtung kann dazu aufgebaut sein, den Druckunterschied zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite der Drossel durch Steuern des Schließgrads der Drossel so zu steuern, dass der Druckunterschied, der gleich groß wie oder größer als ein vorab festgelegter Wert ist, zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite des EGR-Ventils auftritt, während eine Luftmenge durch die Steuerung des EGR-Ventils durch die EGR-Ventilsteuereinrichtung gesteuert wird. Die Drosseisteuereinrichtung kann dazu aufgebaut sein, Druck auf der stromabwärtigen Seite der Drossel durch Steuern des Schließgrads der Drossel so zu verringern, dass eine Menge von EGR-Gas, die nötig ist, um die Soll-Luftmenge zu erzielen, dem Ansaugdurchlass zugeführt wird, ohne dass das EGR-Ventil vollständig geöffnet ist.
Nach der Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung wird die Soll-Luftmenge auf die Menge an Luft korrigiert, die dazu fähig ist, den Schwall zu vermeiden, und der Druckunterschied zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite der Drossel wird durch die Steuerung des Schließgrads der Drossel so gesteuert, dass der Druckunterschied, der gleich groß wie oder größer als der vorab festgelegte Wert ist, zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite des EGR-Ventils auftritt, wenn vorhergesagt wird, dass ein Schwall in dem Kompressor auftritt. Anschließend wird der Öffnungsgrad des EGR-Ventils so gesteuert, dass die in den Zylinder eingebrachte Luftmenge zur korrigierten Soll-Luftmenge wird. Weil der Druckunterschied, der gleich groß wie oder größer als der vorab festgelegte Wert ist, zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite des EGR-Ventils sichergestellt ist, ist eine Steuerung einer Flussrate des EGR-Gases durch den Öffnungsgrad des EGR-Ventils effektiv, und eine Steuerung der Luftmenge im Zylinder wird indirekt durch die Steuerung der Flussrate des EGR-Gases durchgeführt. Nach der Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung kann das Auftreten des Schwalls vermieden werden, während die Steuerbarkeit der Luftmenge passend zum vorstehend erläuterten Vorgang sichergestellt ist.
Figurenliste

1 ist ein Schaubild, das einen Aufbau eines Maschinensystems nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist ein Schaubild, das einen Steueraufbau einer Steuervorrichtung nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 ist ein Schaubild, das eine Schwallvorhersage und eine Soll-Luftmengenkorrektur erläutert;
4 ist ein Ablaufplan, der das Programm der Schwallvorhersage und der Soll-Luftmengenfestlegung zeigt;
5 ist ein Ablaufplan, der das Programm der EGR-Ventilsteuerung zeigt;
6 ist ein Ablaufplan, der das Programm der Drosselsteuerung zeigt;
7 ist ein Zeitschaubild, das einen Betrieb zeigt, der in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung realisiert ist;
8 ist ein Ablaufplan, der ein anderes Beispiel des Programms der EGR-Ventilsteuerung zeigt;
9 ist ein Ablaufplan, der ein anderes Beispiel des Programms der Drosselsteuerung zeigt;
10 ist ein Ablaufplan, der ein anderes Beispiel des Programms der Drosselsteuerung zeigt; und
11 ist ein Ablaufplan, der ein anderes Beispiel des Programms der Drosselsteuerung zeigt.

Genaue Erläuterung der bevorzugten Ausführungsformen
Nachstehend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Figuren beschrieben. Man bemerke, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die erwähnten Zahlen beschränkt ist, wenn dies nicht explizit anders beschrieben ist, oder wenn die Erfindung explizit durch die Zahlen prinzipiell spezifiziert ist, selbst wenn Zahlen, Mengen, Größen, Bereiche und dergleichen der jeweiligen Elemente in der nachstehend folgenden Ausführungsform erwähnt werden. Zudem sind Aufbauten, Schritte und dergleichen, die in der Ausführungsform wie nachfolgend gezeigt beschrieben sind, nicht stets unerlässlich für die vorliegende Erfindung, solange dies nicht explizit anders angegeben wurde, oder wenn die Erfindung nicht explizit durch diese prinzipiell spezifiziert wird.
[Aufbau des Maschinensystems]
1 ist ein Schaubild, das einen Aufbau eines Maschinensystems nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Eine Maschine mit interner Verbrennung der vorliegenden Ausführungsform ist ein Dieselmotor (der nachstehend einfach als eine Maschine beschrieben wird), der mit einem Turbolader ausgestattet ist. In der Maschine 2 sind vier Zylinder in Serie vorgesehen, und eine Einspritzung 8 ist für jeden der Zylinder vorgesehen. Die Maschine 2 umfasst einen Ansaugkrümmer 4 und einen Abgaskrümmer 6. Ein Ansaugdurchlass 10, in den Luft (Frischluft) fließt, die durch einen Luftfilter 20 eingebracht wird, ist mit dem Ansaugkrümmer 4 verbunden. Ein Kompressor 14 des Turboladers ist am Ansaugdurchlass 4 vorgesehen. Eine Drossel 24 ist stromab des Kompressors in dem Ansaugdurchlass 10 vorgesehen. Ein Zwischenkühler 22 ist zwischen dem Kompressor 14 und der Drossel 24 im Ansaugdurchlass 10 enthalten. Ein Abgasdurchlass 12 zum Abgeben von Abgas in die Atmosphäre ist mit dem Abgaskrümmer 6 verbunden. Eine Turbine 16 des Turboladers ist in dem Abgasdurchlass 12 montiert. Eine variable Düse 18 ist an der Turbine 16 vorgesehen. Eine Katalysatorvorrichtung 26 zum Reinigen des Abgases ist stromab der Turbine 16 im Abgasdurchlass 12 vorgesehen.
Die Maschine 2 umfasst eine EGR-Vorrichtung zum Rezirkulieren des Abgases vom Abgassystem in ein Ansaugsystem. Die EGR-Vorrichtung verbindet eine stromabwärtige Seite der Drossel 24 im Ansaugdurchlass 10 und den Abgaskrümmer 6 durch einen EGR-Durchlass 30. Ein EGR-Ventil 32 ist im EGR-Durchlass 30 vorgesehen. Ein EGR-Kühler 34 ist auf einer Abgasseite des EGR-Ventils 32 im EGR-Durchlass 30 enthalten. Im EGR-Durchlass 30 ist ein Umgehungsdurchlass 36 vorgesehen, der den EGR-Kühler 34 umgeht. Ein Umgehungsventil 38, das eine Richtung umschaltet, in der das Abgas fließt, ist an einem Punkt vorgesehen, an dem der EGR-Durchlass 30 und der Umgehungsdurchlass 36 zusammentreffen.
In der Maschine 2 sind Sensoren zum Erhalten von Informationen bezüglich eines Betriebszustands der Maschine2 an jeweiligen Punkten angebracht. Ein Luftflussmesser 58 zum Messen einer Flussrate von Luft, die in dem Ansaugdurchlass 10 aufgenommen wird, ist stromab des Luftfilters 20 im Ansaugdurchlass 10 angebracht. Drucksensoren 62 und 64 sind jeweils stromab und stromauf des Kompressors 14 vorgesehen. Ein Drucksensor 56 und ein Temperatursensor 60 sind zwischen dem Zwischenkühler 22 und der Drossel 24 angebracht. Ein Drucksensor 54 ist stromab der Drossel 24 angebracht. Zudem sind auch ein Kurbelwellenwinkelsensor 52, der die Drehung einer Kurbelwelle erfasst, ein Gaspedalstellungssensor bzw. Gaspedalöffnungsgradsensor 66, der ein Signal passend zu einem Öffnungsgrad eines Gaspedals bzw. einer Stellung eines Gaspedals abgibt, und dergleichen vorgesehen.
Die verschiedenen Sensoren und Stellglieder wie vorstehend beschrieben sind elektrisch mit der Steuervorrichtung 100 verbunden. Die Steuervorrichtung 100 ist eine ECU (Electronic Control Unit, elektronische Steuereinheit). Die Steuervorrichtung 100 führt eine Steuerung des Gesamtsystems der Maschine 2 durch und besteht hauptsächlich aus einem Computer, der eine CPU, ein ROM und ein RAM aufweist. In dem ROM sind verschiedene Arten von Steuerprogrammen gespeichert, die später beschrieben werden. Das Programm bzw. die Programme werden durch die Steuervorrichtung 100 ausgeführt, und die Stellglieder werden auf der Grundlage von Signalen von den Sensoren betätigt, wodurch ein Betrieb der Maschine 2 gesteuert wird.
[Steueraufbau der Steuervorrichtung]
2 ist ein Blockschaubild, das einen Steueraufbau der Steuervorrichtung 100 zeigt. Der in 2 gezeigte Steueraufbau umfasst eine Soll-Luftmengeneinstelleinheit 102 als Soll-Luftmengeneinstelleinrichtung, eine EGR-Ventilsteuereinheit 104 als EGR-Ventilsteuereinrichtung, eine Drosselsteuereinheit 106 als Drosselsteuereinrichtung und eine Schwallvorhersageeinheit 108 als Schwallvorhersageeinrichtung. Diese Einheiten, die in der Steuervorrichtung 100 enthalten sind, entsprechend dem in dem ROM der Steuervorrichtung 100 gespeicherten Steuerprogramm, oder entsprechen einem Teil des Steuerprogramms. Das Steuerprogramm wird aus dem ROM ausgelesen und wird in der CPU ausgeführt, wodurch Funktionen dieser Einheiten durch die Steuervorrichtung 100 realisiert werden.
Eine Funktion der Soll-Luftmengeneinstelleinheit 102 wird beschrieben. Die Soll-Luftmengeneinstelleinheit 102 legt eine Soll-Luftmenge fest, die ein Sollwert einer in einen Zylinder eingebrachten Luftmenge ist. Die Soll-Luftmenge ist eine Luftmenge, die eine Kraftstoffeffizienzleistung und Emissionsleistung erfüllen kann, die für die Maschine 2 verlangt werden kann, und ist an Information angepasst, die einen Betriebszustand der Maschine 2 zeigt, noch genauer die Maschinendrehzahl und eine Kraftstoffeinspritzmenge. In einem in dem ROM der Steuervorrichtung 100 gespeicherten Soll-Luftmengenkennfeld ist die Soll-Luftmenge mit der Maschinendrehzahl und der Kraftstoffeinspritzmenge verknüpft. Die Soll-Luftmengeneinstelleinheit 102 durchsucht das Soll-Luftmengenkennfeld passend zur Maschinendrehzahl und der Kraftstoffeinspritzmenge und legt eine durch eine Suche erhaltene Luftmenge als die Soll-Luftmenge fest. Man bemerke, dass die Kraftstoffeinspritzmenge, die für das nächste Mal für die Einspritzung 8 festgelegt wird, bei der Suche verwendet wird.
Die Soll-Luftmengeneinstelleinheit 102 weist eine Funktion des Hinzufügens der Korrektur zur aus dem Soll-Luftmengenkennfeld erhaltenen Soll-Luftmenge auf. Die Korrektur wird durchgeführt, nachdem eine Anforderung von der Schwallvorhersageeinheit 108 empfangen wurde, die als Nächstes beschrieben wird. Während ein Schwallvorhersage-Flag in der Schwallvorhersageeinheit 108 auf Ein gesetzt wird, korrigiert die Soll-Luftmengeneinstelleinheit 102 die Soll-Luftmenge auf eine Schwallgrenzluftmenge, die von der Schwallvorhersageeinheit 108 abgegeben wird.
Als Nächstes wird eine Funktion der Schwallvorhersageeinheit 108 beschrieben. Die Schwallvorhersageeinheit 108 sagt das Auftreten eines Schwalls im Kompressor 14 voraus. Eine Bedingung, unter der der Schwall auftritt, kann durch eine Beziehung eines Verhältnisses zwischen einem Druck stromab des Kompressors 14 und einem Druck stromauf des Kompressors 14 (das nachstehend als ein Kompressordruckverhältnis beschrieben wird) und einer Flussrate von Luft ausgedrückt werden, die durch den Kompressor 14 geht. Das Verhältnis zwischen dem Druck stromab des Kompressors 14 und dem Druck stromauf des Kompressors 14 (das Kompressordruckverhältnis) ist das Verhältnis des Drucks stromab des Kompressors 14 zum Druck stromauf des Kompressors 14. Ein Wert des Verhältnisses des Drucks wird in einem Turboladerbereich größer als 1, in dem ein Aufladen durch den Kompressor 14 durchgeführt wird. Die Flussrate der Luft, die durch den Kompressor 14 geht, entspricht einer Luftmenge (einer Luftmenge pro Zyklus), die in den Zylinder eingebracht wird. Zudem ist die Soll-Luftmenge auch ein zukünftiger Wert der Luftmenge im Zylinder (einer Luftmenge, die in naher Zukunft realisiert wird). Folglich kann auf der Grundlage der Beziehung zwischen dem Kompressordruckverhältnis und der Soll-Luftmenge beurteilt werden, ob der Schwall in der sehr nahen Zukunft auftritt oder nicht.
Hier zeigt 3 einen Bereich (einen Schwallauftrittsbereich), in dem der Schwall auf einer Ebene auftritt, die das Kompressordruckverhältnis und die Luftmenge als Achsen aufspannen. Eine Luftmenge an einer Grenze des Bereichs des Auftretens des Schwall, d.h. eine Luftmenge, die das Kriterium ist, ob der Schwall auftritt, ist eine Schwallgrenzluftmenge. Wie in 3 gezeigt, hat die Schwallgrenzluftmenge eine Einszu-eins-Beziehung bzw. lineare Beziehung zum Kompressordruckverhältnis und ist größer, wenn das Kompressordruckverhältnis höher ist. Die Beziehung zwischen Schwallgrenzluftmenge und Kompressordruckverhältnis wird vorab durch ein Experiment untersucht und in dem ROM der Steuervorrichtung 100 abgebildet und gespeichert.
In 3 wird noch ein Beispiel einer Trajektorie der Soll-Luftmenge gezeichnet, auf der ein Fahrzeug abrupt beschleunigt und verzögert wird. Weil die Soll-Luftmenge passend zum Betriebszustand der Maschine 2 (der Maschinendrehzahl und der Kraftstoffeinspritzmenge) eingestellt wird, steigt die Soll-Luftmenge zur Zeit der Beschleunigung und sinkt zur Zeit der Verzögerung. In dem Beispiel wird zur Zeit der Verzögerung die Soll-Luftmenge auf die Schwallgrenzluftmenge verringert. Die Trajektorie, die in 3 als die gepunktete Linie gezeigt ist, ist eine Trajektorie der Soll-Luftmenge in einem Fall, in dem die Soll-Luftmenge vom Betriebszustand der Maschine 2 bestimmt wird, selbst nachdem die Soll-Luftmenge auf die Schwallgrenzluftmenge verringert wird. Wenn die Soll-Luftmenge als Trajektorie festgelegt wird, ist eine Wahrscheinlichkeit des Auftretens des Schwalls äußerst hoch. Die Schwallvorhersageeinheit 108 sagt vorher, dass der Schwall in dem Kompressor 14 auftritt, wenn die Soll-Luftmenge kleiner als die Schwallgrenzluftmenge wird.
Zurück zu 2 wird erneut die Erläuterung des in 2 gezeigten Steueraufbaus fortgesetzt. Die Schwallvorhersageeinheit 108 weist eine Funktion des Zeigens des Schwallvorhersage-Flags auf. Das Schwallvorhersage-Flag bzw. der Schwallvorhersagemerker ist normalerweise auf Aus gesetzt. Wenn die Schwallvorhersageeinheit 108 vorhersagt, dass der Schwall im Kompressor 14 auftritt, schaltet die Schwallvorhersageeinheit 108 das Schwallvorhersage-Flag von Aus auf Ein. Das Schwallvorhersage-Flag wird auf Ein gehalten, bis die Soll-Luftmenge wieder gleich groß wie oder größer als die Schwallgrenzluftmenge wird. Während das Schwallvorhersage-Flag auf Ein gesetzt ist, gibt die Schwallvorhersageeinheit 108 die Schwallgrenzluftmenge an die Soll-Luftmengeneinstelleinheit 102 ab. Zudem wird das Schwallvorhersage-Flag auch der später beschriebenen Drosselsteuereinheit 106 gezeigt bzw. an sie abgegeben.
Als Nächstes wird eine Funktion der EGR-Ventilsteuereinheit 104 beschrieben. Die EGR-Ventilsteuereinheit 104 nimmt die Soll-Luftmenge aus der Soll-Luftmengeneinstelleinheit 102 auf. Anschließend steuert die EGR-Ventilsteuereinheit 104 einen Öffnungsgrad des EGR-Ventils 32 so, dass die Menge an Luft, die in den Zylinder eingebracht wird, zur Soll-Luftmenge wird. Die Öffnungsgradsteuerung, die von der EGR-Ventilsteuereinheit 104 durchgeführt wird, ist eine Feedback-Steuerung bzw. eine Regelung. Es gibt jedoch keine direkte Beziehung zwischen dem Öffnungsgrad des EGR-Ventils 32 und der Luftmenge. Daher wird eine Steuergröße, die sich direkt auf den Öffnungsgrad des EGR-Ventils 32 bezieht, genauer gesagt ein Sollwert einer EGR-Rate, auf der Grundlage der Soll-Luftmenge berechnet. Die EGR-Ventilsteuereinheit 104 bestimmt einen Basisöffnungsgrad des EGR-Ventils 32 auf der Grundlage der Information, die den Betriebszustand der Maschine 2 anzeigt, und berechnet eine Korrekturgröße für den Basisöffnungsgrad auf der Grundlage einer Abweichung zwischen einer Soll-EGR-Rate und einer tatsächlichen EGR-Rate. Die Korrekturmenge kann beispielsweise als eine Summe eines Proportionalterms und eines Integralterms mit Bezug auf eine Abweichung ausgedrückt sein. Die EGR-Ventilsteuereinheit 104 gibt einen berechneten EGR-Ventilöffnungsgrad an das EGR-Ventil 32 als einen Befehlswert aus.
Als Nächstes wird eine Funktion der Drosselsteuereinheit 106 beschrieben. Die Drosselsteuereinheit 106 steuert die Drossel 24 passend zu einem Schließgrad mit Bezug auf eine vollständig geöffnete Position, wobei die vollständig geöffnete Position eine Basisposition der Drossel 24 ist. Wenn das von der Schwallvorhersageeinheit 108 gezeigte Schwallvorhersage-Flag auf Ein gesetzt ist, nimmt die Drosselsteuereinheit 106 basierend auf einem in dem ROM gespeicherten Soll-Druckunterschiedskennfeld einen Sollwert des Druckunterschieds (einen Soll-Druckunterschied) auf, der zwischen einer stromaufwärtigen und der stromabwärtigen Seite der Drossel 24 erzeugt wird. Der Soll-Druckunterschied wird eingestellt, indem er zu der Information, die den Betriebszustand der Maschine 2 (beispielsweise die Maschinendrehzahl und die Kraftstoffeinspritzmenge) zeigt, so in Bezug gesetzt wird, dass der Druckunterschied, der gleich groß wie oder größer als ein vorab festgelegter Wert ist, zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite des EGR-Ventils 32 auftritt.
Wenn das Fahrzeug verzögert oder wenn ein Hochschalten des Automatikgetriebes ausgeführt wird, tritt der Schwall leicht auf, und der Abgasdruck sinkt, weil die Kraftstoffeinspritzung gestoppt wird oder die Menge an eingespritztem Kraftstoff sinkt. Demgemäß neigt der Druckunterschied, der zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite des EGR-Ventils 32 auftritt, dazu, gering auszufallen. Wenn der Druckunterschied klein ist, der zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite des EGR-Ventils 32 auftritt, kann die zum Erreichen der Soll-Luftmenge nötige Flussrate nicht erzielt werden, selbst wenn das EGR-Ventil 32 vollständig geöffnet ist. Daher wird das EGR-Ventil 32 vollständig geöffnet und der Öffnungsgrad des EGR-Ventils 32 festgelegt. Wenn das EGR-Ventil 32 vollständig geöffnet ist und der Öffnungsgrad des EGR-Ventils 32 festgelegt ist, kann die Luftmenge nicht gesteuert werden und es kann keine geeignete Luftmenge erhalten werden, um die Emissionsleistung aufrecht zu erhalten. Folglich muss ein Druckunterschied zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite des EGR-Ventils 32 erzeugt werden, der gleich groß wie oder größer als der minimale Druckunterschied ist, der dazu nötig ist, die Luftmenge zu steuern. Der Druckunterschied, der wie vorstehend beschrieben gleich groß wie oder größer als der vorab festgelegte Wert ist, ist ein Druckunterschied, der gleich groß wie oder größer als der minimale für die Luftmengensteuerung durch das EGR-Ventil 32 nötige Druckunterschied ist. Der vorstehend beschriebene Soll-Druckunterschied wird so festgelegt, dass er dazu fähig ist, den Druckunterschied zu realisieren. Die Drosselsteuereinheit 106 berechnet einen Drosselschließgrad auf der Grundlage des Soll-Druckunterschieds, der aufgenommen wird, und gibt den Drosselschließgrad, der für die Drossel 24 berechnet wird, als einen Befehlswert aus.
Man bemerke, dass die Luftmengensteuerung eine Luftmengensteuerung mittels der Drossel 24 und eine Luftmengensteuerung mittels des EGR-Ventils 32 umfasst. Die Luftmengensteuerung mittels des EGR-Ventils 32 bezieht sich auf die vorliegende Erfindung. Während die Luftmengensteuerung mittels des EGR-Ventils 32 durchgeführt wird, steuert die Drosselsteuereinheit 106 den Druckunterschied zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite der Drossel 24 durch Steuern des Schließgrads der Drossel 24 so, dass der für die Luftmengensteuerung nötige Druckunterschied zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite des EGR-Ventils 32 erzeugt wird. Auch Steuern in einer Situation, in der das Schwallvorhersage-Flag gesetzt ist, ist davon umfasst. Ein Soll-Druckunterschiedskennfeld, das verwendet wird, wenn das Schwallvorhersage-Flag auf Ein gesetzt ist, kann jedoch getrennt vom normalerweise genutzten Soll-Druckunterschiedskennfeld vorbereitet sein.
Als Nächstes wird ein Programm zum Realisieren der Funktionen jeweiliger vorstehend beschriebener Einheiten 102, 104, 106 und 108 in der Steuervorrichtung 100 unter Verwendung eines Ablaufplans beschrieben.
[Programm der Schwallvorhersage und Festlegen der Soll-Luftmenge]
4 ist ein Ablaufplan, der ein Programm zum Realisieren der Funktionen der Soll-Luftmengenfestlegeeinheit 102 und der vorstehend beschriebenen Schwallvorhersageeinheit 108 in der Steuervorrichtung 100 zeigt. Die Steuervorrichtung 100 führt das in 4 gezeigte Programm in einem konstanten Steuerzyklus durch. Nachstehend werden Abläufe in dem Programm aufeinanderfolgend Schritt für Schritt beschrieben.
Im Schritt S101 wird Druck in einem Einlass des Kompressors 14 (Druck auf der stromaufwärtigen Seite des Kompressors) aufgenommen, der auf der Grundlage eines Signals vom Drucksensor 62 gemessen wird. Zudem wird Druck in einem Auslass des Kompressors 14 (der Druck stromab des Kompressors) aufgenommen, der auf der Grundlage eines Signals vom Drucksensor 64 gemessen wird. Man bemerke, dass die Steuervorrichtung 100 stets Signale von den jeweiligen Sensoren empfängt, die die Drucksensoren 62 und 64 umfassen, und verschiedene Zustandsgrößen (die auch den Druck stromauf des Kompressors und der Druck stromab des Kompressors wie vorstehend beschrieben umfassen) auf der Grundlage der Signale der jeweiligen Sensoren misst, die den Betriebszustand der Maschine 2 anzeigen.
Im Schritt S102 wird das Kompressordruckverhältnis auf der Grundlage des Verhältnisses des Drucks auf der stromabwärtigen Seite des Kompressors zum Druck auf der stromaufwärtigen Seite berechnet.
Im Schritt S103 wird ein Schwallgrenzluftmengenkennfeld aufgenommen, das in dem ROM gespeichert ist. Das Schwallgrenzluftmengenkennfeld ist ein Kennfeld, das die Beziehung zwischen der Schwallgrenzluftmenge und dem Kompressordruckverhältnis spezifiziert.
Im Schritt S104 wird das Schwallgrenzluftmengenkennfeld, das im Schritt S103 aufgenommen wird, auf der Grundlage des Kompressordruckverhältnisses durchsucht, das im Schritt S102 berechnet wird. Durch diese Suche wird die Schwallgrenzluftmenge passend zum derzeitigen Kompressordruckverhältnis berechnet.
Im Schritt S105 wird die Soll-Luftmenge aufgenommen. Die Soll-Luftmenge wird durch Durchsuchen des Soll-Luftmengenkennfelds für die Maschinendrehzahl und die Kraftstoffeinspritzmenge in einem anderen Programm bestimmt, das parallel zu diesem Programm ausgeführt wird.
Im Schritt S106 werden die Soll-Luftmenge, die im Schritt S105 aufgenommen wird, und die Schwallgrenzluftmenge, die im Schritt S104 berechnet wird, verglichen. Wenn die Soll-Luftmenge gleich groß wie oder größer als die Schwallgrenzluftmenge ist, kann geurteilt werden, dass ein Betriebsbereich des Kompressors 14 zumindest in einem nächsten Steuerzyklus nicht in einen Bereich des Auftretens des Schwalls kommt. Wenn die Soll-Luftmenge kleiner als die Schwallgrenzluftmenge ist, kann beurteilt werden, dass der Betriebsbereich des Kompressors 14 im nächsten Steuerzyklus in den Schwallauftrittsbereich kommt. Folglich wird der folgende Vorgang abhängig vom Vergleichsergebnis durchgeführt.
Wenn die Soll-Luftmenge gleich groß wie oder größer als die Schwallgrenzluftmenge ist, wird ein Vorgang im Schritt S107 ausgeführt. Im Schritt S107 wird das Schwallvorhersage-Flag auf Aus gestellt. In diesem Fall wird keine Korrektur der Soll-Luftmenge durchgeführt. Die auf der Grundlage der Maschinendrehzahl und der Kraftstoffeinspritzmenge bestimmte Soll-Luftmenge wird direkt als eine endgültige Soll-Luftmenge eingestellt.
Wenn die Soll-Luftmenge kleiner als die Schwallgrenzluftmenge ist, werden Vorgänge in dem Schritt S108 und Schritt S109 ausgeführt. Im Schritt S108 wird das Schwallvorhersage-Flag auf Ein gesetzt. Das Schwallvorhersage-Flag wird auf Ein gehalten, bis das Ergebnis der Beurteilung im Schritt S106 bestätigt wird und der Vorgang im Schritt S107 ausgeführt wird.
Anschließend wird im Schritt S109 die Soll-Luftmenge korrigiert. Anstelle der auf der Grundlage der Maschinendrehzahl und der Kraftstoffeinspritzmenge bestimmten Soll-Luftmenge wird die Schwallgrenzluftmenge als eine neue Soll-Luftmenge eingestellt, die im Schritt S104 berechnet wird.
[Programm der EGR-Ventilsteuerung]
5 ist ein Ablaufplan, der ein Programm zum Realisieren der Funktion der EGR-Ventilsteuereinheit 104 zeigt, die vorstehend in der Steuervorrichtung 100 beschrieben wird. Die Steuervorrichtung 100 führt das in 5 gezeigte Programm in einem konstanten Steuerzyklus aus. Nachstehend werden Abläufe in dem Programm aufeinanderfolgend Schritt für Schritt beschrieben.
Im Schritt S201 wird die Soll-Luftmenge aufgenommen, die schließlich passend zum in 4 gezeigten Programm festgelegt ist. Wenn das Schwallvorhersage-Flag auf Aus gesetzt ist, ist die Soll-Luftmenge, die hier aufgenommen wird, die Soll-Luftmenge, die auf der Grundlage der Maschinendrehzahl und der Kraftstoffeinspritzmenge bestimmt wird. Wenn das Schwallvorhersage-Flag auf Ein gesetzt ist, ist die Soll-Luftmenge, die aufgenommen wird, die Schwallgrenzluftmenge.
Im Schritt S202 wird eine Gesamtgasmenge im Zylinder aufgenommen. Die Gesamtgasmenge in dem Zylinder ist eine Summe der Luftmenge und einer EGR-Gasmenge. Ein Berechnungsverfahren der Gesamtgasmenge in dem Zylinder ist nicht beschränkt. Beispielsweise kann die Gesamtgasmenge in dem Zylinder auf der Grundlage des Drucks in dem Zylinder abgeschätzt werden, der durch einen (nicht gezeigten) Drucksensor im Zylinder gemessen wird. Zudem kann die Gesamtgasmenge im Zylinder auf der Grundlage eines Signals eines Flussratensensors gemessen werden, wenn der Flussratensensor an einem Einlassanschluss angebracht ist.
Im Schritt S203 wird die Soll-EGR-Rate berechnet. Hier wird ein Verhältnis einer Gasmenge, die durch Abziehen der Soll-Luftmenge von der Gesamtluftmenge im Zylinder erhalten wird, zur Gesamtgasmenge im Zylinder berechnet. Ein durch diese Berechnung erhaltener Wert wird als die Soll-EGR-Rate berechnet.
Im Schritt S204 wird die tatsächliche EGR-Rate aufgenommen. Ein Berechnungsverfahren der tatsächlichen EGR-Rate ist nicht beschränkt. Beispielsweise kann die tatsächliche EGR-Rate auf der Grundlage der Flussrate des EGR-Gases abgeschätzt werden, die auf der Grundlage des Öffnungsgrads des EGR-Ventils 32 und des Druckunterschieds zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite des EGR-Ventils 32 und einer Flussrate von Ansaugluft berechnet wird, die durch den Luftflussmesser 58 gemessen wird.
Im Schritt S205 wird eine Abweichung zwischen der im Schritt S203 berechneten Soll-EGR-Rate und der im Schritt S204 aufgenommenen tatsächlichen EGR-Rate berechnet.
Im Schritt S206 werden jeweils eine P-Verstärkung bzw. Proportionalverstärkung und eine I-Verstärkung bzw. Integralverstärkung für die Feedback-Regelung jeweils aus einem im ROM gespeicherten Verstärkungskennfeld aufgenommen.
Im Schritt S207 wird der Basisöffnungsgrad des EGR-Ventils 32 während des Durchführens der Luftmengensteuerung durch das EGR-Ventil 32 von einem Basisöffnungsgradkennfeld aufgenommen, das in dem ROM gespeichert ist. Der Basisöffnungsgrad ist ein Anpassungswert des Öffnungsgrads des EGR-Ventils 32, der nötig ist, um die Soll-Luftmenge zu erzielen, wenn das EGR-Ventil 32 die Luftmengensteuerung durchführt. In dem Basisöffnungsgradkennfeld wird der Basisöffnungsgrad mit dem Betriebszustand der Maschine 2 oder der Soll-Luftmenge verknüpft.
Im Schritt S208 werden der Proportionalterm (P-Term) und der Integralterm (I-Term) für die PI-Regelung auf Grund der Abweichung der im Schritt S205 berechneten EGR-Rate, und der im Schritt S206 aufgenommenen P-Verstärkung und I-Verstärkung berechnet. Anschließend werden der P-Term und der I-Term zum im Schritt S207 aufgenommenen Basisöffnungsgrad als Korrekturgrößen addiert, wodurch der EGR-Ventilöffnungsgrad berechnet wird. Der berechnete EGR-Ventilöffnungsgrad wird als der Befehlswert an das EGR-Ventil abgegeben.
[Programm der Drosselsteuerung]
6 ist ein Ablaufplan, der das Programm zum Realisieren der Funktion der vorstehend beschriebenen Drosselsteuereinheit 106 in der Steuervorrichtung 100 zeigt. Die Steuervorrichtung 100 führt das in 6 gezeigte Programm in einem konstanten Steuerzyklus aus. Nachstehend werden Prozesse in dem Programm aufeinanderfolgend Schritt für Schritt beschrieben.
Im Schritt S301 wird die Flussrate der Ansaugluft aufgenommen, die auf der Grundlage eines Signals des Luftflussmessers 58 gemessen wird. Zudem wird die Temperatur der stromaufwärtigen Seite der Drossel 24 (die Temperatur stromauf der Drossel) aufgenommen, die auf der Grundlage eines Signals des Temperatursensors 60 gemessen wird. Zudem wird der Druck auf der stromaufwärtigen Seite der Drossel (Druck stromauf der Drossel) 24 aufgenommen, der auf der Grundlage eines Signals des Drucksensors 56 gemessen wird.
Im Schritt S302 wird der Soll-Druckunterschied zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite der Drossel 24 aus einem Soll-Druckunterschiedskennfeld aufgenommen. Der Soll-Druckunterschied ist der minimale Druckunterschied, der für die Luftmengensteuerung durch das EGR-Ventil 32 nötig ist, und wird genauer in einem Bereich von 3 bis 5 kPa festgelegt.
Im Schritt S303 wird ein Sollwert des Drucks auf der stromabwärtigen Seite der Drossel 24 (der Solldruck auf der stromabwärtigen Seite der Drossel) durch Abziehen des im Schritt S302 aufgenommenen Soll-Druckunterschieds vom Druck stromauf der Drossel berechnet, der im Schritt S301 aufgenommen wird.
Im Schritt S304 wird ein effektiver Öffnungsbereich bzw. eine effektive Öffnungsfläche der Drossel 24 unter Verwendung einer Gleichung (1), die eine Modellgleichung der Drossel 24 ist, für die Drossel wie folgt berechnet. In der nachstehenden Gleichung (1) gibt Ga die Flussrate der Luft [kg/sec] wieder, µA gibt die effektive Öffnungsfläche [m²] wieder, Pus gibt den Druck [Pa] stromauf der Drossel wieder, Pds gibt den Druck [Pa] stromab der Drossel wieder, Tus gibt die Temperatur [K] stromauf der Drossel wieder, R gibt eine Gaskonstante (J/K*kg) wieder und κ gibt das spezifische Wärmeverhältnis wieder. Jeweilige im Schritt S301 aufgenommene Messwerte werden für „Ga“, „Pus“ und „Tus“ eingelesen, und der Soll-Druck auf der stromabwärtigen Seite der Drossel, der im Schritt S303 berechnet wird, wird als „Pds“ eingegeben.
[Mathematische Gleichung 1] $μ A = \frac{P u s * \sqrt{\frac{2}{R * T u s}} * ϕ (\frac{P d s}{P u s})}{G a}$
$ϕ (\frac{P d s}{P u s}) = {\begin{array}{l} \sqrt{\frac{κ}{κ - 1} * ({(\frac{P d s}{P u s})}^{\frac{2}{κ}} - {(\frac{P d s}{P u s})}^{\frac{κ + 1}{κ}})} & f a l l s & \frac{P d s}{P u s} \geq {(\frac{2}{κ + 1})}^{\frac{1}{κ - 1}} \\ {(\frac{2}{κ + 1})}^{\frac{1}{κ - 1}} * \sqrt{\frac{κ}{κ + 1}} & f a l l s & \frac{P d s}{P u s} < {(\frac{2}{κ + 1})}^{\frac{1}{κ - 1}} \end{array}$
Im Schritt S305 wird der Schließgrad der Drossel 24 auf der Grundlage der effektiven Öffnungsfläche der Drossel 24 berechnet, die im Schritt S304 unter Verwendung des charakteristischen Kennfelds für den Drosselschließgrad berechnet wird, der im ROM gespeichert ist. Es gibt eine Korrelation zwischen dem Drosselschließgrad und der effektiven Öffnungsfläche, die durch eine lineare Gleichung angenähert werden kann. Die Beziehung wird in dem charakteristischen Kennfeld für den Drosselschließgrad eingestellt. Der berechnete Drosselschließgrad wird als der Befehlswert an die Drossel 24 abgegeben.
[Durch die Steuervorrichtung realisierter Betrieb]
7 ist ein Zeitschaubild, das den durch die Steuervorrichtung 100 realisierten Betrieb zeigt. Das in 7 gezeigte Zeitschaubild zeigt jeweilige Änderungen eines Gaspedalbetätigungs- bzw. -Öffnungsgrads über der Zeit, der Kraftstoffeinspritzmenge, der Soll-Luftmenge, einer tatsächlichen Luftmenge, des EGR-Ventilöffnungsgrads, des Drosselschließgrads und des Druckunterschieds zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite der Drossel 24 in einem Fall der Durchführung einer abrupten Beschleunigung und einer abrupten Verzögerung aus einem Zustand eines Leerlaufvorgangs, in dem das Gaspedal nicht niedergedrückt wird. Nachstehend werden eine Funktion und eine Wirkung der Maschinensteuerung nach der vorliegenden Ausführungsform mit Bezug auf das Zeitschaubild beschrieben.
In dem Zeitschaubild wird der Gaspedalöffnungsgrad von einem vollständig geschlossenen Zustand zur Zeit t1 in einen vollständig offenen Zustand umgeschaltet. Die Kraftstoffeinspritzmenge wird abrupt durch Änderung des Gaspedalöffnungsgrads zur Zeit t1 erhöht. Anschließend steigt die (nicht gezeigte) Maschinendrehzahl durch eine abrupte Erhöhung der Kraftstoffeinspritzmenge und die Soll-Luftmenge, die anhand der Maschinendrehzahl und der Kraftstoffeinspritzmenge bestimmt wird, steigt ebenfalls kontinuierlich ab dem Zeitpunkt t1. Die Erhöhung der Geschwindigkeit der Soll-Luftmenge zu dieser Zeit ist die maximal realisierbare Änderungsgeschwindigkeit, und um die tatsächliche Luftmenge dazu zu veranlassen, diesem zu folgen, wird die Drossel 24 vollständig geöffnet, während das EGR-Ventil 32 vollständig geschlossen ist. Die Drossel 24 wird vollständig geöffnet, wodurch der Druckunterschied zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite der Drossel 24 auf einen Minimalwert reduziert wird.
In dem Zeitschaubild wird der Gaspedalbetätigungsgrad vom vollständig offenen Zustand zur Zeit t2 erneut in den vollständig geschlossenen Zustand umgeschaltet. Die Kraftstoffeinspritzung wird durch die Änderung des Gaspedalbetätigungsgrads zur Zeit t2 gestoppt. Die (nicht gezeigte) Maschinendrehzahl wird durch ein Stoppen der Kraftstoffeinspritzung verringert, und die Soll-Luftmenge, die auf der Grundlage der Maschinendrehzahl und der Kraftstoffeinspritzmenge bestimmt wird, wird zum Zeitpunkt t2 abrupt verringert. Im Zeitschaubild wird die Soll-Luftmenge, die auf der Grundlage der Maschinendrehzahl und der Kraftstoffeinspritzmenge bestimmt wird, nach der Zeit t2 in einer gepunkteten Linie gezeichnet. Nach der Steuervorrichtung 100 wird die Korrektur der Soll-Luftmenge wie durch eine durchgezogene Linie gezeichnet durchgeführt, um das Auftreten des Schwalls zu vermeiden. Die Soll-Luftmenge nach der Korrektur ist die Schwallgrenzluftmenge, die eine minimale Luftmenge ist, wobei die minimale Luftmenge dazu fähig ist, den Schwall zu vermeiden.
Im Zeitschaubild ist der Drosselschließgrad in einem Fall, in dem die Drossel vollständig offen gehalten wird, um mit dem Schwall zurechtzukommen, nach der Zeit t2 in einer gepunkteten Linie gezeichnet, und der Druckunterschied zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite der Drossel, der dadurch realisiert wird, ist in einer gepunkteten Linie gezeichnet. Wenn die Drossel vollständig geöffnet gehalten wird, wird der Druckunterschied zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite der Drossel 24 auf dem Minimalwert gehalten. Nach der Zeit t2 wird die Luftmengensteuerung mittels des EGR-Ventils 32 durchgeführt, wenn jedoch der Druckunterschied zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite der Drossel 24 den Minimalwert aufweist, weist der Druckunterschied zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite des EGR-Ventils 32 auch einen Minimalwert auf. Daher ist das EGR-Ventil 32 wie in einer gepunkteten Linie gezeigt vollständig geöffnet, und der Öffnungsgrad des EGR-Ventils 32 ist festgelegt. In diesem Fall kann die Soll-Luftmenge nicht realisiert werden, und wie in einer gepunkteten Linie gezeigt wird die tatsächliche Luftmenge größer als die Soll-Luftmenge. Bei der Steuervorrichtung 100 wie mit einer durchgezogenen Linie gezeigt wird jedoch der Schließgrad der Drossel 24 gesteuert, und der Druckunterschied zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite der Drossel 24 wird so gesteuert, dass es möglich ist, den minimalen für die Luftmengensteuerung nötigen Druckunterschied sicherzustellen. Daher ist der Öffnungsgrad des EGR-Ventils 32 nicht auf einem Zustand mit vollständig geöffnetem EGR-Ventil 32 festgelegt, und die Luftmengensteuerung durch den Öffnungsgrads des EGR-Ventils 32 wird wie mit einer durchgezogenen Linie gezeigt effektiv. Folglich kann die tatsächliche Luftmenge nach der Steuervorrichtung 100 wie mit einer durchgezogenen Linie gezeichnet der Soll-Luftmenge folgen.
In dem Zeitschaubild wird die Kraftstoffeinspritzung am Zeitpunkt t3 erneut gestartet. Wenn die tatsächliche Luftmenge gegenüber der Soll-Luftmenge am Zeitpunkt t3 wie durch die gepunktete Linie gezeichnet zu groß ist, ist die tatsächliche EGR-Rate sehr viel kleiner als eine geeignete EGR-Rate, und eine erzeugte NOx-Menge steigt. Nach der Steuervorrichtung 100 kann jedoch eine Abweichung zwischen der tatsächlichen Luftmenge und der Soll-Luftmenge wie durch die durchgezogene Linie gezeichnet beschränkt werden. Zudem ist die Soll-Luftmenge zur Zeit t3 die Schwallgrenzluftmenge und ist größer als eine Luftmenge, die auf der Grundlage des Betriebszustands der Maschine 2 bestimmt wird, aber der Unterschied wird minimal gehalten, und daher wird die Erhöhung der erzeugten NOx-Menge beschränkt.
Wie vorstehend beschrieben kann nach der Steuervorrichtung 100 das Auftreten des Schwalls vermieden werden, während die Steuerbarkeit der Luftmenge sichergestellt ist.
[Anderes Beispiel eines Programms der EGR-Ventilsteuerung]
8 ist ein Ablaufplan, der ein anderes Beispiel eines Programms zum Realisieren der vorstehend beschriebenen Funktion der EGR-Ventilsteuereinheit 104 in der Steuervorrichtung 100 zeigt. In 8 haben Prozesse mit denselben Inhalten wie im Programm der in 5 gezeigten EGR-Ventilsteuerung dieselben Schrittnummern. In dem in 8 gezeigten Programm wird der Vorgang im Schritt S203 in dem in 5 gezeigten Programm durch Vorgänge in den Schritten S211 und S212 ersetzt.
Im Schritt S211 wird eine Basis-Soll-EGR-Rate von einem im ROM gespeicherten Basis-Soll-EGR-Ratenkennfeld aufgenommen. In diesem Kennfeld ist die Basis-Soll-EGR-Rate mit dem Betriebszustand der Maschine 2 oder der Soll-Luftmenge verknüpft.
Im Schritt S212 wird die Soll-EGR-Rate berechnet. Hier wird ein Verhältnis einer Gasmenge, die man durch Multiplizieren der Basis-Soll-EGR-Rate mit der Gesamtgasmenge im Zylinder erhält, zu einer Gasmenge berechnet, die eine Summe der Gasmenge ist, die man durch Multiplizieren der Basis-Soll-EGR-Rate mit der Gesamtgasmenge in dem Zylinder und der Soll-Luftmenge erhält. Ein durch diese Berechnung erhaltener Wert wird als die Soll-EGR-Rate festgelegt.
[Anderes Beispiel 1 des Programms der Drosselsteuerung]
9 ist ein Ablaufplan, der ein anderes Beispiel 1 des Programms zum Realisieren der Funktion der vorstehend beschriebenen Drosselsteuereinheit 106 in der Steuervorrichtung100 zeigt. In 9 werden Vorgängen, die dieselben Inhalte wie im in 6 gezeigten Programm zur Drosselsteuerung aufweisen, dieselben Schrittnummern zugewiesen. In dem in 9 gezeigten Programm werden die Vorgänge in den Schritten S304 und S305 in dem in 6 gezeigten Programm durch die Vorgänge in den Schritten S311 und S312 ersetzt.
Im Schritt S311 wird ein Drosselschließgradkennfeld aufgenommen, das in dem ROM gespeichert ist. Das Drosselschließgradkennfeld ist ein Kennfeld, in dem der Drosselschließgrad mit der Flussrate der Ansaugluft, dem Druck stromauf der Drossel, dem Druck stromab der Drossel und der Temperatur stromauf der Drossel in Beziehung steht. Das Kennfeld wird auf der Grundlage von Daten gebildet, die man durch Anpassung erhält.
Im Schritt S312 wird das im Schritt S311 aufgenommene Kennfeld für den Drosselschließgrad auf der Grundlage entsprechender Messwerte, die im Schritt S201 aufgenommen werden, und des im Schritt S303 berechneten Solldrucks stromab der Drossel durchsucht, und der zu einer Suchbedingung passende Drosselschließgrad wird berechnet. Der berechnete Drosselschließgrad wird als der Befehlswert an die Drossel 24 ausgegeben.
[Anderes Beispiel 2 eines Programms der Drosselsteuerung]
10 ist ein Ablaufplan, der ein anderes Beispiel 2 des Programms zum Realisieren der Funktion der Drosselsteuereinheit 106 wie vorstehend beschrieben in der Steuervorrichtung100 zeigt. Während der Drosselschließgrad in dem jeweiligen Programm wie in 6 und 9 gezeigt durch eine Feed-Forward-Steuerung berechnet wird, wird der Drosselschließgrad in dem in 10 gezeigten Programm durch die Feedback-Regelung berechnet. Nachstehend werden Vorgänge in dem Programm aufeinanderfolgend Schritt für Schritt beschrieben.
Im Schritt S321 wird der Druck auf der stromaufwärtigen Seite der Drossel 24 (der Druck stromauf der Drossel) aufgenommen, der auf der Grundlage des Signals des Drucksensors 56 gemessen wird. Zudem wird der Druck auf der stromabwärtigen Seite der Drossel 24 (der Druck stromab der Drossel) aufgenommen, der auf der Grundlage eines Signals des Drucksensors 54 gemessen wird.
Im Schritt S322 wird der Soll-Druckunterschied zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite der Drossel 24 aus dem Soll-Druckunterschiedskennfeld aufgenommen.
Im Schritt S323 wird der tatsächliche Druckunterschied zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite der Drossel 24 durch Abziehen des Drucks stromab der Drossel vom Druck stromauf der Drossel, der im Schritt S321 aufgenommen wurde, berechnet.
Im Schritt S324 wird eine Abweichung zwischen dem Soll-Druckunterschied, den man im Schritt S322 erhält, und dem tatsächlichen Druckunterschied, der im Schritt S323 berechnet wird, berechnet. Anschließend wird eine Korrekturgröße des Drosselschließgrads durch die Feedback-Regelung (beispielsweise die PI-Regelung) berechnet, um die Abweichung auf null zu bringen.
Im Schritt S325 wird ein neuer Drosselschließgrad durch Hinzufügen der im Schritt S324 berechneten Korrekturgröße zum vorliegenden Drosselschließgrad berechnet. Der berechnete Drosselschließgrad wird als der Befehlswert an die Drossel 24 abgegeben.
[Anderes Beispiel 3 des Programms der Drosselsteuerung]
11 ist ein Ablaufplan, der ein anderes Beispiel 3 des Programms zum Realisieren der Funktion der Drosselsteuereinheit 106 wie vorstehend beschrieben in der Steuervorrichtung 100 zeigt. In der 11 erhalten Vorgänge, die denselben Inhalt wie das Programm der Drosselsteuerung wie in 10 gezeigt umfassen, dieselben Schrittnummern zugewiesen. In dem in 11 gezeigten Programm werden die Vorgänge in den Schritten S323 und S324 in dem in 10 gezeigten Programm durch die Prozesse in den Schritten S331 und S332 ersetzt.
Im Schritt S331 wird der Solldruck stromab der Drossel durch Abziehen des im Schritt S322 aufgenommenen Solldruckunterschieds vom Druck stromauf der Drossel berechnet, der im Schritt S321 aufgenommen wird.
Im Schritt S332 wird eine Abweichung zwischen dem tatsächlichen Druck stromab der Drossel, der im Schritt S321 aufgenommen wird, und dem Solldruck stromab der Drossel berechnet, der im Schritt S331 aufgenommen wird. Anschließend wird die Korrekturgröße des Drosselschließgrads, um die Abweichung null zu machen, durch die Feedback-Regelung (beispielsweise die Pl-Regelung) berechnet.
[Andere Modifizierungen]
Der Kompressor, der in dem Ansaugdurchlass der Maschine vorgesehen ist, kann durch die Kurbelwelle angetrieben sein oder kann durch einen elektrischen Motor angetrieben sein.
Bezugszeichenliste

2: Maschine bzw. Brennkraftmaschine
4: Ansaugkrümmer
6: Abgaskrümmer
8: Einspritzung
10: Ansaugdurchlass
12: Abgasdurchlass
14: Kompressor
16: Turbine
24: Drossel
30: EGR-Durchlass
32: EGR-Ventil
52: Kurbelwellenwinkelsensor
54, 56, 62, 64: Drucksensor
60: Temperatursensor
66: Gaspedalöffnungssensor bzw. Gaspedalbetätigungssensor
100: Steuervorrichtung

Claims

Steuervorrichtung für eine Maschine mit interner Verbrennung, die einen Kompressor (14) umfasst, der in einem Ansaugdurchlass (10) vorgesehen ist, eine Drossel (24), die stromab des Kompressors (14) in dem Ansaugdurchlass (10) vorgesehen ist, und ein EGR-Ventil (32), das in einem EGR-Durchlass (30) vorgesehen ist, der eine stromabwärtige Seite der Drossel (24) in dem Ansaugdurchlass (10) mit einem Abgasdurchlass (12) verbindet, mit: einer Schwallvorhersageeinrichtung, um das Auftreten eines Schwalls im Kompressor (14) vorherzusagen; einer Soll-Luftmengeneinstelleinrichtung, um eine Soll-Luftmenge passend zu einem Betriebszustand der Maschine mit interner Verbrennung zu bestimmen, und um die Soll-Luftmenge auf eine Luftmenge zu korrigieren, die dazu fähig ist, den Schwall zu vermeiden, wenn das Auftreten des Schwalls durch die Schwallvorhersageeinrichtung vorhergesagt ist; einer EGR-Ventilsteuereinrichtung, um einen Öffnungsgrad des EGR-Ventils (32) so zu steuern, dass eine Luftmenge, die in einen Zylinder eingebracht wird, zur Soll-Luftmenge wird, die durch die Soll-Luftmengeneinstelleinrichtung festgelegt ist; und einer Drosselsteuereinrichtung, um einen Druckunterschied zwischen einer stromaufwärtigen Seite und einer stromabwärtigen Seite der Drossel (24) durch Steuern eines Schließgrads der Drossel (24) so zu steuern, dass ein Druckunterschied, der gleich groß wie oder größer als ein vorab festgelegter Wert ist, zwischen einer stromaufwärtigen Seite und einer stromabwärtigen Seite des EGR-Ventils (32) zumindest dann auftritt, wenn das Auftreten des Schwalls durch die Schwallvorhersageeinrichtung vorhergesagt wird, wobei der Schließgrad der Drossel (24) durch eine Regelung geregelt wird, bei der über die Berechnung der Abweichung zwischen einem Soll-Druckunterschied zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite der Drossel (24) und einem Ist-Druckunterschied zwischen der stromaufwärtigen Seite und einer stromabwärtigen Seite der Drossel (24) eine Korrekturgröße des Schließgrads der Drossel (24) berechnet wird, wodurch ein neuer Schließgrad der Drossel (24) durch Hinzufügen der berechneten Korrekturgröße zu dem vorliegenden Schließgrad der Drossel (24) berechnet wird.
Steuervorrichtung für die Maschine mit interner Verbrennung nach Anspruch 1, wobei die Drosselsteuereinrichtung den Druckunterschied zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite der Drossel (24) durch die Steuerung des Schließgrads der Drossel (24) so steuert, dass der Druckunterschied, der gleich groß wie oder größer als ein vorab festgelegter Wert ist, zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite des EGR-Ventils (32) auftritt, während eine Luftmenge durch die Steuerung des EGR-Ventils (32) durch die EGR-Ventilsteuereinrichtung gesteuert wird.
Steuervorrichtung für die Maschine mit interner Verbrennung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Drosselsteuereinrichtung den Druck der stromabwärtigen Seite der Drossel (24) durch Steuern des Schließgrads der Drossel (24) so verringert, dass eine Menge von EGR-Gas, die nötig ist, um die Soll-Luftmenge zu erreichen, an den Ansaugdurchlass (10) zugeführt wird, ohne das EGR-Ventil (32) vollständig zu öffnen.
Steuervorrichtung für die Maschine mit interner Verbrennung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Schwallvorhersageeinrichtung eine Schwallgrenzluftmenge auf der Grundlage eines Verhältnisses zwischen dem Druck auf einer stromabwärtigen Seite des Kompressors (14) und dem Druck auf einer stromaufwärtigen Seite des Kompressors (14) berechnet, und beurteilt, dass der Schwall auftritt, wenn die Soll-Luftmenge kleiner als die Schwallgrenzluftmenge ist.
Steuervorrichtung für die Maschine mit interner Verbrennung nach Anspruch 4, wobei die Soll-Luftmengeneinstelleinrichtung die Soll-Luftmenge auf die Schwallgrenzluftmenge korrigiert, wenn das Auftreten des Schwalls durch die Schwallvorhersageeinrichtung vorhergesagt wird.