-
Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Abgasrezirkulationssystem (EGR-System) mit einem EGR-Kühler an
einem EGR-Durchgang, durch den ein Teil des Abgases zu einem Einlassdurchgang
rezirkuliert wird. Der EGR-Kühler
kühlt das
rezirkulierte Abgas.
-
Ein Abgasrezirkulationssystem (EGR-System)
wird herkömmlich
zum Verringern von Emissionen eines Dieselverbrennungsmotors verwendet. Das
EGR-System rezirkuliert einen Teil des Abgases zu einem Einlassdurchgang.
Das EGR-Gas, das das Abgas ist, das zu dem Einlassdurchgang rezirkuliert wird,
weist viel Inertgas, wie zum Beispiel Dampf oder Kohlendioxid auf,
das bei der Verbrennung erzeugt wird. Ein Vorteil des EGR-Systems
ist es, dass die Erzeugung von Stickstoffoxid unterbunden wird, da
die Verbrennungstemperatur verringert wird. Wenn ein EGR-Kühler in
einem EGR-Durchgang zum Kühlen
des EGR-Gases angeordnet ist, wird eine Ladeeffizienz des EGR-Gases
verbessert und wird eine emissionsverringernde Wirkung weitergehend
verbessert.
-
Wenn jedoch das EGR-System für einen
langen Zeitraum verwendet wird, können Ruß oder unverbrannte Kohlenwasserstoffe,
die in dem EGR-Gas enthalten sind, an einem Wärmeaustauscherteil des EGR-Kühlers anhaften
und sich daran ablagern. Die Ablagerung des Rußes oder der Kohlenwasserstoffe verringert
die Wärmeaustauscheffizienz
und die Kühlleistung.
Als Folge wird die emissionsverringernde Wirkung herabgesetzt.
-
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
Ruß oder
unverbrannte Kohlenwasserstoffe, die an einem Wärmeaustauscherteil eines Abgasrezirkulationskühlers (EGR-Kühler) eines EGR-Systems für eine Brennkraftmaschine
anhaften, zu beseitigen. Somit wird eine Verschlechterung bzw. Herabsetzung
der Kühlleistung
verhindert und wird eine starke emissionsverringernde Wirkung über eine
lange Zeit beibehalten.
-
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden
Erfindung hat ein Abgasrezirkulationssystem (EGR-System) einer Brennkraftmaschine
einen EGR-Kühler,
der in einem EGR-Durchgang angeordnet ist. Der EGR-Durchgang verbindet
einen Auslassdurchgang beziehungsweise einen Abgasdurchgang mit
einem Einlassdurchgang, um einen Teil des Abgases zu rezirkulieren.
Der EGR-Kühler
kühlt ein EGR-Gas,
das durch den EGR-Durchgang hindurchtritt. Das EGR-System hat eine
Kühlleistungserfassungseinrichtung
und eine Kühlleistungsregenerationssteuerungseinrichtung.
Die Kühlleistungserfassungseinrichtung
erfasst eine Kühlleistung
des EGR-Kühlers.
Die Kühlleistungsregenerationssteuerungseinrichtung
führt einen
Regenerationsbetrieb zum Widerherstellen der Kühlleistung durch, wenn eine
Verschlechterung bzw. Herabsetzung der Kühlleistung erfasst wird.
-
Somit kann. der EGR-Kühler eine
hervorragende Wärmeaustauschleistung
aufrechterhalten, auch wenn der EGR-Kühler über eine
lange Zeit verwendet wird. Als Folge wird eine emissionsverringernde
Wirkung über
eine lange Zeit beibehalten.
-
Das EGR-System hat eine Einlassdruckmesseinrichtung
zum Messen eines Einlassdrucks. Die Kühlleistungserfassungseinrichtung
ermittelt, dass sich die Kühlleistung
verschlechtert hat, wenn der Einlassdruck, der durch die Einlassdruckmesseinrichtung
gemessen wird, um zumindest einen vorbestimmten Wert niedriger als
ein normaler Einlassdruck ist. Der normale Einlassdruck wird aus
einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors geschätzt. Wenn
die unverbrannten Bestandteile, wie zum Beispiel der Ruß, sich
an dem EGR-Kühler
ablagern, wird eine Durchgangsfläche
und eine Durchflussrate des EGR-Gases verringert. Demgemäß verringert sich
der Einlassdruck. Daher kann die Verschlechterung bzw. Herabsetzung
der Kühlleistung
auf der Grundlage der Verringerung des Einlassdrucks ermittelt werden.
-
Merkmale und Vorteile von Ausführungsbeispielen
werden ebenso wie Verfahren zum Betrieb und die Funktion von zugehörigen Teilen
aus einem Studium der folgenden genauen Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen sowie
den Zeichnungen erkennbar, die alle einen Teil dieser Anmeldung
bilden.
-
1 ist
ein schematisches Diagramm, das eine Brennkraftmaschine mit einem
Abgasrezirkulationssystem (EGR-System)
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
2 ist
ein Zeitablaufdiagramm, das einen Hubgrad einer Kraftstoffeinspritzdüse gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
zeigt;
-
3 ist
ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerung, die durch eine elektronische
Steuerungseinheit (ECU) durchgeführt
wird, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
zeigt;
-
4A ist
ein schematisches Diagramm, das eine Einlassdrossel einer Brennkraftmaschine mit
einem EGR-System gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung in einem Zustand zeigt, in dem die Einlassdrossel
sich in einer gewöhnlichen
Position befindet.
-
4B ist
ein schematisches Diagramm, das die Einlassdrossel gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
in einem Zustand zeigt, in dem die Einlassdrossel in Richtung auf
eine Ventilschließrichtung gedreht
ist;
-
5 ist
ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerung, die durch eine ECU durchgeführt wird,
gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
zeigt;
-
6 ist
ein Zeitablaufdiagramm, das einen Hubgrad einer Kraftstoffeinspritzdüse einer
Brennkraftmaschine mit einem EGR-System
gemäß einem dritten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
7 ist
ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerung, die durch eine ECU durchgeführt wird,
gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
zeigt;
-
8 ist
ein schematisches Diagramm, das eine Brennkraftmaschine mit einem
EGR-System gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
9 ist
ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerung, die durch eine ECU durchgeführt wird,
gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel
zeigt;
-
10 ist
ein schematisches Diagramm, das eine Brennkraftmaschine mit einem
EGR-System gemäß einem
fünften
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
11 ist
ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerung, die durch eine ECU durchgeführt wird, gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel
zeigt;
-
12 ist
ein schematisches Diagramm, das eine Brennkraftmaschine mit einem
EGR-System gemäß einem
sechsten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
13 ist
ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerung, die durch eine ECU durchgeführt wird, gemäß dem sechsten
Ausführungsbeispiel
zeigt;
-
14 ist
ein schematisches Diagramm, das eine Brennkraftmaschine mit einem
EGR-System gemäß einem
siebten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
15 ist
ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerung, die durch eine ECU durchgeführt wird, gemäß einem
siebten Ausführungsbeispiel
zeigt;
-
16 ist
ein schematisches Diagramm, das eine Brennkraftmaschine mit einem
EGR-System gemäß einem
achten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
17 ist
ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerung, die durch eine ECU durchgeführt wird, gemäß dem achten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
18 ist
ein schematisches Diagramm, das eine Brennkraftmaschine mit einem
EGR-System gemäß einem
neunten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
19 ist
ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerung, die durch eine ECU durchgeführt wird, gemäß dem neunten
Ausführungsbeispiel
zeigt;
-
20 ist
ein schematisches Diagramm, das eine Brennkraftmaschine mit einem
EGR-System gemäß einem
zehnten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
21 ist
ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerung, die durch eine ECU durchgeführt wird, gemäß dem zehnten
Ausführungsbeispiel
zeigt; und
-
22 ist
ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerung, die durch eine ECU durchgeführt wird, gemäß einem
elften Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
-
(Erstes Ausführungsbeispiel)
-
Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Verbrennungsmotor 1 mit
einem Abgasrezirkulationssystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
dargestellt. Der Verbrennungsmotor 1 hat eine gemeinsame
Leitung (Common-Rail) 11, die jeweiligen Zylindern des
Motors 1 gemeinsam ist, und Kraftstoffeinspritzventile 12.
Jedes Kraftstoffeinspritzventil 12 ist mit der gemeinsamen
Leitung 11 verbunden und spritzt Kraftstoff in eine Brennkammer
jedes Zylinders des Verbrennungsmotors 1 ein. Ein Einlasskrümmer des
Verbrennungsmotors 1 ist mit einem Einlassrohr 2 verbunden.
Eine Einlassdrossel 22 ist an der Verbindung zwischen dem
Einlasskrümmer 21 und
dem Einlassrohr 2 angeordnet. Die Einlassdrossel 22 reguliert
eine Strömungsrate
beziehungsweise eine Durchflussrate von Einlassluft.
-
Ein Auslasskrümmer beziehungsweise ein Abgaskrümmer 31 des
Verbrennungsmotors 1 ist mit einem Abgasrohr beziehungsweise
einem Auslassrohr 3 verbunden. Eine Turbine 41 eines
Zentrifugalturboladers 4 ist in dem Abgasrohr 3 angeordnet.
Ein Verdichter 42 ist in dem Einlassrohr 2 angeordnet. Die
Turbine 41 ist mit dem Verdichter 42 über eine Turbinenwelle
verbunden. Die Turbine 41 ist unter Nutzung der thermischen
Energie des Abgases angetrieben. Dabei wird der Verdichter 42 durch
die Turbine 41 über
die Turbinenwelle angetrieben und verdichtet die Einlassluft, die
in das Einlassrohr 2 eingeführt wird. Ein Kühler 23 ist
in dem Einlassrohr 2 und stromaufwärts von der Einlassdrossel 22 angeordnet.
Die Einlassluft, die bei dem Verdichter 42 verdichtet und
erwärmt
wird, wird bei dem Kühler 23 gekühlt.
-
Der Abgaskrümmer 31 ist mit dem
Einlasskrümmer 21 über einen
Abgasrezirkulationsdurchgang (EGR-Durchgang) 5 verbunden,
so dass ein Teil des Abgases in die Einlassluft durch den EGR-Durchgang 5 rezirkuliert
wird. Ein EGR-Ventil 51 ist an einem Auslass des EGR-Durchgangs 5 zu dem
Einlasskrümmer 21 angeordnet.
Das EGR-Ventil 51 reguliert seinen Öffnungsgrad, um die Menge des
Abgases zu regulieren, das in die Einlassluft rezirkuliert wird.
Der Einlasskrümmer 21 hat
einen Einlassdrucksensor 24 als Einlassdruckmesseinrichtung zum
Messen eines Einlassdrucks .
-
Ein EGR-Kühler 6 ist in dem
EGR-Durchgang 5 zum Kühlen
des rezirkulierten Abgases (EGR-Gas) angeordnet. Der EGR-Kühler 6 hat
einen bekannten Aufbau. Der EGR-Kühler 6 hat ein Wärmeaustauscherteil.
Bei dem Wärmeaustauscherteil ist
eine Vielzahl von Gasdurchgängen,
durch die das EGR-Gas hindurchtritt, parallel zueinander ausgebildet,
und eine Vielzahl von Wasserdurchgängen ausgebildet, durch die
EGR-Kühlwasser
hindurchtritt. Die Wasserdurchgänge
sind mit einem EGR-Kühlwassereinführrohr 61 und
einem EGR-Kühlwasserausstoßrohr 62 verbunden.
Ein EGR-Kühlwasserventil 63,
wie zum Beispiel ein Elektromagnetventil, ist in dem EGR-Kühlwassereinführrohr 61 zum Öffnen oder
Schließen
des Durchgangs des EGR-Kühlwassers
angeordnet. Ein Temperatursensor 64 ist als eine Temperaturmesseinrichtung
zum Messen einer EGR-Gastemperatur an einem Auslass des EGR-Kühlers 6 angeordnet.
-
Eine elektronische Steuerungseinheit
(ECU) 7 gibt Signale zum Steuern des Öffnungsgrads des EGR-Ventils 51 und
zum Öffnen
oder Schließen
des EGR-Kühlwasserventils 63 ab.
Wenn das EGR-Ventil 51 und das EGR-Kühlwasserventil 63 offen
sind, tauscht das EGR-Gas
Wärme mit
dem EGR-Kühlwasser
aus, während
es durch den EGR-Kühler 6 hindurchtritt.
Somit wird das EGR-Gas in den Einlasskrümmer 21 eingeführt, während das
EGR-Gas gekühlt
und sein Volumen verringert ist. Daher wird die Temperatur der Einlassluft
nicht unnötig
erhöht, wenn
das EGR-Gas mit der Einlassluft gemischt wird. Als Folge wird die
Wirkung der Abgasrezirkulation zum Verringern der Verbrennungstemperatur
effizient ausgeführt.
Die ECU 7 nimmt Signale von verschiedenen Sensoren zum
Messen des Ventilöffnungsgrads
des EGR-Ventils 51, des Öffnungsgrads der Einlassdrossel 22,
einer Einlassluftdurchflussrate, einer Kühlwassertemperatur, eines Kurbelwinkels, einer
Drehzahl, einer Beschleunigerposition, eines Kraftstoffdrucks und
dergleichen auf. Somit erfasst die ECU 7 einen Betriebszustand
des Verbrennungsmotors 1. Die ECU 7 regelt rückgeführt das EGR-Ventil 51,
die Kraftstoffeinspritzventile 12 und ähnliches durch Berechnen einer
optimalen Durchflussrate des EGR-Gases und einer Kraftstoffeinspritzmenge
gemäß dem Betriebszustand
des Verbrennungsmotors 1.
-
Das EGR-Gas weist Ruß oder unverbrannte Kohlenwasserstoffe
auf, die in dem Abgas enthalten sind, das aus der Brennkammer ausgestoßen wird. Während das
EGR-System über
einen langen Zeitraum verwendet wird, können sich daher Ruß oder unverbrannte
Kohlenwasserstoff an Durchgangswänden
des EGR-Kühlers 6 ablagern.
Als Folge kann die Wärmeaustauschleistung
herabgesetzt werden. Daher hat bei dem Ausführungsbeispiel die ECU 7 eine
Kühlleistungserfassungseinrichtung
zum Erfassen der Kühlleistung
des EGR-Kühlers 6 auf
der Grundlage einer EGR-Auslassgastemperatur
des EGR-Kühlers 6.
Die EGR-Auslassgastemperatur
ist die Temperatur des EGR-Gases an dem Auslass des EGR-Kühlers 6 und
wird mit einem Temperatursensor 64 gemessen. Die ECU 7 hat
eine Kühlleistungsregenerationssteuerungseinrichtung
zum Durchführen
eines Regenerationsbetriebs zum Regenerieren bzw. Wiederherstellen
der Kühlleistung
auf der Grundlage des Ergebnisses der Erfassung der Kühlleistung.
Genauer gesagt ermittelt die Kühlleistungserfassungseinrichtung,
dass die Kühlleistung
herabgesetzt ist, wenn die EGR-Auslassgastemperatur um zumindest
eine vorbestimmte Temperatur höher
als eine normale Temperatur ist. Die normale Temperatur wird aus
dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors 1 geschätzt, der
auf der Grundlage von den Signalen der verschiedenen Sensoren erfasst
wird.
-
Die Kühlleistungsregenerationssteuerungseinrichtung
erhöht
eine Temperatur an dem EGR-Kühler 6 zeitweilig,
wenn die Kühlleistungserfassungseinrichtung
ermittelt, dass die Kühlleistung herabgesetzt
ist. Somit werden Ruß oder
unverbrannter Kraftstoff, der an den EGR-Durchgangswänden, den
Innenwänden
des EGR-Durchgangs 5 einschließlich des EGR-Kühlers 6 anhaften,
oxidiert und beseitigt und wird die Kühlleistung regeneriert beziehungsweise
wiederhergestellt. Zum Erhöhen der
Temperatur in dem EGR-Kühler 6 wird
die Temperatur des Abgases durch Durchführen einer Mehrfacheinspritzung
erhöht,
wenn der Kraftstoff in die Brennkammer mit den Kraftstoffeinspritzventilen 12 eingespritzt
wird, wie in 2 gezeigt
ist. Bei der Mehrfacheinspritzung wird Kraftstoff mehrmals während eines
Verbrennungszyklus eingespritzt. In 2 zeigt
eine durchgezogene Linie LM einen Düsenhubbetrag einer Kraftstoffeinspritzdüse für den Fall,
bei dem die Mehrfacheinspritzung durchgeführt wird, und zeigt eine gepunktete
Linie LN einen Düsenhubgrad
für einen
Fall, bei dem eine normale Einspritzung durchgeführt wird. Für den Fall, bei dem die Mehrfacheinspritzung
durchgeführt
wird, wird im Wesentlichen der größte Teil der Energie, die durch
die Verbrennung des Kraftstoffs erzeugt wird, der bei der zweiten
Einspritzung eingespritzt wird, in thermische Energie (nicht in
Bewegungsenergie) umgewandelt. Das liegt daran, dass der Kraftstoff,
der bei der zweiten Einspritzung eingespritzt wird, mit einer verzögerten Zeitabstimmung
gezündet
wird. Daher kann ein Hochtemperaturabgas (300 bis 700°C) erzeugt
werden und in den EGR-Kühler 6 eingeführt werden.
Die Temperatur des Abgases liegt, wenn die normale Einspritzung
durchgeführt
wird, im Wesentlichen bei 150 bis 400°C.
-
Ein Verfahren, das durch die ECU 7 gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
durchgeführt
wird, wird auf der Grundlage eines Ablaufdiagramms erklärt, das
in 3 gezeigt ist. Die
ECU 7 führt
das Verfahren bei vorbestimmten Zeitintervallen wiederholt durch.
Wenn das Verfahren gestartet wird, wird in Schritt 101 ermittelt,
ob sich der Verbrennungsmotor 1 in einem stabilen Betriebszustand
befindet oder nicht. Ob sich der Verbrennungsmotor 1 in
dem stabilen Betriebszustand befindet oder nicht wird auf der Grundlage
davon ermittelt, ob eine Änderung
der Verbrennungsmotordrehzahl oder der Kraftstoffeinspritzmenge
von der vorhergehenden Verfahrensdurchführung ausgehend geringer als
ein vorbestimmter Wert ist oder nicht. Wenn das Ergebnis von Schritt 101 „JA" ist,
schreitet der Prozess zu Schritt 102 weiter, und wird die
EGR-Auslassgastemperatur TE,
die durch den Temperatursensor 64 gemessen wird, eingegeben.
Wenn das Ergebnis von Schritt 101 „NEIN" ist, kehrt das Verfahren
zu dem Start zurück
(START).
-
Die EGR-Auslassgastemperatur TE,
die bei Schritt 102 eingegeben wird, wird mit einer normalen EGR-Auslassgastemperatur
TN in Schritt 103 verglichen. Die ECU 7 schätzt im voraus
die EGR-Auslassgastemperatur
in einem Zustand, indem es keinen Ruß oder Kohlenwasserstoff gibt,
der an dem EGR-Kühler 6 anhaftet,
und speichert die geschätzte EGR-Auslassgastemperatur
als die normale EGR-Auslassgastemperatur TN. Dann wird in Schritt 104 ermittelt,
ob die gemessene EGR-Auslassgastemperatur TE um zumindest einen
vorbestimmten Wert Tα höher als
die normale EGR-Auslassgastemperatur
TN ist oder nicht. Wenn das Ergebnis von Schritt 104 „JA" ist,
wird ermittelt, dass die Kühlleistung
des EGR-Systems gemindert bzw. herabgesetzt ist, und schreitet das
Verfahren zu Schritt 105 weiter. Wenn das Ergebnis von
Schritt 104 „NEIN"
ist, wird ermittelt, dass der EGR-Kühler 6 normal arbeitet,
und kehrt das Verfahren zu dem Start zurück.
-
In Schritt 105 übermittelt
die ECU 7 ein Einspritzsignal an die Kraftstoffeinspritzventile 12,
so dass die Kraftstoffeinspritzventile die Mehrfacheinspritzung
durchführen,
wie in 2 gezeigt ist.
Somit wird das Abgas erwärmt
und wird das Hochtemperaturabgas in den EGR-Kühler 6 eingeführt. Somit
wird die Oxidation des Rußes
oder der unverbrannten Kohlenwasserstoffe, die an den EGR-Durchgangswänden anhaften,
vorangetrieben, und werden die Oxide zu dem Einlasssystem mit dem
Abgas geleitet. Dann wird in Schritt 106 die EGR-Auslassgastemperatur
TE gemessen und erneut eingegeben. Dann wird in Schritt 107 die
gemessene EGR-Auslassgastemperatur TE mit der normalen EGR-Auslassgastemperatur
TN verglichen. Dann wird in Schritt 108 ermittelt, ob eine
Differenz zwischen der gemessenen EGR-Auslassgastemperatur TE und
der normalen EGR- Auslassgastemperatur
TN geringer als ein weiterer vorbestimmter Wert Tβ ist oder
nicht. Wenn das Ergebnis von Schritt 108 „JA" ist,
wird ermittelt, dass der Ruß oder
die Kohlenwasserstoffe durch die Oxidation beseitigt wurden, und
dass die Kühlleistung
wiederhergestellt ist. Dann wird in Schritt 109 der normale
Betrieb wiederaufgenommen und wird das Verfahren beendet. Wenn das
Ergebnis von Schritt 108 „NEIN" ist, werden der Schritt
106 und die folgenden Schritte wiederholt.
-
(Zweites Ausführungsbeispiel)
-
Eine Brennkraftmaschine 1 mit
einem EGR-System gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
ist in den 4A, 4B und 5 dargestellt. Bei dem EGR-System gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
wird die Einlassdrossel 22 in Richtung auf eine Schließrichtung
von einer gewöhnlichen
Position gedreht, wenn das Abgas zum Wiederherstellen der Kühlleistung
des EGR-Kühlers
6 erwärmt
wird, wie in den 4A und 4B gezeigt ist. 4A zeigt einen Zustand,
in dem die Einlassdrossel 22 sich an der gewöhnlichen
Position befindet. 4B zeigt
einen Zustand, in dem die Einlassdrossel 22 in Richtung
auf die Schließrichtung
von der gewöhnlichen
Position gedreht ist. Somit wird die Durchflussrate der Einlassluft
verringert und wird die Wärmekapazität des Gases,
das in die Brennkammer des Verbrennungsmotors 1 eintritt,
reduziert. Als Folge wird das Abgas auf eine Temperatur erwärmt, bei
der der Ruß und
die unverbrannten Kohlenwasserstoff oxidiert und beseitigt werden.
-
Als nächstes wird ein Verfahren,
das durch die ECU 7 durchgeführt wird, gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
auf der Grundlage eines Ablaufdiagramms erklärt, das in 5 gezeigt ist. Zuerst wird in Schritt 201 ermittelt,
ob der Verbrennungsmotor 1 sich in dem stabilen Betriebszustand
befindet oder nicht. Wenn das Ergebnis von Schritt 201 „JA" ist,
schreitet das Verfahren zu Schritt 202 weiter und wird
die EGR-Auslassgastemperatur
TE gemessen. Dann wird in Schritt 203 die gemessene EGR-Auslassgastemperatur
TE mit der normalen EGR-Auslassgastemperatur
TN verglichen. Dann wird in Schritt 204 ermittelt, ob die
Kühlleistung
abgesunken ist oder nicht, wie es bei dem ersten Ausführungsbeispiel
der Fall ist. Wenn das Ergebnis von Schritt 204 „JA" ist,
schreitet das Verfahren zu Schritt 205 weiter.
-
In Schritt 205 treibt die
ECU 7 die Einlassdrossel 22 in Richtung auf die
Schließrichtung
von der gewöhnlichen
Position an, um die Durchflussrate der Einlassluft zu verringern
und um die Temperatur des Abgases zu erhöhen. Somit wird das Hochtemperaturabgas
in den EGR-Kühler 6 eingeführt und werden
der Ruß und
die unverbrannten Kohlenwasserstoffe durch die Oxidation beseitigt.
Dann wird in Schritt 206 die EGR-Auslassgastemperatur TE erneut gemessen.
Dann wird in Schritt 207 die gemessene EGR-Auslassgastemperatur
TE mit der normalen EGR-Auslassgastemperatur TN verglichen. Dann wird
in Schritt 208 ermittelt, ob die Kühlleistung wiederhergestellt
ist oder nicht, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Wenn das Ergebnis
von Schritt 208 „JA"
ist, wird der normale Betrieb in Schritt 209 wiederaufgenommen
und wird das Verfahren beendet.
-
(Drittes Ausführungsbeispiel)
-
Eine Brennkraftmaschine 1 mit
einem EGR-System gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
ist in den 6 und 7 dargestellt. Zum Erhöhen der
Temperatur in dem EGR-Kühler 6 und
zum Wiederherstellen der Kühlleistung
verzögert
das EGR-System gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
die Kraftstoffeinspritzzeitabstimmung von der gewöhnlichen
Einspritzzeitabstimmung, wie in 6 gezeigt
ist. Eine gestrichelte Linie LN in 6 zeigt einen
Düsenhubgrad
der Kraftstoffeinspritzdüse
bei der gewöhnlichen
Kraftstoffeinspritzzeitabstimmung und eine durchgezogene Linie LD
in 6 zeigt den Düsenhubgrad
bei der verzögerten
Kraftstoffeinspritzzeitabstimmung. Für diesen Fall wird auch, wie für den Fall
der Mehrfacheinspritzung, ein Teil der Verbrennungsenergie in thermische
Energie des Abgases (nicht in Bewegungsenergie) umgewandelt. Als
Folge wird die Temperatur des Abgases erhöht und werden Ruß oder die
unverbrannten Kohlenwasserstoffe durch die Oxidation beseitigt.
-
Als Nächstes wird ein Verfahren,
das durch die ECU 7 durchgeführt wird, gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel
auf der Grundlage eines Ablaufdiagramms erklärt, das in 7 gezeigt ist. Zunächst wird in Schritt 301 ermittelt,
ob der Verbrennungsmotor 1 sich in dem stabilen Betriebszustand
befindet oder nicht. Wenn das Ergebnis von Schritt 301 „JA" ist,
schreitet das Verfahren zu Schritt 302 weiter, und wird
die EGR-Auslassgastemperatur
TE gemessen. Dann wird in Schritt 303 die gemessene EGR-Auslassgastemperatur
TE mit der normalen EGR-Auslassgastemperatur
TN verglichen. Dann wird in Schritt 304 ermittelt, ob die
Kühlleistung
abgesunken ist oder nicht, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
Wenn das Ergebnis von Schritt 304 „JA" ist, schreitet das Verfahren
zu Schritt 305 weiter.
-
In Schritt 305 verzögert die
ECU 7 die Kraftstoffeinspritzzeitabstimmung der Kraftstoffeinspritzventile 12 von
der gewöhnlichen
Kraftstoffeinspritzzeitabstimmung, um die Temperatur des Abgases
zu erhöhen.
Somit wird das Hochtemperaturabgas in den EGR-Kühler 6 zum Beseitigen
von Ruß oder
unverbranntem Kraftstoff durch die Oxidation eingeführt. Dann
wird in Schritt 306 die EGR-Auslassgastemperatur TE erneut
gemessen. Dann wird in Schritt 307 die gemessene EGR-Auslassgastemperatur
TE mit der normalen EGR-Auslassgastemperatur
TN verglichen. Dann wird in Schritt 308 wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel
ermittelt, ob die Kühlleistung wiederhergestellt
ist oder nicht. Wenn das Ergebnis von Schritt 308 „JA" ist,
wird in Schritt 309 der normale Betrieb wieder aufgenommen
und wird das Verfahren beendet.
-
(Viertes Ausführungsbeispiel)
-
Eine Brennkraftmaschine 1 mit
einem EGR-System gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel
ist in den 8 und 9 dargestellt. In dem vierten Ausführungsbeispiel
ist ein Oxidationskatalysator 65 an einem Einlass des EGR-Kühlers 6 angeordnet. Der
Oxidationskatalysator 65 ist beispielsweise durch Ausbilden
einer Oxidationsschicht an den EGR-Durchgangswänden stromaufwärts von
dem Wärmeaustauscherteil
des EGR-Kühlers 6 ausgeführt. Wenn
die Kühlleistungserfassungseinrichtung der
ECU 7 ermittelt, dass die Kühlleistung abgesunken ist,
wird unverbrannter Kohlenwasserstoff für den Oxidationskatalysator 65 vorgesehen.
Somit wird der unverbrannte Kohlenwasserstoff bei einer katalytischen
Reaktion verbrannt und wird die Temperatur des Abgases erhöht. Die
unverbrannte Kohlenwasserstofffraktion, die in dem Abgas enthalten
ist, wird durch Durchführen
der Mehrfacheinspritzung oder durch Beschränken der Durchflussrate der
Einlassluft oder durch Verzögern
der Einspritzzeitabstimmung beispielsweise erhöht, wie vorstehend erklärt ist.
Somit wird die erhöhte
Menge des unverbrannten Kohlenwasserstoffs für den Oxidationskatalysator 65 vorgesehen.
Da der Oxidationskatalysator 65 in dem EGR-System angeordnet
ist, wird die Menge des unverbrannten Kohlenwasserstoffs, der den
Einlass des EGR-Kühlers 6 erreicht,
verringert. Daher wird die Verminderung der Kühlleistung unterbunden. Jedoch entweicht
ein Teil des unverbrannten Kohlenwasserstoffs von dem Oxidationskatalysator 65 und
lagert sich an dem EGR-Kühler 6 ab.
Insbesondere kann der im Wesentlichen gesamte Teil der Rußfraktion nicht
vollständig
bei dem Oxidationskatalysator 65 verbrannt werden und lagert
sich an dem EGR-Kühler 6 ab.
Daher muss die Temperatur des Abgases durch Vorsehen der unverbrannten
Kohlenwasserstoffe erhöht
werden.
-
Als nächstes wird ein Verfahren,
das durch die ECU 7 durchgeführt wird, gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel
auf der Grundlage eines Ablaufdiagramms erklärt, das in 9 gezeigt ist. Zuerst wird in Schritt 401 ermittelt,
ob der Verbrennungsmotor 1 sich in dem stabilen Betriebszustand
befindet oder nicht. Wenn das Ergebnis von Schritt 401 „JA" ist,
schreitet das Verfahren zu Schritt 402 weiter und wird
die EGR-Auslassgastemperatur
TE gemessen. Dann wird in Schritt 403 die gemessene EGR-Auslassgastemperatur
TE mit der normalen EGR.-Auslassgastemperatur
TN verglichen. Dann wird in Schritt 404 wie bei dem ersten
Ausführungsbeispiel ermittelt,
ob die Kühlleistung
sich verschlechtert hat oder nicht. Wenn das Ergebnis von Schritt 404 „JA" ist,
schreitet das Verfahren zu Schritt 405 weiter.
-
In Schritt 405 führt die
ECU 7 die Mehrfacheinspritzung oder die Beschränkung der
Durchflussrate der Einlassluft durch oder verzögert die Einspritzzeitabstimmung,
um die Menge der unverbrannten Kohlenwasserstoffe zu erhöhen, die
in dem Abgas enthalten ist. Der unverbrannte Kohlenwasserstoff wird
bei der katalytischen Verbrennung bei dem Oxidationskatalysator 65 verbrannt.
Somit wird das Hochtemperaturabgas in den EGR-Kühler 6 eingeführt, um
Ruß oder
den unverbrannten Kraftstoff durch die Oxidation zu beseitigen.
Dann wird in Schritt 406 die EGR-Auslassgastemperatur TE erneut gemessen.
Dann wird in Schritt 407 die gemessene EGR-Auslassgastemperatur
TE mit der normalen EGR-Auslassgastemperatur TN verglichen. Dann wird
wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel
in Schritt 408 ermittelt, ob die Kühlleistung wiederhergestellt
ist oder nicht. Wenn das Ergebnis von Schritt 408 „JA" ist,
wird der normale Betrieb in Schritt 409 wieder aufgenommen
und wird das Verfahren beendet.
-
(Fünftes Ausführungsbeispiel)
-
Eine Brennkraftmaschine 1 mit
einem EGR-System gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel
ist in den 10 und 11 dargestellt. Das EGR-System
gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel
hat eine Heizeinrichtung, wie zum Beispiel eine Heizung 81 in
dem Einlass des EGR-Kühlers 6.
Die Heizung 81 ist bei dem EGR-Kühler 6 und beispielsweise
stromaufwärts
von dem Wärmeaustauscherteil angeordnet.
Wenn die Kühlleistungserfassungseinrichtung
der ECU 7 ermittelt, dass die Kühlleistung abgesunken ist,
wird die Heizung 81 durch die Energiebeaufschlagung und ähnliches
zum Erhöhen
der Temperatur des Abgases betrieben.
-
Als nächstes wird ein Verfahren,
das durch die ECU 7 durchgeführt wird, gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel
auf der Grundlage eines Ablaufdiagramms erklärt, das in 11 gezeigt ist. Zuerst wird in Schritt 501 ermittelt,
ob sich der Verbrennungsmotor 1 in dem stabilen Betriebszustand
befindet oder nicht. Wenn das Ergebnis von Schritt 501 „JA" ist,
schreitet das Verfahren zu Schritt 502 weiter und wird
die EGR-Auslassgastemperatur
TE gemessen. Dann wird in Schritt 503 die gemessene EGR-Auslassgastemperatur
TE mit der normalen EGR-Auslassgastemperatur
TN verglichen. Dann wird in Schritt 504 wie bei dem ersten
Ausführungsbeispiel
ermittelt, ob die Kühlleistung
abgesunken ist oder nicht. Wenn das Ergebnis von Schritt 504 „JA" ist,
schreitet das Verfahren zu Schritt 505 weiter.
-
In Schritt 505 betreibt
die Ecu 7 die Heizung 81, um das Abgas zu erwärmen. Somit
wird das Hochtemperaturabgas in den EGR-Kühler 6 zum
Beseitigen des Rußes
oder des unverbrannten Kraftstoffs durch die Oxidation eingeführt. Dann
wird in Schritt 506 die EGR-Auslassgastemperatur TE erneut
gemessen. Dann wird in Schritt 507 die gemessene EGR-Auslassgastemperatur
TE mit der normalen EGR-Auslassgastemperatur TN verglichen. Dann wird
in Schritt 508 wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel ermittelt, ob
die Kühlleistung
wiederhergestellt ist oder nicht. Wenn das Ergebnis von Schritt 508 „JA" ist,
wird der normale Betrieb in Schritt 509 wieder aufgenommen
und wird das Verfahren beendet.
-
(Sechstes Ausführungsbeispiel)
-
Eine Brennkraftmaschine 1 mit
einem EGR-System gemäß dem sechsten
Ausführungsbeispiel
ist in den 12 und 13 dargestellt. Eine Heizeinrichtung,
wie zum Beispiel eine Heizung 82 kann außerhalb
von dem EGR-Kühler 6 gemäß dem sechsten
Ausführungsbeispiel
angeordnet sein. Die Heizung 82 ist außerhalb des Wärmeaustauscherteils
des EGR-Kühlers 6 beispielsweise
angeordnet, und ist in der Lage, das gesamte Wärmeaustauscherteil wirksam
zu erwärmen.
Wenn die Kühlleistungserfassungseinrichtung
ermittelt, dass sich die Kühlleistung
vermindert hat, wird die Heizung 82 durch Energiebeaufschlagung
und ähnliches
zum Erhöhen
der Temperatur des Abgases betrieben.
-
Als nächstes wird ein Verfahren,
das durch die ECU 7 durchgeführt wird, gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel
auf der Grundlage eines Ablaufdiagramms erklärt, das in 13 gezeigt ist. Zunächst wird in Schritt 601 wie
bei dem ersten Ausführungsbeispiel
ermittelt, ob sich der Verbrennungsmotor 1 in dem stabilen
Betriebszustand befindet oder nicht. Wenn das Ergebnis von Schritt 601 „JA" ist, schreitet
das Verfahren zu Schritt 602 weiter und wird die EGR-Auslassgastemperatur
TE gemessen. Dann wird in Schritt 603 die gemessene EGR-Auslassgastemperatur
TE mit der normalen EGR-Auslassgastemperatur
TN verglichen. Dann wird wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel in Schritt 604 ermittelt, ob
die Kühlleistung
abgesunken ist oder nicht. Wenn das Ergebnis von Schritt 604 „JA" ist,
schreitet das Verfahren zu Schritt 605 weiter. In Schritt 605 betreibt die
ECU 7 die Heizung 82, um das Abgas zu erwärmen. Somit
wird das Hochtemperaturabgas in den EGR-Kühler 6 zum Beseitigen
des Rußes
oder des unverbrannten Kraftstoffs durch die Oxidation eingeführt. Dann
wird in Schritt 606 die EGR-Auslassgastemperatur TE erneut
gemessen. Dann wird in Schritt 607 die gemessene EGR-Auslassgastemperatur
TE mit der normalen EGR-Auslassgastemperatur TN verglichen. Dann
wird in Schritt 608 wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel
ermittelt, ob die Kühlleistung wiederhergestellt
ist oder nicht. Wenn das Ergebnis von Schritt 608 „JA" ist,
wird der normale Betrieb in Schritt 609 wieder aufgenommen
und wird das Verfahren beendet.
-
(Siebtes Ausführungsbeispiel)
-
Eine Brennkraftmaschine mit einem EGR-System
gemäß dem siebten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in den 14 und 15 dargestellt. Die Kühlleistungsregenerationssteuerungseinrichtung
der ECU 7 gemäß dem siebten
Ausführungsbeispiel
führt die
Mehrfacheinspritzung zum Erhöhen
der Temperatur des Abgases wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel
durch. Dabei hält
die Kühlleistungsregenerationssteuerungseinrichtung
die Rezirkulation des EGR-Gases durch Schließen des EGR-Ventils 51 an,
das stromabwärts
von dem EGR-Kühler 6 angeordnet
ist, wie in 14 gezeigt ist.
Somit wird das Hochtemperaturabgas in dem EGR-Kühler 6 gehalten. Ein
markierter Bereich „A"
in 14 zeigt einen Hochtemperaturbereich,
um den EGR-Kühler 6.
Als Folge wird die Temperatur in dem EGR-Kühler 6 hoch gehalten,
auch wenn die Mehrfacheinspritzung zum Erwärmen des Abgases angehalten
ist. Wenn das Abgas auf einer hohen Temperatur über eine lange Zeit zum Wiederherstellen
der Kühlleistung
gehalten wird, kann der Kraftstoffverbrauch erhöht werden. Dagegen kann in
dem Ausführungsbeispiel
die Temperatur in dem EGR-Kühler 6 über eine
lange Zeit mit einer kurzen Erwärmungsdauer
hoch gehalten werden. Als Folge wird eine Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs
unterbunden, während
die Wiederherstellung der Kühlleistung
durch wirksames Beseitigen des Rußes oder der unverbrannten
Kohlenwasserstoffe unterbunden wird. Dieses Prinzip kann auf alle
Fälle angewendet
werden, bei denen das Abgas wie bei den vorstehend genannten Ausführungsbeispielen
erwärmt
wird, oder bei denen anders als bei dem ersten Ausführungsbeispiel
der EGR-Kühler 6 erwärmt wird.
In ähnlicher Weise
wird das EGR-Ventil 51 geschlossen, um die Heizdauer zu
verkürzen,
wobei die Energieeffizienz verbessert wird.
-
Nachstehend wird ein Verfahren, das
durch die ECU 7 durchgeführt wird, gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel
auf der Grundlage eines Ablaufdiagramms erklärt, das in 15 gezeigt ist. Zuerst wird in Schritt 701 wie
bei dem ersten Ausführungsbeispiel
ermittelt, ob der Verbrennungsmotor 1 sich in einem stabilen
Betriebszustand befindet oder nicht. Wenn das Ergebnis von Schritt 701 „JA" ist,
schreitet das Verfahren zu Schritt 702 weiter und wird
die EGR-Auslassgastemperatur TE gemessen. Dann wird in Schritt 703 die
gemessene EGR-Auslassgastemperatur
TE mit der normalen EGR-Auslassgastemperatur
TN verglichen. Dann wird in Schritt 704 wie bei dem ersten
Ausführungsbeispiel
ermittelt, ob die Kühlleistung
abgesunken ist oder nicht. Wenn das Ergebnis von Schritt 704 „JA" ist,
schreitet das Verfahren zu Schritt 705 weiter.
-
In Schritt 705 führt die
ECU 7 die Mehrfacheinspritzung zum Erhöhen der Temperatur des Abgases
durch. Somit wird das Hochtemperaturabgas in den EGR-Kühler 6 eingeführt. Dann
schließt die
ECU 7 das EGR-Ventil 51 in Schritt 706,
um das Hochtemperaturabgas in dem EGR-Kühler 6 zu halten.
Dann hält
in Schritt 707 die ECU 7 die Temperaturerhöhungssteuerung
an, die mit der Mehrfacheinspritzung durchgeführt wird. Dann wird in Schritt 701 der
Zustand über
eine vorbestimmte Zeitdauer ta gehalten, die ausreichend ist, um
den Ruß oder
den unverbrannten Kohlenwasserstoff zu beseitigen. Dann wird in
Schritt 709 das EGR-Ventil 51 geöffnet und wird
der normale Betrieb wieder aufgenommen. Dann wird das Verfahren
beendet.
-
(Achtes Ausführungsbeispiel)
-
Eine Brennkraftmaschine 1 mit
einem EGR-System gemäß dem achten
Ausführungsbeispiel
ist in den 16 und 17 dargestellt. Das EGR-System
gemäß dem achten
Ausführungsbeispiel
hat ein EGR-Ventil 52 in
dem EGR-Durchgang 5 stromaufwärts von dem EGR-Kühler 6 zusätzlich, um
den Kraftstoffverbrauch zu verringern.
-
In dem Ausführungsbeispiel erhöht die Kühlleistungsregenerationssteuerungseinrichtung
der ECU 7 die Temperatur des Abgases durch die Mehrfacheinspritzung
wie bei dem siebten Ausführungsbeispiel.
Dann schließt
die Kühlleistungsregenerationssteuerungseinrichtung
das EGR-Ventil 51. Dabei schließt die Kühlleistungsregenerationssteuerungseinrichtung
das EGR-Ventil 52, das an der Einlassseite des EGR-Kühlers 6 angeordnet
ist. Somit wird die Rezirkulation des EGR-Gases angehalten. Demgemäß wird die
Wärmehaltungsfähigkeit
während des
Kühlleistungsregenerationsbetriebs
weitergehend verbessert und wird die Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs
wirksamer unterbunden. Ein markierter Bereich „A" in 16 zeigt einen Hochtemperaturbereich
zum Zeitpunkt, wenn die EGR-Ventile 51, 52 geschlossen
sind. Als Folge wird die Kühlleistung durch
Beseitigen des Rußes
und der unverbrannten Kohlenwasserstoffe wirksamer wiederhergestellt.
-
Nachstehend wird ein Verfahren, das
durch die ECU 7 durchgeführt wird, gemäß dem achten Ausführungsbeispiel
auf der Grundlage eines Ablaufdiagramms erklärt, das in 17 gezeigt ist. Zunächst wird in Schritt 801 wie
in dem ersten Ausführungsbeispiel
ermittelt, ob sich der Verbrennungsmotor 1 in dem stabilen
Betriebszustand befindet oder nicht. Wenn das Ergebnis von Schritt 801 „JA" ist, schreitet
das Verfahren zu Schritt 802 weiter und wird die EGR-Auslassgastemperatur
TE gemessen. Dann wird in Schritt 803 die gemessene EGR-Auslassgastemperatur
TE mit der normalen EGR-Auslassgastemperatur
TN verglichen. Dann wird in Schritt 804 wie bei dem ersten
Ausführungsbeispiel
ermittelt, ob die Kühlleistung
abgesunken ist oder nicht. Wenn das Ergebnis von Schritt 804 „JA" ist,
schreitet das Verfahren zu Schritt 805 weiter.
-
In Schritt 805 erhöht die ECU 7 die
Temperatur des Abgases durch Durchführen der Mehrfacheinspritzung.
Somit wird das Hochtemperaturabgas in den EGR-Kühler 6 eingeführt. Dann
schließt
die ECU 7 die EGR-Ventile 51, 52 in Schritt 806,
um das Hochtemperaturabgas in dem EGR-Kühler 6 einzuschränken. Dann
hält in
Schritt 807 die ECU 7 die Temperaturerhöhungssteuerung
an, die mit der Mehrfacheinspritzung durchgeführt wird. Dann wird in Schritt 808 der
Zustand über
einen vorbestimmten Zeitraum tb gehalten, der ausreichend zum Beseitigen
des Rußes
oder des unverbrannten Kohlenwasserstoffs ist. Dann werden in Schritt 809 die
EGR-Ventile 51, 52 geöffnet und wird der normale
Betrieb wiederaufgenommen. Dann wird das Verfahren beendet.
-
(Neuntes Ausführungsbeispiel)
-
Eine Brennkraftmaschine 1 mit
einem EGR-System gemäß dem neunten
Ausführungsbeispiel
ist in den 18 und 19 dargestellt. Das EGR-System
gemäß dem neunten
Ausführungsbeispiel
hat ein Lufteinführventil 53 in
dem EGR-Durchgang 5 und stromaufwärts von dem EGR-Kühler 6. Das
Lufteinführventil 53 führt die
Luft in den EGR-Kühler 6 ein.
Die Kühlleistungsregenerationssteuerungseinrichtung
der ECU 7 erhöht
die Temperatur des Abgases durch Durchführen der Mehrfacheinspritzung
wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
Dabei öffnet
die Kühlleistungsregenerationssteuerungseinrichtung
das Lufteinführventil 53,
um die Luft in den EGR-Kühler 6 vorzusehen.
Somit wird die Konzentration von Sauerstoff in dem EGR-Kühler 6 erhöht und wird
die Oxidation des Rußes
oder des unverbrannten Kohlenwasserstoffs beschleunigt. Als Folge
wird die Kühlleistung
in einer kurzen Zeit wiederhergestellt.
-
Als nächstes wird ein Verfahren,
das durch die ECU 7 durchgeführt wird, gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel
auf der Grundlage eines Ablaufdiagramms erklärt, das in 19 gezeigt ist Zunächst wird in Schritt 901 wie
bei dem ersten Ausführungsbeispiel
ermittelt, ob sich der Verbrennungsmotor 1 in dem stabilen
Betriebszustand befindet oder nicht. Wenn das Ergebnis von Schritt 901 „JA" ist, schreitet
das Verfahren zu Schritt 902 weiter und wird die EGR-Auslassgastemperatur
TE gemessen. Dann wird in Schritt 903 die gemessene EGR-Auslassgastemperatur
TE mit der normalen EGR-Auslassgastemperatur
TN verglichen. Dann wird in Schritt 904 wie bei dem ersten
Ausführungsbeispiel
ermittelt, ob die Kühlleistung
abgesunken ist oder nicht. Wenn das Ergebnis von Schritt 904 „JA" ist,
schreitet das Verfahren zu Schritt 905 weiter.
-
In Schritt 905 erhöht die ECU 7 die
Temperatur des Abgases durch Durchführen der Mehrfacheinspritzung
und führt
das Hochtemperaturabgas in den EGR-Kühler 6 ein. Dann öffnet in
Schritt 906 die ECU 7 das Lufteinführventil 53,
um die Luft in den EGR-Kühler 6 einzuführen und
um die Oxidation und die Verbrennung des Rußes oder des unverbrannten Kohlenwasserstoffs
zu beschleunigen. Dann wird in Schritt 907 die EGR-Auslassgastemperatur
TE erneut gemessen. Dann wird in Schritt 908 die gemessene
EGR-Auslassgastemperatur TE mit der normalen EGR-Auslassgastemperatur
TN verglichen. Dann wird in Schritt 909 wie bei dem ersten
Ausführungsbeispiel
ermittelt, ob die Kühlleistung
wiederhergestellt ist oder nicht. Wenn das Ergebnis von Schritt 909 „JA" ist,
wird das Lufteinführventil 53 geschlossen,
um die Einführung
der Luft in den EGR-Kühler 6 in
Schritt 910 zu beenden. Dann wird in Schritt 911 der
normale Betrieb wiederaufgenommen und wird das Verfahren beendet.
-
(Zehntes Ausführungsbeispiel)
-
Eine Brennkraftmaschine 1 mit
einem EGR-System gemäß dem zehnten
Ausführungsbeispiel
ist in den 20 und 21 dargestellt. Bei dem EGR-System
gemäß dem zehnten
Ausführungsbeispiel
führt die
Kühlleistungsregenerationssteuerungseinrichtung
der ECU 7 wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel die Mehrfacheinspritzung
durch, um die Temperatur des Abgases zu erhöhen. Dabei schließt die Kühlleistungsregenerationssteuerungseinrichtung
das EGR-Kühlwasserventil 63,
um die Rezirkulation des EGR-Kühlwassers anzuhalten.
Somit wird verhindert, dass die Wärme von dem Hochtemperaturabgas
in dem EGR-Kühler 6 abströmt, da der
Austausch der Wärme
zwischen dem Abgas und dem EGR-Kühlwasser
unterbunden ist. Als Folge wird die Oxidation des Rußes oder
des unverbrannten Kohlenwasserstoffs beschleunigt und wird die Kühlleistung
in einer kurzen Zeit wiederhergestellt.
-
Als nächstes wird ein Verfahren,
das durch die ECU 7 durchgeführt wird, gemäß dem zehnten Ausführungsbeispiel
auf der Grundlage eines Ablaufdiagramms erklärt, das in 21 gezeigt ist. Zuerst wird in Schritt 1001 wie
bei dem ersten Ausführungsbeispiel
ermittelt, ob sich der Verbrennungsmotor 1 in dem stabilen
Betriebszustand befindet oder nicht. Wenn das Ergebnis von Schritt 1001 „JA" ist,
schreitet das Verfahren zu Schritt 1002 weiter und wird
die EGR-Auslassgastemperatur TE gemessen. Dann wird in Schritt 1003 die
gemessene EGR-Auslassgastemperatur
TE mit der normalen EGR-Auslassgastemperatur
TN verglichen. Dann wird in Schritt 1004 wie bei dem ersten
Ausführungsbeispiel
ermittelt, ob die Kühlleistung
abgesunken ist oder nicht. Wenn das Ergebnis von Schritt 1004 „JA" ist,
schreitet das Verfahren zu Schritt 1005 weiter.
-
In Schritt 1005 führt die
ECU 7 die Mehrfacheinspritzung zum Erhöhen der Temperatur des Abgases
durch. Somit wird das Hochtemperaturabgas in den EGR-Kühler 6 eingeführt. Dann
schließt die
ECU 7 das EGR-Kühlwasserventil 63 in
Schritt 1006, um das Innere des EGR-Kühlers 6 auf der hohen
Temperatur zu halten und um die Oxidation der Verbrennung des Rußes oder
des unverbrannten Kohlenwasserstoffs zu beschleunigen. Dann hält in Schritt 1007 die
ECU 7 den Zustand für
eine vorbestimmte Zeitdauer c bei, die ausreichend ist, um den Ruß oder das
unverbrannte Kohlenwasserstoff zu beseitigen. Dann wird in Schritt 1008 das
EGR-Kühlwasserventil 63 geöffnet und
wird der normale Betrieb wiederaufgenommen. Dann wird das Verfahren beendet.
-
(Elftes Ausführungsbeispiel)
-
Eine Brennkraftmaschine 1 mit
einem EGR-System gemäß dem elften
Ausführungsbeispiel ist
in 22 dargestellt. Das
EGR-System gemäß dem elften
Ausführungsbeispiel
ermittelt die Verschlechterung bzw. Herabsetzung der Kühlleistung auf
der Grundlage des Drucks der Einlassluft (Einlassdruck). Genauer
gesagt ermittelt die Kühlleistungserfassungseinrichtung
der ECU 7, dass die Kühlleistung
abgesunken ist, wenn der Einlassdruck, der durch den Einlassdrucksensor 24 gemessen wird,
um zumindest einen vorbestimmten Wert niedriger als ein normaler
Einlassdruck ist. Der normale Einlassdruck wird aus dem Betriebszustand
des Verbrennungsmotors 1 geschätzt, der auf der Grundlage von
den Signalen von den verschiedenen Sensoren erfasst wird.
-
Die Kühlleistungsregenerationssteuerungseinrichtung
führt den
Regenerationsbetrieb zum Wiederherstellen der Kühlleistung durch, wenn die
Kühlleistungserfassungseinrichtung
ermittelt, dass die Kühlleistung
abgesunken ist. Genauer gesagt oxidiert und beseitigt die Kühlleistungsregenerationssteuerungseinrichtung
den Ruß oder
den unverbrannten Kraftstoff, der an den EGR-Durchgangswänden anhaftet,
beispielsweise durch zweitweiliges Erhöhen der Temperatur des EGR-Kühlers 6 wie
bei den vorstehend genannten Ausführungsbeispielen. Dann wird
der Regenerationsbetrieb beendet, wenn der Einlassdruck einen bestimmten
Bereich relativ zu dem normalen Einlassdruck erreicht, der aus dem Betriebszustand
des Verbrennungsmotors 1 geschätzt wird. Als nächstes wird
eine Verfahrensdurchführung,
die durch die ECU 7 durchgeführt wird, gemäß dem elften
Ausführungsbeispiel
auf der Grundlage eines Ablaufdiagramms erklärt, das in 22 gezeigt ist. Die ECU 7 führt das
Verfahren wiederholt bei vorbestimmten Zeitintervallen durch. Wenn
das Verfahren gestartet ist, wird in Schritt 1101 ermittelt,
ob sich der Verbrennungsmotor in einem stabilen Betriebszustand
befindet oder nicht. Ob sich der Verbrennungsmotor 1 in
dem stabilen Betriebszustand befindet oder nicht, wird auf der Grundlage davon
ermittelt, ob eine Änderung
der Verbrennungsmotordrehzahl, einer Kraftstoffeinspritzmenge oder ähnliches
aus der vorhergehenden Verfahrensdurchführung geringer als ein vorbestimmter
Wert ist oder nicht. Wenn das Ergebnis von Schritt 1101 „JA" ist, schreitet
das Verfahren zu Schritt 1102 weiter und wird ein Einlassdruck
PA, der durch den Einlassdrucksensor 24 gemessen wird,
eingegeben. Wenn das Ergebnis von Schritt 1101 „NEIN"
ist, kehrt das Verfahren zu dem Start zurück (START).
-
Der Einlassdruck PA, der in Schritt 1102 eingegeben
wird, wird mit dem normalen Einlassdruck PN in Schritt 1103 verglichen.
Die ECU 7 schätzt
im voraus den Einlassdruck in einem Zustand, in dem es keinen Ruß oder Kohlenwasserstoff
gibt, der an der Innenwand des EGR-Kühlers 6 anhaftet,
und speichert den geschätzten
Einlassdruck als den normalen Einlassdruck PN. Dann wird in Schritt 1104 ermittelt,
ob der gemessene Einlassdruck PA um zumindest einen vorbestimmten
Wert Pα niedriger
als der normale Einlassdruck PN ist oder nicht. Wenn das Ergebnis
von Schritt 1104 „JA"
ist, wird ermittelt, dass die Kühlleistung
abgesunken ist, und schreitet das Verfahren zu Schritt 1105 weiter.
Wenn das Ergebnis von Schritt 1104 „NEIN" ist, wird ermittelt,
dass der EGR-Kühler
normal arbeitet, und kehrt das Verfahren zu dem Start zurück.
-
In Schritt 1105 übermittelt
die ECU 7 das Einspritzsignal an die Kraftstoffeinspritzventile 12,
so dass die Kraftstoffeinspritzventile die Mehrfacheinspritzung
durchführen,
wie in 2 gezeigt ist.
Somit wird das Abgas erwärmt
und wird das Hochtemperaturabgas in den EGR-Kühler 6 eingeführt. Somit
wird die Oxidation des Rußes
oder des unverbrannten Kohlenwasserstoffs, die an den EGR-Durchgangswänden anhaften,
vorangetrieben, und werden die Oxide zu dem Einlasssystem mit dem
Abgas geleitet. Dann wird in Schritt 1106 der Einlassdruck PA
erneut gemessen. Dann wird in Schritt 1107 der gemessene Einlassdruck
PA mit dem normalen Einlassdruck PN verglichen. Dann wird in Schritt 1108 ermittelt,
ob eine Differenz zwischen dem normalen Einlassdruck PN und dem
gemessenen Einlassdruck PA niedriger als ein weiterer vorbestimmter
Wert Pβ ist
oder nicht. Wenn das Ergebnis von Schritt 1108 „JA" ist,
wird ermittelt, dass der Ruß oder
der unverbrannte Kohlenwasserstoff durch die Oxidation beseitigt
ist und dass die Kühlleistung
wiederhergestellt ist. Dann wird in Schritt 1109 der normale
Betrieb wieder aufgenommen und wird das Verfahren beendet. Wenn
das Ergebnis von Schritt 1108 „NEIN" ist, werden der Schritt 1106 und
die folgenden Schritte wiederholt.
-
Wie vorstehend in den Ausführungsbeispielen
erklärt
ist, wird die Verschlechterung bzw. Herabsetzung der Kühlleistung
auf der Grundlage der EGR-Auslassgastemperatur oder des Einlassdrucks erfasst
und wird dann die Temperatur des Abgases erhöht oder wird der EGR-Kühler erwärmt. Somit
wird der Ruß oder
der unverbrannte Kohlenwasserstoff, die an dem Wärmeaustauscherteil anhaften,
einfach und wirksam beseitigt. Die Vorgänge gemäß den vorstehenden Ausführungsbeispielen
können
miteinander kombiniert werden. Somit wird eine hohe Leistung der
Abgasrezirkulation über
eine lange Zeit beibehalten und wird eine Verschlechterung der Emission,
die bei der Langzeitnutzung verursacht wird, verhindert.
-
In den Ausführungsbeispielen wird der Regenerationsbetrieb
zum Wiederherstellen der Kühlleistung
beendet, wenn ermittelt wird, dass die Kühlleistung wiederhergestellt
ist. Alternativ kann der Regenerationsbetrieb beendet werden, wenn
eine vorbestimmte Zeitdauer verlaufen ist, seit der Regenerationsbetrieb
gestartet wurde.
-
Die vorliegende Erfindung sollte
nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele
beschränkt
sein, sondern sie kann auf viele andere Arten ohne Abweichung von
dem Grundgedanken der Erfindung ausgeführt werden.
-
Somit hat das Abgasrezirkulationssystem (EGR-System)
der Brennkraftmaschine 1 hat den EGR-Kühler 6 an dem EGR-Durchgang 5,
der den Auslasskrümmer 31 mit
dem Einlasskrümmer 21 verbindet.
Der EGR-Kühler 6 kühlt EGR-Gas,
das durch den EGR-Durchgang 5 rezirkuliert
wird. Die Kühlleistungserfassungseinrichtung,
die von der elektronischen Steuerungseinheit (ECU) 7 umfasst
ist, ermittelt, dass die Kühlleistung
des EGR-Kühlers 6 abgesunken
ist, wenn der Einlassdruck, der durch den Einlassdrucksensor 24 gemessen
ist, um zumindest einen vorbestimmten Wert niedriger als der normale Einlassdruck
ist. Wenn die Verschlechterung bzw. Herabsetzung der Kühlleistung
erfasst wird, erhöht die
Kühlleistungsregenerationssteuerungseinrichtung,
die von der ECU 7 umfasst ist, die Temperatur innerhalb
des EGR-Kühlers 6 durch
Erwärmen
des Abgases zum Beseitigen von Ruß oder unverbranntem Kohlenwasserstoff
durch Oxidation. Somit wird die Kühlleistung des EGR-Kühlers 6 wiederhergestellt.