Устройство управления рециркуляцией отработавших газов для дизельного двигателя

Устройство управления рециркуляцией отработавших газов для дизельного двигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Эта заявка относится к устройству управления EGR (рециркуляцией отработавших газов) для дизельного двигателя.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Способ EGR (рециркуляции отработавших газов) известен в качестве технологии, которая используется для снижения проблематичного NOx (оксида азота) в выхлопном газе, испускаемом из дизельного двигателя.

Более того, когда применяется способ EGR, объем чистого воздуха (расход чистого всасываемого воздуха), засасываемого двигателем, относительно снижается, что предрасположено вызывать O₂-обедненную (обедненную кислородом) атмосферу в камере сгорания двигателя, когда двигатель быстро разгоняется или быстро увеличивается отверстие подачи топлива двигателя.

Более точно, когда клапан EGR и дроссельный клапан всасываемого воздуха двигателя используются одновременно, для того чтобы поднять скорость EGR (вообще, отношение газа EGR в воздушно-газовой смеси, засасываемой в цилиндры двигателя), достаточная скорость EGR не может достигаться только полным открыванием клапана EGR. Таким образом, кроме клапана EGR, дроссельный клапан всасываемого воздуха приводится в действие в направлении закрывания, с тем чтобы уменьшить засасываемый чистый воздух и улучшить скорость EGR (расход газа EGR). Как результат, O₂-обедненная (обедненная кислородом) атмосфера предрасположена возникать в камере сгорания двигателя.

В случае одновременного использования клапана EGR и дроссельного клапана всасываемого воздуха двигателя, управление клапаном EGR и управление дроссельным клапаном традиционно выполняются независимо, а именно в несвязанном режиме. Например, примерная технология раскрыта в патентной ссылке 1 (JP2006-90204), в соответствии с чем клапан EGR и дроссельный клапан всасываемого воздуха независимо управляются разными командными сигналами. Таким образом, в технологии по ссылке 1 число степеней свободы в связи с операциями управления клапанами становится большим. Поэтому трудозатраты в человеко-часах на калибровку для определения оптимальных режимов управления должны быть увеличены.

Для того чтобы упростить работу по калибровке, известно, что перемещение клапана EGR ассоциативно связано с перемещением дроссельного клапана, как если бы два клапана были объединены в один клапан; то есть как показано на фиг.11 и 12, набор команды открывания клапана EGR и команды дроссельного клапана пересылается в ответ на простой командный сигнал управления.

Фиг.12 (в отношении известной технологии) показывает пример вышеупомянутого простого командного сигнала управления, который соответствует сигналу θ на фигуре; в соответствии с чем сигнал θ является командным сигналом управления на структурной схеме управления (см. фиг.12), которая является частью системы обратной связи, в которой сигнал целевого расхода всасываемого воздуха, вместе с сигналом фактического расхода всасываемого воздуха, создает командный сигнал управления. Чтобы быть более точным, средство 01 расчета целевого расхода воздуха рассчитывает целевой расход воздуха в ответ на частоту вращения двигателя, количество впрыска топлива за длительность впрыска; целевой расход воздуха сравнивается с фактическим расходом воздуха, который детектируется расходомером 02 воздуха; разность между расходами выдается через сумматор-вычитатель 03; на основании разности средство 04 расчета ПИ-регулирования выдает командный сигнал θ управления; выдаваемый командный сигнал θ управления преобразуется в командный сигнал открывания клапана EGR благодаря генератору 05 команды открывания клапана (см. фиг.12); сигнал θ также преобразуется в командный сигнал открывания дроссельного клапана всасываемого воздуха благодаря генератору 06 команды открывания дроссельного клапана (см. фиг.12).

Однако взаимоблокировка перемещений клапана EGR и дроссельного клапана всасываемого воздуха посредством простого командного сигнала управления, с тем чтобы задействовать оба клапана как один, как показано на фиг.11 и 12, содержит некоторые трудности, как описано ниже.

Каждая функция (зависимость между открыванием и расходом воздуха/газа) клапанов имеет мертвую зону (фиг.11), в которой расход воздуха/газа не изменяется, когда открывание превышает некоторый уровень; соответственно в случае, где дроссельный клапан всасываемого воздуха открывается, командный сигнал управления перемещается вправо от точки θ _x на фиг.11, и дроссельный клапан приводится в действие в направлении открывания из точки P₂ (фиг.11) до точки полного открывания; в силу чего открывание клапана EGR перемещается вправо от точки P1 (фиг.11) и продолжает быть полностью открытым в мертвой зоне Q (фиг.11) на некоторое время; таким образом, если открывание клапана EGR не сужается до некоторой степени, расход газа EGR не может уменьшаться; при этом способе, даже когда дроссельный клапан всасываемого воздуха приводится в действие в направлении полного открывания, достаточное количество воздуха не может быстро засасываться в камеру сгорания; как результат, есть затруднение, что двигатель страдает от недостаточных характеристик реакции.

Более того, в случае, где клапан EGR открывается, командный сигнал управления перемещается влево от точки θ _Y на фиг.11, и клапан EGR приводится в действие в направлении открывания от точки P₂' (фиг.11) до точки полного открывания; в силу чего открывание дроссельного клапана перемещается влево от точки P₁' (фиг.11) и продолжает быть полностью открытым в мертвой зоне Q (фиг.11) на некоторое время; таким образом, если открывание дроссельного клапана не сужается до некоторой степени, расход всасываемого воздуха не может уменьшаться; в этом способе, даже когда клапан EGR приводится в действие по направлению к полному открыванию, достаточное количество газа EGR (достаточная скорость EGR) не может быстро увеличиваться; как результат, есть затруднение, что двигатель страдает от недостаточных характеристик реакции.

Таким образом, в случае, где перемещение клапана EGR ассоциативно связано перемещением дроссельного клапана, как если бы два клапана были объединены в один клапан, характеристики реакции в отношении разгона двигателя, а также расход газа EGR склонны ухудшаться вследствие характеристик мертвой зоны, присущих клапану EGR и дроссельному клапану всасываемого воздуха.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ввиду вышеизложенной традиционной технологии и ожидаемых ее решений, настоящее раскрытие нацелено на предоставление устройства управления EGR, устройство является сконфигурированным, с тем чтобы управлять клапаном EGR и клапаном всасываемого воздуха с помощью простого командного сигнала управления, который делает оба клапана задействованными в связанном режиме, в соответствии с чем характеристики реакции в отношении частоты вращения двигателя во время разгона, а также расхода газа EGR улучшаются посредством компенсации касательно мертвых зон, присущих дроссельному клапану всасываемого воздуха и клапану EGR.

Это раскрытие, в частности, нацелено на устройство управления EGR для двигателей внутреннего сгорания, в соответствии с чем система EGR может останавливаться, в ответ на сильное ускорение, в пределах доли секунд от момента состояния большего расхода EGR. Таким образом отмечено, что состояние большего расхода EGR означает состояние, где клапан EGR полностью открыт, дроссельный клапан всасываемого воздуха приводится в действие в направлении закрывания, с тем чтобы уменьшить засасываемый чистый воздух, и значительное количество газа EGR засасывается в двигатель.

Для того чтобы достичь целей, которые упомянуты, настоящее описание изобретения раскрывает устройство управления EGR для управления дизельным двигателем, при этом двигатель содержит:

клапан EGR, посредством которого регулируется расход EGR двигателя,

дроссельный клапан всасываемого воздуха, посредством которого регулируется расход всасываемого воздуха двигателя, и

механизм, в котором открывание клапана EGR задействуется в соединении с открыванием воздушного дроссельного клапана; при этом

каждая из определяющих линий (характеристических кривых) открывания и в отношении открывания клапана EGR и воздушного дроссельного клапана имеет участок мертвой зоны, где расход остается неизменным, даже когда открывание клапана увеличивается сверх некоторого предела открывания;

устройство управления EGR оснащено средством оценки мертвой зоны, которое рассчитывает расчетный коэффициент λ избытка воздуха, принимая во внимание остаточный кислород в газе EGR; в силу чего делается вывод, что по меньшей мере один из клапана EGR и воздушного дроссельного клапана задействован в мертвой зоне, на основании скорости изменения рассчитанного расчетного коэффициента λ избытка воздуха, когда скорость изменения расчетного коэффициента λ избытка воздуха является меньшей, чем предписанный уровень; и

устройство управления EGR оснащено средством компенсации мертвой зоны, которое производит исправления касательно командных сигналов открывания в отношении клапана EGR и дроссельного клапана всасываемого воздуха, так что мертвые зоны не мешают механизму касательно операции совместного открывания, когда средство оценки мертвой зоны делает вывод, что по меньшей мере один из клапана EGR и воздушного дроссельного клапана задействован в мертвой зоне, а двигатель находится в состоянии переходного процесса.

Согласно этому изобретению оценивается, задействуются или нет клапаны в мертвой зоне, посредством использования скорости изменения в отношении расчетного коэффициента λ избытка воздуха, который рассчитывается, принимая во внимание остаточный воздух (кислород) в газе EGR, который возвращается в систему всасываемого воздуха из системы отработавших газов двигателя; а именно оценка делается, принимая во внимание не только расход газа EGR, но также (расхода) остаточного воздуха в газе EGR; таким образом, точность детектирования в отношении изменения расхода может быть улучшена и может выполняться точная оценка в отношении мертвой зоны.

Кроме того, предусмотрено средство компенсации мертвой зоны, в силу этого, средство производит исправления в отношении командных сигналов открывания в отношении клапана EGR и дроссельного клапана всасываемого воздуха, так что мертвые зоны не мешают механизму касательно операции совместного открывания в случае, когда средство оценки мертвой зоны делает вывод, что по меньшей мере один из клапана EGR и воздушного дроссельного клапана задействован в положении в мертвой зоне; например, в случае, где дроссельный клапан всасываемого воздуха открывается, командный сигнал управления перемещается влево от точки θ _Y на фиг.11, и дроссельный клапан приводится в действие в направлении открывания от точки P₂' (фиг.11) до точки полного открывания; в силу чего открывание клапана EGR перемещается вправо от точки P₁ (фиг.11) и продолжает быть полностью открытым в мертвой зоне Q (фиг.11) на некоторое время; таким образом, если открывание клапана EGR не сужается до некоторой степени, расход газа EGR не может уменьшаться; в этом способе, даже когда дроссельный клапан всасываемого воздуха приводится в действие по направлению к полному открыванию, достаточное количество воздуха не может быстро засасываться в камеру сгорания; как результат, было затруднение, что двигатель страдает от недостаточных характеристик реакции. Согласно этому изобретению, однако, средство компенсации мертвой зоны, производит исправления касательно командных сигналов открывания в отношении клапана EGR, так что клапан EGR перемещается из точки P₁ без влияния мертвой зоны Q; таким образом, характеристики реакции улучшаются посредством быстрого закрывания клапана EGR наряду с тем, что дроссельный клапан всасываемого воздуха открывается.

Более того, например, в случае, где клапан EGR открывается, командный сигнал управления перемещается влево от точки θ _Y на фиг.11, и клапан EGR приводится в действие в направлении открывания от точки P₂' (фиг.11) до точки полного открывания; в силу чего открывание дроссельного клапана перемещается влево от точки P₁' (фиг.11) и продолжает быть полностью открытым в мертвой зоне Q (фиг.11) на некоторое время; таким образом, если открывание дроссельного клапана не сужается до некоторой степени, расход всасываемого воздуха не может уменьшаться; в этом способе, даже когда клапан EGR приводится в действие по направлению к полному открыванию, достаточное количество газа EGR (достаточная скорость EGR) не может быстро увеличиваться; как результат, было затруднение, что двигатель страдает от недостаточных характеристик реакции. Согласно этому изобретению, однако, средство компенсации мертвой зоны, производит исправления командных сигналов открывания в отношении дроссельного клапана всасываемого воздуха, так что дроссельный клапан всасываемого воздуха перемещается из точки P₁' без влияния мертвой зоны Q; таким образом, характеристики реакции улучшаются (с плавным течением газа EGR в камеру сгорания) посредством быстрого закрывания дроссельного клапана всасываемого воздуха наряду с тем, что клапан EGR открывается.

Наилучшим вариантом согласно вышеприведенному варианту осуществления является устройство управления EGR для управления s дизельным двигателем, устройство дополнительно содержит средство установки уровня открывания клапана EGR и дроссельного клапана, в котором командный сигнал открывания клапана EGR и командный сигнал открывания воздушного дроссельного клапана формируются из простого командного сигнала управления, в соответствии с чем определяющая линия команды открывания для каждого из клапанов задана в качестве функции простого командного сигнала управления; при этом

определяющая линия открывания в отношении командного сигнала открывания дроссельного клапана всасываемого воздуха продолжает свою линейную направленную вверх траекторию по мере того, как простой командный сигнал управления возрастает,

наряду с тем, что определяющая линия открывания в отношении командного сигнала открывания клапана EGR продолжает свою линейную направленную вниз траекторию по мере того, как возрастает простой командный сигнал управления;

направленный вверх участок линии командного сигнала открывания дроссельного клапана всасываемого воздуха и направленный вниз участок линии командного сигнала открывания клапана EGR пересекаются друг с другом;

в средстве компенсации мертвой зоны, определяющая линия открывания в отношении командного сигнала открывания дроссельного клапана всасываемого воздуха и определяющая линия открывания в отношении командного сигнала открывания клапана EGR сдвигаются в ответ на увеличение или уменьшение простого командного сигнала управления по направлению оси в отношении простого командного сигнала управления.

Согласно вышеприведенному предпочтительному варианту в средстве компенсации мертвой зоны определяющая линия открывания в отношении командного сигнала открывания дроссельного клапана всасываемого воздуха и определяющая линия открывания в отношении командного сигнала открывания клапана EGR формируются в качестве функций в отношении простого командного сигнала управления; кроме того, определяющие линии открывания пересекаются друг с другом; и определяющие линии сдвигаются в ответ на увеличение или уменьшение простого командного сигнала управления, по направлению оси в отношении простого командного сигнала управления; таким образом, влияние мертвых зон в отношении дроссельного клапана всасываемого воздуха и клапана EGR может быть устранено.

Предпочтительным вариантом согласно каждому вышеприведенному варианту является устройство управления EGR для управления дизельным двигателем, в котором средство компенсации мертвой зоны сдвигает определяющую линию открывания в отношении командного сигнала открывания клапана EGR в направлении, в котором мертвая зона клапана EGR сужается, в ответ на увеличение открывания дроссельного клапана всасываемого воздуха до открывания, которое перемещается вдоль его определяющей линии открывания, на основании порядка простого командного сигнала управления в качестве сигнала для дроссельного клапана всасываемого воздуха.

Дополнительным предпочтительным вариантом в связи с каждым вышеприведенным вариантом является устройство управления EGR для управления дизельным двигателем, в котором средство компенсации мертвой зоны сдвигает определяющую линию открывания в отношении командного сигнала открывания клапана EGR обратно в исходное положение, где мертвая зона в отношении клапана EGR не сужается после того, как простой командный сигнал управления в качестве сигнала для дроссельного клапана всасываемого воздуха достигает точки, где направленный вниз участок линии в отношении определяющей линии открывания клапана EGR, мертвая зона которой сужается, пересекается с горизонтальной осью в отношении простого командного сигнала управления, а также после того, как простой командный сигнал управления в качестве сигнала для дроссельного клапана всасываемого воздуха проходит через точку в направлении возрастания.

Согласно вышеприведенным предпочтительным вариантам определяющая линия открывания в отношении командного сигнала открывания клапана EGR сдвигается влево на величину SE, как изображено на фиг.3, в силу чего пунктирная линия показывает исправленную определяющую линию в отношении клапана EGR; согласно порядку управления, на основании этой исправленной линии, перемещение открывания клапана EGR может быть свободным от влияния мертвой зоны Q; поэтому клапан EGR может ускорять начало закрывания сам по себе, без действия мертвой зоны. Этим способом перемещение закрывания клапана EGR ускоряется, так что течение воздуха через воздушный дроссельный клапан может выполняться плавно; как результат, реакция частоты вращения двигателя во время открывания дроссельного клапана всасываемого воздуха может улучшаться.

Если открывание клапана EGR превращается в профиль убывания из профиля возрастания в случае, где клапан EGR полностью закрыт по мере того, как простой командный сигнал управления возрастает после того, как сдвигается определяющая линия открывания в отношении командного сигнала открывания клапана EGR, так что мертвая зона определяющей линии открывания клапана EGR сужается, то требуется, чтобы открывание клапана EGR возрастало; однако, в упомянутом случае, где простой командный сигнал управления собирается уменьшаться в зоне θ≥θ _b на фиг.3, а уровень команды открывания EGR остается нулевым; как результат, вызывается проблема, что клапан EGR не будет открываться, даже если клапану требуется открываться.

Согласно последнему варианту, который описан выше, эта проблема может быть решена. Причина является следующей. В вышеупомянутом случае, где простой командный сигнал θ управления становится большим чем или равным θ _b, определяющая линия открывания клапана EGR возвращается в исходное положение (см.фиг.4) в ответ на значение простого командного сигнала управления. Другими словами, когда простой командный сигнал θ управления продолжает находиться на горизонтальной оси на фиг.4, над точками θ _b, например, последовательно, в точках θ _c, θ _d,..., то определяющая линия открывания клапана EGR возвращается в исходное положение в ответ на перемещение простого командного сигнала θ управления, как показано на фиг.4; таким образом, даже когда открывание клапана EGR превращается в профиль убывания из профиля возрастания, клапан EGR может открываться немедленно. Поэтому характеристики реакции в отношении скорости EGR (расхода газа EGR) улучшаются и улучшаются характеристики выделения выхлопных газов.

Предпочтительным вариантом согласно описанному прежде варианту является устройство управления EGR для управления дизельным двигателем, в котором средство компенсации мертвой зоны сдвигает определяющую линию открывании в отношении командного сигнала открывания дроссельного клапана всасываемого воздуха в направлении, в котором мертвая зона дроссельного клапана всасываемого воздуха сужается, в ответ на увеличение открывания клапана EGR до открывания, которое проходит по его определяющей линии открывания, на основании порядка простого командного сигнала управления в качестве сигнала для клапана EGR.

Дополнительным предпочтительным вариантом в связи с каждым вышеприведенным вариантом является устройство управления EGR для управления дизельным двигателем, в котором средство компенсации мертвой зоны сдвигает определяющую линию открывания в отношении командного сигнала открывания дроссельного клапана всасываемого воздуха обратно в исходное положение, где мертвая зона в отношении дроссельного клапана всасываемого воздуха не сужается после того, как простой командный сигнал управления в качестве сигнала для дроссельного клапана всасываемого воздуха достигает точки, где направленный вверх участок линии в отношении определяющей линии открывания дроссельного клапана всасываемого воздуха, мертвая зона которой сужается, пересекается с горизонтальной осью в отношении простого командного сигнала управления, а также после того, как простой командный сигнал управления в качестве сигнала для дроссельного клапана всасываемого воздуха проходит через точку в направлении уменьшения.

Согласно вышеприведенным предпочтительным вариантам, определяющая линия открывания в отношении командного сигнала открывания дроссельного клапана всасываемого воздуха сдвигается вправо на величину ST, как изображено на фиг.5, в силу чего сплошная линия показывает исправленную определяющую линию в отношении дроссельного клапана всасываемого воздуха; согласно порядку управления на основании этой исправленной линии перемещение открывания дроссельного клапана всасываемого воздуха может быть свободным от влияния мертвой зоны Q; поэтому дроссельный клапан всасываемого воздуха может ускорять начало закрывания сам по себе, без действия мертвой зоны. Этим способом перемещение закрывания дроссельного клапана всасываемого воздуха ускоряется, так что течение газа EGR в камеру сгорания может выполняться плавно; как результат, реакция частоты вращения двигателя в отношении скорости EGR (расхода газа EGR) может улучшаться. Если открывание дроссельного клапана всасываемого воздуха превращается в профиль убывания из профиля возрастания в случае, где дроссельный клапан всасываемого воздуха полностью закрыт по мере того, как простой командный сигнал управления возрастает после того, как сдвигается определяющая линия открывания в отношении командного сигнала открывания дроссельного клапана всасываемого воздуха, так что мертвая зона определяющей линии открывания дроссельного клапана всасываемого воздуха сужается, то требуется, чтобы открывание дроссельного клапана всасываемого воздуха возрастало; однако, в упомянутом случае, где простой командный сигнал управления собирается уменьшаться в зоне θ≤θ _b на фиг.6, а уровень команды открывания дросселя всасываемого воздуха остается нулевым; как результат, вызывается проблема, что дроссельный клапан всасываемого воздуха не будет открываться, даже если клапану требуется открываться.

Согласно последнему варианту дроссельного клапана всасываемого воздуха, как описано выше, эта проблема может быть решена. Причина является следующей.

В вышеупомянутом случае, где простой командный сигнал θ управления становится меньшим чем или равным θ _b, определяющая линия открывания дроссельного клапана всасываемого воздуха возвращается в исходное положение (см. фиг.6) в ответ на значение простого командного сигнала управления. Другими словами, когда простой командный сигнал θ управления продолжает находиться на горизонтальной оси на фиг.6, под точками θ _b, например, последовательно, в точках θ _c, θ _d,..., то определяющая линия открывания дроссельного клапана всасываемого воздуха возвращается в исходное положение в ответ на перемещение простого командного сигнала θ управления, как показано на фиг.6; таким образом, даже когда открывание дроссельного клапана всасываемого воздуха превращается в профиль убывания из профиля возрастания, дроссельный клапан всасываемого воздуха может открываться немедленно. Поэтому характеристики реакции в отношении открывания дроссельного клапана всасываемого воздуха и характеристики разгона двигателя улучшаются.

Предпочтительным вариантом согласно описанному прежде варианту осуществления является устройство управления EGR для управления дизельным двигателем, устройство является оснащенным измерителем концентрации кислорода в воздушном или газовом канале на стороне ниже по потоку от места слияния в отношении канала EGR и канала всасываемого воздуха, в котором средство оценки мертвой зоны, благодаря использованию рассчитанного расчетного коэффициента избытка воздуха, заменено средством оценки мертвой зоны, которое оценивает, задействован или нет по меньшей мере один из дроссельного клапана всасываемого воздуха и клапана EGR в мертвой зоне, на основании не рассчитанного расчетного коэффициента избытка воздуха, а концентрации кислорода, детектированной измерителем концентрации кислорода.

Согласно вышеприведенному варианту изобретения концентрация кислорода у воздуха или газа, засасываемого в камеру сгорания, детектируется измерителем концентрации кислорода, который предусмотрен во впускном коллекторе, который является воздушным или газовым каналом на стороне ниже по потоку от места слияния в отношении канала EGR и канала всасываемого воздуха; кроме того, на основе скорости изменения концентрации кислорода оценивается, задействованы или нет клапаны в своих мертвых зонах; а именно оценка основана не на изменении потока воздуха/газа, который втекает в камеру сгорания, а основана на скорости изменения детектированной концентрации кислорода потока воздуха/газа. Поэтому может достигаться точная оценка.

Кроме того, при выполнении вышеописанной оценки применяются сигналы только из измерителя концентрации кислорода; таким образом, управление открыванием клапана может упрощаться по сравнению со способом, в котором детектируются давление и температура всасываемого воздуха/газа, так что расчетный коэффициент λ_s избытка воздуха рассчитывается через предопределенные формулы.

Согласно настоящему изобретению может быть предложено устройство управления EGR для управления дизельным двигателем, устройство является сконфигурированным, с тем чтобы управлять клапаном EGR и клапаном всасываемого воздуха с помощью простого командного сигнала управления, который делает оба клапана задействованными в связанном режиме, в соответствии с чем характеристики реакции в отношении частоты вращения двигателя во время разгона, а также расхода газа EGR улучшаются посредством компенсации касательно мертвых зон, присущих дроссельному клапану всасываемого воздуха и клапану EGR.

Настоящее изобретение, в частности, может предоставить устройство управления EGR для двигателей внутреннего сгорания, в соответствии с чем система EGR может останавливаться, в ответ на сильное ускорение, в пределах доли секунд от момента состояния большего расхода EGR. Таким образом, вновь отмечено, что состояние большего расхода EGR означает состояние, где клапан EGR полностью открыт, дроссельный клапан всасываемого воздуха приводится в действие в направлении закрывания, с тем чтобы уменьшить засасываемый чистый воздух, и значительное количество газа EGR засасывается в двигатель.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 показывает полную конфигурацию устройства управления EGR (рециркуляции отработавших газов) для дизельного двигателя согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.2 показывает базовые типовые линии команд управления в отношении открывания дроссельного клапана всасываемого воздуха и открывания клапана EGR;

фиг.3 показывает процедуру сдвига в отношении линии команды управления открыванием клапана EGR;

фиг.4 показывает процедуру обратного сдвига в отношении линии команды управления открыванием клапана EGR;

фиг.5 показывает процедуру сдвига в отношении линии команды управления открыванием дроссельного клапана всасываемого воздуха;

фиг.6 показывает процедуру обратного сдвига в отношении линии команды управления открыванием дроссельного клапана всасываемого воздуха;

фиг.7 показывает основную блок-схему последовательности операций способа управления в отношении процедуры сдвига линии команды управления открыванием клапана EGR и линию команды управления открыванием дроссельного клапана всасываемого воздуха;

фиг.8 показывает блок-схему последовательности операций способа управления в отношении процедуры сдвига линии команды управления открыванием клапана EGR;

фиг.9 показывает блок-схему последовательности операций способа управления в отношении процедуры сдвига линии команды управления открыванием дроссельного клапана всасываемого воздуха;

фиг.10 показывает полную конфигурацию еще одного варианта осуществления в отношении средства оценки мертвой зоны;

фиг.10 поясняет известную технологию;

фиг.11 поясняет известную технологию.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

В дальнейшем настоящее изобретение будет подробно описано при обсуждении вариантов осуществления, показанных на фигурах. Однако размеры, материалы, форма, относительное расположение и так далее у компонентов, описанных в этих вариантах осуществления, не должны интерпретироваться в качестве ограничивающих объем изобретения ими, если специальное упоминание не приведено особо.

Фиг.1 показывает полную конфигурацию устройства управления рециркуляцией отработавших газов для дизельного двигателя согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Как изображено на фиг.1, дизельный двигатель 1 четырехтактного цикла оснащен поршнем 5, который выполняет возвратно-поступательное движение в цилиндре 3, так что внешняя периферия поршня 5 скользит по внутренней стенке цилиндра 3; двигатель также оснащен коленчатым валом (не показан), присоединенным к поршню 5 через шатун 7, благодаря которому возвратно-поступательное движение поршня 5 преобразуется во вращательное движение коленчатого вала.

В двигателе 1 камера 9 сгорания сформирована над верхней поверхностью поршня 5 и в пределах внутренней поверхности цилиндра; канал 13 всасываемого воздуха присоединен к камере 9 сгорания через порт всасываемого воздуха (газа), который открывается и закрывается впускным клапаном 15. Кроме того, канал 19 выхлопного газа присоединен к камере 9 сгорания через порт выхлопного газа, который открывается и закрывается выпускным клапаном 21.

На частичной направляющей канала 19 выхлопного газа, ответвляется канал 23 EGR (рециркуляции отработавших газов), так что канал 23 соединяется с каналом 13 всасываемого воздуха на стороне ниже по потоку от дроссельного клапана 29 всасываемого воздуха; в силу чего в канале 23 предусмотрен охладитель 25 EGR, который охлаждает газ EGR, протекающий через канал 23; к тому же в канале на стороне ниже по потоку от охладителя 25 EGR предусмотрен клапан 27 EGR, который регулирует расход газа EGR.

Двигатель 1 оснащен турбонагнетателем 12 выхлопного газа, компрессор которого нагнетает окружающий воздух и отправляет нагнетенный воздух во внутренний охладитель 33 через канал 13 всасываемого воздуха; нагнетенный воздух, охлажденный внутренним охладителем, засасывается в двигатель (то есть камеру 9 сгорания) через канал 13 всасываемого воздуха.

Уровень открывания дроссельного клапана 29 всасываемого воздуха управляется, с тем чтобы регулировать расход всасываемого воздуха, засасываемого в камеру 9 сгорания. В случае дизельных двигателей дроссельный клапан 29 обычно удерживается в своем состоянии полного открывания; и открывание воздушного дроссельного клапана задействуется в направлении, которое закрывает клапан 29, когда выполняется управление EGR. Уровень открывания дроссельного клапана 29 всасываемого воздуха, а также таковой у клапана 27 EGR, управляется устройством 40 управления рециркуляцией отработавшего газа, как описано позже.

Камера 9 сгорания оснащена клапаном 42 впрыска топлива, установленным в каждом цилиндре двигателя 1, так что клапан впрыска топлива может впрыскивать топливо, нагнетаемое насосом впрыска топлива (не показанным), в камеру 9 сгорания; количество впрыска топлива за длительность впрыска и привязка по времени впрыска топлива управляются устройством 44 управления подачей топлива.

Расходомер 50 воздуха, который измеряет расход чистого всасываемого воздуха, который засасывается в камеру 9 сгорания через канал 13 всасываемого воздуха, вмещен в частичную направляющую канала 13 всасываемого воздуха выше по потоку от компрессора турбонагнетателя 12; из расходомера 50 воздуха сигналы в отношении расхода чистого воздуха вводятся в устройство 40 управления EGR (рециркуляцией отработавших газов). Подобным образом, расходомер 52 EGR, который измеряет (объемный) расход газа EGR, который втекает в канал 13 всасываемого воздуха через канал 23 газа EGR, вмещен в частичную направляющую канала 23 газа EGR выше по потоку от клапана 27 EGR.

Кроме того, двигатель оснащен датчиком 54 давления впускного коллектора, который детектирует давление во впускном коллекторе двигателя, а также датчиком 56 температуры впускного коллектора, который детектирует температуру во впускном коллекторе, и датчиком 58 частоты вращения двигателя, который детектирует частоту вращения двигателя; с датчиков 54, 56 и 58 сигналы давления, сигналы температуры и сигналы частоты вращения двигателя вводятся в устройство 40 управления EGR (рециркуляцией отработавших газов).

Затем, далее пояснено устройство 40 управления EGR (рециркуляцией отработавших газов). Устройство 40 управления EGR (рециркуляцией отработавших газов) содержит средство 60 установки уровня открывания клапана EGR и дроссельного клапана, средство 62 вычисления расчетного коэффициента λ избытка воздуха, средство 64 оценки мертвой зоны, средство 66 компенсации мертвой зоны.

В средстве 60 установки уровня открывания клапана EGR и дроссельного клапана, из простого командного сигнала θ управления в качестве параметра, формируются командный сигнал открывания клапана EGR и командный сигнал открывания дроссельного клапана всасываемого воздуха, в соответствии с чем открывание клапана 27 EGR задействуется в соединении с открыванием дроссельного клапана 29 всасываемого воздуха; при формировании командного сигнала открывания клапана EGR и командного сигнала открывания дроссельного клапана всасываемого воздуха привлекаются определяющие линии (функции) команды открывания; другими словами, две функции используются, так что одна преобразует простой командный сигнал θ управления в командный сигнал открывания клапана EGR, наряду с тем что другая преобразует простой командный сигнал θ управления в командный сигнал открывания дроссельного клапана всасываемого воздуха.

Как имеет место на фиг.12, которая поясняет традиционную технологию, командный сигнал θ управления является командным сигналом, который выводится из устройства управления EGR (рециркуляцией отработавших газов) в ответ на состояние работы двигателя, точно подобным командным сигналам управления, которые формируются, когда управление с обратной связью применяется к фактическому расходу воздуха, чтобы соответствовал целевому расходу воздуха, который рассчитывается на основании частоты вращения двигателя и расхода топлива (количества впрыска топлива).

Кроме того, фиг.2 показывает определяющую линию L1 (функцию) открывания в отношении командного сигнала открывания дроссельного клапана, а также определяющую линию L2 (функцию) открывания в отношении командного сигнала открывания клапана EGR; фиг.2 также изображает зависимость между определяющими линиями L1 и L2 открывания, которые рассматриваются в качестве базового профил