DE102019203177A1

DE102019203177A1 - Verfahren zum Steuern von Stickstoffoxid in einem Motor, das eine Fahrstrecke berücksichtigt

Info

Publication number: DE102019203177A1
Application number: DE102019203177.3A
Authority: DE
Inventors: Min Taek Kim; Kyoung Chan HAN
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2018-05-03
Filing date: 2019-03-08
Publication date: 2019-11-07
Also published as: KR20190127093A; KR102474612B1; CN110439699A; CN110439699B

Abstract

Ein Verfahren zum Steuern von Stickstoffoxid in einem Motor, das eine Fahrstrecke berücksichtigt, kann ein initiales Zurücksetzen S20, das eine Stickstoffoxidabgabemenge (NOx_mass) beziehungsweise die Fahrstrecke eines Fahrzeugs auf null setzt, wenn ein Motor 10 gestartet wird oder ein Key-ON erfolgt; ein Erhalten einer Stickstoffoxidabgabemenge S100, das die aus dem Motor 10 abgegebene Stickstoffoxidabgabemenge erhält; ein Erhalten eines Korrekturwerts S200, das abhängig von der Fahrstrecke einen Korrekturwert einer EGR-Rate oder der in einen Zylinder des Motors strömenden Sauerstoffkonzentration erhält; und ein Steuern einer EGR-Korrektur S300, das einen endgültigen EGR-Ventil-Steuerungswert erhält und ein EGR-Ventil 33 mit dem endgültigen EGR-Ventil-Steuerungswert durch Aufbringen des beim Erhalten des Korrekturwerts S200 erhaltenen Korrekturwerts auf eine initiale EGR-Rate oder eine initiale Sauerstoffkonzentration eines initialen Einlassverteilers steuert.

Description

QUERVERWEIS ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung nimmt die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nummer 10-2018-0051235 , eingereicht am 03. Mai 2018, in Anspruch, die hierin in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen ist.
HINTERGRUND DER OFFENBARUNG
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Steuern von Stickstoffoxid (NOx) zum Reduzieren des aus einem Fahrzeug abgegebenen Stickstoffoxids, und besonders ein Verfahren zum Steuern von Stickstoffoxid in einem Motor, das eine Fahrstrecke berücksichtigt, das die Verbrennung des Motors durch ein Vorhersagen des tatsächlich abgegebenen Stickstoffoxids steuern kann, wenn die Fahrstrecke ansteigt, nachdem das Vergleichen des kummulierten Stickstoffoxid mit einem Referenzwert gestartet wird, und somit die Abgabe des Stickstoffoxids reduziert.
Beschreibung von verwandter Technik
Beim gewöhnlichen Motor ist der Motor in einem Zustand entwickelt und als Massenprodukt hergestellt worden, der das vom Motor abgegebene Stickstoffoxid nicht vorhersagt.
Allerdings messen Emissionsverordnungen, die allmählich verstärkt werden, die Abgabemenge des Stickstoffoxids (NOx) unter verschiedenen Betriebsbedingungen und Umweltbedingungen, um zu bestimmen, ob die regulatorische Bedingung erfüllt wird, oder nicht.
Um die Emissionsverordnungen zu erfüllen, ist kürzlich eine Nachbehandlungsvorrichtung wie eine selektive katalytische Reduktion (SCR) und eine Stickoxidfalle (Lean-NOx-Trap (LNT)) vermehrt installiert worden.
Allerdings wird das vom Motor abgegebene Stickstoffoxid dazu gebracht, aufgrund von einer Abweichung von Motor zu Motor, von einem Umweltfaktor, von Bauteilverschlechterungen etc. von der vom Motor abgegebenen Abgabemenge an Stickstoffoxid abzuweichen oder über die vorhergesagte Abgabemenge hinaus abgegeben werden und schließlich beeinflusst dies auch das vom Fahrzeug abgegebene Stickstoffoxid, sodass dadurch die Abgaserfordernisse nicht erfüllt werden.
Wie oben beschrieben, bestehen Probleme darin, dass, wenn die vom Motor abgegebene Stickstoffoxidabgabemenge abweicht oder außerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt, die Nachbehandlungsvorrichtung wie der SCR oder die LNT seine/ihre Leistung nicht implementiert, oder die Kraftstoffeffizienz reduziert wird. Beispielsweise wird im SCR, wenn das Stickstoffoxid ansteigend abgegeben wird, die Reinigungseffizienz des Stickstoffoxids reduziert, und die Harnstoffinjektionsmenge wird zum Rückgewinnen des Stickstoffoxids erhöht. Der Anstieg der Harnstoffinjektionsmenge verkürzt das Nachfüllintervall des Harnstoffs. Es besteht ein Problem darin, dass bei der LNT der Regenerierungszyklus verkürzt wird, um das absorbierte Stickstoffoxid zu reduzieren, wenn sich die Abgabemenge an Stickstoffoxid erhöht, sodass eine Kraftstoffeffizienz aufgrund einer häufigen Regeneration reduziert wird.
Die im Kapitel „Beschreibung von verwandter Technik“ beschriebenen Inhalte dienen dazu, beim Verstehen des Hintergrunds der vorliegenden Erfindung zu helfen, und können Sachverhalte beinhalten, die dem Fachmann, an den die vorliegende Offenbarung gerichtet ist, nicht bekannt sind.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung ist dazu gedacht, die obigen Probleme zu lösen, und ein Ziel der vorliegenden Offenbarung ist es, ein Verfahren zum Steuern von Stickstoffoxid in einem Motor bereitzustellen, das eine Fahrstrecke berücksichtigt, das die kumulierte Menge der abgegebenen Abgabemenge von Stickstoffoxid abhängig vom Verbrennungszustand des Motors, wenn die Fahrstrecke nach einem Starten ansteigt, mit einem Referenzwert vergleichen kann, um die Verbrennung des Motors zu steuern, und dadurch die Abgabemenge des Stickstoffoxids abhängig von der Fahrstrecke steuert.
Ein Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung zum Steuern von Stickstoffoxid in einem Motor, das eine Fahrstrecke berücksichtigt, beinhaltet ein initiales Zurücksetzen S20 des Festlegens von einer Stickstoffoxidabgabemenge (NOx_mass) beziehungsweise der Fahrstrecke eines Fahrzeugs auf Null, wenn ein Motor gestartet wird oder ein Key-ON erfolgt; ein Erhalten einer Stickstoffoxidabgabemenge, das die vom Motor abgegebene Stickstoffoxidabgabemenge durch ein Berechnen einer Verbrennungstemperatur und einer Stickstoffoxidkonzentration aus dem Verbrennungsdruck des Motors erhält; ein Erhalten eines Korrekturwertes, das einen Korrekturwert einer EGR-Rate oder der Sauerstoffkonzentration, die in einen Zylinder des Motors strömt, abhängig von der Fahrstrecke durch ein Akkumulieren der vom Motor abgegebenen Stickstoffoxidabgabemenge und durch ein Akkumulieren der Fahrstrecke eines Fahrzeugs erhält; und ein Steuern einer EGR-Korrektur, das einen endgültigen EGR-Ventil-Steuerungswert (EGR valve Final) erhält und ein EGR-Ventil mit dem endgültigen EGR-Ventil-Steuerungswert (EGR valve Final) durch ein Aufbringen des beim Erhalten des Korrekturwerts erhaltenen Korrekturwerts auf eine initiale EGR-Rate oder eine initiale Sauerstoffkonzentration eines initialen Einlassverteilers steuert.
Das Erhalten der Stickstoffoxidabgabemenge, das Erhalten des Korrekturwerts, und das Steuern der EGR-Korrektur werden beim Anhalten des Motors oder bis zu einem Key-OFF gleichzeitig durchgeführt, nachdem das initiale Zurücksetzen durchgeführt worden ist.
Das Erhalten der Stickstoffoxidabgabemenge beinhaltet ein Messen eines Verbrennungsdrucks, das in Echtzeit den Verbrennungsdruck, der von einem in jedem Zylinder des Motors jeweils installierten Verbrennungsdrucksensor zu einer ECU ausgegeben wird; ein Berechnen der maximalen Verbrennungstemperatur, das die maximale Verbrennungstemperatur, welche die Verbrennungstemperatur ist, die im Zylinder an einem Maximum ansteigt, basierend auf dem Verbrennungsdruck beim Start der Verbrennung, dem maximalen Verbrennungsdruck, der Sauerstoffkonzentration und dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis im Zylinder berechnet; ein Berechnen einer Stickstoffoxidkonzentration, das die vom Zylinder abgegebene Stickstoffoxidkonzentration basierend auf der maximalen Verbrennungstemperatur, der Sauerstoffkonzentration des Zylinders, dem Zeitpunkt des Einspritzungsstarts, dem Rail-Druck und der Piloteinspritzmenge (Voreinspritzmenge) berechnet; und ein Berechnen einer Stickstoffoxid-Echtzeitstickstoffoxidabgabemenge, das die vom Zylinder abgegebene Stickstoffoxidabgabemenge basierend auf der Stickstoffoxidkonzentration, der Luftmenge und der Motorlast berechnet, die beim Berechnen der Stickstoffoxidkonzentration erhalten wird, berechnet.
Das Berechnen der Stickstoffoxidkonzentration berechnet die von jedem Zylinder abgegebene Stickstoffoxidkonzentration basierend auf einem Zeldovich-Mechanismus.
Das Verfahren beinhaltet ferner ein Bestimmen eines Motorbetriebs, das bestimmt, ob der Motor, nachdem das Berechnen der Stickstoffoxid-Echtzeitstickstoffoxidabgabemenge durchgeführt worden ist, arbeitet oder nicht; und wenn der Motor arbeitet, wird zum Messen des Verbrennungsdrucks zurückgekehrt.
Wenn der Motor beim Bestimmen des Motorbetriebs nicht arbeitet, wird es beendet.
Das Erhalten des Korrekturwerts beinhaltet ein Bestimmen einer Korrektursteuerungsbereichserfüllung, das bestimmt, ob der Motor in einem Korrektursteuerungsbereich, in dem eine EGR-Rate des Motors oder die Sauerstoffkonzentration eines Einlassverteilers abhängig von der Fahrstrecke des Fahrzeugs korrigiert werden sollte, arbeitet oder nicht; ein Eintreten einer Korrektursteuerung, die ein Akkumulieren der im Motor abgegebenen Stickstoffoxidabgabemenge und der Fahrstrecke des Fahrzeugs startet, wenn der Motor im Korrektursteuerungsbereich arbeitet; ein Berechnen einer Zielstickstoffoxidabgabemenge, die eine kumulative Zielstickstoffoxidabgabemenge, welche die abhängig von der Fahrstrecke des Fahrzeugs akkumulierte Stickstoffoxidabgabemenge ist, berechnet; ein Berechnen eines Zielverhältnisses, das ein Verhältnis zwischen dem abhängig vom Fahren des Fahrzeugs abgegebenen kumulativen Stickstoffoxidwert und der kumulativen Zielstickstoffoxidabgabemenge berechnet; ein Bestimmen einer Korrekturaufbringung, das bestimmt, ob die Fahrtstrecke des Fahrzeugs größer als ein Korrekturwertaufbringungsreferenzwert ist, der zum Aufbringen des Korrekturwerts der EGR-Rate oder der Sauerstoffkonzentration des Einlassverteilers vorher festgelegt ist; und ein Berechnen eines Korrekturwerts, das einen Korrekturwert der EGR-Rate oder einen Sauerstoffkonzentrationskorrekturwert des Einlassverteilers berechnet, wenn die Fahrstrecke des Fahrzeugs größer als der Korrekturwertaufbringungsreferenzwert ist.
Das Berechnen des Korrekturwerts berechnet den Korrekturwert der EGR-Rate oder den Korrekturwert der Sauerstoffkonzentration des Einlassverteilers abhängig vom Verhältnis zum Ziel aus verschiedenen Korrekturkarten.
Das Bestimmen der Korrektursteuerungsbereichserfüllung beinhaltet ein Bestimmen einer Umweltbedingungserfüllung, das bestimmt, ob eine externe Umweltbedingung des Motors in einem vorgegebenen Korrektursteuerungsbereich liegt oder nicht, und ein Bestimmen einer Betriebsbedingungserfüllung, das bestimmt, ob die Bedingung, unter der der Motor arbeitet, im vorgegebenen Korrektursteuerungsbereich liegt oder nicht.
Das Bestimmen der Umweltbedingungserfüllung bestimmt, ob sowohl die Einlasstemperatur der Luft, die in den Motor strömt, als auch der Luftdruck der Luft, die in den Motor strömt, und die Kühlwassertemperatur des Motors den vorgegebenen Korrektursteuerungsbereich erfüllen.
Beim Bestimmen der Umweltbedingungserfüllung wird, wenn die Einlasstemperatur der Luft, die in den Motor strömt, oder der Luftdruck der Luft, die in den Motor strömt, oder die Kühlwassertemperatur des Motors den vorgegebenen Korrektursteuerungsbereich nicht erfüllt, das Bestimmen der Korrektursteuerungsbereichserfüllung nochmal durchgeführt.
Das Bestimmen der Betriebsbedingungserfüllung bestimmt, ob die Geschwindigkeit des Fahrzeugs und die Beschleunigung des Fahrzeugs im vorgegebenen Korrektursteuerungsbereich liegen oder nicht.
Beim Bestimmen der Betriebsbedingungserfüllung wird, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs oder das Beschleunigen des Fahrzeugs nicht im vorgegebenen Korrektursteuerungsbereich liegen, das Bestimmen der Korrektursteuerungsbereichserfüllung nochmal durchgeführt.
Das Verfahren beinhaltet ein Nicht-Aufbringen des Korrekturwerts, das den Korrekturwert der EGR-Rate oder der Sauerstoffkonzentration des Einlassverteilers nicht aufbringt, wenn die Fahrstrecke des Fahrzeugs nicht größer ist als der Korrekturwertaufbringungsreferenzwert beim Bestimmen der Korrekturaufbringung.
Das Verfahren beinhaltet ferner ein Bestimmen eines Motorbetriebs, das bestimmt, ob der Motor arbeitet oder nicht, nachdem das Berechnen des Korrekturwerts oder das Nicht-Aufbringen des Korrekturwerts durchgeführt worden ist; und wenn der Motor arbeitet, wird zum Bestimmen der Korrektursteuerungsbereichserfüllung zurückgekehrt.
Wenn der Motor beim Bestimmen des Motorbetriebs nicht arbeitet, wird es beendet.
Beim Bestimmen der Umweltbedingungserfüllung und beim Bestimmen der Betriebsbedingungserfüllung wird das Bestimmen der Umweltbedingungserfüllung durchgeführt, nachdem das Bestimmen der Betriebsbedingungserfüllung durchgeführt worden ist.
Das Bestimmen der EGR-Korrektursteuerung beinhaltet ein Festlegen einer initialen Motorsteuerungsbedingung, das abhängig vom Betriebsbereich des Motors einen initialen EGR-Zielwert, der ein initialer Steuerungswert des EGR-Ventils ist, oder eine initiale Einlassverteilerzielsauerstoffkonzentration festlegt, die eine initiale Sauerstoffkonzentration im Einlassverteiler ist; ein Festlegen einer Korrekturmotorsteuerungsbedingung, das einen Korrektur-EGR-Zielwert, der den initialen EGR-Zielwert durch ein Addieren eines beim Erhalten des Korrekturwerts erhaltenen Korrekturwerts der EGR-Rate zum initialen EGR-Zielwert korrigiert, erhält, oder das eine Korrektureinlassverteilerzielsauerstoffkonzentration, welche die initiale Einlassverteilerzielsauerstoffkonzentration durch ein Addieren des beim Erhalten des Korrekturwerts erhaltenen Sauerstoffkonzentrationskorrekturwerts des Einlassverteilers zur initialen Einlassverteilerzielsauerstoffkonzentration korrigiert, erhält; ein Berechnen einer Motorbetriebsabweichung, das eine EGR-Abweichung, welche die Differenz zwischen dem Korrektur-EGR-Zielwert und einer tatsächlichen EGR-Rate ist, oder eine Sauerstoffkonzentrationsabweichung erhält, welche die Differenz zwischen der Korrektureinlassverteilersauerstoffkonzentration und einer tatsächlichen Einlassverteilersauerstoffkonzentration ist; ein Starten einer EGR-Ventilsteuerung, das eine Steuerung des EGR-Ventils durch ein Berechnen einer Steuerungsmenge des EGR-Ventils startet, welches die EGR-Abweichung oder die Sauerstoffkonzentrationsabweichung berücksichtigt; ein Berechnen eines endgültigen EGR-Ventil-Steuerungswerts, das den endgültigen EGR-Ventil-Steuerungswert, der eine endgültige Steuerungsmenge des EGR-Ventils ist, durch ein Addieren der Öffnungsmenge des EGR-Ventils, die abhängig von einem aktuellen Betriebsbereich des Motors festgelegt ist, zur beim Starten der EGR-Ventil-Steuerung berechneten Steuerungsmenge des EGR-Ventils berechnet; und ein Steuern einer Öffnung des EGR-Ventils, das die Öffnung des EGR-Ventils mit dem endgültigen EGR-Ventil-Steuerungswert steuert.
Das Starten der EGR-Ventil-Steuerung wird durch einen Proportional-Integral-Differential (PID)-Regler geregelt.
Das Starten der EGR-Ventil-Steuerung bestimmt einen Steuerungswert abhängig von der Abweichung der tatsächlichen Sauerstoffmenge gemäß der EGR-Abweichung oder der Sauerstoffkonzentrationsabweichung.
Das Verfahren beinhaltet ferner ein Bestimmen eines Motorbetriebs, das bestimmt, ob der Motor arbeitet oder nicht, nachdem das Steuern der Öffnung des EGR-Ventils durchgeführt worden ist; und wenn der Motor arbeitet, kehrt es zum Festlegen der initialen Motorsteuerungsbedingung zurück.
Wenn der Motor beim Bestimmen des Motorbetriebs nicht arbeitet, wird es beendet.
Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Offenbarung zum Steuern des Stickstoffoxids im Motor, das die Fahrstrecke berücksichtigt, das die obige Ausgestaltung aufweist, ist es möglich, die vom Motor abgegebene Abgabemenge an Stickstoffoxid in Echtzeit zu steuern, wenn die Fahrstrecke ansteigt.
Demgemäß ist es möglich, die Abweichung der Abgabemenge an Stickstoffoxid, die durch die Differenz zwischen der angenommenen Umgebung des Motors und einer tatsächlichen Fahrzeugfahrbedingung erzeugt wird, zu reduzieren.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Diagramm eines Motors, auf den ein Verfahren zum Steuern von Stickstoffoxid in einem Motor, das eine Fahrstrecke berücksichtigt, gemäß der vorliegenden Offenbarung angewandt wird.
2 ist ein Flussdiagramm, das das Verfahren zum Steuern von Stickstoffoxid im Motor, das die Fahrstrecke berücksichtigt, gemäß der vorliegenden Offenbarung darstellt.
3 ist ein Flussdiagramm, das Details von S100 in 2 darstellt.
4 ist ein Flussdiagramm, das Details von S200 in 2 darstellt.
5 ist ein Flussdiagramm, das Details von S300 in 2 darstellt.

BESCHREIBUNG VON BESONDEREN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Steuern von Stickstoffoxid in einem Motor, das eine Fahrstrecke berücksichtigt, gemäß der vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden.
Wie in 2 dargestellt, beinhaltet ein Verfahren zum Steuern von Stickstoffoxid in einem Motor, das eine Fahrstrecke berücksichtigt, gemäß der vorliegenden Offenbarung ein initiales Zurücksetzen S20, das eine NOx-Abgabemenge (NOx_mass) beziehungsweise eine Fahrstrecke eines Fahrzeugs auf 0 setzt, wenn ein Motor 10 gestartet wird S10; ein Erhalten der NOx-Abgabemenge S100, das die vom Motor 10 abgegebene NOx-Abgabemenge durch ein Berechnen der Verbrennungstemperatur und der NOx-Konzentration aus dem Verbrennungsdruck des Motors 10 berechnet; ein Erhalten eines Korrekturwertes S200, das einen Korrekturwert einer EGR-Rate oder die Konzentration an Sauerstoff, die in einen Zylinder des Motors geleitet wird, abhängig von der Fahrstrecke durch ein Akkumulieren der vom Motor 10 abgegebenen NOx-Abgabemenge und ein Akkumulieren der Fahrstrecke des Fahrzeugs erhält; und ein Steuern einer EGR-Korrektur S300, das einen endgültigen EGR-Ventil-Steuerungswert (EGR valve Final) erhält und ein EGR-Ventil 33 mit dem endgültigen EGR-Ventil-Steuerungswert (EGR valve Final) durch ein Aufbringen eines beim Erhalten des Korrekturwerts S200 erhaltenen Korrekturwerts auf eine initiale EGR-Rate oder eine anfängliche Sauerststoffkonzentration eines Einlassverteilers steuert.
1 stellt ein Motorsystem dar, in dem ein Verfahren zum Steuern von NOx in einem Motor, das eine Fahrstrecke berücksichtigt, gemäß der vorliegenden Offenbarung durchgeführt wird, und es wird wie folgt beschrieben werden.
Der Motor 10 beinhaltet mehrere Zylinder 11, und jeder Zylinder 11 ist mit einem Verbrennungsdrucksensor 12 versehen, der in der Lage ist, den Verbrennungsdruck innerhalb des Zylinders 11 zu messen. Der Verbrennungsdrucksensor 12 kann als ein Zündkerzen-integraler Typ installiert sein, oder er kann als ein alleinstehender Typ installiert sein.
Die Luft, die durch eine Einlassleitung 21 geführt wird, wird durch einen Einlassverteiler 15 zum Inneren jedes Zylinders 11 zugeführt und wird innerhalb des Zylinders 11 verbrannt und dann über einen Abgasverteiler 16 durch eine Abgasleitung 22 abgegeben. Eine Turbine 31a und ein Kompressor 31b eines Turboladers 31 sind in der Abgasleitung 22 beziehungsweise der Einlassleitung 21 vorgesehen und die Einlassleitung 21 ist mit einem Ladeluftkühler 32 versehen, der Luft, die in den Motor gesaugt wird, kühlt. Die Abgasleitung 22 ist mit einer Nachbehandlungsvorrichtung 41 zum Reinigen von schädlichen Stoffen, die im Abgas enthalten sind, versehen. Mindestens eine Nachbehandlungsvorrichtung 41 ist installiert, um die im Abgas enthaltenen schädlichen Stoffe zu reinigen. Zusätzlich ist eine EGR-Leitung 23 installiert, um die Abgasleitung 22 und die Einlassleitung 21 zu verbinden, und das EGR-Ventil 33 zum Einstellen der Menge an rezirkuliertem EGR-Gas ist in der EGR-Leitung 23 installiert.
Der vom Verbrennungsdrucksensor 12 gemessene Verbrennungsdruck jedes Zylinders 11 wird in Echtzeit an eine ECU übertragen. Die ECU speichert den Algorithmus für das Verfahren zum Steuern von NOx im Motor, das die Fahrstrecke berücksichtigt, das später beschrieben wird, und führt praktisch ein Benutzen der Werte zum Steuern von verschiedenen existierenden Sensoren sowie des Verbrennungsdrucksensors 12 und die Verbrennung des Motors 10 durch.
Die ECU 50 sagt unter Verwendung des Verbrennungsdrucks und verschiedener Steuerbedingungen abhängig von der Fahrstrecke die die im Motor 10 erzeugte NOx-Abgabemengein Echtzeit voraus und steuert das EGR-Ventil 33, um so zu steuern, dass das NOx nur innerhalb eines vorgegebenen Bereichs abgegeben wird.
Die ECU 50 ist mit einem Speicher 51 verbunden, oder der Speicher 51 ist innerhalb der ECU 50 vorgesehen, um benutzt zu werden, um die akkumulierte NOx-Abgabemenge zu speichern, oder um andere Werte, wie die Fahrstrecke des Fahrzeugs, zu speichern.
Das initiale Zurücksetzen S20 initialisiert die NOx-Abgabemenge beziehungsweise die Fahrstrecke des Fahrzeugs. Wenn der Motor 10 gestartet wird S10, setzt die ECU 50 die NOx-Abgabemenge (NOx_mass) auf Null und setzt die Fahrstrecke des Fahrzeugs auch auf Null.
Indessen kann das initiale Zurücksetzen S20 durchgeführt werden, wenn der Motor 10 gestartet wird, aber es kann auch beim Key-ON durchgeführt werden.
Das Erhalten der NOx-Abgabemenge S100 erhält die vom Motor 10 abgegebene NOx-Abgabemenge (NOx_mass) durch ein Berechnen der Verbrennungstemperatur und der NOx-Temperatur innerhalb jedes Zylinders 11 unter Benutzung des zum Verbrennungsdrucksensor 12 in der ECU 50 ausgegebenen Verbrennungsdrucks jedes Zylinders 11 im Motor 10. Die erhaltene NOx-Abgabemenge (NOx_mass) wird in Echtzeit gespeichert.
Das Erhalten des Korrekturwerts S200 erhält einen Korrekturwert einer EGR-Rate oder der in den Zylinder des Motors geführten Sauerstoffkonzentration abhängig von der Fahrstrecke durch ein Akkumulieren der vom Motor 10 abgegebenen NOx-Abgabemenge (NOx_mass) und durch ein Akkumulieren der Fahrstrecke des Fahrzeugs. Das Erhalten des Korrekturwertes S200 berechnet einen Korrekturwert (EGR cor) der EGR-Rate oder eine Korrekturwert (Inmani-O_cor) der Sauerstoffkonzentration des Einlassverteilers, um den Einlass des Motors 10 zu steuern. Beim Erhalten des Korrekturwerts S200 steigt die Abweichung zwischen der vom Motor 10 abgegebenen NOx-Abgabemenge und ihrer vorhergesagten Menge an, wenn die Fahrstrecke des Fahrzeugs ansteigt, und durch ein Berechnen des Korrekturwertes (EGR cor) der EGR-Rate oder des Korrekturwertes (Inmani-O_cor) der Sauerstoffkonzentration des Einlassverteilers wird es zum Steuern benutzt, um die obige Abweichung zu reduzieren.
Das Steuern der EGR-Korrektur S300 erhält einen endgültigen EGR-Ventil-Steuerungswert (EGR valve Final), der das EGR-Ventil 33 tatsächlich steuert, und steuert das EGR-Ventil 33 mit dem endgültigen EGR-Ventil-Steuerungswert (EGR valve Final) durch Aufbringen des beim Erhalten des Korrekturwerts S200 erhaltenen Korrekturwerts auf einen anfänglichen EGR-Zielwert (EGR_des) oder eine anfängliche Sauerstoffkonzentration (Inmani-O_des) des Einlassverteilers, der oder die anfänglich festgelegt wird.
Das Erhalten der NOx-Abgabemenge S100, das Erhalten des Korrekturwerts S200 und das Steuern der EGR-Korrektur S300 werden beim Anhalten des Motors 10 oder bis zum Key-OFF gleichzeitig durchgeführt, nachdem das initiale Zurücksetzen S20 durchgeführt worden ist.
Die beim Erhalten der NOx-Abgabemenge S100 in Echtzeit erhaltene NOx-Abgabemenge wird benutzt, um die EGR-Rate oder die Sauerstoffkonzentration des Einlassverteilers beim Erhalten des Korrekturwertes S200 zu korrigieren, während sie beim Erhalten des Korrekturwertes S200 akkumuliert wird. Zusätzlich wird der Korrekturwert (EGR cor) der EGR-Rate oder der Korrekturwert (Inmani-O_cor) der Sauerstoffkonzentration des Einlassverteilers, die beim Erhalten des Korrekturwerts S200 erhalten werden, benutzt, um den endgültigen EGR-Ventil-Steuerungswert (EGR valve Final) beim Steuern der EGR-Korrektur S300 zu erhalten.
Im Folgenden werden das Erhalten der NOx-Abgabemenge S100, das Erhalten des Korrekturwertes S200 und das Steuern der EGR-Korrektur S300 detailliert beschrieben.
Wie in 3 dargestellt, beinhaltet das Erhalten der NOx-Abgabemenge S100 ein Messen des Verbrennungsdrucks S110, das den vom an jedem Zylinder 11 des Motors 10 installierten Verbrennungsdrucksensor 12 zur ECU 50 ausgegebenen Verbrennungsdruck S110 jeweils in Echtzeit sammelt; ein Berechnen der maximalen Verbrennungstemperatur S120, das die maximale Verbrennungstemperatur (Temp), welche die Verbrennungstemperatur ist, die im Zylinder 11 zu einem Maximum ansteigt, basierend auf dem Verbrennungsdruck beim Start der Verbrennung (Psoc), den maximalen Verbrennungsdruck (Pmax), der Sauerstoffkonzentration und dem LuftKraftstoffverhältnis (AF) im Zylinder 11 berechnet; ein Berechnen der NOx-Konzentration S130, das die vom Zylinder 11 abgegebene NOx-Konzentration basierend auf der maximalen Verbrennungstemperatur (Temp), der Sauerstoffkonzentration des Zylinders 11, dem Zeitpunkt des Startens der Injektion (SOI), dem Rail-Druck (RAIL) und der Pilotinjektionsmenge (Pilot) berechnet; und ein Berechnen der Abgabe von NOx in Echtzeit S230, das die Abgabemenge (NOx_mass) an aus dem Zylinder 11 abgegebenem Stickstoffoxid basierend auf der Konzentration des Stickstoffoxids, der Luftmenge und der Motorlast, die beim Berechnen der NOx-Konzentration 130 erhalten werden, berechnet.
Das Messen des Verbrennungsdrucks S110 misst den Verbrennungsdruck in jedem Zylinder 11 mit dem Verbrennungsdrucksensor 12, der in jedem Zylinder 11 des Motors 10 installiert ist, und gibt ihn zur ECU 50 aus. Der vom Verbrennungsdrucksensor 12 gemessene Verbrennungsdruck in jedem Zylinder 11 wird kontinuierlich in Echtzeit gemessen und dies wird im Speicher 51 gesammelt.
Beim Berechnen der maximalen Verbrennungstemperatur S120 berechnet die ECU 50 die maximale Verbrennungstemperatur (Temp) im Zylinder 11. Die ECU 50 berechnet die maximale Verbrennungstemperatur (Temp), welche die Verbrennungstemperatur ist, die im Zylinder 11 zu einem Maximum ansteigt, basierend auf dem Verbrennungsdruck beim Verbrennungsstart (Psoc), dem maximalen Verbrennungsdruck (Pmax), der Sauerstoffkonzentration im Zylinder 11 und dem Luftkraftstoffverhältnis (AF). Die maximale Verbrennungstemperatur (Temp) wird abhängig vom Verbrennungsdruck beim Verbrennungsstart (Psoc), dem maximalen Verbrennungsdruck (Pmax), der Sauerstoffkonzentration im Zylinder 11 und dem LuftKraftstoffverhältnis (AF) berechnet und kann in einer Kartenform etc. in der ECU 50 gespeichert werden, und die ECU 50 kann abhängig von einer Eingangsbedingung die maximale Verbrennungstemperatur (Temp) berechnen.
Das Berechnen der NOx-Konzentration S130 berechnet die in jedem Zylinder 11 erzeugte NOx-Konzentration basierend auf der maximalen Verbrennungstemperatur (Temp), der Sauerstoffkonzentration des Zylinders 11, dem Zeitpunkt des Injektionsstarts (SOI), dem Rail-Druck (RAIL) und der Pilotinjektionsmenge (Pilot). Die ECU 50 berechnet die NOx-Konzentration in jedem Zylinder 11 unter Verwendung der maximalen Verbrennungstemperatur (Temp), die beim Berechnen der maximalen Verbrennungstemperatur S120 erhalten wird, und den Steuerungsbedingungen, die in der ECU 50 für die Verbrennung des Motors 10 benutzt werden, beispielsweise dem Zeitpunkt des Injektionsstarts (SOI), dem Rail-Druck (RAIL) und der Pilotinjektionsmenge (Pilot), etc.
Zu diesem Zeitpunkt kann die NOx-Konzentration unter Verwendung des Zeldovich-Mechanismus berechnet werden.
Der Zeldovich-Mechanismus beschreibt die NOx-Erzeugung durch die im Verbrennungsprozess des Kraftstoffs erzeugte Wärme und kann durch die folgende Reaktionsgleichung ausgedrückt werden.
N2 + O ↔ NO + N N + O2 ↔ NO + O N + OH ↔ NO + H
Hierin wird die NOx-Konzentration ([NOx]) durch die maximale Verbrennungstemperatur (Temp), die Sauerstoffkonzentration des Zylinders 11, den Zeitpunkt des Injektionsstarts (SOI), den Rail-Druck (RAIL) und die Pilotinjektionsmenge (Pilot) bestimmt und kann in einer Kartenform etc. in der ECU 50 gespeichert werden, und die ECU 50 kann die NOx-Konzentration ([NOx]) abhängig von der Eingangsbedingung berechnen.
Das Berechnen der Echtzeit-NOx-Abgabemenge S140 berechnet die vom Zylinder 11 abgegebene NOx-Abgabemenge (NOx_mass) basierend auf der NOx-Konzentration, der Luftmenge und der beim Berechnen der NOx-Konzentration S130 erhaltenen Motorlast. Hierin kann die Motorlast mit der gesamten zum Bedienen injizierten Kraftstoffmenge (Q) als die Motorlast ersetzt werden.
Die NOx-Abgabemenge (NOx_mass) wird durch die NOx-Konzentration, die Luftmenge und die Motorlast (Q) bestimmt und kann in einer Kartenform etc. in der ECU 50 gespeichert werden und die ECU 50 berechnet die NOx-Abgabemenge (NOx_mass) abhängig vom Eingangswert.
Ein Bestimmen des Motorbetriebs S150 bestimmt, ob der Motor 10, nachdem das Berechnen der NOx-Abgabemenge in Echtzeit S140 durchgeführt worden ist, arbeitet oder nicht.
Wenn der Motor 10 beim Bestimmen der Motorbedienung S150 arbeitet, wird zum Messen des Verbrennungsdrucks S110 zurückgekehrt und der obige Prozess wird wiederholt, und wenn der Motor 10 nicht arbeitet, wird es beendet S30.
Wie in 4 dargestellt, beinhaltet das Erhalten des Korrekturwertes S200 ein Bestimmen einer Erfüllung eines Korrektursteuerungsbereichs 210, das bestimmt, ob der Motor 10 in dem Korrektursteuerungsbereich, in dem die EGR-Rate des Motors 10 oder die Sauerstoffkonzentration des Einlassverteilers abhängig von der Fahrstrecke des Fahrzeugs korrigiert werden sollten, arbeitet oder nicht; ein Eintreten einer Korrektursteuerung S220, das ein Akkumulieren der im Motor 10 abgegebenen NOx-Abgabemenge und der Fahrstrecke des Fahrzeugs startet, während der Motor 10 im Korrektursteuerungsbereich arbeitet; ein Berechnen der Ziel-NOx-Abgabemenge S230, das die kumulative Ziel-NOx-Abgabemenge (Target_NOx_mass_distance), die die akkumulierte NOx-Abgabemenge abhängig von der Fahrstrecke des Fahrzeugs ist, berechnet; ein Berechnen eines Zielverhältnisses S240, das ein Verhältnis (NOx _ratio) zwischen dem abhängig von der Fahrstrecke des Fahrzeugs abgegebenen kumulativen NOx-Wert (NOx_mass_acc) und der kumulativen Ziel-NOx-Abgabemenge (Target_NOx_mass_distance) berechnet; ein Bestimmen einer Korrekturaufbringung S250, die bestimmt, ob die Fahrstrecke des Fahrzeugs größer als der Korrekturwertaufbringungsreferenzwert, der zum Aufbringen des Korrekturwerts der EGR-Rate oder der Sauerstoffkonzentration des Einlassverteilers vorher festgelegt ist, ist oder nicht; und ein Berechnen des Korrekturwertes S260, das einen Korrekturwert der EGR-Rate (EGR cor) oder einen Sauerstoffkonzentrationskorrekturwert (Inmani-O_cor) des Einlassverteilers berechnet, wenn die Fahrstrecke des Fahrzeugs größer ist als der Korrekturwertaufbringungsreferenzwert.
Das Bestimmen der Korrektursteuerungsbereichserfüllung S210 bestimmt, ob der Motor 10 im Korrektursteuerungsbereich, in dem die Steuerungsbedingung des Motors 10 abhängig von der Fahrstrecke korrigiert werden sollte, arbeitet oder nicht.
Die Steuerungsbedingung des Motors 10 kann die EGR-Rate oder die Sauerstoffkonzentration der Luft, die aus dem Einlassverteiler 15 in den Zylinder 11 strömt, sein.
Wenn der Motor 10 beim Bestimmen der Korrektursteuerungsbereichserfüllung S210 im Korrektursteuerungsbereich arbeitet, wird das Eintreten der Korrektursteuerung S220, die später beschrieben wird, durchgeführt. Wenn der Motor 10 außerhalb des Korrektursteuerungsbereichs arbeitet, wird die Korrektursteuerungsbereichserfüllung S210 mehrfach durchgeführt.
Das Bestimmen der Korrektursteuerungsbereichserfüllung S210 kann ein Bestimmen einer Umweltbedingungserfüllung S211, das bestimmt, ob die externe Umweltbedingung des Motors 10 einen vorgegebenen Korrektursteuerungsbereich erfüllt, und ein Bestimmen einer Arbeitsbedingungserfüllung S212 enthalten, das bestimmt, ob die Bedingung, unter der der Motor 10 arbeitet, den vorgegebenen Korrektursteuerungsbereich erfüllt, beinhalten.
Das Bestimmen der Umweltbedingungserfüllung S211 bestimmt, ob die Einlasslufttemperatur der Luft, die in den Motor 10 strömt, der Luftdruck der Luft, die in den Motor 10 strömt, und die Kühlwassertemperatur des Motors 10 jeweils den vorgegebenen Korrektursteuerungsbereich erfüllen oder nicht. Wenn sich die Einlasslufttemperatur, der Luftdruck und die Kühlwassertemperatur beim Bestimmen der Umweltbedingungserfüllung S211 innerhalb des vorgegebenen Bereichs befinden, wird das Bestimmen der Arbeitsbedingungserfüllung S212 durchgeführt. Wenn sich eine der obigen drei Bedingungen nicht innerhalb des vorgegebenen Bereichs befindet, wird das Bestimmen der Umweltbedingungserfüllung S211 nochmal durchgeführt.
Das Bestimmen der Betriebsbedingungserfüllung S212 bestimmt, ob die Geschwindigkeit des Fahrzeugs und die Beschleunigung des Fahrzeugs den vorgegebenen Korrektursteuerungsbereich erfüllen oder nicht. Wenn sich beim Bestimmen der Betriebsbedingungserfüllung S212 sowohl die Geschwindigkeit, als auch die Beschleunigung des Fahrzeugs innerhalb des vorgegebenen Bereichs befinden, wird das folgende S220 durchgeführt. Wenn sich die Geschwindigkeit oder die Beschleunigung nicht innerhalb des vorgegebenen Bereichs befindet, kehrt es zum Bestimmen der Umweltbedingungserfüllung S211 zurück.
Indessen können das Bestimmen der Umweltbedingungserfüllung S211 und das Bestimmen der Betriebsbedingungserfüllung S212 in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden. Das heißt, dass, nachdem das Bestimmen der Arbeitsbedingungserfüllung S212 durchgeführt worden ist, das Bestimmen der Umweltbedingungserfüllung S211 durchgeführt werden kann.
Dies liegt daran, dass das Bestimmen der Korrektursteuerungsbereichserfüllung S210 bestimmt, ob die externe Umweltbedingung und die Bedingung, dass der Motor 10 arbeitet, jeweils die vorgegebenen Bedingungen erfüllen, oder nicht, sodass es möglich ist, das Eintreten der Korrektursteuerung S220, das später beschrieben wird, nur dann durchzuführen, wenn beide Bedingungen erfüllt sind, und dadurch kann ihre Reihenfolge geändert werden.
Das Eintreten der Korrektursteuerung S220 wird durchgeführt, wenn der Motor 10 beim Bestimmen der Korrektursteuerungsbereichserfüllung S210 im Korrektursteuerungsbereich arbeitet. Das Eintreten der Korrektursteuerung S220 beginnt, die NOx-Abgabemenge zu akkumulieren und auch die Fahrstrecke des Fahrzeugs zu akkumulieren.
Die beim Eintreten der Korrektursteuerung S220 akkumulierte NOx-Abgabemenge und Fahrstrecke des Fahrzeugs werden nach dem initialen Zurücksetzen durchgeführt, und die NOx-Abgabemenge (NOx_mass) und die Fahrstrecke nach dem Start des Motors 10 werden akkumuliert.
Das Berechnen der Ziel-NOx-Abgabemenge S230 berechnet die kumulative Ziel-NOx-Abgabemenge (Target_NOx_mass_distance), welche die kumulative NOx-Abgabemenge ist, die vorhergesagt wird, wenn die Fahrstrecke des Fahrzeugs akkumuliert ist. Diese erhöht sich, wenn sich die Fahrstrecke erhöht, und wird in der ECU 50 in einer Kartenform ect. vorgespeichert.
Das Berechnen des Zielverhältnisses S240 berechnet ein Verhältnis (NOx _ratio) zwischen den beim Fortbewegen des Fahrzeugs abgegebenen kumulativen NOx-Werten (NOx_mass_acc und der kumulativen Ziel-NOx-Abgabemenge (Target_NOx_mass_distance).
Der abhängig von der Fortbewegung des Fahrzeugs abgegebene kumulative NOx-Wert (NOx_mass_acc) ist ein Wert, der durch ein Akkumulieren der NOx-Abgabemenge (NOx mass), die beim Erhalten der NOx-Abgabemenge S100 während der Fahrstrecke nach einem Starten erhalten wird, erhalten wird, und indem er durch die kumulative NOx-Abgabemenge (Target_NOx_mass_distance) geteilt wird, die beim Berechnen der NOx-Abgabemenge S230 erhalten wird, wird das Zielverhältnis (NOx _ratio) berechnet.
Das Bestimmen der Korrekturaufbringung S250 bestimmt, ob die Fahrstrecke nach dem Starten des Fahrzeugs größer als der Korrekturwertaufbringungsreferenzwert, der für ein Korrigieren und Aufbringen der Steuerungsbedingung des Motors 10 vorher festgelegt ist, ist oder nicht. Das Korrigieren und Aufbringen der Steuerungsbedingung des Motors 10 meint ein Aufbringen des Korrekturwertes auf die EGR-Rate oder die Sauerstoffkonzentration des Einlassverteilers.
Für diesen Zweck wird beim Bestimmen der Korrekturaufbringung S250, wenn die Fahrstrecke nach dem Starten des Fahrzeugs mit einem Referenzwert verglichen wird, und die Fahrstrecke größer als der Referenzwert ist, ein Berechnen des Korrekturwerts S260, das später beschrieben wird, durchgeführt, und im anderen Fall wird ein Nicht-Aufbringen des Korrekturwerts S260 durchgeführt.
Das Berechnen des Korrekturwerts S260 wird durchgeführt, wenn beim Bestimmen der Korrekturaufbringung S250 die Fahrstrecke des Fahrzeugs mit dem vorgegebenen Korrekturwertaufbringungsreferenzwert verglichen wird und die Fahrstrecke des Fahrzeugs groß ist, und die Steuerungsbedingungen des Motors 10, das heißt, die Korrektur-EGR-Rate (EGR cor) und die Korrektureinlassverteilersauerstoffkonzentration (Inmani-O_cor), die durch Korrigieren der EGR-Rate und der Sauerstoffkonzentration des Einlassverteilers erhalten werden, berechnet werden.
Das Berechnen des Korrekturwerts S260 berechnet die Korrektur-EGR-Rate (EGR cor) und die Korrektureinlassverteilersauerstoffkonzentration (Inmani-O_cor) abhängig vom Zielverhältnis (NOx_ratio), der Motordrehzahl (N) und der beim Berechnen des Zielverhältnisses S240 erhaltenen Motorlast.
Hierin werden beim Berechnen der Korrektur-EGR-Rate (EGR_cor) und der Korrektureinlassverteilersauerstoffkonzentration (Inmani-O_cor) die Korrektur-EGR-Rate (EGR cor) und die Korrektureinlassverteilersauerstoffkonzentration (Inmani-O_cor) aus der in der ECU 50 gespeicherten Karte berechnet und es ist bevorzugt, die Korrektur-EGR-Rate (EGR cor) und die Korrektureinlassverteilersauerstoffkonzentration (Inmani-O_cor) durch Aufbringen von verschiedenen vom Zielverhältnis abhängigen Karten zu berechnen.
Durch ein Korrigieren und ein Steuern der Öffnung des EGR-Ventils mit dem Wert, der die Fahrstrecke des Fahrzeugs berücksichtigt, wird die tatsächlich vom Motor 10 abgegebene NOx-Abgabemenge selbst dann gesteuert, wenn sich die Fahrstrecke des Fahrzeugs erhöht, sodass die Reinigungseffizienz nicht vermindert wird.
Ein Nicht-Aufbringen des Korrekturwerts S270 wird durchgeführt, wenn die Fahrstrecke des Fahrzeugs nicht größer ist als der Referenzwert beim Bestimmen der Korrekturaufbringung S250. Das Nicht-Aufbringen des Korrekturwerts S270 legt sowohl die Korrektur-EGR-Rate (EGR_cor) als auch die Korrektureinlassverteilersauerstoffkonzentration (Inmani-O_cor) auf Null fest. Das heißt, dass, da der Korrekturwert Null beträgt, die Korrektur nicht aufgebracht wird. Die Fahrstrecke des Fahrzeugs wird nicht notwendigerweise berücksichtigt, wenn die Korrektur-EGR-Rate (EGR cor) und die Korrektureinlassverteilersauerstoffkonzentration (Inmani-O_cor) Null betragen, sodass das Öffnen des EGR-Ventils 33 so gesteuert wird, dass es die durch andere Bedingungen bestimmte EGR-Rate wird.
Ein Bestimmen des Motorbetriebs S280 bestimmt, ob der Motor 10 arbeitet oder nicht, nachdem das Berechnen des Korrekturwerts S260 oder das Nicht-Aufbringen des Korrekturwerts S270 durchgeführt worden ist.
Wenn der Motor 10 beim Bestimmen des Motorbetriebs S280 arbeitet, kehrt es zum Bestimmen der Korrektursteuerungsbereichserfüllung S210 zurück, um das Bestimmen der Korrektursteuerungsbereichserfüllung S210 bis zum Berechnen des Korrekturwerts 260 wiederholt durchzuführen, und wenn der Motor 10 nicht arbeitet, wird es beendet S30.
5 stellt ein Steuern einer EGR-Korrektur S300 dar. Das Steuern der EGR-Korrektur S300 beinhaltet ein Festlegen einer initialen Motorsteuerungsbedingung S310, das einen initialen EGR-Zielwert (EGR_des), der ein initialer Steuerungswert des EGR-Ventils 33 ist, oder eine initiale Einlassverteilerzielsauerstoffkonzentration (Inmani-O2_des) festlegt, die eine initiale Sauerstoffkonzentration im Einlassverteiler ist, abhängig vom Arbeitsbereich des Motors 10; ein Festlegen einer Korrekturmotorsteuerungsbedingung S320, das einen Korrektur-EGR-Zielwert (EGR_NEW) erhält, der den initialen EGR-Zielwert (EGR des) durch ein Addieren eines Korrekturwertes (EGR COR) der beim Erhalten des Korrekturwerts S200 erhaltenen EGR-Rate zum initialen EGR-Zielwert (EGR des) korrigiert, oder eine Korrektureinlassverteilerzielsauerstoffkonzentration (Inmani-O2_NEW) erhält, die die initiale Einlassverteilerzielsauerstoffkonzentration (Inmani-O2_des) durch ein Addieren des beim Erhalten des Korrekturwerts S200 erhaltenen Sauerstoffkonzentrationskorrekturwerts (Inmani-O2_cor) zur initialen Einlassverteilerzielsauerstoffkonzentration (Inmani-O2_des) korrigiert; ein Berechnen einer Motorbetriebsabweichung S330, das eine EGR-Abweichung (EGR_DVT), welche die Differenz zwischen dem Korrektur-EGR-Zielwert (EGR_NEW) und der tatsächlichen EGR-Rate (EGR_act) ist, oder eine Sauerstoffkonzentrationsabweichung (Inmani-O2_dvt) erhält, welche die Differenz zwischen der Korrektureinlassverteilersauerstoffkonzentration (Inmani-O2_NEW) und der tatsächlichen Einlassverteilersauerstoffkonzentration (Inmani-O2_act) ist; ein Starten der EGR-Ventil-Steuerung S340, das eine Steuerung des EGR-Ventils 33 durch ein Berechnen einer Steuerungsmenge des EGR-Ventils 33 startet, welches die EGR-Abweichung (EGR_dvt)oder die Sauerstoffkonzentrationsabweichung (Inmani-O2_dvt) berücksichtigt; ein Berechnen eines endgültigen EGR-Ventil-Steuerungswerts S350, das einen endgültigen EGR-Ventil-Steuerungswert (EGR value Final) durch ein Addieren der Öffnungsmenge des EGR-Ventils, die abhängig von einem aktuellen Arbeitsbereich des Motors 10 festgelegt ist, zur beim Starten der EGR-Ventil-Steuerung 340 berechneten Steuerungsmenge des EGR-Ventils 33 berechnet, der eine endgültige Steuerungsmenge des EGR-Ventils 33 ist; und ein Steuern einer EGR-Ventilöffnung S360, das das Öffnen des EGR-Ventils 33 mit dem endgültigen EGR-Ventil-Steuerungsventil (EGR value Final) steuert.
Das Festlegen der initialen Motorsteuerungsbedingung S310 legt unter Benutzung des Fahrzustands des Fahrzeugs, des Betriebszustands des Motors 10, etc. eine initiale Motorsteuerungsbedingung fest. Beim Erhalten des Korrekturwerts S200 legt die ECU 50 abhängig vom Betriebsbereich des Motors 10 die EGR-Rate oder die Sauerstoffkonzentration im Einlassverteiler, das heißt, die Steuerungsbedingungen des Motors 10, auf den initialen EGR-Zielwert (EGR des) oder die initiale Einlassverteilerzielsauerstoffkonzentration (Inmani-O2_des) fest. Der initiale EGR-Zielwert (EGR des) und die initiale Einlassverteilerzielsauerstoffkonzentration (Inmani-O2_des) können abhängig vom Betriebsbereich des Motors 10 aus einer Karte, die vorher festgelegt ist, erhalten werden.
Das Festlegen der Korrekturmotorsteuerungsbedingung S320 legt eine Korrekturmotorsteuerungsbedingung durch ein Addieren des beim Erhalten des Korrekturwerts S200 erhaltenen Korrekturwerts zum initialen EGR-Zielwert (EGR des) oder zur initialen Einlassverteilerzielsauerstoffkonzentration (Inmani-O2_des) fest.
Ein Korrekturzielwert wird durch ein Addieren der Korrekturwerte zum Korrigieren der beim Erhalten des Korrekturwerts erhaltenen Steuerungsbedingung des Motors 10, das heißt, der Korrektur-EGR-Rate (EGR cor) und der Korrektureinlassverteilersauerstoffkonzentration (Inmani-O2_cor) zum initialen EGR-Zielwert (EGR _des) und zur initialen Einlassverteilerzielsauerstoffkonzentration (Inmani-O2_des) erhalten.
Beispielsweise wird der Korrektur-EGR-Zielwert durch ein Addieren der Korrektur-EGR-Rate (EGR cor) zum initialen EGR-Zielwert (EGR des) erhalten, und die Korrektureinlassverteilerzielsauerstoffkonzentration (Inmani-O2_NEW) wird durch ein Addieren der Korrektureinlassverteilersauerstoffkonzentration (Inmani-O_cor) zur initialen Einlassverteilerzielsauerstoffkonzentration (Inmani-O2_des) erhalten.
Das Berechnen der Motorbetriebsabweichung S330 berechnet die Differenz zwischen dem Zielwert der Bedingung zum Steuern des Motors 10 und dem tatsächlich gemessenen Wert. Das heißt, dass die EGR-Abweichung (EGR_dvt), die die Differenz zwischen dem Korrektur-EGR-Zielwert (EGR_NEW) und der tatsächlichen EGR-Rate (EGR_act) ist, erhalten wird, oder die Sauerstoffkonzentrationsabweichung (Inmani-O2_dvt), die die Differenz zwischen der Korrektureinlassverteilerzielsauerstoffkonzentration (Inmani-O2_NEW) und der tatsächlichen Einlassverteilersauerstoffkonzentration (Inmani-O2_act) ist, berechnet wird. Die tatsächliche EGR-Rate (EGR_act) und die tatsächliche Einlassverteilersauerstoffkonzentration (Inmani-O2_act) können aus einem von der ECU 50 zum Steuern des EGR-Ventils 33 oder von einem Sensor etc., der im Einlassverteiler bereitgestellt ist, benutzten Wert erhalten werden.
Die EGR-Abweichung (EGR_dvt) und die Sauerstoffkonzentrationsabweichung (Inmani-O2_dvt), die beim Berechnen der Motorbetriebsabweichung S330 erhalten werden, werden für eine PID-Steuerung benutzt.
Das Starten der EGR-Ventil-Steuerung S340 startet die Steuerung des EGR-Ventils 33 durch ein Berechnen der Steuerungsmenge des EGR-Ventils 33 abhängig von der EGR-Abweichung (EGR_dvt) oder der Sauerstoffkonzentrationsabweichung (Inmani-O2_dvt).
Es ist bevorzugt, dass das Starten der EGR-Ventil-Steuerung S340 von einer proportional-integral-differenzial (PID)-Regelung geregelt wird. Der Grund für ein Benutzen der PID-Steuerung beim Starten der EGR-Ventil-Steuerung S340 liegt in einer präzisen Steuerung.
Zusätzlich kann beim Starten der EGR-Ventil-Steuerung S340 der Steuerungswert gemäß der Abweichung (Air_dvt) der tatsächlichen Sauerstoffmenge abhängig von der EGR-Abweichung (EGR_dvt) oder der Sauerstoffkonzentrationsabweichung (Inmani-O2_dvt) bestimmt werden.
Das Berechnen des endgültigen EGR-Ventil-Steuerungswerts S350 berechnet einen endgültigen EGR-Ventil-Steuerungswert, der eine endgültige Steuerungsmenge des EGR-Ventils 33 ist, durch ein Addieren eines Vor-EGR-Steuerungswerts (EGR valve pre_control), der abhängig vom Betriebsbereich des Motors 10 festgelegt wird, zur Steuerungsmenge des EGR-Ventils 33, die benutzt wird, indem sie beim Starten der EGR-Ventil-Steuerung S340 berechnet wird. Der Pre-EGR-Steuerungswert (EGR valve pre_control) wird darin abhängig vom Betriebsbereich des Motors 10 in einer Kartenform etc. vorgespeichert und dies dient dazu, eine bestehende kartenbasierende Steuerung für eine schnelle Bewegung des EGR-Ventils 33 zu benutzen.
Das Steuern der EGR-Ventilöffnung S360 steuert das EGR-Ventil 33 mit dem beim Berechnen des endgültigen EGR-Ventil-Steuerungswerts S350 berechneten endgültigen EGR-Ventil-Steuerungswert (EGR valve Final). Die ECU 50 steuert es mit dem endgültigen EGR-Ventil-Steuerungswert (EGR valve Final) durch ein Berücksichtigen der Fahrstrecke des Fahrzeugs.
Ein Bestimmen des Motorbetriebs S370 bestimmt, ob der Motor 10 arbeitet oder nicht, nachdem das Steuern der EGR-Ventilöffnung S360 durchgeführt worden ist.
Wenn der Motor 10 beim Bestimmen des Motorbetriebs S370 arbeitet, kehrt es zum Festlegen der initialen Motorsteuerungsbedingung S310 zurück, um die obigen Prozesse wiederholt durchzuführen, und wenn der Motor 10 nicht arbeitet, wird es beendet S30.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 1020180051235 [0001]

Claims

Verfahren zum Steuern von Stickstoffoxid in einem Motor, das eine Fahrstrecke berücksichtigt, umfassend: ein initiales Zurücksetzen S20, das eine Stickstoffoxidabgabemenge (NOx_mass) beziehungsweise die Fahrstrecke eines Fahrzeugs auf Null setzt, wenn ein Motor 10 gestartet wird oder ein Key-ON erfolgt; ein Erhalten einer Stickstoffoxidabgabemenge S100, das die vom Motor 10 abgegebene Stickstoffoxidabgabemenge durch ein Berechnen einer Verbrennungstemperatur und einer Stickstoffoxidkonzentration aus dem Verbrennungsdruck des Motors 10 erhält; ein Erhalten eines Korrekturwerts S200, das einen Korrekturwert einer EGR-Rate oder die Sauerstoffkonzentration, die in einen Zylinder des Motors strömt, abhängig von der Fahrstrecke durch ein Akkumulieren der vom Motor 10 abgegebenen Stickstoffoxidabgabemenge erhält, und die Fahrstrecke eines Fahrzeugs akkumuliert; und ein Steuern einer EGR-Korrektur S300, das einen endgültigen EGR-Ventil-Steuerungswert (EGR valve Final) erhält und ein EGR-Ventil 33 durch ein Aufbringen des beim Erhalten des Korrekturwerts S200 erhaltenen Korrekturwerts mit dem endgültigen EGR-Ventil-Steuerungswert (EGR valve Final) auf eine initiale EGR-Rate oder eine initiale Sauerstoffkonzentration eines initialen Einlassverteilers steuert.
Verfahren zum Steuern des Stickstoffoxids im Motor, das die Fahrstrecke berücksichtigt, nach Anspruch 1, wobei das Erhalten der Stickstoffoxidabgabemenge S100, das Erhalten des Korrekturwerts S200 und das Steuern der EGR-Korrektur S300 beim Anhalten des Motors 10 oder bis zu einem Key-OFF gleichzeitig durchgeführt werden, nachdem das initiale Zurücksetzen S20 durchgeführt worden ist.
Verfahren zum Steuern des Stickstoffoxids im Motor, das die Fahrstrecke berücksichtigt, nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Erhalten der Stickstoffoxidabgabemenge S100 ein Messen eines Verbrennungsdrucks S110, das in Echtzeit den von einem Verbrennungsdrucksensor 12, der jeweils in jedem Zylinder 11 des Motors 10 installiert ist, an eine ECU 50 ausgegebenen Verbrennungsdruck sammelt; ein Berechnen der maximalen Verbrennungstemperatur S120, das die maximale Verbrennungstemperatur (Temp), welche die Verbrennungstemperatur, die im Zylinder 11 auf ein Maximum ansteigt, ist, basierend auf dem Verbrennungsdruck (Psoc) beim Start einer Verbrennung, dem maximalen Verbrennungsdruck (Pmax), der Sauerstoffkonzentration und dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis (AF) im Zylinder 11 berechnet; ein Berechnen einer Stickstoffoxidkonzentration S130, das die vom Zylinder 11 abgegebene Stickstoffoxidkonzentration basierend auf der maximalen Verbrennungstemperatur (Temp), der Sauerstoffkonzentration des Zylinders 11, dem Injektionsstartzeitpunkt (SOI), dem Rail-Druck (RAIL) und der Pilotinjektionsmenge (Pilot) berechnet; und ein Berechnen einer Stickstoffoxid-Echtzeitstickstoffoxidabgabemenge S230 umfasst, das die vom Zylinder 11 abgegebene Stickstoffoxidabgabemenge (NOx_mass) basierend auf der Stickstoffoxidkonzentration, der Luftmenge und der beim Berechnen der Stickstoffoxidkonzentration S130 erhaltenen Motorlast berechnet.
Verfahren zum Steuern des Stickstoffoxids im Motor, das die Fahrstrecke berücksichtigt, nach Anspruch 3, wobei das Berechnen der Stickstoffoxidkonzentration S130 die aus jedem Zylinder 11 abgegebene Stickstoffoxidkonzentration basierend auf einem Zeldovich-Mechanismus berechnet.
Verfahren zum Steuern des Stickstoffoxids im Motor, das die Fahrstrecke berücksichtigt, nach einem der Ansprüche 3 oder 4, ferner aufweisend: ein Bestimmen eines Motorbetriebs S150, das bestimmt, ob der Motor 10 arbeitet oder nicht, nachdem das Berechnen der Stickstoffoxid-Echtzeitstickstoffoxidabgabemenge S230 durchgeführt worden ist, wobei, wenn der Motor 10 arbeitet, zum Messen des Verbrennungsdrucks S110 zurückgekehrt wird, und wobei das Verfahren, wenn der Motor 10 beim Bestimmen des Motorbetriebs S150 nicht arbeitet, beendet wird S30.
Verfahren zum Steuern des Stickstoffoxids im Motor, das die Fahrstrecke berücksichtigt, nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Erhalten des Korrekturwerts S200 umfasst: ein Bestimmen einer Korrektursteuerungsbereichserfüllung S210, das abhängig von der Fahrstrecke des Fahrzeugs bestimmt, ob der Motor 10 in einem Korrektursteuerungsbereich, in dem eine EGR-Rate des Motors 10 oder die Sauerstoffkonzentration eines Einlassverteilers korrigiert werden sollte, arbeitet oder nicht; ein Eintreten einer Korrektursteuerung S220, das ein Akkumulieren der im Motor 10 abgegebenen Stickstoffoxidabgabemenge und der Fahrstrecke des Fahrzeugs startet, wenn der Motor 10 im Korrektursteuerungsbereich arbeitet; ein Berechnen einer Zielstickstoffoxidabgabemenge S230, das eine kumulative Zielstickstoffoxidabgabemenge (Target_NOx_mass_distance) berechnet, welche die Stickstoffoxidabgabemenge ist, die abhängig von der Fahrstrecke des Fahrzeugs akkumuliert wird; ein Berechnen eines Zielverhältnisses S240, das ein Verhältnis (NOx_ratio) zwischen dem abhängig vom Fahren des Fahrzeugs abgegebenen kumulativen Stickstoffoxidwert und der kumulativen Zielstickstoffoxidabgabemenge (Target_NOx_mass_distance) berechnet; ein Bestimmen einer Korrekturaufbringung S250, das bestimmt, ob die Fahrstrecke des Fahrzeugs größer als ein Korrekturwertaufbringungsreferenzwert ist, der zum Aufbringen des Korrekturwerts der EGR-Rate oder der Sauerstoffkonzentration des Einlassverteilers vorher festgesetzt worden ist, ist oder nicht; und ein Berechnen eines Korrekturwerts S260, das einen Korrekturwert (EGR cor) der EGR-Rate oder einen Sauerstoffkonzentrationskorrekturwert (Inmani-O2_cor) des Einlassverteilers berechnet, wenn die Fahrstrecke des Fahrzeugs größer als der Korrekturwertaufbringungsreferenzwert ist.
Verfahren zum Steuern des Stickstoffoxids im Motor, das die Fahrstrecke des Motors berücksichtigt, nach Anspruch 6, wobei das Bestimmen der Korrektursteuerungsbereichserfüllung S210 ein Bestimmen einer Umweltbedingungserfüllung S211, das bestimmt, ob eine externe Umweltbedingung des Motors 10 einen vorgegebenen Korrektursteuerungsbereich erfüllt oder nicht, und ein Bestimmen einer Betriebsbedingungserfüllung S212 umfasst, das Bestimmt, ob die Bedingung, in welcher der Motor 10 arbeitet, den vorgegebenen Korrektursteuerungsbereich erfüllt oder nicht, oder wobei das Berechnen des Korrekturwerts S260 den Korrekturwert (EGR cor) der EGR-Rate oder den Korrekturwert (Inmani-O2_cor) der Sauerstoffkonzentration des Einlassverteilers abhängig vom Zielverhältnis (NOx_ratio) aus verschiedenen Korrekturkarten berechnet.
Verfahren zum Steuern des Stickstoffoxids in einem Motor, das die Fahrstrecke berücksichtigt, nach Anspruch 7, wobei das Bestimmen der Umweltbedingungserfüllung S211 bestimmt, ob sowohl die Einlasstemperatur der Luft, die in den Motor 10 strömt, als auch die Kühlwassertemperatur des Motors 10 den vorgegebenen Korrektursteuerungsbereich erfüllen, und wobei beim Bestimmen der Umweltbedingungserfüllung S211, wenn die Einlasstemperatur der Luft, die in den Motor 10 strömt, oder der Luftdruck der Luft, die in den Motor 10 strömt, oder die Kühlwassertemperatur des Motors 10 den vorgegebenen Korrektursteuerungsbereich nicht erfüllt, das Bestimmen der Korrektursteuerungsbereichserfüllung S210 wieder durchgeführt wird.
Verfahren zum Steuern des Stickstoffoxids im Motor, das die Fahrstrecke berücksichtigt, nach einem der Ansprüche 7 bis 8, wobei das Bestimmen der Betriebsbedingungserfüllung S212 bestimmt, ob die Geschwindigkeit des Fahrzeugs und die Beschleunigung des Fahrzeugs den vorgegebenen Korrektursteuerungsbereich erfüllen.
Verfahren zum Steuern des Stickstoffoxids im Motor, das die Fahrstrecke berücksichtigt, nach Anspruch 9, wobei beim Bestimmen der Betriebsbedingungserfüllung S212, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs oder die Beschleunigung des Fahrzeugs den vorgegebenen Korrektursteuerungsbereich nicht erfüllt, das Bestimmen der Korrektursteuerungsbereichserfüllung S210 wieder durchgeführt wird.
Verfahren zum Steuern des Stickstoffoxids im Motor, das die Fahrstrecke berücksichtigt, nach einem der Ansprüche 6 bis 10, aufweisend: ein Nicht-Aufbringen des Korrekturwerts S270, das den Korrekturwert der EGR-Rate oder die Sauerstoffkonzentration des Einlassverteilers nicht aufbringt, wenn die Fahrstrecke des Fahrzeugs nicht größer ist als der Korrekturwertaufbringungsreferenzwert beim Bestimmen der Korrekturaufbringung S250.
Verfahren zum Steuern des Stickstoffoxids im Motor, das die Fahrstrecke berücksichtigt, nach Anspruch 11, ferner aufweisend: ein Bestimmen eines Motorbetriebs S280, das bestimmt, ob der Motor 10 arbeitet oder nicht, nachdem das Berechnen des Korrekturwerts S260 oder dem Nicht-Aufbringen des Korrekturwerts S270, durchgeführt worden ist, wobei, wenn der Motor 10 arbeitet, zum Bestimmen der Korrektursteuerungsbereichserfüllung S210 zurückkehrt wird, und wobei das Verfahren, wenn der Motor 10 beim Bestimmen des Motorbetriebs S280 nicht arbeitet, beendet wird S30.
Verfahren zum Steuern des Stickstoffoxids im Motor, das die Fahrstrecke berücksichtigt, nach einem der Ansprüche 7-12, wobei beim Bestimmen der Umweltbedingungserfüllung S211 und beim Bestimmen der Betriebsbedingungserfüllung S212 das Bestimmen der Umweltbedingungserfüllung S211 nach dem Bestimmen der Betriebsbedingungserfüllung S212 durchgeführt wird.
Verfahren zum Steuern des Stickstoffoxids im Motor, das die Fahrstrecke berücksichtigt, nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Steuern der EGR-Korrektur-Steuerung S300 umfasst: ein Festlegen einer initialen Motorsteuerungsbedingung S310, das abhängig vom Betriebsbereich des Motors 10 einen initialen EGR-Zielwert (EGR _des), der ein initialer Steuerungswert des EGR-Ventils 33 ist, oder eine initiale Einlassverteilerzielsauerstoffkonzentration (Inmani-O2_des) festlegt, die eine initiale Sauerstoffkonzentration im Einlassverteiler ist, festlegt; ein Festlegen einer Korrekturmotorsteuerungsbedingung S320, das einen Korrektur-EGR-Zielwert (EGR _NEW), der den initialen EGR-Zielwert (EGR des) korrigiert, durch ein Addieren eines Korrekturwerts (EGR cor) der beim Erhalten des Korrekturwerts S200 erhaltenen EGR-Rate zum initialen EGR-Zielwert (EGR des) erhält, oder die eine Korrektureinlassverteilerzielsauerstoffkonzentration (Inmani-O2_NEW), welche die initiale Einlassverteilerzielsauerstoffkonzentration korrigiert, durch ein Addieren des beim Erhalten des Korrekturwertes S200 erhaltenen Sauerstoffkonzentrationskorrekturwerts (Inmani-O_cor) des Einlassverteilers zur initialen Einlassverteilerzielsauerstoffkonzentration (Inmani-O2_des) erhält; ein Berechnen einer Motorbetriebsabweichung S330, das eine EGR-Abweichung (EGR _dvt), welche die Differenz zwischen dem Korrektur-EGR-Zielwert (EGR_NEW) und einer tatsächlichen EGR-Rate (EGR_act) ist, oder eine Sauerstoffkonzentrationsabweichung (Inmani-O2_dvt) erhält, welche die Differenz zwischen der Korrektureinlassverteilersauerstoffkonzentration (Inmani-O2_NEW) und einer tatsächlichen Einlassverteilersauerstoffkonzentration (Inmani-O2_act) ist; ein Starten einer EGR-Ventil-Steuerung S340, das eine Steuerung des EGR-Ventils 33 durch ein Berechnen einer Steuerungsmenge des EGR-Ventils 33, welche die EGR-Abweichung (EGR_dvt) oder die Sauerstoffkonzentrationsabweichung (Inmani-O2_dvt) berücksichtigt, startet; ein Berechnen eines endgültigen EGR-Ventil-Steuerungswerts S350, das den endgültigen EGR-Ventil-Steuerungswert (EGR valve Final), der die endgültige Steuerungsmenge des EGR-Ventils 33 ist, durch ein Addieren der abhängig von einem aktuellen Betriebsbereich des Motors 10 festgelegten Öffnungsmenge des EGR-Ventils zur beim Starten der EGR-Ventil-Steuerung S340 berechneten Steuerungsmenge des EGR-Ventils 33 berechnet; und ein Steuern einer Öffnung des EGR-Ventils S360, das die Öffnung des EGR-Ventils 33 mit dem endgültigen EGR-Ventil-Steuerungswert (EGR valve Final) steuert.
Verfahren zum Steuern des Stickstoffoxids im Motor, das die Fahrstrecke berücksichtigt, nach Anspruch 14, wobei das Starten der EGR-Ventil-Steuerung S340 durch einen Proportional-Integral-Differential(PID)-Regler geregelt wird.
Verfahren zum Steuern des Stickstoffoxids im Motor, das die Fahrstrecke berücksichtigt, nach Anspruch 15, wobei das Starten der EGR-Ventil-Steuerung S340 einen Steuerungswert abhängig von der Abweichung einer tatsächlichen Sauerstoffmenge gemäß der EGR-Abweichung (EGR_dvt) oder der Sauerstoffkonzentrationsabweichung (Inmani-O2_dvt) bestimmt.
Verfahren zum Steuern des Stickstoffoxids im Motor, das die Fahrstrecke berücksichtigt, einem der Ansprüche 14 bis 16, ferner umfassend: ein Bestimmen eines Motorbetriebs S370, das bestimmt, ob der Motor 10, nachdem das Steuern der Öffnung des EGR-Ventils S360 durchgeführt worden ist, arbeitet oder nicht, wobei, wenn der Motor 10 arbeitet, zum Festlegen der initialen Motorkontrollbedingung S310 zurückgekehrt wird, und wobei das Verfahren, wenn der Motor 10 beim Bestimmen des Motorbetriebs S370 nicht arbeitet, beendet wird S30.