УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2017 года по МПК F02D21/08 F02D41/18 F02D9/02 F02M26/60 

1. Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Изобретение относится к устройству управления для двигателя внутреннего сгорания.

2. Уровень техники

[0002] В уровне техники раскрыта технология, связанная с управлением объемом EGR для дизельного двигателя, оснащенного устройством EGR, например, в публикации заявки на патент Японии № 2003-166445 (JP 2003-166445 А). Согласно этой технологии, целевая степень открытия впускного дроссельного клапана продолжает вычисляться даже в середине управления с обратной связью посредством клапана EGR в случае, когда как клапан EGR, так и впускной дроссельный клапан подвергаются управлению с обратной связью, и фактическая степень открытия впускного дроссельного клапана, между тем, фиксируется как полное открытие. Затем во время переключения с управления посредством клапана EGR на управление посредством впускного дроссельного клапана, впускной дроссельный клапан инициирует работу из уже вычисленной оптимальной целевой степени открытия, и толчок в результате резкого повышения крутящего момента, который обусловлен переключением, предотвращается.

[0003] Кроме того, согласно технологии, которая раскрыта в JP 2003-166445 А, описанной выше, клапан EGR поддерживается полностью открытым, и постепенное закрытие впускного дроссельного клапана выполняется по мере того, как снижается объем всасываемого воздуха в случае, когда объем EGR является недостаточным несмотря на полное открытие клапана EGR. Затем дифференциальное давление через клапан EGR может быть увеличено, и в силу этого получается большой объем EGR.

[0004] Для подавления ухудшения характеристик по выбросам, объем воздуха двигателя внутреннего сгорания должен точно управляться при целевом значении посредством управления регулирующим клапаном, таким как клапан EGR, и дизельным дроссельным клапаном. Один из важных элементов относительно этого требования заключается в том, чтобы обеспечивать скорость отклика при управлении и сходящиеся рабочие характеристики регулирующего клапана. Параметр, который влияет на скорость отклика при управлении и сходящиеся рабочие характеристики регулирующего клапана, представляет собой дифференциальное давление газа через регулирующий клапан, и скорость отклика при управлении клапана обеспечивается в той мере, в какой дифференциальное давление обеспечивается равным по меньшей мере значению, которое определяется посредством свойств клапана.

[0005] Тем не менее, вышеописанная технология не учитывает ничего относительно дифференциальных давлений через клапан EGR и впускной дроссельный клапан. «Дифференциальное давление в клапане» согласно этому подробному описанию относится к дифференциальному давлению между передним давлением и задним давлением, причем давление газа на стороне впуска целевого клапана представляет собой переднее давление, а давление газа на стороне выпуска целевого клапана представляет собой заднее давление. Соответственно, в состоянии управления, в котором клапан EGR полностью открыт, например, дифференциальное давление через клапан EGR является недостаточным, и скорость отклика при управлении не может обеспечиваться в некоторых случаях. Кроме того, согласно технологии из уровня техники, описанной выше, впускной дроссельный клапан находится в состоянии полного открытия во время переключения с управления клапаном EGR на управление впускным дроссельным клапаном. Соответственно, сразу после того, как инициируется управление впускным дроссельным клапаном, скорость отклика при управлении впускного дроссельного клапана не может быть обеспечена, и быстрая сходимость к целевому значению может быть невозможной. Как описано выше, согласно технологии из уровня техники, описанной выше, скорость отклика при управлении не всегда обеспечивается до и после переключения в случае переключения между управлением клапаном EGR и управлением впускным дроссельным клапаном.

[0006] Если скорость отклика при управлении регулирующего клапана является единственной проблемой, высокое дифференциальное давление через регулирующий клапан может поддерживаться в любой момент времени. Тем не менее, в этом случае ухудшение эффективности использования топлива, которое обусловлено увеличением сопротивления канала потока, приводит к проблеме. Как описано выше, существует компромиссное соотношение между скоростью отклика при управлении регулирующего клапана и эффективностью использования топлива, и требуется разработка технологии, достигающей и того, и другого одновременно.

Раскрытие изобретения

[0007] Изобретение осуществлено с учетом вышеописанных проблем, и его задача заключается в создании устройства управления для двигателя внутреннего сгорания, с помощью которого может обеспечиваться скорость отклика при управлении до и после переключения управления, и может подавляться ухудшение эффективности использования топлива в двигателе внутреннего сгорания, который допускает переключение между управлением объемом свежего воздуха с использованием дизельного дроссельного клапана и управлением объемом свежего воздуха с использованием клапана EGR.

[0008] Для решения задачи, описанной выше, первый вариант осуществления изобретения предусматривает устройство управления для двигателя внутреннего сгорания, причем двигатель внутреннего сгорания имеет дроссельный клапан, размещенный во впускном канале, канал EGR, обеспечивающий рециркуляцию выхлопного газа на сторону за дроссельным клапаном во впускном канале, и клапан EGR, размещенный в канале EGR, и устройство управления выполнено с возможностью осуществления управления объемом свежего воздуха дроссельным клапаном для определения степени закрытия дроссельного клапана посредством управления с обратной связью таким образом, чтобы вызвать приближение объема свежего воздуха или количественного параметра состояния, коррелированного с объемом свежего воздуха, к целевому значению, и управление объемом свежего воздуха клапаном EGR для определения степени открытия клапана EGR посредством управления с обратной связью таким образом, чтобы вызвать приближение объема свежего воздуха или количественного параметра состояния, коррелированного с объемом свежего воздуха, к целевому значению, причем устройство управления включает в себя средство управления дифференциальным давлением для выполнения управления дифференциальным давлением дроссельного клапана и управления дифференциальным давлением клапана EGR, причем управление дифференциальным давлением дроссельного клапана представляет собой управление для приведения в соответствие первого дифференциального давления, которое является разностью между давлением газа на стороне впуска дроссельного клапана и давлением газа на стороне выпуска дроссельного клапана во впускном канале, целевому дифференциальному давлению дроссельного клапана в ходе выполнения управления объемом свежего воздуха клапаном EGR, и управление дифференциальным давлением клапана EGR представляет собой управление для приведения в соответствие второго дифференциального давления, которое является разностью между давлением газа на стороне впуска клапана EGR и давлением газа на стороне выпуска клапана EGR в канале EGR, целевому дифференциальному давлению клапана EGR в ходе выполнения управления объемом свежего воздуха дроссельным клапаном, и средство управления переключением для переключения на управление объемом свежего воздуха клапаном EGR в случае, когда первое дифференциальное давление падает ниже целевого дифференциального давления дроссельного клапана в ходе выполнения управления объемом свежего воздуха посредством дроссельного клапана, и для переключения на управление объемом свежего воздуха посредством дроссельного клапана в случае, если второе дифференциальное давление падает ниже целевого дифференциального давления клапана EGR в ходе выполнения управления объемом свежего воздуха клапаном EGR.

[0009] Во втором варианте осуществления изобретения согласно первому варианту осуществления изобретения, средство управления дифференциальным давлением имеет средство вычисления степени закрытия для вычисления степени закрытия для управления дифференциальным давлением дроссельного клапана, которая представляет собой степень закрытия дроссельного клапана для обеспечения соответствия первого дифференциального давления целевому дифференциальному давлению дроссельного клапана, и выполнено с возможностью управления степенью закрытия дроссельного клапана как степенью закрытия для управления дифференциальным давлением дроссельного клапана в ходе управления дифференциальным давлением дроссельного клапана, и средство управления переключением выполнено с возможностью переключения на управление объемом свежего воздуха посредством клапана EGR в случае, когда степень закрытия дроссельного клапана падает ниже степени закрытия для управления дифференциальным давлением дроссельного клапана в ходе выполнения управления объемом свежего воздуха падает дроссельного клапана.

[0010] В третьем варианте осуществления изобретения согласно второму варианту осуществления изобретения, средство вычисления степени закрытия выполнено с возможностью вычисления степени закрытия для управления дифференциальным давлением дроссельного клапана посредством использования фактического объема свежего воздуха двигателя внутреннего сгорания и количественных параметров состояния газа через дроссельный клапан.

[0011] В четвертом варианте осуществления изобретения согласно второму варианту осуществления изобретения, средство вычисления степени закрытия выполнено с возможностью вычисления степени закрытия для управления дифференциальным давлением дроссельного клапана на основании рабочих условий двигателя внутреннего сгорания и окружающих условий, включающих в себя температуру охлаждающей воды, атмосферное давление или температуру атмосферного воздуха.

[0012] В пятом варианте осуществления изобретения согласно первому варианту осуществления изобретения, средство управления дифференциальным давлением выполнено с возможностью получения фактического значения первого дифференциального давления и определения степени закрытия дроссельного клапана посредством управления с обратной связью таким образом, чтобы вызвать приближение фактического значения к целевому дифференциальному давлению дроссельного клапана в ходе управления дифференциальным давлением дроссельного клапана.

[0013] Шестой вариант осуществления изобретения согласно любому из второго-пятого варианта осуществления изобретения дополнительно включает в себя средство вычисления целевого дифференциального давления дроссельного клапана для вычисления целевого дифференциального давления дроссельного клапана в соответствии со степенью открытия клапана EGR.

[0014] В седьмом варианте осуществления изобретения согласно любому из первого-шестого варианта осуществления изобретения, средство управления дифференциальным давлением имеет средство вычисления степени открытия для вычисления степени открытия для управления дифференциальным давлением клапана EGR, которое представляет собой степень открытия клапана EGR для обеспечения соответствия второго дифференциального давления целевому дифференциальному давлению клапана EGR, и выполнено с возможностью управления степенью открытия клапана EGR как степенью открытия для управления дифференциальным давлением клапана EGR в ходе управления дифференциальным давлением клапана EGR, и средство управления переключением выполнено с возможностью переключения на управление объемом свежего воздуха дроссельным клапаном в случае, когда степень открытия клапана EGR превышает степень открытия для управления дифференциальным давлением клапана EGR в ходе выполнения управления объемом свежего воздуха клапаном EGR.

[0015] В восьмом варианте осуществления изобретения согласно седьмому варианту осуществления изобретения, средство вычисления степени открытия выполнено с возможностью вычисления степени открытия для управления дифференциальным давлением клапана EGR посредством использования фактического объема газа EGR двигателя внутреннего сгорания и количественных параметров состояния газа в клапане EGR.

[0016] В девятом варианте осуществления изобретения согласно седьмому варианту осуществления изобретения, средство вычисления степени открытия выполнено с возможностью вычисления степени открытия для управления дифференциальным давлением клапана EGR на основании рабочих условий двигателя внутреннего сгорания и окружающих условий, включающих в себя температуру охлаждающей воды, атмосферное давление или температуру атмосферного воздуха.

[0017] В десятом варианте осуществления изобретения согласно любому из первого-шестого варианта осуществления изобретения, средство управления дифференциальным давлением выполнено с возможностью получения фактического значения второго дифференциального давления и определения степени открытия клапана EGR посредством управления с обратной связью таким образом, чтобы вызвать приближение фактического значения к целевому дифференциальному давлению клапана EGR в ходе управления дифференциальным давлением клапана EGR.

[0018] Одиннадцатый вариант осуществления изобретения согласно любому из седьмого-десятого варианта осуществления изобретения дополнительно включает в себя средство вычисления целевого дифференциального давления клапана EGR для вычисления целевого дифференциального давления клапана EGR в соответствии со степенью закрытия дроссельного клапана.

[0019] Первый вариант осуществления изобретения выполнен с возможностью разрешения переключения между управлением объемом свежего воздуха дроссельным клапаном для определения степени закрытия дроссельного клапана посредством управления с обратной связью и управлением объемом свежего воздуха посредством клапана EGR для определения степени открытия клапана EGR посредством управления с обратной связью в ходе управления объемом свежего воздуха, при котором объему свежего воздуха или количественному параметру состояния, коррелированному с объемом свежего воздуха, разрешается приближаться к целевому значению. Согласно первому варианту осуществления изобретения, второе дифференциальное давление, которое представляет собой дифференциальное давление в клапане EGR, управляется таким образом, что оно соответствует целевому дифференциальному давлению клапана EGR в ходе выполнения управления объемом свежего воздуха посредством дроссельного клапана, и первое дифференциальное давление, которое представляет собой дифференциальное давление в дроссельном клапане, управляется таким образом, что оно соответствует целевому дифференциальному давлению дроссельного клапана в ходе выполнения управления объемом свежего воздуха посредством клапана EGR. Кроме того, согласно первому варианту осуществления изобретения, переключение с управления объемом свежего воздуха посредством дроссельного клапана на управление объемом свежего воздуха посредством клапана EGR выполняется в случае, если дифференциальное давление в дроссельном клапане падает ниже целевого дифференциального давления дроссельного клапана в ходе выполнения управления объемом свежего воздуха посредством дроссельного клапана, и переключение с управления объемом свежего воздуха с помощью клапана EGR на управление объемом свежего воздуха с помощью дроссельного клапана выполняется в случае, если дифференциальное давление в клапане EGR падает ниже целевого дифференциального давления клапана EGR в ходе выполнения управления объемом свежего воздуха посредством клапана EGR. Дифференциальное давление в клапане, которое используется для управления объемом свежего воздуха, является индексом относительно того, могут или нет обеспечиваться скорость отклика при управлении и сходящиеся рабочие характеристики. Кроме того, дифференциальное давление в клапане, которое не используется для управления объемом свежего воздуха, является индексом эффективности использования топлива. Согласно изобретению, эти дифференциальные давления в клапанах управляются таким образом, что они соответствуют соответствующим целевым дифференциальным давлениям во время переключения управления объемом свежего воздуха, и в силу этого управление для подавления ухудшения эффективности использования топлива может выполняться, в то время как скорость отклика при управлении и сходящиеся рабочие характеристики обеспечиваются до и после переключения.

[0020] Согласно второму варианту осуществления изобретения, вычисляется степень закрытия для управления дифференциальным давлением дроссельного клапана для дифференциального давления в дроссельном клапане таким образом, что оно соответствует целевому дифференциальному давлению дроссельного клапана. Затем переключение с управления объемом свежего воздуха с помощью дроссельного клапана на управление объемом свежего воздуха с помощью клапана EGR выполняется в случае, когда степень закрытия дроссельного клапана падает ниже степени закрытия для управления дифференциальным давлением дроссельного клапана в ходе выполнения управления объемом свежего воздуха с помощью дроссельного клапана. Следовательно, согласно изобретению, время, когда дифференциальное давление в дроссельном клапане достигает целевого дифференциального давления дроссельного клапана, может быть точно определено на основании степени закрытия дроссельного клапана, и в силу этого переключение с управления объемом свежего воздуха с помощью дроссельного клапана на управление объемом свежего воздуха посредством клапана EGR может выполняться в оптимальное время.

[0021] Согласно третьему варианту осуществления изобретения, вычисляется степень закрытия для управления дифференциальным давлением дроссельного клапана для дифференциального давления через дроссельный клапан, чтобы достигать целевого дифференциального давления дроссельного клапана, на основании фактического объема свежего воздуха и количественных параметров состояния газа в дроссельном клапане. В случае, когда коррекция для соответствия окружающим условиям выполняется в ходе управления объемом свежего воздуха для двигателя внутреннего сгорания, эффект коррекции отражается в фактическом объеме свежего воздуха. Следовательно, согласно изобретению, степень закрытия для управления дифференциальным давлением дроссельного клапана, соответствующего окружающим условиям, может вычисляться на основании рабочих условий, включающих в себя фактический объем свежего воздуха.

[0022] Согласно четвертому варианту осуществления изобретения, вычисляется степень закрытия для управления дифференциальным давлением дроссельного клапана для дифференциального давления через дроссельный клапан, чтобы достигать целевого дифференциального давления дроссельного клапана, на основании рабочих условий двигателя внутреннего сгорания и окружающих условий, включающих в себя температуру охлаждающей воды, атмосферное давление или температуру атмосферного воздуха. Следовательно, согласно изобретению, может вычисляться степень закрытия для управления дифференциальным давлением дроссельного клапана, отражающего окружающие условия.

[0023] Согласно пятому варианту осуществления изобретения, дифференциальное давление в дроссельном клапане в ходе выполнения управления объемом свежего воздуха с помощью клапана EGR управляется как целевое дифференциальное давление дроссельного клапана посредством управления с обратной связью. Следовательно, согласно изобретению, дифференциальному давлению в дроссельном клапане в то время, когда выполняется переключение на управление объемом свежего воздуха с помощью дроссельного клапана, может разрешаться точно приближаться к целевому дифференциальному давлению дроссельного клапана.

[0024] Согласно шестому варианту осуществления изобретения, целевое дифференциальное давление дроссельного клапана вычисляется в соответствии со степенью открытия клапана EGR. По мере того, как снижается степень открытия клапана EGR, вероятность немедленного выполнения переключения с управления объемом свежего воздуха с помощью клапана EGR на управление объемом свежего воздуха с помощью дроссельного клапана становится меньшей. Другими словами, степень открытия клапана EGR является индексом для вероятности переключения управления объемом свежего воздуха с управления объемом свежего воздуха с помощью клапана EGR на управление объемом свежего воздуха с помощью дроссельного клапана. Следовательно, согласно изобретению, может выполняться вычисление целевого дифференциального давления дроссельного клапана с учетом вероятности переключения управления объемом свежего воздуха.

[0025] Согласно седьмому варианту осуществления изобретения, вычисляется степень открытия для управления дифференциальным давлением клапана EGR для дифференциального давления в клапане EGR, чтобы достигать целевого дифференциального давления клапана EGR. Затем переключение с управления объемом свежего воздуха с помощью клапана EGR на управление объемом свежего воздуха с помощью дроссельного клапана выполняется в случае, если когда степень открытия клапана EGR превышает степень открытия для управления дифференциальным давлением клапана EGR в ходе выполнения управления объемом свежего воздуха с помощью клапана EGR. Следовательно, согласно изобретению, время, когда дифференциальное давление в клапане EGR достигает целевого дифференциального давления клапана EGR, может быть точно определено на основании степени открытия клапана EGR, и в силу этого переключение с управления объемом свежего воздуха с помощью клапана EGR на управление объемом свежего воздуха с помощью дроссельного клапана может выполняться в оптимальное время.

[0026] Согласно восьмому варианту осуществления изобретения, вычисляется степень открытия для управления дифференциальным давлением клапана EGR для дифференциального давления в клапане EGR, чтобы достигать целевого дифференциального давления клапана EGR, на основании фактического объема газа EGR и количественных параметров состояния газа в клапане EGR. В случае, когда коррекция для соответствия окружающим условиям выполняется в ходе управления объемом свежего воздуха для двигателя внутреннего сгорания, эффект коррекции отражается в фактическом объеме свежего воздуха. Следовательно, согласно изобретению, степень открытия для управления дифференциальным давлением клапана EGR, соответствующего окружающим условиям, может вычисляться на основании рабочих условий, включающих в себя фактический объем свежего воздуха.

[0027] Согласно девятому варианту осуществления изобретения, вычисляется степень открытия для управления дифференциальным давлением клапана EGR для дифференциального давления в клапане EGR для достижения целевого дифференциального давления клапана EGR, на основании рабочих условий двигателя внутреннего сгорания и окружающих условий, включающих в себя температуру охлаждающей воды, атмосферное давление или температуру атмосферного воздуха. Следовательно, согласно изобретению, может вычисляться степень открытия для управления дифференциальным давлением клапана EGR, отражающего окружающие условия.

[0028] Согласно десятому варианту осуществления изобретения, дифференциальное давление в клапане EGR в ходе выполнения управления объемом свежего воздуха с помощью дроссельного клапана управляется как целевое дифференциальное давление клапана EGR посредством управления с обратной связью. Следовательно, согласно изобретению, дифференциальному давлению в клапане EGR в то время, когда выполняется переключение на управление объемом свежего воздуха с помощью клапана EGR, может разрешаться точно приближаться к целевому дифференциальному давлению клапана EGR.

[0029] Согласно одиннадцатому варианту осуществления изобретения, целевое дифференциальное давление клапана EGR вычисляется в соответствии со степенью закрытия дроссельного клапана. По мере того, как возрастает степень закрытия дроссельного клапана (сторона закрытия), вероятность немедленного выполнения переключения с управления объемом свежего воздуха с помощью дроссельного клапана на управление объемом свежего воздуха с помощью клапана EGR становится меньше. Другими словами, степень закрытия дроссельного клапана является индексом для вероятности переключения управления объемом свежего воздуха с управления объемом свежего воздуха с помощью дроссельного клапана на управление объемом свежего воздуха с помощью клапана EGR. Следовательно, согласно изобретению, может выполняться вычисление целевого дифференциального давления клапана EGR с учетом вероятности переключения управления объемом свежего воздуха.

Краткое описание чертежей

[0030] Ниже будут описаны признаки, преимущества и техническая и промышленная значимость примерных вариантов осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых аналогичные номера обозначают аналогичные элементы, и на которых:

Фиг. 1 является схемой, иллюстрирующей конфигурацию системы двигателя, к которой применяется устройство управления согласно варианту 1 осуществления изобретения;

Фиг. 2 является временной диаграммой, иллюстрирующей изменения различных количественных параметров состояния во время переключения функции управления с обратной связью;

Фиг. 3 является схемой для показа переключения функции управления с обратной связью относительно рабочих условий;

Фиг. 4 является схемой, иллюстрирующей карту, задающую целевое дифференциальное давление в клапане Dth, соответствующее фактической степени открытия клапана EGR;

Фиг. 5 является схемой, иллюстрирующей карту, задающую целевое дифференциальное давление в клапане EGR, соответствующее фактической степени закрытия клапана Dth;

Фиг. 6 является блок-схемой управления, на которой функциональные блоки для вычисления минимальной степени A закрытия клапана Dth извлекаются из функций управления ECU;

Фиг. 7 является блок-схемой управления, на которой функциональные блоки для вычисления максимальной степени B открытия клапана EGR извлекаются из функций управления ECU;

Фиг. 8 является блок-схемой способа, иллюстрирующей первую половину процедуры управления объемом свежего воздуха, которая выполняется посредством устройства управления согласно варианту 1 осуществления изобретения;

Фиг. 9 является блок-схемой способа, иллюстрирующей вторую половину процедуры управления объемом свежего воздуха, которая выполняется посредством устройства управления согласно варианту 1 осуществления изобретения;

Фиг. 10 является схемой, иллюстрирующей конфигурацию системы двигателя, к которой применяется устройство управления согласно варианту 2 осуществления изобретения;

Фиг. 11 является блок-схемой управления, на которой функциональные блоки для вычисления минимальной степени A закрытия клапана Dth извлекаются из функций управления ECU согласно варианту 2 осуществления изобретения;

Фиг. 12 является блок-схемой управления, на которой функциональные блоки для вычисления максимальной степени B открытия клапана EGR извлекаются из функций управления ECU согласно варианту 2 осуществления изобретения;

Фиг. 13 является блок-схемой способа, иллюстрирующей первую половину процедуры для управления объемом свежего воздуха, которая выполняется посредством устройства управления согласно варианту 2 осуществления изобретения;

Фиг. 14 является схемой, иллюстрирующей конфигурацию системы двигателя, к которой применяется устройство управления согласно варианту 3 осуществления изобретения;

Фиг. 15 является блок-схемой способа, иллюстрирующей первую половину процедуры для управления объемом свежего воздуха, которая выполняется посредством устройства управления согласно варианту 3 осуществления изобретения; и

Фиг. 16 является блок-схемой способа, иллюстрирующей вторую половину процедуры для управления объемом свежего воздуха, которая выполняется посредством устройства управления согласно варианту 3 осуществления изобретения.

Осуществление изобретения

[0031] Далее в материалах настоящей заявки описаны варианты осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.

[0032] Вариант 1 осуществления

Конфигурация варианта 1 осуществления

Фиг. 1 является схемой, иллюстрирующей конфигурацию системы двигателя, к которой применяется устройство управления согласно варианту 1 осуществления изобретения. Двигатель внутреннего сгорания согласно этому варианту осуществления представляет собой дизельный двигатель с присоединенным турбонагнетателем (далее в материалах настоящей заявки называемый просто «двигателем»). Четыре цилиндра предусмотрены последовательно в основном корпусе 2 двигателя, и размещен инжектор 8 для каждого из цилиндров. Впускной коллектор 4 и выпускной коллектор 6 соединены с основным корпусом 2 двигателя. Впускной канал 10, через который протекает свежий воздух, принимаемый из воздушного фильтра 20, соединяется со впускным коллектором 4. Компрессор 14 турбонагнетателя соединен с впускным каналом 10. Во впускном канале 10 дизельный дроссельный клапан 24 (далее в материалах настоящей заявки также называемый «клапаном Dth») расположен на стороне выпуска компрессора 14. В впускном канале 10, промежуточный охладитель 22 предусмотрен между компрессором 14 и клапаном 24 Dth. Выпускной канал 12, который выпускает выхлопной газ, выходящий из основного корпуса 2 двигателя, в атмосферу, соединяется с выпускным коллектором 6. Турбина 16 турбонагнетателя соединен с выпускным каналом 12. Турбонагнетатель представляет собой турбонагнетатель с переменной пропускной способностью, и турбина 16 оснащена регулируемым соплом 18. В выпускном канале 12, устройство 26 катализатора для управления выхлопными газами располагается на стороне выпуска турбины 16.

[0033] Двигатель 2 согласно этому варианту осуществления снабжен устройством EGR, которое обеспечивает рециркуляцию выхлопного газа из системы выпуска выхлопных газов в систему впуска. Устройство EGR соединяет позицию на стороне выпуска клапана 24 Dth во впускном канале 10 с выпускным коллектором 6 посредством канала 30 EGR. Клапан 32 EGR располагается в канале 30 EGR. В канале 30 EGR предусмотрен охладитель 34 EGR на стороне выпуска выхлопных газов клапана 32 EGR. Обходной канал 36, который обходит охладитель 34 EGR, расположен в канале 30 EGR. Обходной клапан 38, который переключает направление, в котором протекает выхлопной газ, расположен в месте, в котором обходной канал 36 соединяется с каналом 30 EGR после ответвления от канала 30 EGR.

[0034] Система двигателя согласно этому варианту осуществления снабжена электронным блоком 50 управления (ECU). ECU 50 представляет собой устройство управления, которое полностью управляет всей системой двигателя. Устройство управления согласно этому варианту осуществления осуществлено в качестве функции ECU 50.

[0035] ECU 50 принимает и обрабатывает сигналы датчиков системы двигателя. Датчики соединены с различными местами в системе двигателя. Расходомер 54 воздуха, который определяет фактический объем ʺgadlyʺ свежего воздуха, соединен с впускным каналом 10 на стороне выпуска воздушного фильтра 20. Кроме того, температурный датчик 56, который определяет температуру ʺthiaʺ газа перед клапаном Dth, и датчик 58 давления, который определяет давление ʺpiaʺ газа перед клапаном Dth, соединен с впускным каналом 10 на стороне впуска клапана 24 Dth. Кроме того, датчик 60 степени открытия, который определяет фактическую степень закрытия клапана Dth, соединен с клапаном 24 Dth. Датчик 62 давления на впуске, который определяет давление ʺpimʺ на впуске, соединен с впускным каналом 10 на стороне выпуска клапана 24 Dth. Температурный датчик 72, который определяет температуру газа во впускном коллекторе, соединен к впускному коллектору 4. Датчик 64 давления, который определяет давление ʺpegrʺ газа перед клапаном EGR, и температурный датчик 66, который определяет температуру ʺthegrʺ газа перед клапаном EGR, соединены с каналом 30 EGR на стороне впуска клапана 32 EGR. Датчик 68 степени открытия, который определяет фактическую степень открытия клапана EGR, соединен с клапаном 32 EGR. Кроме того, также соединены датчик 52 скорости вращения, который определяет скорость вращения коленчатого вала, датчик 70 степени открытия акселератора, который выводит сигнал, соответствующий степени открытия педали акселератора, и т.п. ECU 50 управляет каждым актуатором в соответствии с заданной управляющей программой посредством обработки сигнала, принимаемого из каждого из датчиков. Исполнительные механизмы, управляемые ECU 50, включают в себя регулируемое сопло 18, инжектор 8, клапан 32 EGR и клапан 24 Dth. Несколько исполнительных механизмов и датчиков, отличных от тех, что проиллюстрированы на чертеже, также соединены с ECU 50, но их описание не будет приведено в этом описании.

[0036] Работа варианта 1 осуществления

Виды управления двигателем, которые выполняются посредством ECU 50, включают в себя управление объемом свежего воздуха. В ходе управления объемом свежего воздуха согласно этому варианту осуществления, рабочая величина клапана 24 Dth или клапана 32 EGR определяется посредством управления с обратной связью таким образом, что фактический объем свежего воздуха или количественный параметр состояния, коррелированный с фактическим объемом свежего воздуха, таких как фактическая скорость EGR и фактический объем газа EGR, становится целевым значением.

[0037] Когда рабочая величина клапана 24 Dth и рабочая величина клапана 32 EGR подвергаются обратной связи одновременно, возникает ухудшение характеристик управляемости, обусловленное помехами. В этом отношении, в ходе управления объемом свежего воздуха согласно этому варианту осуществления, управление с обратной связью объемом свежего воздуха с использованием клапана 24 Dth (далее в материалах настоящей заявки называемое «управлением объемом свежего воздуха посредством клапана Dth») и управление с обратной связью объемом свежего воздуха с использованием клапана 32 EGR (далее в материалах настоящей заявки называемое «управлением объемом свежего воздуха посредством клапана EGR») переключаются и выполняются.

[0038] Скорость отклика при управлении и сходящиеся рабочие характеристики в ходе выполнения управления объемом свежего воздуха посредством клапана Dth ухудшаются по мере того, как снижается разность давлений между давлением газа на стороне впуска клапана 24 Dth и давлением газа на стороне выпуска клапана 24 Dth во впускном канале 10 (далее в материалах настоящей заявки называемая «дифференциальным давлением в клапане Dth»). Соответственно, в случае, когда переключение функции управления с обратной связью выполняется с управления объемом свежего воздуха посредством клапана Dth на управление объемом свежего воздуха посредством клапана EGR, переключение функции управления с обратной связью должно выполняться в диапазоне, в котором дифференциальное давление в клапане Dth имеет дифференциальное давление, при котором может обеспечиваться скорость отклика при управлении. Тем не менее, в случае, когда переключение функции управления с обратной связью выполняется с управления объемом свежего воздуха посредством клапана Dth на управление объемом свежего воздуха посредством клапана EGR в диапазоне, в котором дифференциальное давление в клапане Dth имеет дифференциальное давление, при котором может обеспечиваться скорость отклика при управлении, сопротивление канала потока увеличивается, и ухудшение эффективности использования топлива вытекает по мере того, как возрастает дифференциальное давление в клапане Dth.

[0039] В этом отношении, в ходе управления объемом свежего воздуха согласно этому варианту осуществления, переключение функции управления с обратной связью с управления объемом свежего воздуха посредством клапана Dth на управление объемом свежего воздуха посредством клапана EGR выполняется в случае, когда дифференциальное давление в клапане Dth падает ниже минимального дифференциального давления, при котором может обеспечиваться скорость отклика при управлении (далее в материалах настоящей заявки называемое «минимальным дифференциальным давлением в клапане Dth») в ходе выполнения управления объемом свежего воздуха посредством клапана Dth. Аналогично, в случае, когда выполняется переключение функции управления с обратной связью с управления объемом свежего воздуха посредством клапана EGR на управление объемом свежего воздуха посредством клапана Dth, переключение функции управления с обратной связью выполняется в случае, когда разность давлений между давлением газа на стороне впуска клапана 32 EGR и давлением газа на стороне выпуска клапана 32 EGR в канале EGR 30 (далее в материалах настоящей заявки называемая «дифференциальным давлением в клапане EGR») падает ниже минимального дифференциального давления, при котором может обеспечиваться скорость отклика при управлении (далее в материалах настоящей заявки называемого «минимальным дифференциальным давлением в клапане EGR») в ходе выполнения управления объемом свежего воздуха посредством клапана EGR.

[0040] Когда дифференциальное давление в клапане EGR в ходе переключения не управляется как минимальное дифференциальное давление в клапане EGR в ходе переключения функции управления с обратной связью с управления объемом свежего воздуха посредством клапана Dth на управление объемом свежего воздуха посредством клапана EGR, скорость отклика при управлении сразу после переключения и эффективность использования топлива сразу после переключения ухудшаются. В этом отношении, в ходе управления объемом свежего воздуха согласно этому варианту осуществления, управление дифференциальным давлением для поддержания дифференциального давления в клапане EGR в ходе переключения равным минимальному дифференциальному давлению в клапане EGR (далее в материалах настоящей заявки, называемое «управлением дифференциальным давлением клапана EGR») выполняется в ходе переключения функции управления с обратной связью с управления объемом свежего воздуха посредством клапана Dth на управление объемом свежего воздуха посредством клапана EGR. Аналогично, в ходе переключения функции управления с обратной связью с управления объемом свежего воздуха посредством клапана EGR на управление объемом свежего воздуха посредством клапана Dth, выполняется управление дифференциальным давлением для поддержания дифференциального давления в клапане Dth в ходе переключения равным минимальному дифференциальному давлению в клапане Dth (далее в материалах настоящей заявки называемое «управлением дифференциальным давлением клапана Dth»).

[0041] Далее в материалах настоящей заявки будет подробно описано переключение функции управления с обратной связью и управление дифференциальным давлением в ходе управления объемом свежего воздуха согласно этому варианту осуществления в отношении временной диаграммы. Фиг. 2 является временной диаграммой, иллюстрирующей изменения различных количественных параметров состояния во время переключения функции управления с обратной связью. Как проиллюстрировано на чертеже, в ходе управления объемом свежего воздуха посредством клапана Dth, степень закрытия клапана Dth определяется посредством управления с обратной связью таким образом, что фактический объем свежего воздуха, который является фактическим значением объема свежего воздуха, приближается к целевому объему свежего воздуха, который является целевым значением. Кроме того, управление дифференциальным давлением клапана EGR выполняется совместно с управлением объемом свежего воздуха посредством клапана Dth в ходе выполнения управления объемом свежего воздуха посредством клапана Dth. В ходе управления дифференциальным давлением клапана EGR степень открытия клапана EGR обрабатывается таким образом, что дифференциальное давление в клапане EGR приближается к минимальному дифференциальному давлению в клапане EGR. Далее подробно будет описано управление дифференциальным давлением клапана EGR.

[0042] Когда целевой объем свежего воздуха увеличивается в ходе управления объемом свежего воздуха посредством клапана Dth, степень закрытия клапана Dth снижается (изменяется в направлении стороны открытия) в ответ на увеличение целевого объема свежего воздуха. В это время, дифференциальное давление в клапане Dth уменьшается в ответ на снижение степени закрытия клапана Dth. Затем в случае, если дифференциальное давление в клапане Dth падает ниже минимального дифференциального давления в клапане Dth, управление объемом свежего воздуха переключается с управления объемом свежего воздуха посредством клапана Dth на управление объемом свежего воздуха посредством клапана EGR. Дифференциальное давление в клапане EGR в ходе переключения управляется как минимальное дифференциальное давление в клапане EGR посредством управления дифференциальным давлением клапана EGR.

[0043] После того, как инициируется управление объемом свежего воздуха посредством клапана EGR, степень открытия клапана EGR определяется посредством управления с обратной связью таким образом, что фактический объем свежего воздуха приближается к целевому объему свежего воздуха. Кроме того, управление дифференциальным давлением клапана Dth выполняется совместно с управлением объемом свежего воздуха посредством клапана EGR в ходе выполнения управления объемом свежего воздуха посредством клапана EGR. В ходе управления дифференциальным давлением клапана Dth, степень закрытия клапана Dth обрабатывается таким образом, что дифференциальное давление в клапане Dth приближается к минимальному дифференциальному давлению в клапане Dth. Далее будет подробно описано управление дифференциальным давлением клапана Dth.

[0044] После переключения на управление объемом свежего воздуха посредством клапана EGR, степень открытия клапана EGR снижается (изменяется в направлении стороны закрытия) в ответ на увеличение целевого объема свежего воздуха. Между тем, дифференциальное давление в клапане Dth поддерживается равным минимальному дифференциальному давлению в клапане Dth посредством управления дифференциальным давлением клапана Dth.

[0045] Затем, когда целевой объем свежего воздуха снижается в ходе управления объемом свежего воздуха посредством клапана EGR, степень открытия клапана EGR увеличивается (изменяется в направлении стороны открытия) в ответ на снижение целевого объема свежего воздуха. В это время, дифференциальное давление в клапане EGR уменьшается в ответ на увеличение степени открытия клапана EGR. Затем, когда дифференциальное давление в клапане EGR падает ниже минимального дифференциального давления в клапане EGR, при котором может обеспечиваться скорость отклика при управлении, функция управления с обратной связью переключается с управления объемом свежего воздуха с помощью клапана EGR на управление объемом свежего воздуха с помощью клапана Dth.

[0046] Согласно управлению объемом свежего воздуха, описанному выше, переключение с управления объемом свежего воздуха с помощью клапана Dth в состоянии, в котором дифференциальное давление в клапане Dth представляет собой минимальное дифференциальное давление в клапане Dth, на управление объемом свежего воздуха с помощью клапана EGR в состоянии, в котором дифференциальное давление в клапане EGR представляет собой минимальное дифференциальное давление в клапане EGR, возникает в ходе увеличения объема свежего воздуха. Кроме того, согласно управлению объемом свежего воздуха, описанному выше, переключение с управления объемом свежего воздуха посредством клапана EGR в состоянии, в котором дифференциальное давление в клапане EGR представляет собой минимальное дифференциальное давление в клапане EGR, на управление объемом свежего воздуха с помощью клапана Dth в состоянии, в котором дифференциальное давление в клапане Dth представляет собой минимальное дифференциальное давление в клапане Dth, возникает в ходе снижения объема свежего воздуха. Соответственно, ухудшение скорости отклика при управлении может подавляться до и после переключения функции управления с обратной связью, и может минимизироваться ухудшение эффективности использования топлива.

[0047] На временной диаграмме, которая проиллюстрирована на фиг. 2, степень закрытия клапана Dth управляется таким образом, что дифференциальное давление в клапане Dth становится минимальным дифференциальным давлением в клапане Dth, в ходе управления дифференциальным давлением клапана Dth в ходе выполнения управления объемом свежего воздуха с помощью клапана EGR. Тем не менее, в ходе выполнения управления объемом свежего воздуха с помощью клапана EGR, имеется незначительная потребность в поддержании дифференциального давления в клапане Dth равным минимальному дифференциальному давлению в клапане Dth, который должен быть подготовлен к переключению функции управления с обратной связью в той мере, в какой маловероятно то, что функция управления с обратной связью должна немедленно переключаться на управление объемом свежего воздуха с помощью клапана Dth в текущих рабочих условиях. Другими словами, повышение эффективности использования топлива, которое обусловлено снижением сопротивления канала потока, ожидается в той мере, в какой степень закрытия клапана Dth дополнительно может уменьшаться (изменяться в направлении стороны открытия) в случае таких рабочих условий.

[0048] Фиг. 3 является схемой для показа переключения функции управления с обратной связью относительно рабочих условий. Как проиллюстрировано на чертеже, в ходе управления объемом свежего воздуха согласно этому варианту осуществления, функция управления с обратной связью переключается с управления объемом свежего воздуха посредством клапана Dth на управление объемом свежего воздуха посредством клапана EGR, когда скорость вращения и объем впрыска увеличиваются. После того, как выполняется переключение на управление объемом свежего воздуха посредством клапана EGR, степень открытия клапана EGR снижается (изменяется в направлении стороны закрытия) по мере того, как возрастают скорость вращения и объем впрыска. В этом отношении, степень открытия клапана EGR может использоваться в качестве индекса для определения вероятности переключения функции управления с обратной связью с управления объемом свежего воздуха посредством клапана EGR на управление объемом свежего воздуха посредством клапана Dth.

[0049] В ходе управления объемом свежего воздуха согласно этому варианту осуществления, целевое значение дифференциального давления в клапане Dth в ходе управления дифференциальным давлением клапана Dth (далее в материалах настоящей заявки называемое «целевым дифференциальным давлением в клапане Dth») изменяется на основании степени открытия клапана EGR в ходе выполнения управления объемом свежего воздуха посредством клапана EGR. Фиг. 4 является схемой, иллюстрирующей карту, задающую целевое дифференциальное давление в клапане Dth, соответствующее фактической степени открытия клапана EGR. Как проиллюстрировано на чертеже, целевое дифференциальное давление в клапане Dth может вычисляться на основании фактической степени открытия клапана EGR. Более конкретно, целевое дифференциальное давление в клапане Dth по существу вычисляется как значение минимального дифференциального давления в клапане Dth и вычисляется таким образом, что оно ниже минимального дифференциального давления в клапане Dth в частичной области, в которой вероятность переключения функции управления с обратной связью является низкой, т.е. в частичной области, в которой фактическая степень открытия клапана EGR находится дальше на стороне закрытия, чем заданная степень α открытия. Заданная степень α открытия может быть степенью открытия EGR, при которой дифференциальное давление в клапане Dth может управляться как минимальное дифференциальное давление в клапане Dth в период до тех пор, пока дифференциальное давление в клапане EGR не упадет ниже минимального дифференциального давления в клапане EGR с учетом рабочего цикла управления для управления дифференциальным давлением клапана Dth, рабочего цикла управления для управления объемом свежего воздуха с помощью клапана EGR, скорости отклика при управлении клапана Dth 24 и клапана 32 EGR и т.п. Согласно этому управлению, дифференциальное давление в клапане Dth во время отсутствия переключения функции управления с обратной связью может быть ниже минимального дифференциального давления в клапане Dth, в то время как дифференциальное давление в клапане Dth в ходе переключения функции управления с обратной связью реализует минимальное дифференциальное давление в клапане Dth. Соответственно, дополнительно может повышаться эффективность использования топлива, в то время как скорость отклика при управлении обеспечивается до и после переключения функции управления с обратной связью.

[0050] При управлении объемом свежего воздуха, описанном выше, управление для изменения дифференциального давления в клапане Dth до значения, меньшего минимального дифференциального давления в клапане Dth, выполняется в ходе управления дифференциальным давлением клапана Dth в ходе выполнения управления объемом свежего воздуха с помощью клапана EGR. Аналогично, управление для изменения дифференциального давления в клапане EGR до значения, меньшего минимального дифференциального давления в клапане EGR, может выполняться в ходе управления дифференциальным давлением клапана EGR в ходе выполнения управления объемом свежего воздуха посредством клапана Dth. В этом случае, целевое дифференциальное давление в клапане EGR, соответствующее фактической степени закрытия клапана Dth, может вычисляться посредством использования карты, заданной таким образом, что целевое значение дифференциального давления в клапане EGR (далее в материалах настоящей заявки называемое «целевым дифференциальным давлением в клапане EGR») меньше минимального дифференциального давления в клапане EGR в области, в которой вероятность переключения функции управления с обратной связью является низкой, т.е. в частичной области, в которой фактическая степень закрытия клапана Dth находится на стороне закрытия. Ниже будет подробно описано вычисление целевого дифференциального давления в клапане EGR.

[0051] Фиг. 5 является схемой, иллюстрирующей карту, задающую целевое дифференциальное давление в клапане EGR, соответствующее фактической степени закрытия клапана Dth. Как проиллюстрировано на чертеже, целевое дифференциальное давление в клапане EGR может вычисляться на основании фактической степени закрытия клапана Dth. Более конкретно, целевое дифференциальное давление в клапане EGR по существу вычисляется как значение минимального дифференциального давления в клапане EGR и вычисляется таким образом, что оно ниже минимального дифференциального давления в клапане EGR в частичной области, в которой вероятность переключения функции управления с обратной связью является низкой, т.е. в частичной области, в которой фактическая степень закрытия клапана Dth находится дальше на стороне закрытия, чем заданная степень β закрытия. Заданная степень β закрытия может быть степенью закрытия клапана Dth, при которой дифференциальное давление в клапане EGR может управляться как минимальное дифференциальное давление в клапане EGR в период до тех пор, пока дифференциальное давление в клапане Dth не упадет ниже минимального дифференциального давления в клапане Dth с учетом рабочего цикла управления для управления дифференциальным давлением клапана EGR, рабочего цикла управления для управления объемом свежего воздуха с помощью клапана Dth, скорости отклика при управлении клапана 24 Dth и клапана 32 EGR и т.п. Согласно этому управлению, дифференциальное давление в клапане EGR во время отсутствия переключения функции управления с обратной связью может быть ниже минимального дифференциального давления в клапане EGR, в то время как дифференциальное давление в клапане EGR в ходе переключения функции управления с обратной связью реализует минимальное дифференциальное давление в клапане EGR. Соответственно, дополнительно может повышаться эффективность использования топлива, в то время как скорость отклика при управлении обеспечивается до и после переключения функции управления с обратной связью.

[0052] Далее в материалах настоящей заявки будет подробно описано управление дифференциальным давлением клапана Dth, которое выполняется в ходе управления объемом свежего воздуха согласно этому варианту осуществления, со ссылкой на фиг. 6. В ходе управления дифференциальным давлением клапана Dth согласно этому варианту осуществления, минимальная степень закрытия клапана Dth для обеспечения целевого дифференциального давления в клапане Dth (далее в материалах настоящей заявки называемая «минимальной степенью A закрытия клапана Dth») вычисляется сначала на основании рабочих условий, включающих в себя фактический объем свежего воздуха. Затем степень закрытия клапана Dth управляется как вычисленная минимальная степень A закрытия клапана Dth посредством управления с прямой связью.

[0053] Фиг. 6 является блок-схемой управления, на которой функциональные блоки для вычисления минимальной степени A закрытия клапана Dth извлекаются из функций управления ECU 50. Вычислительный блок 501, который проиллюстрирован на этом чертеже, представляет собой функциональный блок, который выполняет вычисление карты, проиллюстрированной на фиг. 4, и вычисляет целевое дифференциальное давление в клапане Dth посредством приема ввода фактической степени открытия клапана EGR. Вычислительный блок 502 представляет собой функциональный блок, который вычисляет эффективную область открытия клапана 24 Dth. Фактический объем ʺgadlyʺ свежего воздуха, давление ʺpiaʺ перед клапаном Dth и температура ʺthiaʺ газа перед клапаном Dth вводятся в вычислительный блок 502. Целевое давление ʺpimtrgʺ на впуске, которое вычисляется посредством вычитания целевого дифференциального давления в клапане Dth, вычисляемого посредством вычислительного блока 501, из давления ʺpiaʺ перед клапаном Dth, также вводится в вычислительный блок 502. В вычислительном блоке 503 эффективная область ʺadthʺ открытия клапана 24 Dth в случае, когда реализовано целевое дифференциальное давление в клапане Dth, вычисляется посредством использования формулы расчета сопла, показанной в нижеследующем уравнении (1). В нижеследующем уравнении (1), κ представляет удельную теплоемкость, и R представляет газовую постоянную.

[0054] уравнение 1

[0055] Эффективная область ʺadthʺ открытия клапана 24 Dth, вычисляемая посредством вычислительного блока 502, вводится в вычислительный блок 503. В вычислительном блоке 503 минимальная степень A закрытия клапана Dth, которая соответствует входной эффективной области ʺadthʺ открытия клапана 24 Dth, вычисляется посредством использования карты свойства, в которой задается свойство степени закрытия клапана Dth относительно эффективной области открытия клапана Dth.

[0056] В ходе управления объемом свежего воздуха, коррекция согласно окружающим условиям для отражения окружающих условий в целевом объеме свежего воздуха выполняется таким образом, что требуемый крутящий момент реализуется даже в окружении с низкой температурой атмосферного воздуха, окружении с низкой температурой воды или окружении с низким давлением. Поскольку фактический объем свежего воздуха является значением, отражающим содержимое коррекции согласно окружающим условиям, вышеописанная минимальная степень A закрытия клапана Dth может вычисляться как значение, которое соответствует окружающим условиям. Следовательно, согласно управлению объемом свежего воздуха этого варианта осуществления, управление дифференциальным давлением клапана Dth, которое соответствует окружающим условиям, может выполняться посредством управления степенью закрытия клапана Dth как минимальной степенью A закрытия клапана Dth.

[0057] Далее в материалах настоящей заявки будет подробно описано управление дифференциальным давлением клапана EGR, которое выполняется в ходе управления объемом свежего воздуха согласно этому варианту осуществления, со ссылкой на фиг. 7. В ходе управления дифференциальным давлением клапана EGR согласно этому варианту осуществления, максимальная степень открытия клапана EGR для обеспечения целевого дифференциального давления в клапане EGR (далее в материалах настоящей заявки называемая «максимальной степенью B открытия клапана EGR») вычисляется сначала на основании рабочих условий, включающих в себя фактический объем газа EGR. Затем степень открытия клапана EGR управляется как вычисленная максимальная степень B открытия клапана EGR посредством управления с прямой связью.

[0058] Фиг. 7 является блок-схемой управления, на которой функциональные блоки для вычисления максимальной степени B открытия клапана EGR извлекаются из функций управления ECU 50. Вычислительный блок 511, который проиллюстрирован на этом чертеже, вычисляет целевое дифференциальное давление в клапане EGR посредством приема ввода фактической степени закрытия клапана Dth. Вычислительный блок 512 представляет собой функциональный блок, который вычисляет эффективную область открытия клапана 32 EGR. Фактическое количество ʺgegrʺ газа EGR, давление ʺpegrʺ перед клапаном EGR и температура ʺthegrʺ газа перед клапаном EGR вводятся в вычислительный блок 512. Целевое давление ʺpimtrgʺ на впуске, которое вычисляется посредством вычитания целевого дифференциального давления в клапане EGR, вычисляемого посредством вычислительного блока 511 вычислений, из давления ʺpegrʺ перед клапаном EGR, также вводится в вычислительный блок 512. Фактическое количество ʺgegrʺ газа EGR вычисляется посредством дифференцирования фактического объема свежего воздуха из фактического объема приточного воздуха в цилиндрах. В это время, фактический объем приточного воздуха в цилиндрах может вычисляться с помощью функции, которая использует фактическое давление на впуске, которое определяется посредством датчика 62 давления на впуске, и температуры газа во впускном коллекторе, которая определяется посредством температурного датчика 72. В вычислительном блоке 513 эффективная область ʺaegrʺ открытия клапана 32 EGR в случае, когда реализовано целевое дифференциальное давление в клапане EGR, вычисляется посредством использования формулы расчета сопла, показанной в нижеследующем уравнении (2). В нижеследующем уравнении (2), κ представляет удельную теплоемкость, и R представляет газовую постоянную.

[0059] уравнение 2

[0060] Эффективная область ʺaegrʺ открытия клапана 32 EGR, вычисленная посредством вычислительного блока 512, вводится в вычислительный блок 513. В вычислительном блоке 513 максимальная степень B открытия клапана EGR, которая соответствует входной эффективной области ʺaegrʺ открытия клапана 32 EGR, вычисляется посредством использования карты свойства, в которой задается свойство степени открытия клапана EGR относительно эффективной области открытия клапана EGR.

[0061] Поскольку фактический объем газа EGR является значением, отражающим контент коррекции согласно окружающим условиям, как и в случае с вышеописанным фактическим объемом свежего воздуха, максимальная степень B открытия клапана EGR, которая вычисляется на основании рабочих условий, включающих в себя фактический объем газа EGR, может вычисляться как значение, которое соответствует окружающим условиям. Следовательно, согласно управлению объемом свежего воздуха этого варианта осуществления, управление дифференциальным давлением клапана EGR, которое соответствует окружающим условиям, может выполняться посредством управления степенью открытия клапана EGR как максимальной степенью B открытия клапана EGR.

[0062] Конкретная обработка варианта 1 осуществления

Далее в материалах настоящей заявки будет подробно описана конкретная обработка в ходе управления объемом свежего воздуха, описанного выше, со ссылкой на блок-схему способа. Фиг. 8 является блок-схемой способа, иллюстрирующей первую половину процедуры для управления объемом свежего воздуха, которая выполняется посредством ECU 50 согласно варианту 1 осуществления изобретения. Фиг. 9 является блок-схемой способа, иллюстрирующей вторую половину процедуры для управления объемом свежего воздуха, которая выполняется посредством ECU 50 согласно варианту 1 осуществления изобретения.

[0063] На этапе S1 процедуры, которая проиллюстрирована на фиг. 8, целевой объем свежего воздуха вычисляется из скорости вращения двигателя, которая измеряется из сигнала датчика 52 скорости вращения, и объема впрыска топлива, который получается из сигнала датчика 70 степени открытия акселератора. На этапе S2, фактический объем свежего воздуха определяется из сигнала расходомера 54 воздуха. На этапе S3, давление газа перед клапаном Dth определяется из сигнала датчика 58 давления. На этапе S4, давление газа перед клапаном EGR определяется из сигнала датчика 64 давления. Обработка вышеописанных этапов представляет собой обработку для получения данных, требуемых для обработки на этапах, которые описываются ниже. Соответственно, порядок этих этапов может быть надлежащим образом изменен.

[0064] Затем на этапе S5, выполняется обработка для вычисления целевого дифференциального давления в клапане Dth. Более конкретно, на этапе S5, целевое дифференциальное давление в клапане Dth, которое соответствует фактической степени открытия клапана EGR, которая получается из сигнала датчика 68 степени открытия, вычисляется посредством использования карты, проиллюстрированной на фиг. 4, которая задает взаимосвязь между фактической степенью открытия клапана EGR и целевым дифференциальным давлением в клапане Dth. Затем на этапе S6, целевое дифференциальное давление в клапане EGR, которое соответствует фактической степени закрытия клапана Dth, которая получается из сигнала датчика 60 степени открытия, вычисляется посредством использования карты, проиллюстрированной на фиг. 5, которая задает взаимосвязь между фактической степенью открытия клапана Dth и целевым дифференциальным давлением в клапане EGR.

[0065] Затем на этапе S7, вычисляется минимальная степень A закрытия клапана Dth. Более конкретно, на этапе S7, минимальная степень A закрытия клапана Dth вычисляется, посредством использования формулы расчета сопла, показанной в вышеприведенном уравнении (1), из целевого дифференциального давления в клапане Dth, вычисленного на этапе S5, давления газа перед клапаном Dth, вычисленного на этапе S3, фактического объема свежего воздуха, вычисленного на этапе S2, и температуры газа перед клапаном Dth, полученной из сигнала температурного датчика 56.

[0066] Затем на этапе S8, вычисляется максимальная степень B открытия клапана EGR. Более конкретно, на этапе S8, максимальная степень B открытия клапана EGR вычисляется, посредством использования формулы расчета сопла, показанной в вышеприведенном уравнении (2), из фактического объема газа EGR, вычисленного из температуры газа во впускном коллекторе, полученной из сигнала температурного датчика 72, давления на впуске, полученного из датчика 62 давления на впуске, и фактического объема свежего воздуха, вычисленного на этапе S2, целевого дифференциального давления в клапане EGR, вычисленного на этапе S6, давления газа перед клапаном EGR, вычисленного на этапе S4, и температуры газа перед клапаном EGR, полученной из сигнала температурного датчика 66.

[0067] Обработка переходит к этапу S9, который проиллюстрирован на фиг. 9, после обработки этапа S8, который проиллюстрирован на фиг. 8. На этапе S9, определяется то, запущен или нет только что двигатель. Сгорание с большой вероятностью должно становиться неустойчивым сразу после того, как двигатель запущен посредством выполнения проворачивания коленчатого вала. В материалах настоящей заявки, определяется то, истек или нет период, в который сгорание является неустойчивым сразу после запуска двигателя, например, на основании того, истек или нет заданный период времени с момента воспламенения посредством проворачивания коленчатого вала, и того, достигает или нет температура охлаждающей воды заданной температуры воды. В случае, если в результате определения определяется то, что двигатель только что запущен, определяется то, что должно выполняться управление объемом свежего воздуха с помощью клапана EGR, которое является более безопасным из управления объемом свежего воздуха с помощью клапана EGR и управления объемом свежего воздуха с помощью клапана Dth, которые включены в управление объемом свежего воздуха. Затем обработка переходит к этапу S11 (описан ниже).

[0068] В случае, когда на этапе S9 определяется то, что двигатель не запущен только что, напротив, обработка переходит к следующему этапу S10, и определяется присутствие или отсутствие случая, в котором объем свежего воздуха управляется клапаном EGR. Более конкретно, определяется то, представляет собой результат во время вычисления в предыдущей процедуре или нет управление объемом свежего воздуха с помощью клапана EGR. В случае, если в результате определения определяется то, что случай, в котором объем свежего воздуха управляется с помощью клапана EGR, отсутствует, определяется то, что случай, в котором объем свежего воздуха управляется с клапаном Dth, присутствует. Затем обработка переходит к этапу S14 (описан ниже).

[0069] В случае, если на этапе S10 определяется то, что случай, в котором объем свежего воздуха управляется с помощью клапана EGR, присутствует, напротив, обработка переходит к следующему этапу S11. На этапе S11, управление объемом свежего воздуха посредством клапана EGR и управление дифференциальным давлением клапана Dth выполняются совместно друг с другом. В ходе управления объемом свежего воздуха посредством клапана EGR, степень открытия клапана EGR определяется посредством управления с обратной связью таким образом, что фактический объем свежего воздуха, определенный на этапе S2, приближается к целевому объему свежего воздуха, вычисленному на этапе S1. Помимо этого, в ходе управления дифференциальным давлением клапана Dth, выполняется задание степени закрытия клапана Dth как минимальной степени A закрытия клапана Dth, вычисленной на этапе S7.

[0070] Затем на этапе S12 определяется то, превышает или нет фактическая степень открытия клапана EGR максимальную степень B открытия клапана EGR, вычисленную на этапе S8, в результате выполнения управления объемом свежего воздуха с помощью клапана EGR. В случае, если в результате выполнения фактическая степень открытия клапана EGR равна или меньше максимальной степени B открытия клапана EGR, определяется то, что управление объемом свежего воздуха с помощью клапана EGR должно непрерывно выполняться, и эта процедура временно завершается. Затем процедура, проиллюстрированная на фиг. 8 и 9, выполняется снова с начала.

[0071] В случае, когда на этапе S12 определяется то, что фактическая степень открытия клапана EGR превышает максимальную степень B открытия клапана EGR, определяется то, что дифференциальное давление в клапане EGR ниже минимального дифференциального давления в клапане EGR. Затем обработка переходит к следующему этапу S13, и выполняется переключение функции управления с обратной связью в ходе управления объемом свежего воздуха. В частности, на этапе S13, функция управления с обратной связью в ходе управления объемом свежего воздуха переключается с управления объемом свежего воздуха с помощью клапана EGR на управление объемом свежего воздуха с помощью клапана Dth.

[0072] Затем на этапе S14, управление объемом свежего воздуха с помощью клапана Dth и управление дифференциальным давлением клапана EGR выполняются совместно друг с другом. В ходе управления объемом свежего воздуха посредством клапана Dth степень закрытия клапана Dth определяется посредством управления с обратной связью таким образом, что фактический объем свежего воздуха приближается к целевому объему свежего воздуха. Кроме того, в ходе управления дифференциальным давлением клапана EGR, выполняется задание степени открытия клапана EGR как максимальной степени B открытия клапана EGR, вычисленной на этапе S8. Затем на этапе S15 определяется то, становится ли меньше фактическая степень закрытия клапана Dth минимальной степени A закрытия клапана Dth, вычисленной на этапе S7, в результате выполнения управления объемом свежего воздуха посредством клапана Dth. В случае, когда в результате выполнения фактическая степень открытия клапана Dth составляет по меньшей мере минимальную степень A закрытия клапана Dth, определяется, что управление объемом свежего воздуха посредством клапана Dth должно выполняться непрерывно, и эта процедура временно завершается. Затем процедура, проиллюстрированная на фиг. 8 и 9, выполняется снова с начала.

[0073] В случае, когда на этапе S15 определяется то, что фактическая степень закрытия клапана Dth меньше минимальной степени A закрытия клапана Dth, определяется то, что дифференциальное давление в клапане Dth ниже минимального дифференциального давления в клапане Dth. Затем обработка переходит к следующему этапу S16, и выполняется переключение функции управления с обратной связью в ходе управления объемом свежего воздуха. В частности, на этапе S16 функция управления с обратной связью в ходе управления объемом свежего воздуха переключается с управления объемом свежего воздуха посредством клапана Dth на управление объемом свежего воздуха посредством клапана EGR. Эта процедура завершается после выполнения обработки этапа S16. Затем процедура, проиллюстрированная на фиг. 8 и 9, выполняется снова.

[0074] Посредством выполнения управления объемом свежего воздуха в соответствии с процедурой, описанной выше, дифференциальные давления в клапане 24 Dth и клапане 32 EGR в ходе переключения функции управления с обратной связью могут управляться как соответствующие минимальные дифференциальные давления. Соответственно, ухудшение эффективности использования топлива может эффективно подавляться, в то время как скорость отклика при управлении и сходящиеся рабочие характеристики обеспечиваются в ходе управления объемом свежего воздуха.

[0075] Изобретение не ограничено вариантом осуществления, описанным выше, и может быть осуществлено в формах различных модификаций без отступления от сущности изобретения. Например, изобретение может быть осуществлено после модификации следующим образом.

[0076] В варианте 1 осуществления, описанном выше, целевой объем свежего воздуха вычисляется как целевое значение управления для управления объемом свежего воздуха, и клапан 24 Dth и клапан 32 EGR управляются таким образом, что фактический объем свежего воздуха приближается к целевому объему свежего воздуха. Тем не менее, целевое значение управления для управления объемом свежего воздуха не ограничено целевым объемом свежего воздуха. Другими словами, фактический объем приточного воздуха в цилиндрах может вычисляться с помощью функции, которая использует фактическое давление на впуске, которое определяется посредством датчика 62 давления на впуске, и температуру газа во впускном коллекторе, которая определяется посредством температурного датчика 72, как описано выше, и в силу этого объем газа EGR, который всасывается в цилиндр, может вычисляться с помощью функции, вычитающей объем свежего воздуха, всасываемый в цилиндр, из фактического объема приточного воздуха в цилиндрах. Кроме того, скорость EGR также может вычисляться с помощью функции, которая использует фактический объем приточного воздуха в цилиндрах и объем свежего воздуха. Кроме того, посредством выяснения концентрации кислорода свежего воздуха и концентрации кислорода газа EGR посредством известного средства, впускная концентрация O2, которая является концентрацией кислорода в фактическом приточном воздухе в цилиндрах, также может вычисляться с помощью функции, которая использует объем свежего воздуха. Кроме того, температура газа во впускном коллекторе также может вычисляться с помощью функции, которая использует объем свежего воздуха посредством выяснения температуры свежего воздуха и температуры газа EGR посредством известного средства. Поскольку скорость EGR, объем газа EGR, впускная концентрация O2 и температура газа во впускном коллекторе являются количественными параметрами состояния, которые коррелированы с объемом свежего воздуха, как описано выше, целевые значения этих количественных параметров состояния могут использоваться для управления объемом свежего воздуха. Это также применяется к другим вариантам осуществления (описаны ниже).

[0077] В варианте 1 осуществления, описанном выше, давление газа перед клапаном Dth, давление газа перед клапаном EGR, температура газа во впускном коллекторе, температура газа перед клапаном Dth, температура газа перед клапаном EGR и давление на впуске непосредственно вычисляются из соответствующих сигналов датчиков. Тем не менее, эти значения также могут оцениваться посредством использования известной технологии.

[0078] В варианте 1 осуществления, описанном выше, целевое дифференциальное давление в клапане Dth вычисляется в соответствии со взаимосвязью, которая проиллюстрирована на фиг. 4. Тем не менее, способ для вычисления целевого дифференциального давления в клапане Dth не ограничен этим, и другая карта может использоваться в той мере, в какой минимальное дифференциальное давление в клапане Dth может обеспечиваться в ходе переключения, или целевое дифференциальное давление в клапане Dth может задаваться фиксированно равным значению минимального дифференциального давления в клапане Dth без изменения в соответствии с фактической степенью открытия клапана EGR. Это также применяется к вычислению целевого дифференциального давления в клапане EGR.

[0079] В ходе управления объемом свежего воздуха согласно варианту 1 осуществления, описанному выше, управление объемом свежего воздуха с помощью клапана Dth и управление дифференциальным давлением клапана Dth выполняются в качестве управления, которое использует клапан 24 Dth, и управление объемом свежего воздуха с помощью клапана EGR и управление дифференциальным давлением клапана EGR выполняются в качестве управления, которое использует клапан 32 EGR. Тем не менее, в ходе управления объемом свежего воздуха согласно этому варианту осуществления, любое из управления, которое использует клапан 24 Dth, и управления, которое использует клапан 32 EGR, может заменяться на управление согласно другим вариантам осуществления (описаны ниже).

[0080] В варианте 1 осуществления, описанном выше, клапан 24 Dth соответствует «дроссельному клапану» согласно первому варианту осуществления изобретения, управление объемом свежего воздуха с помощью клапана Dth соответствует «управлению объемом свежего воздуха с помощью дроссельного клапана» согласно первому варианту осуществления изобретения, управление объемом свежего воздуха с помощью клапана EGR соответствует «управлению объемом свежего воздуха с помощью клапана EGR» согласно первому варианту осуществления изобретения, управление дифференциальным давлением клапана Dth соответствует «управлению дифференциальным давлением дроссельного клапана» согласно первому варианту осуществления изобретения, управление дифференциальным давлением клапана EGR соответствует «управлению дифференциальным давлением клапана EGR» согласно первому варианту осуществления изобретения, дифференциальное давление в клапане Dth соответствует «первому дифференциальному давлению» согласно первому варианту осуществления изобретения, целевое дифференциальное давление в клапане Dth соответствует «целевому дифференциальному давлению дроссельного клапана» согласно первому варианту осуществления изобретения, дифференциальное давление в клапане EGR соответствует «второму дифференциальному давлению» согласно первому варианту осуществления изобретения, и целевое дифференциальное давление в клапане EGR соответствует «целевому дифференциальному давлению клапана EGR» согласно первому варианту осуществления изобретения. Кроме того, в варианте 1 осуществления, описанном выше, «средство управления переключением» согласно первому варианту осуществления изобретения реализовано посредством выполнения обработки, посредством ECU 50, этапов S12 и S13 или этапов S15 и S16, описанных выше, и «средство управления дифференциальным давлением» согласно первому варианту осуществления изобретения реализовано посредством выполнения обработки, посредством ECU 50, этапа S11 или S14, описанных выше.

[0081] Кроме того, в варианте 1 осуществления, описанном выше, минимальная степень A закрытия клапана Dth соответствует «степени закрытия для управления дифференциальным давлением дроссельного клапана» согласно второму варианту осуществления изобретения. Кроме того, в варианте 1 осуществления, описанном выше, «средство вычисления степени закрытия» согласно второму варианту осуществления изобретения реализовано посредством выполнения обработки, посредством ECU 50, этапа S7, описанного выше, «средство управления переключением» согласно второму варианту осуществления изобретения реализовано посредством выполнения обработки, посредством ECU 50, этапов S12 и S13, описанных выше, и «средство управления дифференциальным давлением» согласно второму варианту осуществления изобретения реализовано посредством выполнения обработки, посредством ECU 50, этапа S11, описанного выше.

[0082] В варианте 1 осуществления, описанном выше, минимальная степень A закрытия клапана Dth соответствует «степени закрытия для управления дифференциальным давлением дроссельного клапана» согласно третьему варианту осуществления изобретения. Кроме того, в варианте 1 осуществления, описанном выше, «средство вычисления степени закрытия» согласно третьему варианту осуществления изобретения реализовано посредством выполнения обработки, посредством ECU 50, этапа S7, описанного выше.

[0083] В варианте 1 осуществления, описанном выше, «средство вычисления целевого дифференциального давления дроссельного клапана» согласно шестому варианту осуществления изобретения реализовано посредством выполнения обработки, посредством ECU 50, этапа S5, описанного выше.

[0084] В варианте 1 осуществления, описанном выше, максимальная степень B открытия клапана EGR соответствует «степени открытия для управления дифференциальным давлением клапана EGR» согласно седьмому варианту осуществления изобретения. Кроме того, в варианте 1 осуществления, описанном выше, «средство вычисления степени открытия» согласно седьмому варианту осуществления изобретения реализовано посредством выполнения обработки посредством ECU 50 этапа S8, описанного выше, «средство управления переключением» согласно седьмому варианту осуществления изобретения реализовано посредством выполнения обработки, посредством ECU 50, этапов S15 и S16, описанных выше, и «средство управления дифференциальным давлением» согласно седьмому варианту осуществления изобретения реализовано посредством выполнения обработки, посредством ECU 50, этапа S14, описанного выше.

[0085] Кроме того, в варианте 1 осуществления, описанном выше, максимальная степень B открытия клапана EGR соответствует «степени открытия для управления дифференциальным давлением клапана EGR » согласно восьмому варианту осуществления изобретения. Кроме того, в варианте 1 осуществления, описанном выше, «средство вычисления степени открытия» согласно восьмому варианту осуществления изобретения реализовано посредством выполнения обработки, посредством ECU 50, этапа S8, описанного выше.

[0086] В варианте 1 осуществления, описанном выше, «средство вычисления целевого дифференциального давления клапана EGR» согласно одиннадцатому варианту осуществления изобретения реализовано посредством выполнения обработки посредством ECU 50 этапа S6, описанного выше.

[0087] Вариант 2 осуществления

Далее в материалах настоящей заявки будет описан вариант 2 осуществления изобретения. Вариант 2 осуществления изобретения может быть реализован посредством использования аппаратной конфигурации, которая проиллюстрирована на фиг. 10, и выполнения процедуры, которая проиллюстрирована на фиг. 12 (описана ниже) и фиг. 9 (описана выше), посредством ECU 50.

[0088] Конфигурация варианта 2 осуществления

Фиг. 10 является схемой, иллюстрирующей конфигурацию системы двигателя, к которой применяется устройство управления согласно варианту 2 осуществления изобретения. Устройство управления, которое проиллюстрировано на фиг. 10, является аналогичным по конфигурации устройству управления, которое проиллюстрировано на фиг. 1, за исключением того, что устройство управления, которое проиллюстрировано на фиг. 10 не снабжено датчиком 58 давления, который определяет давление газа перед клапаном Dth, датчиком 64 давления, который определяет давление газа перед клапаном EGR, температурным датчиком 66, который определяет температуру газа перед клапаном EGR, и температурным датчиком 72, который определяет температуру газа во впускном коллекторе.

[0089] Характеристики варианта 2 осуществления

В устройстве управления согласно варианту 1 осуществления, описанному выше, минимальная степень A закрытия клапана Dth и максимальная степень B открытия клапана EGR вычисляются посредством использования количественных параметров состояния в клапане 24 Dth и клапане 32 EGR. Соответственно, в устройстве управления согласно варианту 1 осуществления, требуется использование датчиков для точного выяснения количественных параметров состояния в клапане 24 Dth и клапане 32 EGR. Устройство управления согласно варианту 2 осуществления характеризуется посредством использования способа для вычисления минимальной степени A закрытия клапана Dth для реализации минимального дифференциального давления в клапане Dth и максимальной степени B открытия клапана EGR для реализации минимального дифференциального давления в клапане EGR без использования количественных параметров состояния в клапане 24 Dth и клапане 32 EGR.

[0090] Использование карты, которая задает минимальную степень A закрытия клапана Dth для реализации минимального дифференциального давления в клапане Dth, при этом скорость вращения и объема впрыска рассматриваются в качестве аргументов, возможно в качестве примера способа для вычисления минимальной степени A закрытия клапана Dth. Тем не менее, изменение окружающих условий не отражается в этой карте. Соответственно, в случае, когда целевой объем свежего воздуха и целевая скорость EGR в ходе управления объемом свежего воздуха посредством клапана EGR увеличиваются вследствие окружающих условий, таких как низкая температура воды и низкое давление, например, дифференциальное давление в клапане Dth превышает минимальное дифференциальное давление в клапане Dth. В этом случае, насосные потери увеличиваются, что приводит к ухудшению эффективности использования топлива.

[0091] В этом отношении, в устройстве управления согласно варианту 2 осуществления изобретения, изменение окружающих условий отражается в минимальной степени A закрытия клапана Dth посредством следующей управляющей логики. Фиг. 11 является блок-схемой управления, на которой функциональные блоки для вычисления минимальной степени A закрытия клапана Dth извлекаются из функций управления ECU 50 согласно варианту 2 осуществления изобретения. Вычислительный блок 521, который проиллюстрирован на этом чертеже, представляет собой функциональный блок, который вычисляет базовое значение минимальной степени A закрытия клапана Dth посредством использования карты. Базовое значение минимальной степени A закрытия клапана Dth для реализации минимального дифференциального давления в клапане Dth ассоциировано с картой, которая используется для вычисления посредством вычислительного блока 521, при этом скорость вращения и объем впрыска рассматриваются в качестве аргументов. В вычислительном блоке 521 базовое значение минимальной степени A закрытия клапана Dth, которое соответствует входной скорости ʺneʺ вращения и входному объему ʺqʺ впрыска, вычисляется посредством использования этой карты.

[0092] Вычислительный блок 522 представляет собой функциональный блок, который вычисляет значение коррекции степени закрытия для отражения эффекта изменения барометрического давления в минимальной степени A закрытия клапана Dth. Значение коррекции степени закрытия для минимальной степени A закрытия клапана Dth, которое зависит от изменения барометрического давления, ассоциировано с картой, которая используется для вычисления посредством вычислительного блока 522, при этом скорость вращения, объем впрыска и атмосферное давление рассматриваются в качестве аргументов. В вычислительном блоке 522 значение коррекции степени закрытия, которое соответствует входной скорости ʺneʺ вращения, входному объему ʺqʺ впрыска и атмосферному давлению ʺpaʺ, вычисляется посредством использования этой карты.

[0093] Вычислительный блок 523 представляет собой функциональный блок, который вычисляет поправочный коэффициент для отражения эффекта изменения температуры охлаждающей воды для двигателя в минимальной степени A закрытия клапана Dth. Поправочный коэффициент для значения коррекции степени закрытия ассоциирован с картой, которая используется для вычисления посредством вычислительного блока 523, при этом температура воды рассматривается в качестве аргумента. В вычислительном блоке 523 поправочный коэффициент, который соответствует входной температуре ʺthwʺ воды, вычисляется посредством использования этой карты. Вычислительный блок 524 представляет собой функциональный блок, который вычисляет поправочный коэффициент для отражения эффекта изменения температуры атмосферного воздуха в минимальной степени A закрытия клапана Dth. Поправочный коэффициент для значения коррекции степени закрытия ассоциирован с картой, которая используется для вычисления посредством вычислительного блока 524, при этом температура атмосферного воздуха рассматривается в качестве аргумента. В вычислительном блоке 524 поправочный коэффициент, который соответствует входной температуре ʺthaʺ атмосферного воздуха, вычисляется посредством использования этой карты. Значение коррекции степени закрытия, которое вычисляется посредством вычислительного блока 522, суммируется с базовым значением минимальной степени A закрытия клапана Dth после умножения поправочного коэффициента, вычисляемого посредством вычислительного блока 523, и поправочного коэффициента, вычисляемого посредством вычислительного блока 524, в этом порядке. Таким образом, вычисляется минимальная степень A закрытия клапана Dth, которая отражает окружающие условия, связанные с температурой воды, температурой атмосферного воздуха и барометрическим давлением, и в силу этого дифференциальному давлению в клапане Dth может разрешаться приближаться к минимальному дифференциальному давлению в клапане Dth даже в окружении с низкой температурой воды, окружении с низкой температурой атмосферного воздуха и окружении с низким давлением.

[0094] Кроме того, в устройстве управления согласно варианту 2 осуществления изобретения, изменение окружающих условий отражается в максимальной степени B открытия клапана EGR посредством следующей управляющей логики. Фиг. 12 является блок-схемой управления, на которой функциональные блоки для вычисления максимальной степени B открытия клапана EGR извлекаются из функций управления ECU 50 согласно варианту 2 осуществления изобретения. Вычислительный блок 531, который проиллюстрирован на этом чертеже, представляет собой функциональный блок, который вычисляет базовое значение максимальной степени B открытия клапана EGR посредством использования карты. В вычислительном блоке 531 базовое значение максимальной степени B открытия клапана EGR для реализации минимального дифференциального давления в клапане EGR ассоциировано со скоростью вращения и объемом впрыска, рассматриваемыми в качестве аргументов. В вычислительном блоке 531 базовое значение максимальной степени B открытия клапана EGR, которое соответствует входной скорости ne вращения и входному объему ʺqʺ впрыска, вычисляется посредством использования этой карты.

[0095] Вычислительный блок 532 представляет собой функциональный блок, который вычисляет значение коррекции степени открытия для отражения эффекта изменения барометрического давления в максимальной степени B открытия клапана EGR. Значение коррекции степени открытия для максимальной степени B открытия клапана EGR, которое зависит от изменения барометрического давления, ассоциировано с картой, которая используется для вычисления посредством вычислительного блока 532, при этом скорость вращения, объем впрыска и атмосферное давление рассматриваются в качестве аргументов. В вычислительном блоке 532 значение коррекции степени открытия, которое соответствует входной скорости ʺneʺ вращения, входному объему q впрыска и атмосферному давлению ʺpaʺ, вычисляется посредством использования этой карты.

[0096] Вычислительный блок 533 представляет собой функциональный блок, который вычисляет поправочный коэффициент для отражения эффекта изменения температуры воды в максимальной степени B открытия клапана EGR. Поправочный коэффициент для значения коррекции степени открытия ассоциирован с картой, которая используется для вычисления посредством вычислительного блока 533, при этом температура воды рассматривается в качестве аргумента. В вычислительном блоке 533 поправочный коэффициент, который соответствует входной температуре ʺthwʺ воды, вычисляется посредством использования этой карты. Вычислительный блок 534 представляет собой функциональный блок, который вычисляет поправочный коэффициент для отражения эффекта изменения температуры атмосферного воздуха в максимальной степени B открытия клапана EGR. Поправочный коэффициент для значения коррекции степени открытия ассоциирован с картой, которая используется для вычисления посредством вычислительного блока 534, при этом температура атмосферного воздуха рассматривается в качестве аргумента. В вычислительном блоке 534 поправочный коэффициент, который соответствует входной температуре ʺthaʺ атмосферного воздуха, вычисляется посредством использования этой карты. Значение коррекции степени открытия, которое вычисляется посредством вычислительного блока 532, суммируется с базовым значением максимальной степени B открытия клапана EGR после умножения поправочного коэффициента, вычисляемого посредством вычислительного блока 533, и поправочного коэффициента, вычисляемого посредством вычислительного блока 534, в этом порядке. Таким образом, вычисляется максимальная степень B открытия клапана EGR, которая отражает окружающие условия, связанные с температурой воды, температурой атмосферного воздуха и барометрическим давлением, и в силу этого дифференциальному давлению в клапане EGR может разрешаться приближаться к минимальному дифференциальному давлению в клапане EGR даже в окружении с низкой температурой воды, окружении с низкой температурой атмосферного воздуха и окружении с низким давлением.

[0097] Конкретная обработка варианта 2 осуществления

Далее материалах настоящей заявки будет подробно описана конкретная обработка в ходе управления объемом свежего воздуха, описанного выше, со ссылкой на блок-схему способа. Фиг. 13 является блок-схемой способа, иллюстрирующей первую половину процедуры для управления объемом свежего воздуха, которая выполняется посредством ECU 50 согласно варианту 2 осуществления изобретения.

[0098] На этапе S21 процедуры, которая проиллюстрирована на фиг. 13, целевой объем свежего воздуха вычисляется из скорости вращения двигателя, которая измеряется из сигнала датчика 52 скорости вращения, и объема впрыска топлива, который получается из сигнала датчика 70 степени открытия акселератора. На этапе S22, фактический объем свежего воздуха определяется из сигнала расходомера 54 воздуха. Обработка вышеописанных этапов представляет собой обработку для получения данных, требуемых для обработки на этапах, которые описываются ниже. Соответственно, порядок этих этапов может быть надлежащим образом изменен.

[0099] На следующем этапе S23, вычисляется минимальная степень A закрытия клапана Dth. Более конкретно, на этапе S23, выполняется вычисление управляющей логики, которая проиллюстрирована на фиг. 11, описанном выше. На следующем этапе S24, вычисляется максимальная степень B открытия клапана EGR. Более конкретно, на этапе S24, выполняется вычисление управляющей логики, которая проиллюстрирована на фиг. 12, описанном выше. После обработки этапа S24, которая проиллюстрирована на фиг. 13, обработка переходит ко второй половине процедуры для управления объемом свежего воздуха, которая проиллюстрирована на фиг. 9. Процедура, которая проиллюстрирована на фиг. 9, является идентичной второй половине процедуры для управления объемом свежего воздуха согласно варианту 1 осуществления, и в силу этого ее описание не приведено.

[0100] Посредством выполнения управления объемом свежего воздуха в соответствии с процедурой, описанной выше, дифференциальные давления в клапане 24 Dth и клапане 32 EGR в ходе переключения функции управления с обратной связью могут управляться как соответствующие минимальные дифференциальные давления даже в окружении с низкой температурой и окружении с низким давлением. Соответственно, ухудшение эффективности использования топлива может эффективно подавляться, в то время как скорость отклика при управлении и сходящиеся рабочие характеристики обеспечиваются в ходе управления объемом свежего воздуха.

[0101] Изобретение не ограничено вариантом осуществления, описанным выше, и может быть осуществлено в формах различных модификаций без отступления от сущности изобретения. Например, изобретение может быть осуществлено после модификации следующим образом.

[0102] В варианте 2 осуществления, описанном выше, минимальная степень A закрытия клапана Dth, для которой выполняется коррекция согласно окружающим условиям, вычисляется в соответствии с управляющей логикой, которая проиллюстрирована на фиг. 11. Тем не менее, способ для вычисления минимальной степени A закрытия клапана Dth не ограничен этим, и способ может использовать управляющую логику, которая выполняет любую из коррекции низкой температуры воды, коррекции низкой температуры атмосферного воздуха и коррекции низкого давления в качестве коррекции согласно окружающим условиям и может быть выполнена с возможностью включать в себя коррекцию для соответствия другим окружающим условиям. Это также применяется к вычислению максимальной степени B открытия клапана EGR.

[0103] Кроме того, также может вычисляться минимальная степень A закрытия клапана Dth для реализации целевого дифференциального давления в клапане Dth, хотя минимальная степень A закрытия клапана Dth для реализации минимального дифференциального давления в клапане Dth вычисляется в устройстве управления согласно варианту 2 осуществления, описанному выше. В качестве управляющей логики для реализации этой функции вычисления, например, функциональный блок, который вычисляет целевое дифференциальное давление в клапане Dth посредством приема ввода фактической степени открытия клапана EGR (т.е. вычислительный блок 501, проиллюстрированный на фиг. 6), добавляется в управляющую логику, проиллюстрированную на фиг. 11. Затем вычисленное целевое дифференциальное давление в клапане Dth выполнено с возможностью вводиться в вычислительный блок 521, и карта, с которой ассоциировано базовое значение минимальной степени A закрытия клапана Dth, используется в вычислительный блок 521, при этом целевое дифференциальное давление в клапане Dth, а также скорость вращения и объем впрыска рассматриваются в качестве аргумента. Согласно этой управляющей логике, может вычисляться минимальная степень A закрытия клапана Dth для реализации целевого дифференциального давления в клапане Dth.

[0104] Аналогично, максимальная степень B открытия клапана EGR для реализации целевого дифференциального давления в клапане EGR может вычисляться относительно вычисления максимальной степени B открытия клапана EGR. В качестве управляющей логики для реализации этой функции вычисления, например, функциональный блок, который вычисляет целевое дифференциальное давление в клапане EGR посредством приема ввода фактической степени закрытия клапана Dth (т.е. вычислительный блок 511, проиллюстрированный на фиг. 7), добавляется в управляющую логику, проиллюстрированную на фиг. 12. Затем вычисленное целевое дифференциальное давление в клапане EGR выполнено с возможностью ввода в вычислительный блок 531, и карта, с которой ассоциировано базовое значение максимальной степени B открытия клапана EGR, используется в вычислительном блоке 531, при этом целевое дифференциальное давление в клапане EGR, а также скорость вращения и объем впрыска рассматриваются в качестве аргумента. Согласно этой управляющей логике, может вычисляться максимальная степень B открытия клапана EGR для реализации целевого дифференциального давления через клапан EGR.

[0105] В ходе управления объемом свежего воздуха согласно варианту 2 осуществления, описанному выше, управление объемом свежего воздуха посредством клапана Dth и управление дифференциальным давлением клапана Dth выполняются в качестве управления, которое использует клапан 24 Dth, и управление объемом свежего воздуха с помощью клапана EGR и управление дифференциальным давлением клапана EGR выполняются в виде управления, которое использует клапан 32 EGR. Тем не менее, в ходе управления объемом свежего воздуха согласно этому варианту осуществления, любое из управления, которое использует клапан 24 Dth, и управления, которое использует клапан 32 EGR, может заменяться на управление согласно варианту 1 осуществления, описанному выше, или управление согласно другому варианту осуществления (описан ниже).

[0106] В варианте 2 осуществления, описанном выше, клапан 24 Dth соответствует «дроссельному клапану» согласно первому варианту осуществления изобретения, управление объемом свежего воздуха посредством клапана Dth соответствует «управлению объемом свежего воздуха посредством дроссельного клапана» согласно первому варианту осуществления изобретения, управление объемом свежего воздуха посредством клапана EGR соответствует «управлению объемом свежего воздуха посредством клапана EGR» согласно первому варианту осуществления изобретения, управление дифференциальным давлением клапана Dth соответствует «управлению дифференциальным давлением дроссельного клапана» согласно первому варианту осуществления изобретения, управление дифференциальным давлением клапана EGR соответствует «управлению дифференциальным давлением клапана EGR» согласно первому варианту осуществления изобретения, дифференциальное давление в клапане Dth соответствует «первому дифференциальному давлению» согласно первому варианту осуществления изобретения, целевое дифференциальное давление в клапане Dth соответствует «целевому дифференциальному давлению дроссельного клапана» согласно первому варианту осуществления изобретения, дифференциальное давление в клапане EGR соответствует «второму дифференциальному давлению» согласно первому варианту осуществления изобретения, и целевое дифференциальное давление в клапане EGR соответствует «целевому дифференциальному давлению клапана EGR» согласно первому варианту осуществления изобретения. Кроме того, в варианте 2 осуществления, описанном выше, «средство управления переключением» согласно первому варианту осуществления изобретения реализовано посредством выполнения обработки, посредством ECU 50, этапов S12 и S13 или этапов S15 и S16, описанных выше, и «средство управления дифференциальным давлением» согласно первому варианту осуществления изобретения реализовано посредством выполнения обработки, посредством ECU 50, этапа S11 или S14, описанных выше.

[0107] Кроме того, в варианте 2 осуществления, описанном выше, минимальная степень A закрытия клапана Dth соответствует «степени закрытия для управления дифференциальным давлением дроссельного клапана» согласно второму варианту осуществления изобретения. Кроме того, в варианте 1 осуществления, описанном выше, «средство вычисления степени закрытия» согласно второму варианту осуществления изобретения реализовано посредством выполнения обработки, посредством ECU 50, этапа S23, описанного выше, «средство управления переключением» согласно второму варианту осуществления изобретения реализовано посредством выполнения обработки, посредством ECU 50, этапов S12 и S13, описанных выше, и «средство управления дифференциальным давлением» согласно второму варианту осуществления изобретения реализовано посредством выполнения обработки, посредством ECU 50, этапа S11, описанного выше.

[0108] В варианте 2 осуществления, описанном выше, минимальная степень A закрытия клапана Dth соответствует «степени закрытия для управления дифференциальным давлением дроссельного клапана» согласно четвертому варианту осуществления изобретения. Кроме того, в варианте 1 осуществления, описанном выше, «средство вычисления степени закрытия» согласно четвертому варианту осуществления изобретения реализовано посредством выполнения обработки, посредством ECU 50, этапа S23, описанного выше.

[0109] В варианте 2 осуществления, описанном выше, максимальная степень B открытия клапана EGR соответствует «степени открытия для управления дифференциальным давлением клапана EGR» согласно седьмому варианту осуществления изобретения. Кроме того, в варианте 2 осуществления, описанном выше, «средство вычисления степени открытия» согласно седьмому варианту осуществления изобретения реализовано посредством выполнения обработки, посредством ECU 50, этапа S8, описанного выше, «средство управления переключением» согласно седьмому варианту осуществления изобретения реализовано посредством выполнения обработки, посредством ECU 50, этапов S15 и S16, описанных выше, и «средство управления дифференциальным давлением» согласно седьмому варианту осуществления изобретения реализовано посредством выполнения обработки, посредством ECU 50, этапа S14, описанного выше.

[0110] Кроме того, в варианте 2 осуществления, описанном выше, максимальная степень B открытия клапана EGR соответствует «степени открытия для управления дифференциальным давлением клапана EGR» согласно восьмому варианту осуществления изобретения. Кроме того, в варианте 1 осуществления, описанном выше, «средство вычисления степени открытия» согласно восьмому варианту осуществления изобретения реализовано посредством выполнения обработки посредством ECU 50 этапа S24, описанного выше.

[0111] Вариант 3 осуществления

Далее в материалах настоящей заявки будет описан вариант 3 осуществления изобретения. Вариант 3 осуществления изобретения может быть реализован посредством использования аппаратной конфигурации, которая проиллюстрирована на фиг. 14, и выполнения процедуры, которая проиллюстрирована на фиг. 15 и 16 (описаны ниже), посредством ECU 50.

[0112] Конфигурация варианта 3 осуществления

Фиг. 14 является схемой, иллюстрирующей конфигурацию системы двигателя, к которой применяется устройство управления согласно варианту 3 осуществления изобретения. Устройство управления, которое проиллюстрировано на фиг. 14, является аналогичным по конфигурации устройству управления, которое проиллюстрировано на фиг. 1, за исключением того, что устройство управления, которое проиллюстрировано на фиг. 14, не снабжено температурным датчиком 66, который определяет температуру газа перед клапаном EGR, и температурным датчиком 72, который определяет температуру газа во впускном коллекторе.

[0113] Характеристики варианта 3 осуществления

В устройстве управления согласно варианту 3 осуществления, описанному выше, фактические значения дифференциального давления в клапане Dth и дифференциального давления в клапане EGR определяются на основании количественных параметров состояния в клапане 24 Dth и клапане 32 EGR, и управление объемом свежего воздуха выполняется посредством использования определенного дифференциального давления в клапане Dth и определенного дифференциального давления в клапане EGR. Более конкретно, в устройстве управления согласно этому варианту 3 осуществления, переключение функции управления с обратной связью с управления объемом свежего воздуха посредством клапана Dth на управление объемом свежего воздуха посредством клапана EGR выполняется в случае, когда фактическое значение дифференциального давления в клапане Dth падает ниже минимального дифференциального давления в клапане Dth в ходе выполнения управления объемом свежего воздуха посредством клапана Dth. Кроме того, в устройстве управления согласно этому варианту 3 осуществления, переключение функции управления с обратной связью с управления объемом свежего воздуха посредством клапана EGR на управление объемом свежего воздуха посредством клапана Dth выполняется в случае, если фактическое значение дифференциального давления в клапане EGR падает ниже минимального дифференциального давления в клапане EGR в ходе выполнения управления объемом свежего воздуха посредством клапана EGR. Согласно этому управлению с обратной связью объемом свежего воздуха, время переключения функции управления с обратной связью может быть точно определено на основании определенных фактических значений дифференциального давления в клапане Dth и дифференциального давления в клапане EGR.

[0114] Кроме того, в устройстве управления согласно этому варианту 3 осуществления, определение степени закрытия клапана Dth выполняется посредством управления с обратной связью таким образом, что фактическое значение дифференциального давления в клапане Dth приближается к целевому дифференциальному давлению в клапане Dth, в ходе управления дифференциальным давлением клапана Dth. В случае, если степень закрытия клапана Dth определяется посредством управления с обратной связью, определение выполняется в период, наступающий после управления объемом свежего воздуха посредством клапана EGR, так что не создаются помехи для управления объемом свежего воздуха посредством клапана EGR, которое выполняется в качестве управления объемом свежего воздуха.

[0115] Кроме того, в устройстве управления согласно этому варианту 3 осуществления, определение степени открытия клапана EGR выполняется посредством управления с обратной связью таким образом, что фактическое значение дифференциального давления в клапане EGR приближается к целевому дифференциальному давлению в клапане EGR, в ходе управления дифференциальным давлением клапана EGR. В случае, если степень открытия клапана EGR определяется посредством управления с обратной связью, определение выполняется в период, наступающий после управления объемом свежего воздуха с помощью клапана Dth, так что не создаются помехи для управления объемом свежего воздуха с помощью клапана Dth, которое выполняется в качестве управления объемом свежего воздуха.

[0116] Согласно этому управлению дифференциальным давлением, дифференциальное давление в клапане Dth и дифференциальное давление в клапане EGR могут обеспечиваться таким образом, что они приближаются к целевому дифференциальному давлению в клапане Dth и целевому дифференциальному давлению в клапане EGR, и в силу этого ухудшение скорости отклика при управлении может подавляться до и после переключения функции управления с обратной связью, и может минимизироваться ухудшение эффективности использования топлива.

[0117] Конкретная обработка варианта 3 осуществления

Далее в материалах настоящей заявки, будет подробно описана конкретная обработка в ходе управления объемом свежего воздуха, описанного выше, со ссылкой на блок-схему способа. Фиг. 15 является блок-схемой способа, иллюстрирующей первую половину процедуры для управления объемом свежего воздуха, которая выполняется посредством ECU 50 согласно варианту 3 осуществления изобретения. Фиг. 16 является блок-схемой способа, иллюстрирующей вторую половину процедуры для управления объемом свежего воздуха, которая выполняется посредством ECU 50 согласно варианту 3 осуществления изобретения.

[0118] На этапах S31-S34 процедуры, которая проиллюстрирована на фиг. 15, выполняется обработка, аналогичная обработке на этапах S1-S4, проиллюстрированной на фиг. 8. На этапе S35, давление на впуске определяется из сигнала датчика 62 давления на впуске. Обработка вышеописанных этапов представляет собой обработку для получения данных, требуемых для обработки на этапах, которые описываются ниже. Соответственно, порядок этих этапов может быть надлежащим образом изменен.

[0119] На следующем этапе S36, дифференциальное давление в клапане EGR вычисляется из давления на впуске, определенного на этапе S35, и давления газа перед клапаном EGR, определенного на этапе S34. На следующем этапе S37, дифференциальное давление в клапане Dth вычисляется из давления на впуске, определенного на этапе S35, и давления газа перед клапаном Dth, определенного на этапе S33.

[0120] На следующем этапе S38, выполняется обработка для вычисления целевого дифференциального давления в клапане Dth. В частности, обработка, аналогичная обработке на этапе S5, которая проиллюстрирована на фиг. 8, выполняется на этапе S38. На следующем этапе S39, выполняется обработка для вычисления целевого дифференциального давления в клапане EGR. В частности, обработка, аналогичная обработке на этапе S6, которая проиллюстрирована на фиг. 8, выполняется на этапе S39.

[0121] Обработка переходит к этапу S40, который проиллюстрирован на фиг. 16, после обработки этапа S39, который проиллюстрирован на фиг. 15. На этапе S40, определяется то, запущен или нет только что двигатель. В частности, обработка, аналогичная обработке на этапе S9, которая проиллюстрирована на фиг. 9, выполняется на этапе S40. Обработка переходит к этапу S42 (описан ниже), в случае, когда в результате определения определяется то, что двигатель только что запущен.

[0122] В случае, когда на этапе S40 определяется то, что двигатель не запущен только что, напротив, обработка переходит к следующему этапу S41, и определяется присутствие или отсутствие случая, в котором объем свежего воздуха управляется клапаном EGR. Более конкретно, выполняется обработка, аналогичная обработке на этапе S10, которая проиллюстрирована на фиг. 9. В случае, когда в результате определения определяется то, что случай, в котором объем свежего воздуха управляется клапаном EGR, отсутствует, обработка переходит к этапу S45 (описан ниже).

[0123] В случае, когда на этапе S41 определяется то, что случай, в котором объем свежего воздуха управляется клапаном EGR, присутствует, обработка переходит к следующему этапу S42. На этапе S42, управление объемом свежего воздуха посредством клапана EGR и управление дифференциальным давлением клапана Dth выполняются совместно друг с другом. В ходе управления объемом свежего воздуха с помощью клапана EGR, степень открытия клапана EGR определяется посредством управления с обратной связью таким образом, что фактический объем свежего воздуха, определенный на этапе S32, приближается к целевому объему свежего воздуха, вычисленному на этапе S31. Кроме того, в ходе управления дифференциальным давлением клапана Dth, степень закрытия клапана Dth определяется посредством управления с обратной связью таким образом, что дифференциальное давление в клапане Dth, вычисленное на этапе S37, приближается к целевому дифференциальному давлению в клапане Dth, вычисленному на этапе S38.

[0124] На следующем этапе S43 определяется, упало ли дифференциальное давление в клапане EGR ниже целевого дифференциального давления в клапане EGR, вычисленного на этапе S39, в результате выполнения управления объемом свежего воздуха с помощью клапана EGR в качестве управления с обратной связью объемом свежего воздуха. В случае, если в результате выполнения дифференциальное давление в клапане EGR не упало ниже целевого дифференциального давления в клапане EGR, определяется то, что управление объемом свежего воздуха с помощью клапана EGR должно быть выполняться непрерывно, и эта процедура временно завершается. Затем процедура, которая проиллюстрирована на фиг. 15 и 16, выполняется снова с начала.

[0125] В случае, если на этапе S43 определяется, что дифференциальное давление в клапане EGR упало ниже целевого дифференциального давления в клапане EGR, обработка переходит к следующему этапу S44, и функция управления с обратной связью в ходе управления объемом свежего воздуха переключается с управления объемом свежего воздуха с помощью клапана EGR на управление объемом свежего воздуха с помощью клапана Dth.

[0126] На следующем этапе S45, управление объемом свежего воздуха с помощью клапана Dth и управление дифференциальным давлением клапана EGR выполняются совместно друг с другом. В ходе управления объемом свежего воздуха посредством клапана Dth, степень закрытия клапана Dth определяется посредством управления с обратной связью таким образом, что фактический объем свежего воздуха, определенный на этапе S32, приближается к целевому объему свежего воздуха, вычисленному на этапе S31. Кроме того, в ходе управления дифференциальным давлением клапана EGR, степень открытия клапана EGR определяется посредством управления с обратной связью таким образом, что дифференциальное давление в клапане EGR, вычисленное на этапе, S36 приближается к целевому дифференциальному давлению в клапане EGR, вычисленному на этапе S39.

[0127] Затем на этапе S46 определяется, упало ли дифференциальное давление в клапане Dth ниже целевого дифференциального давления в клапане Dth, вычисленного на этапе S38, в результате выполнения управления объемом свежего воздуха посредством клапана Dth в качестве управления с обратной связью объемом свежего воздуха. В случае, когда в результате выполнения дифференциальное давление в клапане Dth не упало ниже целевого дифференциального давления в клапане Dth, определяется, что управление объемом свежего воздуха с помощью клапана Dth должно выполняться непрерывно, и эта процедура временно завершается. Затем процедура, которая проиллюстрирована на фиг. 15 и 16, выполняется снова с начала.

[0128] В случае, если на этапе S46 определяется, что дифференциальное давление в клапане Dth упало ниже целевого дифференциального давления в клапане Dth, обработка переходит к следующему этапу S47, и функция управления с обратной связью в ходе управления объемом свежего воздуха переключается с управления объемом свежего воздуха с помощью клапана Dth на управление объемом свежего воздуха с помощью клапана EGR.

[0129] Посредством выполнения управления объемом свежего воздуха в соответствии с процедурой, описанной выше, дифференциальные давления в клапане 24 Dth и клапане 32 EGR в ходе переключения функции управления с обратной связью могут управляться как соответствующие минимальные дифференциальные давления. Соответственно, ухудшение эффективности использования топлива может эффективно подавляться, в то время как скорость отклика при управлении и сходящиеся рабочие характеристики обеспечиваются в ходе управления объемом свежего воздуха.

[0130] Изобретение не ограничено вариантами осуществления, описанными выше, и может быть осуществлено в формах различных модификаций без отступления от сущности изобретения. Например, изобретение может быть осуществлено после модификации следующим образом.

[0131] Вариант 3 осуществления, описанный выше, выполнен с возможностью вычисления дифференциального давления в клапане Dth посредством использования давления газа перед клапаном Dth, которое определяется посредством датчика 58 давления, и давления на впуске, которое определяется посредством датчика 62 давления на впуске. Тем не менее, конфигурация для вычисления дифференциального давления в клапане Dth не ограничена этим, и датчик, определяющий дифференциальное давление газа в клапане Dth, который определяет дифференциальное давление газа в клапане Dth, может занимать место этих датчиков. Согласно этой конфигурации, дифференциальное давление в клапане Dth может быть непосредственно определено посредством использования датчика, определяющего дифференциальное давление газа в клапане Dth. Аналогично, датчик, определяющий дифференциальное давление газа в клапане EGR, который определяет дифференциальное давление газа в клапане EGR, может занимать место датчика 64 давления, который определяет давление газа перед клапаном EGR, и датчика 62 давления на впуске относительно дифференциального давления в клапане EGR. Согласно этой конфигурации, дифференциальное давление в клапане EGR может быть непосредственно определено посредством использования датчика, определяющего дифференциальное давление газа в клапане EGR.

[0132] В варианте 3 осуществления, описанном выше, давление газа перед клапаном Dth и давление на впуске непосредственно вычисляются из соответствующих сигналов датчиков. Тем не менее, эти значения также могут оцениваться посредством использования известной технологии.

[0133] В варианте 3 осуществления, описанном выше, целевое дифференциальное давление в клапане Dth вычисляется в соответствии со взаимосвязью, которая проиллюстрирована на фиг. 4. Тем не менее, способ для вычисления целевого дифференциального давления в клапане Dth не ограничен этим, и другая карта может использоваться в той мере, в какой минимальное дифференциальное давление в клапане Dth может обеспечиваться в ходе переключения, или целевое дифференциальное давление в клапане Dth может задаваться фиксированно равным значению минимального дифференциального давления в клапане Dth независимо от фактической степени открытия клапана EGR. Это также применяется к вычислению целевого дифференциального давления в клапане EGR.

[0134] В ходе управления объемом свежего воздуха согласно варианту 3 осуществления, описанному выше, управление объемом свежего воздуха с помощью клапана Dth и управление дифференциальным давлением клапана Dth выполняются в качестве управления, которое использует клапан 24 Dth, и управление объемом свежего воздуха с помощью клапана EGR и управление дифференциальным давлением клапана EGR выполняются в качестве управления, которое использует клапан 32 EGR. Тем не менее, в ходе управления объемом свежего воздуха согласно этому варианту осуществления, любое из управления, которое использует клапан 24 Dth, и управления, которое использует клапан 32 EGR, может заменяться на управление согласно варианту 1 осуществления или варианту 2 осуществления, описанному выше.

[0135] В варианте 3 осуществления, описанном выше, клапан 24 Dth соответствует «дроссельному клапану» согласно первому варианту осуществления изобретения, управление объемом свежего воздуха посредством клапана Dth соответствует «управлению объемом свежего воздуха с помощью дроссельного клапана» согласно первому варианту осуществления изобретения, управление объемом свежего воздуха с помощью клапана EGR соответствует «управлению объемом свежего воздуха с помощью клапана EGR» согласно первому варианту осуществления изобретения, управление дифференциальным давлением клапана Dth соответствует «управлению дифференциальным давлением дроссельного клапана» согласно первому варианту осуществления изобретения, управление дифференциальным давлением клапана EGR соответствует «управлению дифференциальным давлением клапана EGR» согласно первому варианту осуществления изобретения, дифференциальное давление в клапане Dth соответствует «первому дифференциальному давлению» согласно первому варианту осуществления изобретения, целевое дифференциальное давление в клапане Dth соответствует «целевому дифференциальному давлению дроссельного клапана» согласно первому варианту осуществления изобретения, дифференциальное давление в клапане EGR соответствует «второму дифференциальному давлению» согласно первому варианту осуществления изобретения, и целевое дифференциальное давление в клапане EGR соответствует «целевому дифференциальному давлению клапана EGR» согласно первому варианту осуществления изобретения. Кроме того, в варианте 3 осуществления, описанном выше, «средство управления переключением» согласно первому варианту осуществления изобретения реализовано посредством выполнения обработки, посредством ECU 50, этапов S43 и S44 или этапов S46 и S47, описанных выше, и «средство управления дифференциальным давлением» согласно первому варианту осуществления изобретения реализовано посредством выполнения обработки посредством ECU 50 этапа S42 или S45, описанных выше.

[0136] В варианте 3 осуществления, описанном выше, «средство управления дифференциальным давлением» согласно пятому варианту осуществления изобретения реализовано посредством выполнения обработки посредством ECU 50 этапа S42, описанного выше.

[0137] Кроме того, в варианте 3 осуществления, описанном выше, «средство вычисления целевого дифференциального давления дроссельного клапана» согласно шестому варианту осуществления изобретения реализовано посредством выполнения обработки посредством ECU 50 этапа S38, описанного выше.

[0138] Кроме того, в варианте 3 осуществления, описанном выше, «средство управления дифференциальным давлением» согласно десятому варианту осуществления изобретения реализовано посредством выполнения обработки посредством ECU 50 этапа S45, описанного выше.

[0139] Кроме того, в варианте 3 осуществления, описанном выше, «средство вычисления целевого дифференциального давления клапана EGR» согласно одиннадцатому варианту осуществления изобретения реализовано посредством выполнения обработки посредством ECU 50 этапа S38, описанного выше.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Устройство управления предназначено для двигателя (2) внутреннего сгорания. Двигатель (2) включает в себя дроссельный клапан (24), размещенный во впускном канале (10), канал (30) EGR, обеспечивающий рециркуляцию выхлопного газа на сторону за дроссельным клапаном (24) во впускном канале (10), и клапан (32) EGR, размещенный в канале (30) EGR. Устройство (50) управления осуществляет управление объемом свежего воздуха посредством дроссельного клапана (24) и посредством клапана (32) EGR для определения соответственно степени закрытия дроссельного клапана (24) и степени открытия клапана (32) EGR посредством управления с обратной связью таким образом, чтобы вызвать приближение объема свежего воздуха или количественного параметра состояния, коррелированного с объемом свежего воздуха, к целевому значению. Устройство (50) управления содержит средство управления дифференциальным давлением и средство управления переключением. Средство управления дифференциальным давлением предназначено для управления дифференциальным давлением дроссельного клапана (24) и управления дифференциальным давлением клапана (32) EGR. Управление дифференциальным давлением дроссельного клапана (24) представляет собой управление для приведения в соответствие первого дифференциального давления, которое является разностью между давлением газа на стороне впуска дроссельного клапана (24) и давлением газа на стороне выпуска дроссельного клапана (24) во впускном канале (10), целевому дифференциальному давлению дроссельного клапана (24) в ходе выполнения управления объемом свежего воздуха с помощью клапана (32) EGR. Управление дифференциальным давлением клапана (32) EGR представляет собой управление для приведения в соответствие второго дифференциального давления, которое является разностью между давлением газа на стороне впуска клапана (32) EGR и давлением газа на стороне выпуска клапана (32) EGR в канале (10) EGR, целевому дифференциальному давлению клапана (32) EGR в ходе выполнения управления объемом свежего воздуха с помощью дроссельного клапана (24). Средство управления переключением предназначено для переключения на управление объемом свежего воздуха с помощью клапана (32) EGR в случае, если первое дифференциальное давление падает ниже целевого дифференциального давления дроссельного клапана (24) в ходе выполнения управления объемом свежего воздуха посредством дроссельного клапана (24). Средство управления переключением предназначено и для переключения на управление объемом свежего воздуха посредством дроссельного клапана (24) в случае, если второе дифференциальное давление падает ниже целевого дифференциального давления клапана (32) EGR в ходе выполнения управления объемом свежего воздуха с помощью клапана (32) EGR. Технический результат заключается в повышении скорости отклика при управлении до и после переключения управления. 11 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания, причем двигатель внутреннего сгорания включает в себя дроссельный клапан, размещенный во впускном канале, канал EGR, обеспечивающий рециркуляцию выхлопного газа на сторону за дроссельным клапаном во впускном канале, и клапан EGR, размещенный в канале EGR, и при этом устройство управления выполнено с возможностью осуществления управления объемом свежего воздуха посредством дроссельного клапана для определения степени закрытия дроссельного клапана посредством управления с обратной связью таким образом, чтобы вызвать приближение объема свежего воздуха или количественного параметра состояния, коррелированного с объемом свежего воздуха, к целевому значению, и управление объемом свежего воздуха посредством клапана EGR для определения степени открытия клапана EGR посредством управления с обратной связью таким образом, чтобы вызвать приближение объема свежего воздуха или количественного параметра состояния, коррелированного с объемом свежего воздуха, к целевому значению, причем устройство управления содержит:

- средство управления дифференциальным давлением для выполнения управления дифференциальным давлением дроссельного клапана и управления дифференциальным давлением клапана EGR, причем управление дифференциальным давлением дроссельного клапана представляет собой управление для приведения в соответствие первого дифференциального давления, которое является разностью между давлением газа на стороне впуска дроссельного клапана и давлением газа на стороне выпуска дроссельного клапана во впускном канале, целевому дифференциальному давлению дроссельного клапана в ходе выполнения управления объемом свежего воздуха с помощью клапана EGR, и при этом управление дифференциальным давлением клапана EGR представляет собой управление для приведения в соответствие второго дифференциального давления, которое является разностью между давлением газа на стороне впуска клапана EGR и давлением газа на стороне выпуска клапана EGR в канале EGR, целевому дифференциальному давлению клапана EGR в ходе выполнения управления объемом свежего воздуха с помощью дроссельного клапана; и

- средство управления переключением для переключения на управление объемом свежего воздуха с помощью клапана EGR в случае, если первое дифференциальное давление падает ниже целевого дифференциального давления дроссельного клапана в ходе выполнения управления объемом свежего воздуха посредством дроссельного клапана, и для переключения на управление объемом свежего воздуха посредством дроссельного клапана в случае, если второе дифференциальное давление падает ниже целевого дифференциального давления клапана EGR в ходе выполнения управления объемом свежего воздуха с помощью клапана EGR.

2. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания по п. 1,

- в котором средство управления дифференциальным давлением включает в себя средство вычисления степени закрытия для вычисления степени закрытия для управления дифференциальным давлением дроссельного клапана, которая представляет собой степень закрытия дроссельного клапана для обеспечения соответствия первого дифференциального давления целевому дифференциальному давлению дроссельного клапана, и выполнено с возможностью управления степенью закрытия дроссельного клапана как степенью закрытия для управления дифференциальным давлением дроссельного клапана в ходе управления дифференциальным давлением дроссельного клапана, и

- средство управления переключением выполнено с возможностью переключения на управление объемом свежего воздуха с помощью клапана EGR в случае, если степень закрытия дроссельного клапана падает ниже степени закрытия для управления дифференциальным давлением дроссельного клапана в ходе выполнения управления объемом свежего воздуха с помощью дроссельного клапана.

3. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания по п. 2, в котором средство вычисления степени закрытия выполнено с возможностью вычисления степени закрытия для управления дифференциальным давлением дроссельного клапана посредством использования фактического объема свежего воздуха двигателя внутреннего сгорания и количественных параметров состояния газа в дроссельном клапане.

4. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания по п. 2, в котором средство вычисления степени закрытия выполнено с возможностью вычисления степени закрытия для управления дифференциальным давлением дроссельного клапана на основании рабочих условий двигателя внутреннего сгорания и окружающих условий, включающих в себя температуру охлаждающей воды, атмосферное давление или температуру атмосферного воздуха.

5. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания по п. 1, в котором средство управления дифференциальным давлением выполнено с возможностью получения фактического значения первого дифференциального давления и определения степени закрытия дроссельного клапана посредством управления с обратной связью таким образом, чтобы вызвать приближение фактического значения к целевому дифференциальному давлению дроссельного клапана в ходе управления дифференциальным давлением дроссельного клапана.

6. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания по любому из пп. 2-5, дополнительно содержащее средство вычисления целевого дифференциального давления дроссельного клапана для вычисления целевого дифференциального давления дроссельного клапана в соответствии со степенью открытия клапана EGR.

7. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания по любому из пп. 1-5,

- в котором средство управления дифференциальным давлением включает в себя средство вычисления степени открытия для вычисления степени открытия для управления дифференциальным давлением клапана EGR, которое представляет собой степень открытия клапана EGR для обеспечения соответствия второго дифференциального давления целевому дифференциальному давлению клапана EGR, и выполнено с возможностью управления степенью открытия клапана EGR как степенью открытия для управления дифференциальным давлением клапана EGR в ходе управления дифференциальным давлением клапана EGR, и

- средство управления переключением выполнено с возможностью переключаться на управление объемом свежего воздуха с помощью дроссельного клапана в случае, если степень открытия клапана EGR превышает степень открытия для управления дифференциальным давлением клапана EGR в ходе выполнения управления объемом свежего воздуха с помощью клапана EGR.

8. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания по п. 7, в котором средство вычисления степени открытия выполнено с возможностью вычисления степени открытия для управления дифференциальным давлением клапана EGR посредством использования фактического объема газа EGR двигателя внутреннего сгорания и количественных параметров состояния газа в клапане EGR.

9. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания по п. 7, в котором средство вычисления степени открытия выполнено с возможностью вычисления степени открытия для управления дифференциальным давлением клапана EGR на основании рабочих условий двигателя внутреннего сгорания и окружающих условий, включающих в себя температуру охлаждающей воды, атмосферное давление или температуру атмосферного воздуха.

10. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания по любому из пп. 1-5, в котором средство управления дифференциальным давлением выполнено с возможностью получения фактического значения второго дифференциального давления и определения степени открытия клапана EGR посредством управления с обратной связью таким образом, чтобы вызвать приближение фактического значения к целевому дифференциальному давлению клапана EGR в ходе управления дифференциальным давлением клапана EGR.

11. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания по п. 7, дополнительно содержащее средство вычисления целевого дифференциального давления клапана EGR для вычисления целевого дифференциального давления клапана EGR в соответствии со степенью закрытия дроссельного клапана.

12. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания по п. 10, дополнительно содержащее средство вычисления целевого дифференциального давления клапана EGR для вычисления целевого дифференциального давления клапана EGR в соответствии со степенью закрытия дроссельного клапана.