DE4444972C2

DE4444972C2 - Electronic control method and control system for an engine

Info

Publication number: DE4444972C2
Application number: DE4444972A
Authority: DE
Inventors: Koji Morikawa
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1993-12-17
Filing date: 1994-12-16
Publication date: 2000-08-31
Anticipated expiration: 2014-12-17
Also published as: DE4444972A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuerverfahren und ein Steuersystem zum Steuern eines ma ger-verbrennenden Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines Luft-Kraftstoff-Gemisches in ei nem Mager-Motor für ein Fahrzeug und insbesondere ein Steuerverfahren und eine Motorsteuereinrichtung, welche ein Abgasrückführungs-System (EGR-System) aufwei sen, bei dem eine kleine Menge des Abgases mit der Ansaugluft gemischt wird, wo durch eine Verminderung von Stickstoffoxid in dem Abgas und eine Verbesserung des Laufverhaltens erwartet werden kann.The invention relates to a control method and a control system for controlling a ma ger-burning air-fuel ratio of an air-fuel mixture in egg Nem lean engine for a vehicle and in particular a control method and Engine control device which has an exhaust gas recirculation system (EGR system) sen, where a small amount of the exhaust gas is mixed with the intake air, where by reducing nitrogen oxide in the exhaust gas and improving the Running behavior can be expected.

Aus der EP 0 288 056 A2 ein Steuersystem für einen Verbrennungsmotor bekannt, bei dem ein Stickstoffoxid-Konzentrationssensor zum Erfassen einer Stickstoffoxidmenge in den verbrannten Gasen und zum Erzeugen eines Stickstoffoxidsignals vorgesehen ist. Das Steuersystem ist weiterhin mit einem Fehlzündungsdetektor ausgestattet, dessen Si gnale zum Berechnen einer tatsächlichen Schwankungsrate der Verbrennung und zum Erzeugen eines Schwankungsratensignals herangezogen werden. Das Stickstoffoxidsi gnal wird mit einem Sollwert verglichen, ebenso das Schwankungsratensignal. Dadurch soll ein optimales Luft-Kraftstoff-Verhältnis im mageren Bereich abgeleitet werden, so daß weder die Schwankungsrate der Verbrennung, noch der NOx-Ausstoß zulässige Grenzen überschreiten. Aus dieser Druckschrift ist es nicht bekannt, Standardwerte zu verwenden, die den jeweiligen Betriebszuständen entsprechen. A control system for an internal combustion engine is known from EP 0 288 056 A2 which a nitrogen oxide concentration sensor for detecting an amount of nitrogen oxide is provided in the burned gases and for generating a nitrogen oxide signal. The control system is also equipped with a misfire detector, the Si signals for calculating an actual fluctuation rate of combustion and for Generating a fluctuation rate signal can be used. The nitrogen oxide gnal is compared with a setpoint, as is the fluctuation rate signal. Thereby an optimal air-fuel ratio in the lean area should be derived, so that neither the fluctuation rate of the combustion nor the NOx emissions allow Exceed limits. It is not known from this publication to assign standard values use that correspond to the respective operating conditions.

Mager-Motoren wurden als benzinsparende Motoren für eine neue Generation von Fahrzeugen untersucht und entwickelt. Bei dieser Art von Motoren wird eine Verwir belung oder Turbulenz in einem Brennraum während der Zuführung der Luft erzeugt, und ein magereres Luft-Kraftstoff-Gemisch als das eines theoretischen Luft-Brennstoff- Verhältnisses wird verbrannt. Bei einem solchen Mager-Motor ist das Luft-Kraftstoff- Gemisch so mager, daß die Menge der ausgestoßenen HC- und CO-Gase schon ur sprünglich klein ist, während eine vollkommene Verbrennung zu einer Zunahme der NOx-Abgase bzw. des NOx-Ausstoßes führt. Nachdem ein bestimmtes Luft-Kraftstoff- Verhältnis erreicht ist, nimmt jedoch die Abgabe von NOx ab, wobei die Eigenschaften des Abgases verbessert werden, während das Luft-Kraftstoff-Verhältnis ansteigt.Lean engines have been used as gasoline-saving engines for a new generation of Vehicles examined and developed. This type of engine becomes a mess generated turbulence or turbulence in a combustion chamber during the supply of air, and a leaner air-fuel mixture than that of a theoretical air-fuel Relationship is burned. With such a lean-burn engine, the air-fuel Mixture so lean that the amount of HC and CO gases emitted is already ur is initially small, while perfect combustion leads to an increase in NOx emissions or NOx emissions. After a certain air-fuel Ratio is reached, however, the release of NOx decreases, the properties of the exhaust gas can be improved while the air-fuel ratio increases.

Wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis die Magergrenze überschreitet, besteht die Mög lichkeit einer Fehlzündung, einer Zunahme der Verbrennungsschwankung und einer Verschlechterung der Fahrleistung. Bei den herkömmlichen Verfahren wird eine Drehmomentschwankung erfaßt, so daß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf der Grundla ge des erfaßten Wertes der Drehmomentschwankung einer Magergrenzen-Steuerung unterworfen wird, wobei Fehlzündungen und die Abnahme der Fahrleistung verhindert werden.If the air-fuel ratio exceeds the lean limit, the possibility exists misfire, increase in combustion fluctuation, and Deterioration in driving performance. In the conventional method, a Torque fluctuation is detected, so that the air-fuel ratio on the basis ge of the detected value of the torque fluctuation of a lean limit control is subjected to misfire and decrease in mileage prevented become.

Beim Stand der Technik kann jedoch nicht ermittelt werden, ob das NOx tatsächlich vermindert wird oder nicht, weil der Motor in Betrieb ist, so daß für das Luft-Kraftstoff- Verhältnis zwangsläufig ein Einstellwert unterhalb der Magergrenze auf der Grundlage der Eigenschaften der ausgestoßenen NOx-Konzentration gewählt werden muß.In the prior art, however, it cannot be determined whether the NOx is actually is decreased or not because the engine is operating so that the air-fuel Ratio inevitably based on a set value below the lean limit the properties of the expelled NOx concentration must be selected.

Herkömmlicherweise wird die Abgasrückführungs-Steuerung (EGR-Steuerung) häufig als ein wirksames Verfahren zum Verhindern der Bildung von Stickstoffoxiden zur Zeit der Verbrennung eingesetzt. Bei der EGR-Steuerung wird die Abgasmenge mit der An saugluft gemischt, wodurch die Wärmekapazität des Gases in dem Zylinder vergrößert wird, um die Temperatur des brennenden Gases relativ gesehen abzusenken. Wenn je doch die Menge des zurückgeführten Gases zu groß ist, resultiert daraus eine Verbren nungsschwankung, welche die Ausgangsleistung, die Leistung im Verhältnis zu den Kraftstoffkosten und die Zuverlässigkeit des Fahrverhaltens vermindert. Es ist daher allgemein bekannt, daß die Menge des zurückgeführten Gases auf einen zwangsläufig minimalen Wert beschränkt werden muß.Traditionally, exhaust gas recirculation (EGR) control has become common as an effective method of preventing the formation of nitrogen oxides at present used for combustion. With EGR control, the amount of exhaust gas is controlled with the On suction air mixed, which increases the heat capacity of the gas in the cylinder is used to relatively lower the temperature of the burning gas. If ever however, the amount of gas returned is too large, resulting in scalding voltage fluctuation, which indicates the output power, the power in relation to the Reduced fuel costs and reliability of driving behavior. It is therefore generally known that the amount of gas returned to an inevitable minimum value must be limited.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Steuerverfahren und ein Steuersy stem vorzusehen, welche die Verbrennungsschwankungsrate und den NOx-Ausstoß ei nes Mager-Motors erfassen können, um das Luft-Kraftstoff-Gemisch innerhalb eines geeigneten mageren Bereiches zu halten, wodurch die Eigenschaften des Abgases und die Fahrleistung verbessert werden.It is an object of the invention to provide a control method and a tax system system to provide the egg fluctuation rate and NOx emissions Nes lean engine can capture the air-fuel mixture within a appropriate lean area to maintain, thereby the properties of the exhaust gas and the driving performance can be improved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Steuerverfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 und durch ein Steuersystem mit den Merkmalen von Anspruch 3 gelöst.This object is achieved by a control method with the features of claim 1 and solved by a control system with the features of claim 3.

Mit diesem Steuerverfahren und -system wird gemäß der vorliegenden Erfindung das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Mager-Motors so kontrolliert, daß es auf ein Mager-Luft- Kraftstoff-Verhältnis mit weniger NOx eingestellt wird. Die tatsächliche Schwankungs rate der Verbrennung wird hierfür auf der Grundlage des Innendrucks im Zylinder er faßt, und das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird auf der fetten Seite bezüglich der Mager grenze gesteuert, so daß eine zufriedenstellende Fahrleistung aufrechterhalten werden kann. Darüberhinaus wird der NOx-Gehalt des Abgases über die tatsächliche NOx- Konzentration bestimmt, und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird auf der mageren Seite bezüglich der zulässigen Grenze des NOx-Ausstoßes gesteuert, so daß der NOx-Ausstoß sicher gesenkt werden kann.With this control method and system, according to the present invention Air-fuel ratio of the lean engine is controlled so that it is based on a lean-air Fuel ratio is set with less NOx. The actual fluctuation The rate of combustion is based on the internal pressure in the cylinder summarizes, and the air-fuel mixture is on the rich side with respect to the lean limit controlled so that satisfactory driving performance can be maintained can. In addition, the NOx content of the exhaust gas is based on the actual NOx Concentration is determined, and the air-fuel ratio becomes on the lean side controlled with respect to the allowable limit of the NOx emission, so that the NOx emission can be safely lowered.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird also die tatsächliche Konzentration von NOx in dem Abgas in dem Mager-Motor erfaßt, so daß der Zustand bzw. die Menge des ab gegebenen NOx ermittelt werden kann, und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird so ge steuert, daß es innerhalb eines Bereiches zwischen der Magergrenze für die Verbren nungsschwankung und der zulässigen Grenze für den NOx-Ausstoß liegt. Die Fahrlei stung kann so verbessert werden, und gleichzeitig kann das NOx im Abgas sicher ver mindert werden. Darüberhinaus wird der Bereich für die Luft-Kraftstoff-Verhältnis- Steuerung auf fette Gemische ausgedehnt, so daß bei den Fahrzuständen auch Vi brationen vermieden werden können.According to the present invention, the actual concentration of NOx detected in the exhaust gas in the lean-burn engine, so that the condition or amount of the ab given NOx can be determined, and the air-fuel ratio is so ge controls that it is within a range between the lean burn limit fluctuation and the permissible limit for NOx emissions. The Fahrlei Performance can be improved in this way and at the same time the NOx in the exhaust gas can be reliably be reduced. In addition, the area for the air-fuel ratio Control extended to rich mixtures, so that Vi Brations can be avoided.

Darüberhinaus wird die Verbrennungsschwankung mit einem vorgegebenen Wert für jede Gruppe von Fahrzuständen verglichen, wodurch der richtige Fahrzustand ermittelt wird. Ferner wird das ausgestoßene NOx mit dem vorgegebenen Wert verglichen, um den Zustand des Abgases zu ermitteln, und das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird so gesteu ert, daß es fetter oder magerer ist. Die Steuergenauigkeit ist dann hoch genug.In addition, the combustion fluctuation with a predetermined value for compared each group of driving conditions, thereby determining the correct driving condition becomes. Furthermore, the NOx discharged is compared with the predetermined value in order to determine the state of the exhaust gas, and the air-fuel mixture is thus controlled it is fat or leaner. The control accuracy is then high enough.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung, die in Anspruch 6 angegeben ist, weist der Motor zusätzlich ein EGR-Ventil, das mit dem Abgastrakt in Verbindung steht, zum Zu rückführen von Abgasen zu dem Ansaugtrakt und eine Moduseinstellvorrichtung zum Umschalten eines Motorbetriebsmodus von einem Sparmodus (Economy-Modus) in ei nen Leistungsmodus oder umgekehrt auf, wobei eine Abgasrückführungsraten-Ein stellvorrichtung, welche auf das erste und das zweite Steuersignal anspricht, eine opti male Abgasrückführungsrate durch Bezugnahme auf einen EGR-Raten-Sollwert, der jeweils einem Betriebszustand des Motors entspricht und in einem EGR-Verzeichnis ge speichert ist, bestimmt, um das EGR-Ventil sowohl im Sparmodus als auch im Lei stungsmodus präzise zu betätigen.According to a development of the invention, which is specified in claim 6, the Engine also has an EGR valve, which is connected to the exhaust tract, for closing returning exhaust gases to the intake tract and a mode setting device to Switch an engine operating mode from an economy mode to an economy mode power mode or vice versa, with an EGR rate on actuator, which responds to the first and the second control signal, an opti Male exhaust gas recirculation rate by referring to an EGR rate setpoint that each corresponds to an operating state of the engine and in an EGR directory stores is determined to the EGR valve in both economy and lei to operate precisely.

Diese Weiterbildung der Erfindung dient dazu, eine Motorsteuereinrichtung zu schaffen, wel che die Verbrennungsschwankung verhindern und den NOx-Ausstoß in einem Motor mit einem Abgasrückführungs(EGR)-System vermindern kann, so daß eine zufrieden stellende Steuer- oder Regelgenauigkeit erreicht werden kann und dem Fahrer die ge wünschte Fahrleistung zur Verfügung steht.This development of the invention serves to create an engine control device, wel prevent combustion fluctuation and NOx emissions in an engine with an exhaust gas recirculation (EGR) system, so that a satisfied controlling or regulating accuracy can be achieved and the driver the ge desired mileage is available.

Dabei wird die Schwankungsrate der Verbrennung abhängig von dem Druck im Zylin der erhalten, und die NOx-Abgasrate wird abhängig von der Konzentration des NOx im Abgas und der Menge der Ansaugluft erhalten.The rate of combustion fluctuation depends on the pressure in the cylinder the get, and the NOx exhaust rate is dependent on the concentration of NOx in Exhaust gas and the amount of intake air obtained.

Nachfolgend werden die Schwankungsrate der Verbrennung und deren Grenzwert bei dem gegebenen Fahrzustand verglichen, und gleichzeitig werden die NOx-Abgasrate und deren Grenzwert bei dem gegebenen Fahrzustand verglichen.Below are the fluctuation rate of combustion and its limit compared to the given driving condition, and at the same time the NOx exhaust gas rate and their limit value compared for the given driving condition.

Wenn die Schwankungsrate der Verbrennung höher ist als der Grenzwert wird die Men ge des zurückgeführten Abgases vermindert, wenn andererseits die NOx-Abgasrate hö her ist als der Grenzwert, wird die Menge des zurückgeführten Abgases erhöht, um den NOx-Ausstoß zu vermindern. If the rate of combustion fluctuation is higher than the limit, the menu of the recirculated exhaust gas, on the other hand, if the NOx exhaust gas rate is higher than the limit, the amount of recirculated exhaust gas is increased by the To reduce NOx emissions.

Die EGR-Steuerung bei den jeweiligen Fahrzuständen wird daher auf der Grundlage der Schwankungsrate der Verbrennung und der NOx-Abgasrate durchgeführt. Demzufolge kann eine Verbrennungsschwankung vermieden und der Ausstoß von NOx vermindert werden, so daß eine hoch zuverlässige und genaue Steuerung erreicht werden kann.The EGR control in the respective driving conditions is therefore based on the Fluctuation rate of the combustion and the NOx exhaust gas rate are carried out. As a result can prevent combustion fluctuation and reduce NOx emissions be so that highly reliable and accurate control can be achieved.

Im EGR-Steuerbereich kann der Fahrer darüberhinaus die EGR-Rate so wählen, daß diese Rate erhöht wird, wenn vorzugsweise die Kraftstoffkosten berücksichtigt werden sollen, und vermindert wird, wenn vorzugsweise die Fahrleistung verbessert werden soll. Die Fahrleistung kann daher nach Wunsch des Fahrers angepaßt werden, wodurch eine große Benutzerfreundlichkeit erreicht wird.In the EGR control area, the driver can also select the EGR rate so that this rate is increased if fuel costs are preferably taken into account should be reduced, and if driving performance is preferably improved should. The mileage can therefore be adjusted as desired by the driver, whereby great ease of use is achieved.

Die Erfindung ist im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on preferred embodiments with reference to the drawings explained in more detail. Show it:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuereinrichtung für ei nen Mager-Motor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Fig. 1 is a block diagram of an air-fuel ratio control means for egg NEN lean engine according to an embodiment of the present invention;

Fig. 2 ein Diagramm des NOx-Ausstoßes und der Schwankungsrate der Verbrennung über dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis gemäß der Erfindung; Fig. 2 is a graph of NOx emissions and the rate of combustion change over the air-fuel ratio according to the invention;

Fig. 3 ein Flußdiagramm einer Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung gemäß der Er findung; Fig. 3 is a flowchart of an air-fuel ratio control according to the invention He;

Fig. 4 ein Funktions-Blockdiagramm einer EGR-Steuereinrichtung gemäß eines wei teren Aspekts der vorliegenden Erfindung; Fig. 4 is a functional block diagram of an EGR control device of a direct wei aspect of the present invention according to;

Fig. 5 ein Flußdiagramm einer EGR-Steuerfolge; Fig. 5 is a flowchart of an EGR control sequence;

Fig. 6 eine Skizze eines EGR-Steuerbereiches; Fig. 6 is a sketch of an EGR control range;

Fig. 7 eine schematische Darstellung des Motors gemäß dieses weiteren Aspekts der Erfindung; und Fig. 7 is a schematic view of the motor according to this further aspect of the invention; and

Fig. 8 einen Schaltplan der Steuereinrichtung gemäß dieses weiteren Aspekts der Er findung. Fig. 8 is a circuit diagram of the control device according to this further aspect of the invention.

Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im folgenden mit Bezug auf Fig. 1 bis 3 beschrieben.A first embodiment of the present invention is described below with reference to FIGS. 1 to 3.

Mit Bezug auf Fig. 1 ist im folgenden der allgemeine Aufbau eines Mager-Motors beschrieben. Bezugszeichen 1 bezeichnet einen Motorblock für die magere Verbrennung. In einem Luftansaugsystem des Motorblocks 1 steht ein Luftfilter 2 über eine Leitung 3 und einen Drosselkörper 5, indem eine Drosselklappe 4 vorgesehen ist, mit einem Ansaugtrakt oder An saugkrümmer 6 in Verbindung. In den Trakt 6 ist ein Injektor 7 zum Einspritzen von Kraftstoff für jeden Zylinder einge setzt. Der Ansaugtrakt 6 weist eine (nicht gezeigte) Vor richtung zum Erzeugen von Verwirblungen oder Turbulenzen auf, wobei die Verwirblungen oder Turbulenzen in einer Brennkammer während des Ansaugens von Luft erzeugt werden, so daß ein mageres Luft-Kraftstoff-Gemisch als bei dem theo retischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis für die Verbrennung verwendet wird.The general construction of a lean-burn engine is described below with reference to FIG. 1. Reference numeral 1 denotes an engine block for lean combustion. In an air intake system of the engine block 1 , an air filter 2 is connected via a line 3 and a throttle body 5 by a throttle valve 4 to an intake tract or intake manifold 6 . In the tract 6 , an injector 7 for injecting fuel for each cylinder is inserted. The intake tract 6 has a device (not shown) for generating eddies or turbulence, the eddies or turbulence being generated in a combustion chamber during the intake of air, so that a lean air-fuel mixture than in the theoretical air -Fuel ratio used for combustion.

In dem Mager-Motor ist darüberhinaus der Kraftstoff so ma ger, daß HC und CO, schädliche Substanzen, im Abgas gering sind, der NOx-Gehalt kann jedoch nicht gesenkt werden, so daß es notwendig ist, das NOx zu vermindern. Um dies zu er reichen, weist ein Abgastrakt oder Auspuffkrümmer 8 einen Mager-NOx-Katalysator oder katalytischen Wandler 10 als eine Abgasabgabe-Steuereinheit auf. Das NOx in dem Abgas wird auf diese Weise hauptsächlich bei hohen Temperaturen durch einen Mager-NOx-Katalysator vermindert, so daß das Abgas gereinigt wird. Der Katalysator 10 steht über ein Auspuffrohr 11 mit einem Auspufftopf 9 in Verbindung.In addition, in the lean-burn engine, the fuel is so low that HC and CO, harmful substances, in the exhaust gas are low, but the NOx content cannot be lowered, so that it is necessary to reduce the NOx. To accomplish this, an exhaust tract or exhaust manifold 8 has a lean NOx catalyst or catalytic converter 10 as an exhaust emission control unit. The NOx in the exhaust gas is thus reduced mainly at high temperatures by a lean NOx catalyst, so that the exhaust gas is cleaned. The catalytic converter 10 is connected to an exhaust pipe 9 via an exhaust pipe 11 .

Im folgenden sind die Grundsätze des Steuersystems er läutert.The following are the principles of the tax system purifies.

Der Druck in dem Zylinder wird bei einem Expansionshub nach der Verbrennung erfaßt, um den Stand der Verbrennungsschwankung zu ermitteln, während die NOx-Konzentration eines Auspuffsystems erfaßt wird, und der tatsächliche NOx-Ausstoß wird berechnet. Fig. 2 zeigt Kennlinien des NOx-Ausstoßes und der Schwankungsrate der Verbrennung über dem Luft- Kraftstoff-Verhältnis (A/F).The pressure in the cylinder is detected on an expansion stroke after combustion to determine the state of the combustion fluctuation while the NOx concentration of an exhaust system is detected, and the actual NOx output is calculated. Fig. 2 shows characteristics of the NOx emission and the fluctuation rate of the combustion over the air-fuel ratio (A / F).

Wenn eine Mager-Steuerung bei einem Luft-Kraftstoff-Verhält nis durchgeführt wird, das magerer ist als das theoretische Luft-Kraftstoff-Verhältnis von 14,7, wie in Fig. 2 gezeigt, erreicht der NOx-Ausstoß den Maximalwert dann, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis etwa 16 ist, und er nimmt danach allmählich ab, während das Luft-Kraftstoff-Verhältnis mager bleibt. Bei einem Punkt a, bei dem das Luft-Kraftstoff-Ver hältnis 19 ist, wird dann eine zulässige Grenze für die NOx- Menge in dem Abgas erreicht.When lean control is performed at an air-fuel ratio that is leaner than the theoretical air-fuel ratio of 14.7, as shown in FIG. 2, the NOx emission reaches the maximum value when that The air-fuel ratio is about 16, and thereafter it gradually decreases while the air-fuel ratio remains lean. At a point a at which the air-fuel ratio is 19, a permissible limit for the amount of NOx in the exhaust gas is then reached.

Andererseits bleibt die Schwankungsrate der Verbrennung auf der mageren Seite des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses klein und steigt dann plötzlich an, wenn das Luft-Kraftstoff-Ver hältnis einen Wert von ungefähr 23 erreicht. Bei einem Punkt b, bei dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis 24 ist, liegt da her die Magergrenze für die Verbrennungsschwankung.On the other hand, the fluctuation rate of the combustion on the lean side of the air-fuel ratio remains small and then increases suddenly when the air-fuel ratio reaches a value of approximately 23. At a point b at which the air-fuel ratio is 24, there is the lean limit for the combustion fluctuation.

Unter diesen Gesichtspunkten ist es nur notwendig, das Luft- Kraftstoff-Verhältnis im mageren Bereich so zu steuern, daß es in dem Bereich zwischen den Punkten a und b eingestellt wird (d. h. zwischen 19 und 24).From these points of view, it is only necessary to control the air-fuel ratio in the lean area so that it is set in the area between points a and b (ie, between 19 and 24).

Im folgenden ist das Steuersystem auf der Basis des oben beschriebenen Steuerprinzipes beschrieben.The following is the control system based on the above described tax principles.

Signale von einem Luftdurchflußmesser 12 zum Erfassen einer Ansaugluftmenge Q und von einem Kurbelwinkelsensor 13 zum Erfassen einer Motordrehzahl N werden an den Eingang einer Steuereinheit 20 angelegt. Jeder Zylinder des Motorblocks 1 ist mit einem Zylinderdrucksensor 14 zum Erfassen eines Zy linderdruckes P ausgestattet. In den Abgastrakt 8 ist ein NOx-Konzentrationssensor 15 zum Erfassen der NOx-Konzentra tion eingepaßt. Signale von diesen beiden Sensoren werden ebenfalls an den Eingang der Steuereinheit 20 angelegt.Signals from an air flow meter 12 for detecting an intake air amount Q and from a crank angle sensor 13 for detecting an engine speed N are applied to the input of a control unit 20 . Each cylinder of the engine block 1 is equipped with a cylinder pressure sensor 14 for detecting a cylinder pressure P. In the exhaust gas duct 8, a NOx concentration sensor 15 is fitted to detect the NOx concentra tion. Signals from these two sensors are also applied to the input of the control unit 20 .

Die Steuereinheit 20 umfaßt eine Fahrzustands-Ermittlungs einheit 21, in die die Motordrehzahl N und die Ansaugluft menge Q eingegeben werden. Fahrzustände des Motors werden nach Maßgabe dieser beiden Parameter ermittelt. Signale für den Fahrzustand werden an den Eingang einer Einspritzmengen- Recheneinheit 22 angelegt. Eine Einspritzmenge Ti wird so berechnet, daß ein mageres Luft-Kraftstoff-Gemisch mit einem niedrigen NOx-Gehalt erhalten wird, und zwar abhängig von den Fahrzuständen des Mager-Motors. Das sich ergebende Ein spritzsignal wird an den Injektor 7 mit einer vorgegebenen Zeitvorgabe ausgegeben.The control unit 20 includes a driving condition determination unit 21 , into which the engine speed N and the intake air amount Q are input. Driving states of the engine are determined in accordance with these two parameters. Signals for the driving state are applied to the input of an injection quantity computing unit 22 . An injection amount Ti is calculated so that a lean air-fuel mixture with a low NOx content is obtained, depending on the driving conditions of the lean engine. The resulting injection signal is output to the injector 7 at a predetermined time.

Der Zylinderdruck P und die Fahrzustandssignale werden an den Eingang einer Zylinderdruck-Erfassungseinheit 23 ange legt, wobei der Zylinderdruck P für jeden Fahrzustand erfaßt wird. Der Zylinderdruck P wird an den Eingang einer Verbren nungsschwankungsraten-Recheneinheit 24 angelegt, und ein Verbrennungschwankungsraten-Istwert B wird nach Maßgabe der Änderung des Zylinderdruckes P erhalten. Die Fahrzustands signale werden an den Eingang einer Verbrennungsschwankungs raten-Standardwert-Wiedergewinnungseinheit 25 angelegt, woraufhin ein Standardwert Bmax für die Magergrenze für je den Fahrzustand mit Bezug auf ein Verbrennungsschwankungs raten-Referenzverzeichnis (Map) 26 wiedergewonnen wird. Der Verbrennungsschwankungsraten-Istwert B und der Standardwert Bmax für die Magergrenze werden an den Eingang einer Ver brennungsschwankungsraten-Vergleichseinheit 27 angelegt, woraufhin sie miteinander verglichen werden. Wenn B < Bmax gilt, wird die Einspritzmengen-Recheneinheit 22 angewiesen, das Luft-Kraftstoff-Gemisch anzureichern bzw. fetter zu ma chen.The cylinder pressure P and the driving state signals are applied to the input of a cylinder pressure detection unit 23 , the cylinder pressure P being detected for each driving state. The cylinder pressure P is applied to the input of a combustion fluctuation rate computing unit 24 , and an actual combustion fluctuation rate actual value B is obtained in accordance with the change in the cylinder pressure P. The driving state signals are applied to the input of a combustion fluctuation rate standard value recovery unit 25 , whereupon a standard value Bmax for the lean limit for each driving state is retrieved with reference to a combustion fluctuation rate reference list (map) 26 . The combustion fluctuation rate actual value B and the standard value Bmax for the lean limit are applied to the input of a combustion fluctuation rate comparison unit 27 , whereupon they are compared with one another. If B < Bmax , the injection quantity computing unit 22 is instructed to enrich the air-fuel mixture or to make it richer.

Das NOx-Konzentrationssignal und das Fahrzustandssignal wer den an den Eingang einer NOx-Konzentration-Erfassungseinheit 28 angelegt, woraufhin die NOx-Konzentration für jeden Fahr zustand erfaßt wird. Die NOx-Konzentration wird an den Ein gang einer NOx-Ausstoß-Recheneinheit 29 angelegt, woraufhin die Ansaugluftmenge Q, die NOx-Konzentration NOxCONC und das spezifische Gewicht γ des NOx miteinander multipliziert wer den, um einen Istwert des NOx-Ausstoßes A zu berechnen. Die Fahrzustandssignale werden auch an den Eingang einer NOx- Abgabe-Standardwert-Wiedergewinnungseinheit 30 angelegt, woraufhin ein zulässiger Standard-Grenzwert Amax für jeden Fahrzustand mit Bezug auf eine NOx-Abgabe-Standardwert-Ver zeichnis (Map) 31 wiedergewonnen wird. Der Istwert des NOx- Ausstoßes A und der zulässige Standard-Grenzwert Amax werden an den Eingang einer Abgas-Vergleichseinheit 32 angelegt, woraufhin sie miteinander verglichen werden. Wenn A < Amax gilt, wird die Einspritzmengen-Recheneinheit 22 angewiesen, das Luft-Kraftstoff-Gemisch mager zu machen.The NOx concentration signal and the driving condition signal are applied to the input of a NOx concentration detection unit 28 , whereupon the NOx concentration is detected for each driving condition. The NOx concentration is applied to the input of a NOx emission computing unit 29 , whereupon the intake air quantity Q , the NOx concentration NOxCONC and the specific weight γ of the NOx are multiplied by one another in order to calculate an actual value of the NOx emission A . The driving state signals are also applied to the input of a NOx emission standard value recovery unit 30 , whereupon a permissible standard limit value Amax is retrieved for each driving state with reference to a NOx emission standard value directory (map) 31 . The actual value of the NOx emission A and the permissible standard limit value Amax are applied to the input of an exhaust gas comparison unit 32 , whereupon they are compared with one another. If A < Amax , the injection quantity computing unit 22 is instructed to make the air-fuel mixture lean.

Abhängig von dem Befehl für das fette Luft-Kraftstoff-Ge misch basierend auf der Verbrennungsschwankungsrate B oder für das magere Gemisch basierend auf dem NOx-Ausstoß A, er höht oder senkt die Einspritzmengen-Recheneinheit die Ein spritzmenge Ti, um diese zu korrigieren. In den Fällen, daß vorzugsweise Kraftstoffkosten oder vorzugsweise die Fahrlei stung beachtet werden sollen, wird die Einspritzmenge Ti im allgemeinen abhängig von dem Modus gesenkt bzw. erhöht. Auf diese Weise wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis so gesteu ert, daß es immer in dem Bereich zwischen den Punkten a, und b von Fig. 2 gehalten wird. Die Steuereinheit 20 ermittelt geeignete Zündzeitpunkte, welche von dem Betriebszustand abhängen, nach Maßgabe verschiedener Eingangsinformationen und gibt ein Zündsignal an eine Zündeinrichtung ab.Depending on the command for the rich air-fuel mixture based on the combustion fluctuation rate B or for the lean mixture based on the NOx emission A , the injection quantity computing unit increases or decreases the injection quantity Ti in order to correct it. In the event that fuel costs or preferably the driving power should preferably be taken into account, the injection quantity Ti is generally reduced or increased depending on the mode. In this way, the air-fuel ratio is controlled so that it is always kept in the area between the points a , and b of FIG. 2. The control unit 20 determines suitable ignition times, which depend on the operating state, in accordance with various input information and emits an ignition signal to an ignition device.

Es folgt eine Beschreibung des grundsätzlichen Betriebs des Mager-Motors.The following is a description of the basic operation of the Lean engine.

Bei Betrieb des Motors wird zunächst dem Motorblock 1 Luft abhängig vom Öffnungsgrad der Drosselklappe 4 zugeführt. Dann werden Verwirblungen oder dergleichen in der Brennkam mer mittels der Turbulenzen-Erzeugungsvorrichtung des An saugtraktes 6 erzeugt. Abhängig von jeder Gruppe von Fahr zuständen und auf der Grundlage der Ansaugluftmenge Q und der Motordrehzahl N wird darüberhinaus die Einspritzmenge Ti berechnet, so daß das Luft-Kraftstoff-Gemisch ein mageres Gemisch ist, welches im wesentlichen einen geringen NOx-Ge halt hat. Dieser Kraftstoff wird zu vorgegebenen Einspritz zeitpunkten mit Hilfe des Injektors 7 eingespritzt. Eine Mischung aus Luft und dem Kraftstoff in der Brennkammer wird über eine Zündkerze gezündet, wobei diese Schichten bildet, so daß sie durch die erzeugten Verwirbelungen in dem Bereich in der Nähe der Zündkerze dicker ist als in dem umgebenden Bereich. Dadurch kann das magere Luft-Kraftstoff-Gemisch zufriedenstellend verbrannt werden, wodurch vertretbare Brennstoffkosten und eine zufriedenstellende Fahrleistung sichergestellt werden.When the engine is operating, air is first supplied to engine block 1 depending on the degree of opening of throttle valve 4 . Then swirls or the like are generated in the combustion chamber by means of the turbulence generating device of the suction tract 6 . Depending on each group of driving conditions and on the basis of the intake air quantity Q and the engine speed N , the injection quantity Ti is also calculated so that the air-fuel mixture is a lean mixture, which has essentially a low NOx Ge content. This fuel is injected at predetermined injection times with the help of the injector 7 . A mixture of air and the fuel in the combustion chamber is ignited via a spark plug, which forms layers so that it is thicker in the area near the spark plug than in the surrounding area due to the turbulence generated. As a result, the lean air-fuel mixture can be burned satisfactorily, thereby ensuring reasonable fuel costs and satisfactory driving performance.

Inzwischen wird das von der mageren Verbrennung erzeugte Abgas aus dem Motorblock 1 in den Abgastrakt 8 abgegeben. Obwohl aufgrund des mager-verbrennenden Luft-Kraftstoff-Ver hältnisses die Menge des unverbrannten HC und CO im Abgas klein ist, muß in diesem Fall das NOx gesenkt werden. Das NOx enthaltende Abgas wird dem Mager-NOx-Katalysator 10 zu geführt, und das NOx wird bei hoher Temperatur durch den Mager-NOx-Katalysator vermindert, so daß das Gas gereinigt wird. Das so durch den Katalysator 10 gereinigte Gas wird dann durch den stromabwärts liegenden Auspufftopf 9 an die Umgebung abgegeben.In the meantime, the exhaust gas generated by the lean combustion is released from the engine block 1 into the exhaust tract 8 . In this case, although the amount of unburned HC and CO in the exhaust gas is small due to the lean-burning air-fuel ratio, the NOx must be lowered. The exhaust gas containing NOx is supplied to the lean NOx catalyst 10 , and the NOx is reduced at a high temperature by the lean NOx catalyst so that the gas is cleaned. The gas thus cleaned by the catalytic converter 10 is then released to the environment through the downstream muffler 9 .

Mit Bezug auf das Flußdiagramm von Fig. 3 ist im folgenden die Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses für den Ma germotor-Betrieb gemäß der ersten Ausführungsform der Erfin dung beschrieben.With reference to the flowchart of Fig. 3 below, the controller of the air-fuel ratio for the Ma germotor operation described according to the first embodiment of the dung OF INVENTION.

Zunächst werden in einem Schritt S1 die Fahrzustände über die Motordrehzahl N und die Ansaugluftmenge Q ermittelt. Der Zylinderdruck P wird in einem Schritt S2 erfaßt, und die Schwankungsrate der Verbrennung B wird in einem Schritt S3 berechnet. In einem Schritt S4 wird ein Magergrenzen-Stan dardwert Bmax der Schwankungsrate für die Verbrennung mit Bezug auf das Verzeichnis wiedergewonnen.First, the driving conditions are determined in a step S1 via the engine speed N and the intake air quantity Q. The cylinder pressure P is detected in a step S2 , and the fluctuation rate of the combustion B is calculated in a step S3 . In a step S4 , a lean limit standard value Bmax of the fluctuation rate for the combustion is retrieved with reference to the directory.

In einem Schritt S5 werden der Schwankungsraten-Istwert B und der Magergrenzen-Standardwert Bmax miteinander vergli chen. Wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis die Magergrenze überschreitet, so daß die Verbrennungsschwankung aufgrund von Fehlzündungen zunimmt, wobei B < Bmax, geht das Programm zu einem Schritt S6 weiter, woraufhin der Kraftstoffgehalt erhöht wird, um zur Korrektur das magere Luft-Kraftstoff- Gemisch anzureichern. Dadurch wird die Ver brennungsschwankung im Falle der Fehlzündung vermieden, so daß eine Verschlechterung der Fahrleistung verhindert werden kann.In a step S5, the fluctuation rate actual value B and the lean limit standard value Bmax are compared with one another. If the air-fuel ratio exceeds the lean limit so that the combustion fluctuation due to misfire increases, where B < Bmax , the program proceeds to a step S6 , whereupon the fuel content is increased to correct the lean air-fuel mixture enrich. As a result, the fluctuation in combustion is avoided in the event of a misfire, so that a deterioration in driving performance can be prevented.

Wenn B ≦ Bmax gilt, so daß das Luft-Kraftstoff-Gemisch auf der fetten Seite mit einer geringeren Ver brennungsschwankung gesteuert wird, geht das Programm andererseits von Schritt S5 zu einem Schritt S7 weiter, woraufhin der NOx- Konzentrations-Istwert NOxconc erfaßt wird. Der NOx-Ausstoß A wird in einem Schritt S8 berechnet, und der zulässige Standard-Grenzwert Amax für den NOx-Ausstoß, der den jewei ligen Fahrzuständen entspricht, wird in einem Schritt S9 wiedergewonnen.On the other hand , if B ≦ Bmax holds so that the air-fuel mixture on the rich side is controlled with less combustion fluctuation, the program proceeds from step S5 to a step S7 , whereupon the actual NOx concentration value NOxconc is detected . The NOx emission A is calculated in a step S8 , and the permissible standard limit value Amax for the NOx emission, which corresponds to the respective driving conditions, is recovered in a step S9 .

Dann werden die beiden Werte in einem Schritt S10 miteinan der verglichen. Wenn der NOx-Ausstoß A seine zulässige Gren ze überschreitet, so daß das Abgas schlechter wird, wobei A < Amax gilt, geht das Programm zu einem Schritt S11 weiter, woraufhin der Kraftstoffgehalt vermindert wird, um das Luft- Kraftstoff-Verhältnis zur mageren Seite hin zu korrigieren. Dadurch wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch magerer, so daß der NOx-Ausstoß vermindert wird.Then the two values are compared with one another in a step S10 . If the NOx emission A exceeds its allowable limit, so that the exhaust gas becomes worse, where A < Amax , the program proceeds to a step S11 , whereupon the fuel content is reduced by the lean side air-fuel ratio correct it. This makes the air-fuel mixture lean, so that the NOx emissions are reduced.

Wenn A ≦ Amax gilt, wird entschieden, daß das Abgas einen guten Zustand hat und daß das Luft-Kraftstoff-Gemisch im richtigen Bereich zwischen den Punkten a und b von Fig. 2 liegt. In diesem Fall geht das Programm vom Schritt S10 zu einem Schritt S11 weiter, woraufhin der bevorzugte Modus ausgewählt wird. Wenn der Modus ein Benzinsparmodus ist, in dem mehr Wert auf Benzinkosten gelegt wird, geht das Pro gramm zum Schritt S11 weiter, woraufhin das Luft-Kraftstoff- Gemisch so gesteuert wird, daß es magerer ist, so daß die Benzinkosten optimiert werden. Wenn der Modus ein Leistungs modus ist, in dem bevorzugt Wert auf die Fahrleistung gelegt wird, geht das Programm zum Schritt S6 weiter, woraufhin das Luft-Kraftstoff-Gemisch so gesteuert wird, daß es fetter ist. Dies führt dazu, daß das Luft-Kraftstoff-Gemisch rela tiv fett ist, so daß Vibrationen und andere Eigenschaften und Kennwerte verbessert werden.If A ≦ Amax , it is decided that the exhaust gas is in good condition and that the air-fuel mixture is in the correct range between points a and b of FIG. 2. In this case, the program proceeds from step S10 to step S11 , whereupon the preferred mode is selected. If the mode is a gasoline-saving mode in which more emphasis is placed on gasoline costs, the program proceeds to step S11 , whereupon the air-fuel mixture is controlled to be leaner so that the gasoline costs are optimized. If the mode is a power mode, in which preference is given to driving performance, the program proceeds to step S6 , whereupon the air / fuel mixture is controlled so that it is richer. As a result, the air-fuel mixture is relatively rich, so that vibrations and other properties and characteristics are improved.

Auf diese Weise wird das mager-verbrennende Luft-Kraftstoff- Verhältnis des Mager-Motors immer so gesteuert, daß es in nerhalb des Bereiches zwischen der Magergrenze b für die Verbrennungsschwankung und der zulässigen Grenze a für den NOx-Ausstoß liegt. Daher können sowohl die Fahrleistung als auch die Eigenschaften des Abgases zur selben Zeit vor teilhaft beeinflußt werden. Da die NOx-Konzentration des Abgases auf den zulässigen Grenzwert beschränkt wird, kann der Mager-NOx-Katalysator 10 des Auspuffsystems das NOx im mer zuverlässig entfernen.In this way, the lean-burn air-fuel ratio of the lean-burn engine is always controlled so that it is within the range between the lean limit b for the combustion fluctuation and the allowable limit a for the NOx emission. Therefore, both the driving performance and the properties of the exhaust gas can be influenced at the same time before. Since the NOx concentration of the exhaust gas is limited to the permissible limit value, the lean NOx catalytic converter 10 of the exhaust system can always reliably remove the NOx.

Bei dem Mager-Motor gemäß der ersten Ausführungsform wird, wie oben beschrieben, der Ist-Wert der NOx-Konzentration des Abgases erfaßt, um den Zustand des NOx-Abgases zu ermitteln, und das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird innerhalb des Bereiches zwischen der Magergrenze für die Verbrennungsschwankung und der zulässigen Grenze für den NOx-Ausstoß gesteuert. Dadurch wird die Fahrleistung verbessert und der NOx-Gehalt in dem Abgas wird zuverlässig ge senkt. Da der Bereich für die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung auf die fette Seite ausgedehnt wird, können darüberhinaus Vibrationen im Leistungsmodus vermindert werden.In the lean engine according to the first embodiment, as described above, the actual value of the NOx concentration of the Exhaust gas detected to determine the state of the NOx exhaust gas, and the air-fuel mixture is within the range between the lean limit for the combustion fluctuation and the allowable limit for NOx emissions. This will make the Driving performance improved and the NOx content in the exhaust gas is reliably ge lowers. Because the range for the air-fuel ratio control on the rich If the page is extended, vibrations can also occur in the power mode can be reduced.

Für jeden Fahrzustand wird ferner die Verbrennungsschwankung mit ihrem Stan dardwert verglichen, um den Betriebszustand zu ermitteln, der NOx-Ausstoß wird mit seinem Standardwert verglichen, um den Zustand des Abgases zu bestimmen, und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird auf der fetten oder auf der mageren Seite gesteuert. Dadurch wird die Steuergenauigkeit sehr hoch.For every driving condition, the combustion fluctuation with its Stan is also The standard value is compared in order to determine the operating state, the NOx emissions compared to its standard value to determine the condition of the exhaust gas and the air-fuel ratio is on the rich or the lean side controlled. This makes the control accuracy very high.

Im folgenden ist mit Bezug auf Fig. 4 bis 8 eine Motorsteuereinrichtung gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung beschrieben.An engine control device according to another aspect of the present invention is described below with reference to FIGS. 4 to 8.

Fig. 4 ist ein Funktions-Blockdiagramm der Abgasrückführungs- Steuereinrichtung oder EGR-Steuereinrichtung, Fig. 5 ist ein Flußdiagramm einer EGR-Steuerfolge, Fig. 6 ist eine schematische Darstellung eines EGR- Steuerbereiches, Fig. 7 ist eine schematische Ansicht eines Motors, und Fig. 8 ist ein Schaltplan der Steuereinrichtung. Fig. 4 is a functional block diagram of the exhaust gas recirculation control device or EGR control device, FIG. 5 is a flowchart of an EGR control sequence, Fig. 6 is a schematic illustration of an EGR control range, FIG. 7 is a schematic view of an engine, and Fig. 8 is a circuit diagram of the control device.

In Fig. 7 bezeichnet Bezugszeichen 41 einen Motorblock. Ein Ansaugtrakt oder Ansaugkrümmer 42 steht mit der stromaufwärtigen Seite des Motorblocks 1 in Verbindung. Ein Injektor 43 ist direkt stromaufwärts eines Ansaugventiles (nicht gezeigt) angeordnet, welches an einer Ansaugöffnung für jeden Zylinder des An saugtraktes 42 angebracht ist. Eine Drosselklappe 45 ist in einem Ansaugrohr 44 vorgesehen, welches mit dem Ansaugtrakt 42 in Verbindung steht. Ein Luftfilter 46 ist an der Ansaugöffnung des Rohres 44 angebracht. In Fig. 7, reference numeral 41 denotes an engine block. An intake tract or intake manifold 42 communicates with the upstream side of the engine block 1 . An injector 43 is arranged directly upstream of an intake valve (not shown) which is attached to an intake opening for each cylinder of the intake tract 42 . A throttle valve 45 is provided in an intake pipe 44 , which is connected to the intake tract 42 . An air filter 46 is attached to the suction opening of the tube 44 .

Ein Auspuffrohr 48 steht mit der stromabwärtigen Seite des Motorblocks 41 über einen Abgastrakt oder Auspuffkrümmer 47 in Verbindung. Ein Auspufftopf 49 steht mit der stromabwär tigen Seite des Auspuffrohres 48 in Verbindung, und ein Ka talysator 50 zum Reinigen des Abgases ist in der Mitte des Rohres 48 vorgesehen. Der Motor gemäß der gezeigten Ausfüh rungsform dient zur Steuerung des theoretischen Luft-Kraft stoff-Verhältnisses, und ein Dreifachkatalysator wird als der Katalysator 50 eingesetzt.An exhaust pipe 48 communicates with the downstream side of the engine block 41 through an exhaust tract or exhaust manifold 47 . An exhaust muffler 49 communicates with the side of the exhaust pipe 48 that is downstream, and a catalytic converter 50 for cleaning the exhaust gas is provided in the middle of the pipe 48 . The engine according to the shown embodiment serves to control the theoretical air-fuel ratio, and a triple catalyst is used as the catalyst 50 .

Ein Luftdurchflußmesser 51 zum Erfassen des Massenflusses der Ansaugluft ist an der Ansaugöffnung des Ansaugrohres 44 des Ansaugsystems angebracht. Ein Drosselsensor 52 zum Er fassen des Öffnungsgrades der Drosselklappe 45 ist angren zend an die Klappe 45 angeordnet.An air flow meter 51 for detecting the mass flow of the intake air is attached to the intake port of the intake pipe 44 of the intake system. A throttle sensor 52 for grasping the degree of opening of the throttle valve 45 is arranged adjacent to the flap 45 .

Ein O₂-Sensor 43 zum Erfassen der Sauerstoff-Konzentration des Abgases und ein NOx-Konzentrationssensor 54 zum Erfassen der Konzentration von Stickstoffoxiden (NOx), wie NO und NO₂, in dem Abgas sind zwischen dem Verzweigungspunkt des Abgastraktes 47 des Auspuffsystems und dem Katalysator 50 eingefügt.An O ₂ sensor 43 for detecting the oxygen concentration of the exhaust gas and a NOx concentration sensor 54 for detecting the concentration of nitrogen oxides (NOx), such as NO and NO ₂ , in the exhaust gas are between the branch point of the exhaust tract 47 of the exhaust system and the Catalyst 50 inserted.

Ein Zylinderdrucksensor 55 zum Erfassen des Innendrucks ei nes bestimmten Zylinders ist vorgesehen, und ein Kurbelwin kelsensor 56 liegt einem Kurbel-Drehkörper 41b gegenüber, der an der Kurbelwelle 41a montiert ist. Der Sensor 56 ist so aufgebaut, daß er Vorsprünge oder dergleichen erfaßt, welche in regelmäßigen Intervallen an dem Außenumfang des Drehkörpers 41b angebracht sind. Der Sensor 56 berechnet die Motordrehzahl N und die Zündzeitpunkte nach Maßgabe der Zeitintervalle, zu denen die Vorsprünge erfaßt werden.A cylinder pressure sensor 55 for detecting the internal pressure egg nes certain cylinder is provided, and a crank angle sensor 56 is opposite a crank rotating body 41 b, which is mounted on the crankshaft 41 a. The sensor 56 is constructed so that it detects projections or the like, which are attached at regular intervals on the outer circumference of the rotating body 41 b. The sensor 56 calculates the engine speed N and the ignition times in accordance with the time intervals at which the projections are detected.

Die jeweiligen Verzweigungsstellen des Abgastraktes 47 und des Ansaugtraktes 42 stehen miteinander über einen Abgas rückführungs- oder EGR-Kanal 57 in Verbindung. Ein EGR-Ven til 58 ist in dem Kanal 57 vorgesehen. Wenn das Ventil 58 geöffnet ist, wird eine kleine Menge des Abgases, abhängig vom Öffnungsgrad des Ventils 58 zum Ansaugsystem zurückge führt und nochmals verbrannt.The respective branch points of the exhaust tract 47 and the intake tract 42 are connected to one another via an exhaust gas recirculation or EGR channel 57 . An EGR valve 58 is provided in the channel 57 . When the valve 58 is opened, a small amount of the exhaust gas, depending on the degree of opening of the valve 58 , leads back to the intake system and is burned again.

Wie in Fig. 8 gezeigt, weist eine ECU (elektronische Steuer einheit) 61 eine CPU 62, ein ROM 63, ein RAM 64, einen Os zillator 65, Eingänge 66a und 66b und Ausgäng 66c und 66d auf. Diese Elemente sind über eine Busleitung mit einem Mi krocomputer verbunden.As shown in FIG. 8, an ECU (electronic control unit) 61 has a CPU 62 , a ROM 63 , a RAM 64 , an oscillator 65 , inputs 66 a and 66 b and outputs 66 c and 66 d. These elements are connected to a microcomputer via a bus line.

Analogsignale von dem Luftdurchflußmesser 51, dem NOx-Kon zentrationssensor 54 und dem O₂-Sensor 53 werden über einen Multiplexer 62 einem A/D-Wandler 63 zugeführt. Daraufhin werden sie im Wandler 63 in digitale Signal umgewandelt und nacheinander an den einen Eingang 66a angelegt. Die Wellen form eines Kurbelwinkelsignals von dem Kurbelwinkelsensor 56 wird in einem Formungsschaltkreis 67 geeignet geformt und an den anderen Eingang 66b angelegt. Ein Signal von dem Drosselsensor 52 wird über einen Eingabeschaltkreis 68 an den anderen Eingang 66b angelegt, woraufhin ermittelt wird, ob die Drosselklappe 45 geöffnet oder vollständig geschlos sen ist. Der Spitzenwert eines Ausgangssignals von dem Zy linderdrucksensor 55 wird von einem Formungsschaltkreis 69 wellen-geformt und an den anderen Eingang 66b angelegt.Analog signals from the air flow meter 51 , the NOx concentration sensor 54 and the O ₂ sensor 53 are fed via a multiplexer 62 to an A / D converter 63 . Thereupon, they are converted into digital signals in the converter 63 and successively applied to the one input 66 a. The wave form of a crank angle signal from the crank angle sensor 56 is suitably shaped in a shaping circuit 67 and applied to the other input 66 b. A signal from the throttle sensor 52 is applied via an input circuit 68 to the other input 66 b, whereupon it is determined whether the throttle valve 45 is open or completely closed. The peak value of an output signal from the cylinder pressure sensor 55 is wave-shaped by a shaping circuit 69 and applied to the other input 66 b.

Der Eingang 66b ist ferner mit einem Modusauswahlschalter 59 verbunden. Durch Betätigen des Schalters 59 kann ein Fahrer den Vorzugsmodus, nämlich den kostengünstigen Modus oder den Leistungsmodus, auswählen. Wenn über den Auswahlschalter 59 der Benzinsparmodus gewählt wurde, wird die EGR-Steuerung mit dem Maximalwert für eine EGR-Rate innerhalb des EGR- Steuerbereiches durchgeführt. The input 66 b is also connected to a mode selection switch 59 . By actuating the switch 59 , a driver can select the preferred mode, namely the cost-effective mode or the performance mode. If the petrol saving mode has been selected via the selection switch 59 , the EGR control is carried out with the maximum value for an EGR rate within the EGR control range.

Ferner sind das EGR-Ventil 58 und der Injektor 43 über An steuerschaltkreise 70 bzw. 71 mit den Ausgängen 66c und 66d verbunden. Die Öffnung des Ventils 58 wird abhängig von ei nem Steuersignal für ein vorgegebenes Arbeitsverhältnis ge steuert, welches von der ECU 61 ausgegeben wird.Furthermore, the EGR valve 58 and the injector 43 are connected to the outputs 66 c and 66 d via control circuits 70 and 71, respectively. The opening of the valve 58 is controlled depending on a control signal for a predetermined employment relationship, which is output from the ECU 61 .

Im folgenden ist eine Anordnung für die EGR-Steuerung in der ECU 61 beschrieben.An arrangement for EGR control in the ECU 61 will now be described.

Wie in Fig. 4 gezeigt, weist die ECU 61 eine Zylinderdruck- Erfassungseinheit M1 auf, welche auf der Grundlage des Aus gangswertes des Zylinderdrucksensors 55 den Spitzenwert ei nes Zylinderdruckes für jeden Zyklus oder einen Zylinder druck für einen festen Kurbelwinkel während eines Verbren nungshubs erfaßt. Die ECU 61 weist ferner eine NOx-Konzen trations-Erfassungseinheit M2 zum Erfassen der NOx-Konzen tration des Abgases nach Maßgabe des Ausgangswertes des NOx- Konzentrationssensors 54 auf. Ferner umfaßt die ECU 61 eine Fahrzustands-Erfassungseinheit M3 zum Erfassen von Fahrzu ständen des Motors auf der Grundlage einer Motordrehzahl N_E, der Ansaugluftmenge Q und dergleichen.As shown in Fig. 4, the ECU 61 has a cylinder pressure detection unit M1 which, based on the output value of the cylinder pressure sensor 55, detects the peak value of a cylinder pressure for each cycle or a cylinder pressure for a fixed crank angle during a combustion stroke. The ECU 61 also has a NOx concentration detection unit M2 for detecting the NOx concentration of the exhaust gas in accordance with the output value of the NOx concentration sensor 54 . Further, the ECU 61 includes a traveling state detecting unit M3 for detecting driving situations of the engine stalls on the basis of an engine speed N _E, the intake air amount Q and the like.

In der ECU 61 ist ferner eine Verbrennungsschwankungsraten- Rechenvorrichtung M4 vorgesehen, welche eine Schwankungs rate der Verbrennung (D) nach Maßgabe des Verhältnisses zwi schen dem gewichteten Mittelwert der Spitzenwerte der Zylin derdrücke für jeden Zylinder, welche von der Zylinderdruck- Erfassungseinheit M1 erfaßt werden, und dem zu diesem Zeit punkt erfaßten Zylinderdruck oder nach Maßgabe des Verhält nisses zwischen dem gewichteten Mittelwert der Zylinder drücke bei dem festen Kurbelwinkel für jeden Verbrennungshub und dem zu diesem Zeitpunkt erfaßten Zylinderdruck berech net.In the ECU 61, there is also a combustion fluctuation rate computing device M4 which calculates a fluctuation rate of the combustion ( D ) according to the ratio between the weighted average of the peak values of the cylinder pressures for each cylinder, which are detected by the cylinder pressure detection unit M1. and the cylinder pressure detected at that time or in accordance with the ratio between the weighted average of the cylinder pressures at the fixed crank angle for each combustion stroke and the cylinder pressure detected at that time.

Darüberhinaus weist die ECU 61 eine Vergleichseinheit M5 auf, welche die Schwankungsrate der Verbrennung (D), die von der Verbrennungsschwankungsraten-Recheneinheit M4 be rechnet wurde, mit einem zulässigen Grenzwert (Dmax) für die Verbrennungsschwankungsrate (D) vergleicht, welche durch Wiedergewinnung aus dem Verzeichnis eingestellt wird, wobei als Parameter die Motordrehzahl N und die Motorlast verwen det werden (beispielsweise die Grundeinspritzlast, welche nach Maßgabe der Motordrehzahl N und der Ansaugluftmenge Q erhalten wird), die von der Fahrzustands-Erfassungseinheit M3 erfaßt wurden.Furthermore, the ECU 61 has a comparison unit M5 which compares the fluctuation rate of combustion ( D ) calculated by the combustion fluctuation rate computing unit M4 with an allowable limit value ( Dmax ) for the combustion fluctuation rate ( D ), which is obtained by recovery from the Directory is set, the engine speed N and the engine load are used as parameters (for example, the basic injection load, which is obtained in accordance with the engine speed N and the intake air quantity Q ), which were detected by the driving state detection unit M3.

Ferner umfaßt die ECU 61 eine NOx-Abgasraten-Recheneinheit M6 zum Berechnen einer NOx-Abgasrate (C) nach Maßgabe der NOx-Konzentration im Abgas und der Ansaugluftmenge Q.The ECU 61 further includes a NOx exhaust gas rate computing unit M6 for calculating a NOx exhaust gas rate ( C ) in accordance with the NOx concentration in the exhaust gas and the intake air amount Q.

Die ECU 61 weist ferner eine NOx-Abgasraten-Vergleichsein heit M7 auf, welche die von der NOx-Abgasraten-Recheneinheit M6 berechnete NOx-Abgasrate (C) mit einem zulässigen Grenz wert (Cmax) für die NOx-Abgasrate (C) vergleicht, der durch Wiedergewinnung aus dem Verzeichnis eingestellt wird, wobei als Parameter die Motordrehzahl N und die Motorlast verwen det werden (beispielsweise eine Grundeinspritzmenge, welche nach Maßgabe der Motordrehzahl N und der Ansaugluftmenge Q erhalten wird), die von der Fahrzustands-Erfassungseinheit M3 erfaßt wurden.The ECU 61 also has a NOx exhaust gas rate comparison unit M7, which compares the NOx exhaust gas rate ( C ) calculated by the NOx exhaust gas rate calculation unit M6 with a permissible limit value ( Cmax ) for the NOx exhaust gas rate ( C ), which is set by retrieval from the directory, the engine speed N and the engine load being used as parameters (for example a basic injection quantity which is obtained in accordance with the engine speed N and the intake air quantity Q ), which were detected by the driving state detection unit M3.

Darüberhinaus umfaßt die ECU 61 eine Fahrmodus-Einstellein heit M8 zum Einstellen des Fahrmodus, indem aus dem Aus gangswert des Modusauswahlschalters 59 bestimmt wird, ob der ausgewählte Modus der Sparmodus oder der Leistungsmodus ist.In addition, the ECU 61 includes a driving mode setting unit M8 for setting the driving mode by determining from the output value of the mode selection switch 59 whether the selected mode is the economy mode or the power mode.

Die ECU 61 weist ferner eine Einstelleinheit M9 für den Sollwert der EGR-Rate auf, welche einen EGR-Raten-Sollwert einstellt, wenn die Verbrennungsschwankungsraten-Ver gleichseinheit M5 zu dem Ergebnis kommt, daß die Verbren nungsschwankungsrate (D) kleiner ist als der zulässige Grenzwert (Dmax) und wenn die NOx-Abgasraten-Vergleichsein heit M7 zu dem Ergebnis kommt, daß die NOx-Abgasrate niedri ger ist als der zulässige Grenzwert (Cmax). Die Einheit M9 stellt den EGR-Raten-Sollwert so ein, daß der Wert der EGR- Rate vermindert wird, wenn die Verbrennungsschwankungsrate (D) höher ist als der zulässige Grenzwert (Dmax), und sie stellt den EGR-Raten-Sollwert so ein, daß der Wert für die EGR-Rate erhöht wird, wenn die NOx-Abgasrate (C) höher ist als der zulässige Grenzwert (Cmax).The ECU 61 further includes an EGR rate setpoint setting unit M9 which sets an EGR rate setpoint when the combustion fluctuation rate comparison unit M5 comes to the result that the combustion fluctuation rate ( D ) is smaller than the allowable one Limit value ( Dmax ) and if the NOx exhaust gas rate comparison unit M7 comes to the result that the NOx exhaust gas rate is lower than the permissible limit value ( Cmax ). The unit M9 sets the EGR rate target so that the EGR rate is decreased when the combustion fluctuation rate ( D ) is higher than the allowable limit ( Dmax ), and so sets the EGR rate target that the EGR rate value is increased when the NOx exhaust gas rate ( C ) is higher than the allowable limit ( Cmax ).

Schließlich weist die ECU 61 eine EGR-Ventil-Ansteuerschal tung 70 auf, die an das EGR-Ventil 58 ein Ansteuersignal ausgibt, welches dem EGR-Raten-Sollwert entspricht.Finally, the ECU 61 has an EGR valve drive circuit 70 which outputs to the EGR valve 58 a drive signal which corresponds to the EGR rate target value.

Mit Bezug auf das Flußdiagramm von Fig. 5 ist nachstehend die Folge der EGR-Steuerung durch die ECU 61 beschrieben.The sequence of EGR control by the ECU 61 will be described below with reference to the flowchart of FIG. 5.

Das Flußdiagramm (Fig. 5) zeigt eine Routine, die für jeden vorgegebenen Kurbelwinkel oder jede vorgegebene Rechenperi ode ausgeführt wird.The flowchart ( Fig. 5) shows a routine that is executed for each predetermined crank angle or each predetermined calculation period.

Zunächst werden verschiedene Daten bezüglich des Fahrzu stands des Motors, einschließlich die momentane Motordreh zahl N, die Ansaugluftmenge Q etc., in einem Schritt S21 erfaßt. Der Zylinderdruck für den momentanen Verbrennungs zyklus wird in einem Schritt S22 erfaßt, und die Verbren nungsschwankungsrate (D) wird auf der Grundlage des Ver hältnisses zwischen dem gewichteten Mittelwert der Zylinder drücke für die einzelnen Verbrennungszyklen und dem Zylin derdruck für den momentanen Verbrennungszyklus in einem Schritt S23 berechnet. In einem Schritt S24 wird anderer seits die NOx-Konzentration des Abgases nach Maßgabe des Ausgangssignals von dem NOx-Konzentrationssensor 54 erfaßt. In einem Schritt S25 wird die Abgasrate (C) des NOx in dem Abgas auf der Grundlage des Verhältnisses zwischen der An saugluftmenge Q und der NOx-Konzentration berechnet.First, various data regarding the driving state of the engine, including the current engine speed N , the intake air amount Q, etc., are acquired in a step S21 . The cylinder pressure for the current combustion cycle is detected in a step S22 , and the combustion fluctuation rate ( D ) is calculated in one step based on the relationship between the weighted average of the cylinder pressures for the individual combustion cycles and the cylinder pressure for the current combustion cycle S23 calculated. On the other hand, in a step S24 , the NOx concentration of the exhaust gas is detected in accordance with the output signal from the NOx concentration sensor 54 . In a step S25 , the exhaust gas rate ( C ) of the NOx in the exhaust gas is calculated based on the relationship between the intake air amount Q and the NOx concentration.

In einem Schritt S26 wird die Verbrennungsschwankungsrate (D) mit dem zulässigen Grenzwert (Dmax) verglichen, der zu vor durch Wiedergewinnung aus dem Verzeichnis unter Verwen dung der Motordrehzahl N und der Motorlast als Parameter eingestellt wurde.In a step S26 , the combustion fluctuation rate ( D ) is compared with the allowable limit value ( Dmax ) which was previously set by retrieving from the directory using the engine speed N and the engine load as parameters.

Fig. 6 zeigt die Beziehung zwischen der EGR-Rate und der Verbrennungsschwankungsrate (D) unter bestimmten Fahrbedin gungen. Wie in Fig. 6 gezeigt, neigt die Verbrennungsschwankungs rate (D) dazu, plötzlich anzusteigen, wenn die EGR- Rate bis auf einen bestimmten Pegel erhöht wird. Der zuläs sige Grenzwert (Dmax) für die Verbrennungsschwankungsrate (D), der in Fig. 6 durch einen Punkt d angezeigt wird, vari iert abhängig von den Fahrbedingungen. In das Verzeichnis werden die zulässigen Grenzwerte (Dmax) für unterschiedliche Fahrbedingungen geladen, welche zuvor durch verschiedene Experimente oder dergleichen erhalten wurden. Fig. 6 shows the relationship between the EGR rate and the combustion fluctuation rate ( D ) under certain driving conditions. As shown in Fig. 6, the combustion fluctuation rate ( D ) tends to increase suddenly when the EGR rate is increased up to a certain level. The permissible limit value ( Dmax ) for the combustion fluctuation rate ( D ), which is indicated by a point d in FIG. 6, varies depending on the driving conditions. The permissible limit values ( Dmax ) for different driving conditions, which were previously obtained through various experiments or the like, are loaded into the directory.

Wenn man in Schritt S26 das Ergebnis erhält, daß die Ver brennungschwankungsrate (D) unter den momentanen Fahrbe dingungen niedriger ist als der zulässige Grenzwert (Dmax), geht das Programm zu einem Schritt S27 weiter. Wenn gefol gert wird, daß die Schwankungsrate (D) höher ist als der zulässige Grenzwert (Dmax), springt das Programm anderer seits zu einem Schritt S30, woraufhin der EGR-Raten-Sollwert auf einen vorgegebenen verminderten Wert eingestellt wird, und die Routine wird beendet.If the result in step S26 is that the combustion fluctuation rate ( D ) is lower than the allowable limit value ( Dmax ) under the current driving conditions, the program proceeds to step S27 . On the other hand, if it is concluded that the fluctuation rate ( D ) is higher than the allowable limit value ( Dmax ), the program jumps to a step S30 , whereupon the EGR rate target value is set to a predetermined reduced value, and the routine becomes completed.

Wenn im Schritt S26 gefolgert wird, daß die Verbrennungs schwankungsrate (D) kleiner ist als der zulässiges Grenz wert (Dmax), wird ferner die NOx-Abgasrate (C) in einem Schritt S27 mit dem zulässigen Grenzwert (Cmax) verglichen, der zuvor durch Wiedergewinnung aus dem Verzeichnis einge stellt wurde, wobei die Motordrehzahl N und die Motorlast als Parameter verwendet werden. Further , if it is concluded in step S26 that the combustion fluctuation rate ( D ) is smaller than the allowable limit value ( Dmax ), the NOx exhaust gas rate ( C ) is compared in a step S27 with the allowable limit value ( Cmax ) previously determined by Recovery from the directory was set, using the engine speed N and the engine load as parameters.

Fig. 6 zeigt die Beziehung zwischen der EGR-Rate und der NOx-Abgasrate (C) unterbestimmten Fahrbedingungen. Wie in Fig. 6 gezeigt, ändert sich die NOx-Abgasrate (C) tenden ziell umgekehrt proportional zu der EGR-Rate, und sie nimmt nach und nach zu, während die EGR-Rate abnimmt. Der zulässi ge Grenzwert (Cmax), der in Fig. 6 bei einem Punkt c ange zeigt ist, ändert sich abhängig von den Fahrbedingungen. In dem Verzeichnis sind die zulässigen Grenzwerte (Cmax) für ver schiedene Fahrbedingungen gespeichert, welche zuvor durch verschiedene Experimente oder dergleichen erhalten wurden. Fig. 6 shows the relationship between the EGR rate and the NOx emission rate (C) under certain driving conditions. As shown in Fig. 6, the NOx exhaust gas rate ( C ) tends to change inversely proportional to the EGR rate, and gradually increases as the EGR rate decreases. The allowable limit ( Cmax ) shown at a point c in Fig. 6 changes depending on the driving conditions. In the directory, the permissible limit values ( Cmax ) for various driving conditions are stored, which were previously obtained through various experiments or the like.

Wenn man im Schritt S27 zu dem Ergebnis kommt, daß die NOx- Abgasrate (C) höher ist als der zulässige Grenzwert (Cmax), springt das Programm zu einem Schritt S29, woraufhin der EGR-Raten-Sollwert auf einen vorgegebenen erhöhten Wert ein gestellt wird, und die Routine wird beendet.If the result in step S27 is that the NOx exhaust gas rate ( C ) is higher than the permissible limit value ( Cmax ), the program jumps to step S29 , whereupon the EGR rate target value is set to a predetermined increased value and the routine is ended.

Wenn im Schritt S27 gefolgert wird, daß die NOx-Abgasrate (C) niedriger ist als der zulässige Grenzwert (Cmax), geht das Programm andererseits zu einem Schritt S28 weiter, wor aufhin aus dem Ausgangssignal des Modusauswahlschalters 59 ermittelt wird, ob der vom Fahrer ausgewählte Modus der Sparmodus oder der Leistungsmodus ist.On the other hand, if it is concluded in step S27 that the NOx exhaust gas rate ( C ) is lower than the allowable limit value ( Cmax ), the program proceeds to step S28 , whereupon it is determined from the output of the mode selection switch 59 whether it is from the driver selected mode is economy or performance mode.

Wenn der Sparmodus gewählt ist, geht das Programm zu Schritt S29 weiter, woraufhin der EGR-Raten-Sollwert auf einen vor gegebenen erhöhten Wert eingestellt wird, und die Routine wird beendet. Wenn der Leistungsmodus gewählt ist, geht das Programm andererseits zu dem Schritt S30 weiter, woraufhin der EGR-Raten-Sollwert auf einen vorgegebenen verminderten Wert eingestellt wird, und die Routine wird beendet. If the economy mode is selected, the program proceeds to step S29 , whereupon the EGR rate target value is set to a predetermined increased value, and the routine is ended. On the other hand, if the power mode is selected, the program proceeds to step S30 , whereupon the EGR rate target value is set to a predetermined reduced value, and the routine is ended.

Das Steuersignal für das vorgegebene Arbeitsverhältnis, wel ches dem EGR-Raten-Sollwert entspricht, wird über die An steuerschaltung 70 an das EGR-Ventil 58 ausgegeben.The control signal for the predetermined employment relationship, which corresponds to the EGR rate target value, is output to the EGR valve 58 via the control circuit 70 .

Wenn der EGR-Raten-Sollwert auf einen Wert eingestellt wird, bei dem die EGR-Rate erhöht wird, wird der Öffnungsgrad des EGR-Ventils 58 vermindert. Daraus ergibt sich, daß die EGR- Rate für die Rückströmung zu dem Ansaugsystem bei diesem Öffnungsgrad des Ventils 58 so gesteuert wird, daß sie in dem Bereich zwischen dem zulässigen Grenzwert (Cmax) und dem zulässigen Grenzwert (Dmax) liegt.When the EGR rate target value is set to a value at which the EGR rate is increased, the opening degree of the EGR valve 58 is decreased. As a result, the EGR rate for the backflow to the intake system with this degree of opening of valve 58 is controlled to be in the range between the allowable limit ( Cmax ) and the allowable limit ( Dmax ).

Wenn der Fahrer den Leistungsmodus auswählt, wird die EGR- Rate so gesteuert, daß sie innerhalb des oben genannten EGR- Steuerbereiches vermindert wird. Wenn der Sparmodus gewählt ist, wird die EGR-Rate andererseits so gesteuert, daß sie innerhalb des EGR-Steuerbereiches erhöht wird. Die Fahrlei stung steht dem Fahrer daher nach seinen Wünschen zur Ver fügung.When the driver selects the performance mode, the EGR Rate controlled to be within the above EGR Tax area is reduced. When the economy mode is selected on the other hand, the EGR rate is controlled to be is increased within the EGR control range. The Fahrlei The driver is therefore at his / her disposal addition.

Die vorliegende Erfindung kann auch für die magere Luft- Kraftstoff-Verhältnissteuerung angewendet werden. In diesem Fall wird ein Mager-NOx-Katalysator als der Katalysator 50 verwendet, und der O₂-Sensor kann weggelassen werden.The present invention can also be applied to the lean air-fuel ratio control. In this case, a lean NOx catalyst is used as the catalyst 50 , and the O ₂ sensor can be omitted.

Gemäß der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die EGR-Steuerung bei jedem Fahrzustand oder jeder Betriebsbedingung auf der Grundlage der Schwankungsrate der Verbrennung und der NOx-Abgasrate durchgeführt. Dadurch kann eine Vermeidung der Verbrennungsschwankung und die Verminderung des NOx-Ausstoßes er reicht werden, so daß eine hoch zuverlässige Steuergenauig keit erhalten wird.According to the second embodiment of FIG present invention will control EGR in any Driving condition or any operating condition based the fluctuation rate of the combustion and the NOx exhaust gas rate carried out. This can avoid the Fluctuations in combustion and the reduction of NOx emissions be enough so that a highly reliable control accurate is maintained.

Innerhalb des EGR-Steuerbereiches kann der Fahrer darüber hinaus die EGR-Rate so steuern, daß die EGR-Rate erhöht wird, wenn die Kraftstoffkosten im Vordergrund stehen, und daß sie vermindert wird, wenn die Fahrleistung im Vorder grund steht. Die Fahrleistung steht dem Fahrer daher nach seinen Wünschen zur Verfügung, wodurch ein großer Be nutzungskomfort erreicht wird.The driver can do this within the EGR control area also control the EGR rate so that the EGR rate increases when the focus is on fuel costs, and that it is reduced when the mileage in the front reason stands. The mileage is therefore inferior to the driver his desires, making a great loading user comfort is achieved.

Claims

1. Electronic control method for an engine ( 1 ), with an intake tract ( 6 ) connected to the engine ( 1 ) for supplying an air-fuel mixture, an air flow meter attached to the intake tract ( 6 ) via a throttle valve ( 4 ) ( 12 ) for measuring an air quantity supplied and for generating an air quantity signal, an exhaust tract ( 8 ) connected to the engine ( 1 ) for expelling burnt gases, a nitrogen oxide concentration sensor ( 15 ) inserted into the exhaust tract ( 8 ) for detecting a nitrogen oxide quantity in the burned gases and for generating a nitrogen oxide signal, a crankshaft sensor ( 13 ) attached to the engine ( 1 ) for detecting an engine speed and for generating an engine speed signal, a pressure sensor attached to the engine ( 1 ) for detecting a combustion pressure in one Cylinder and for outputting a pressure signal, with the following method steps:
Determining an operating state of the engine based on the air quantity signal and the engine speed signal to generate an operating state signal,
Calculating an actual combustion fluctuation rate on the basis of the air quantity signal and the engine speed signal, which is dependent on the internal pressure corresponding to the respective operating state, in order to generate a fluctuation rate signal,
Comparing the actual combustion fluctuation rate with a standard value corresponding to the respective operating state on the basis of the operating state signal and the fluctuation rate signal in order to generate a first control signal,
Calculating an actual amount of nitrogen oxide gas depending on the amount of air corresponding to the respective operating state on the basis of the nitrogen oxide signal in order to generate an actual nitrogen oxide signal,
Comparing the actual amount of nitrogen oxide gas to a standard operating condition value to produce a second control signal, and
Setting an optimal fuel injection quantity for each operating state on the basis of the first and the second control signal.

2. The electronic control method according to claim 1, wherein the engine still has an EGR valve ( 58 ) in connection with the exhaust tract ( 47 ) for returning exhaust gases to the intake tract ( 42 ) and a mode setting device (M8) for switching an engine operating mode from an economy mode to a power mode or vice versa, characterized in that an optimal EGR rate is set by referring to an EGR rate setpoint for each operating condition of the engine based on the first and second control signals to both the EGR valve to operate correctly in economy mode as well as in performance mode.

3. Electronic control system for performing the method according to claim 1 or 2, having the following features:
a driving state determining device ( 21 ), which is responsive to the engine speed signal and the air quantity signal, for determining the operating state of the engine and for generating the operating state signal,
a combustion fluctuation rate calculator ( 23 , 24 ) responsive to the pressure signal and the operating condition signal for calculating the actual combustion fluctuation rate and generating the fluctuation rate signal,
a combustion fluctuation rate comparison device ( 25 , 26 , 27 ), which is responsive to the operating state signal and the fluctuation rate signal, for comparing the actual fluctuation rate with a standard value, which corresponds to the respective operating state, and for generating the first control signal,
a nitrogen oxide exhaust gas computing device ( 28 , 29 ), which responds to the nitrogen oxide signal, for calculating the actual quantity of nitrogen oxide gas and for generating the actual nitrogen oxide gas signal,
an exhaust gas comparison device ( 30 , 31 , 32 ), which is responsive to the operating state signal and the actual nitrogen oxide exhaust gas signal, for comparing the actual quantity of nitrogen oxide gas with a standard quantity corresponding to the respective operating state and for generating the second control signal, and
a fuel injection computing device ( 22 ), responsive to the first and second control signals, for determining the optimal fuel injection amount.

4. Electronic control system according to claim 3, characterized in that the first control signal makes the air-fuel ratio rich when the combustion Fluctuation rate becomes larger than the standard value.

5. Electronic control system according to claim 3 or 4, characterized in that the second control signal makes the air-fuel ratio lean when it did Substantial amount of nitrogen oxide gas is greater than the setpoint.

6. Electronic control system according to one of claims 3 to 5, characterized in that the motor ( 41 ) with the exhaust tract ( 47 ) communicating EGR valve ( 58 ) for returning exhaust gases into the intake tract ( 42 ) and a mode setting device (M8) for switching an engine operating mode from an economy mode to a power mode or vice versa, and the system has the following features:
an exhaust gas recirculation rate setting device (M9), responsive to the first and second control signals, for determining an optimal exhaust gas recirculation rate by referring to an EGR rate target value, each corresponding to an operating state of the mode and stored in an EGR map operate the EGR valve correctly in both economy and performance modes.

7. Electronic control system according to claim 6, characterized in that the second control signal increases the EGR rate when the amount of nitrogen oxide is greater than the nitrogen oxide setpoint.

8. Electronic control system according to claim 6 or 7, characterized in that that the first control signal reduces the EGR rate when the combustion Fluctuation rate is higher than the standard value.

9. Electronic control system according to claim 6, 7 or 8, characterized characterized in that the EGR rate setpoint depends on the operating mode of the engine is determined when the combustion fluctuation rate is lower than the default value and if the amount of nitrogen oxide is less than the nitrogen oxide Setpoint.