DE3220832A1

DE3220832A1 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der abgasrueckfuehrrate (arf-r) bei brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3220832A1
Application number: DE19823220832
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. Ripper (Fh); Max Dr.-Ing. Dr. 7000 Stuttgart Straubel; Wolf Ing.(grad.) 7141 Oberriexingen Wessel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1982-06-03
Filing date: 1982-06-03
Publication date: 1983-12-08
Also published as: US4462376A; GB2122774A; DE3220832C2; JPH0525025B2; FR2528115B1; GB2122774B; JPS58222963A; FR2528115A1; GB8312411D0

Description

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30. 04.1982

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Abgasrückführrate (ARF-R) bei Brennkraftmaschinen

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung jeweils nach der Gattung des Hauptanspruchs bzw. des ersten Vorrichtungsanspruchs. Es ist bekannt (US-PS 4 060 065) zur Bestimmung der Abgasrückführrate bei Brennkraftmaschinen, nämlich Dieselmotoren, eine erste zu Zwecken einer Regelung auswertbare Angabe du-rch Temperaturmessungen zu gewinnen, die im Eingangsbereich des Dieselmotors durchgeführt werden und letztendlich das Massenverhältnis des dem Motor zugeführten Frischluftstroms zum rückgeführten Abgasstrom angeben. Durch geeignete Differenzbildung ergibt sich bei der bekannten Vorrichtung ein als Istwert eingesetztes Signal am Ausgang einer elektronischen Rechenschaltung für die Abgasrückführrate, die

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an einer Vergleichseinrichtung mit einem in diesem Fall dann den Sollwert der ARF darstellenden Signal verknüpft wird, mit der Regelabweichung als Ansteuergröße für ein Stellglied, beispielsweise ein Ventil in der Abgasrückführleitung. Der Sollwert kann dabei entweder ein vorgegebener konstanter Wert sein, etwa eine Vergleichs spannung oder auch ein Signal, welches aus bestimmten Betriebsraten der Brennkraftmaschine gewonnen wird, beispielsweise zusammengesetzt aus einem Drehzahlsignal, einem Einlaß-Vakuum signal und einem allgemeinen Brennkraft mas: hinen-Temperatur signal. Nachteilig ist bei der bekannten Vorrichtung, daß die Einstellung einer optimalen Abgasrückführrate gar nicht versucht wird und,, wenn überhaupt .mit einem veränderlichen Sollwert gearbeitet wird, dieser nur ganz allgemein aus Betriebsraten der Brennkraftmaschine ohne nähere Angaben hierzu gewonnen wird. Es ist aber, nicht zuletzt aus Gründen einer immer stärker werdenden Umweltverschmutzung und aus Gründen einer allgemeinen Energieknappheit unerläßlich, einen Dieselmotor so genau wie möglich in seinen allgemeinen Betriebsdaten zu führen und insbesondere die Abgasrückführrate so genau wie möglich, selbstverständlich mit geringstem Aufwand, im optimalen Bereich zu halten, wodurch insbesondere auch eine unzulässige Rauchentwicklung, Unkorrektheiten des Motors, eine · mögliche unvollständige Verbrennung u. dgl. ausgeglichen werden können.

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Es ist ferner bekannt, zur Bestimmung der Ab gas rückführ rate mechanisch gesteuerte oder mechanisch geregelte Systeme mit Luft- und Kraftstoff-Mengenmessung vorzusehen; solche Systeme sind kompliziert und kostenaufwendig und können erhöhten Alterungseinflüssen unterworfen werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Abgasrückführrate bei Dieselmotoren anzugeben, die zur Anwendung bei beliebigen Arten von Kraftstoff zufuhr systemen für Dieselmotoren geeignet sind und unter Erfassung von Motorreaktionen eine besonders genaue Regelung der Abgasrückführrate ermöglichen.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungs gemäße Verfahren und die erfindungs gern äße Vorrichtung löst diese Aufgabe jeweils mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs und des ersten Vorrichtungsanspruchs und haben den Vorteil, daß zur Bestimmung einer maßgeblichen Regelgröße auf den effektiven Lastzustand der Brennkraftmaschine abgestellt wird, so daß die Abgasrückführrate so eingestellt werden kann, daß sie präzise am optimalen Wert für jede Drehzahl geführt werden kann. Besonders vorteilhaft ist hierbei noch, daß für die Erfassung des Lastzustands lediglich eine Temperaturmessung des Abgases, vorzugsweise möglichst nahe am Auslaßventil, durchgeführt zu werden braucht, da die Erfindung erkannt hat, daß die optimale Abgasrückführrate in einer eindeutigen

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Beziehung zur Abgastemperatur der Brennkraftmaschine steht. Entsprechende Messungen ergeben daher eine Kurvenschar., die unmittelbar zur Regelung der optimalen Abgasrückführmenge herangezogen werden kann.

Vorteilhaft ist ferner, daß das erfindungsgemäße System zur Bestimmung der Abgasrückführrate die chemisch-thermödynamischen Motorreaktionen erfaßt, so daß sich automatisch ein Drift-Verhalten in der richtigen Richtung ergibt, falls ein solches Drift-Verhalten auftritt. Die Erfindung eignet sich gleichgut für mechanisch und elektrisch geregelte Pumpen, kann also mit allen Arten von Pumpen betrieben werden. Besondere Pumpen oder Niederdruck-Kreisläufe sind nicht erforderlich.

Bei vorliegender Erfindung ist ferner vorteilhaft,, daß das auf einer Temperaturmessung beruhende Lastsignal zur Regelung schwankenden Luftdruck von sich aus ausgleicht, da bei geringerer Luftmasse eine unverändert hohe Kraftstoffmasse zu einem höheren Temperaturwert des Abgases führt, woraufhin die Anlage über die von ihr durchgeführte Regelung die Abgasrückführrate entsprechend korrigiert.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung möglich. So kann ein schwankender Außentemperatureinfluß durch eine Differenzbildung der bezüglich des Lastzustandes gemessenen Abgastemperatur zur Umgebungslufttemperatur durchgeführt werden, wobei anstelle der Umgebungsluftmessung

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in vorteilhafter Weise aber auch eine Temperaturmessung der Ansaugluft unmittelbar vor dem Einlaßventil in Betracht kommen kann. Die hierdurch gewonnene Temperaturdifferenz (Abgastemperatur minus Ansauglufttemperatur - Einlaßventil) hat den Vorteil, daß sie näher am thermodynamischen Geschehen des Motors liegt.

Setzt man entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung vorliegender Erfindung das Temperatur-Differenzsignal als Istwert für die Abgasrückführregelung ein und gewinnt den Sollwert mit Hilfe einer Luftmengenmessung und der Auswertung der jeweiligen Motordrehzahl., dann ergibt sich auch in diesem Fall eine einfache Signalauswertung über Temperatursonden, wobei Temperaturgebertoleranzen, eventuelle Abweichungen im Spritzbeginn und Änderungen der Ansauglufttemperatur nur zu sehr kleinen möglichen X-Fehlern führen.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Abgasrückführanlage bei Dieselmotoren mit thermischer Steuerung, Fig. 2 in Form von Kurvenverläufen die Abhängigkeit der Abgasrückführrate sowie der Abgastemperatur von der Belastung der Brennkraftmaschine für eine gegebene Drehzahl, die Fig. 3 und 4 für ein weiteres Au sführungs bei spiel vorliegender Erfindung, bei dem ebenfalls die Abgastemperatur als Lastsignal ausgewertet

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wird, die Meßanordnung zur Kennfeld be Stimmung für optimale Abgasrückführrate und die Reglerschaltung zur Verarbeitung der gewonnenen Brennkraftmaschinendaten, während die Fig. 5 in Form eines Kennfeldes für verschiedene Drehzahlen die Abhängigkeit der Abgastemperatur oder der Differenz zwischen Abgastemperatur und Ansauglufttemperatur über der angesaugten Luftmenge zeigt.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, als Datum für die Last, die als wesentliches Signal bei der Regelung eines Dieselmotors auf optimale Abgasrückführrate in Betracht kommt, ein Abgastemperatursignal zu verwenden.

In Fig. 1 ist die Brennkraftmaschine, nämlich der bezüglich seiner Abgasrückführrate zu regelnde Dieselmotor mit 1 bezeichnet; in das Ansaugrohr 2 mündet bei 3 die Ab gas rückführ leitung 40, so daß sich hinter der Einmündungsstelle etwa bei 4 aufgrund der sich ergebenden Verwirbelung eine homogene Mischung des angesaugten Gases ergibt, wobei die etwa in diesem Bereich gemessene Temperatur T3 des angesaugten Mischgases, wie weiter unten noch erläutert, in Verbindung mit weiteren Temperaturmeßsignalen zur Bestimmung des Istwerts der Abgasrückführrate (bei diesem Ausführungsbeispiel) herangezogen wird.

Eine weitere Temperaturmeßstelle ist bei 5 zur Messung der Ansauglufttemperatur Tl vorgesehen; diese Meßstelle kann hinter

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einem gegebenenfalls vorgesehenen Abgasturbolader 6 liegen, der gestrichelt angedeutet ist; der Turbinenbereich dieses Abgasturboladers ist im Bereich des Abgasrohrs 7 bei 8 angedeutet.

Zur Vervollständigung der für die Istwertbestimmung der Abgasrückführrate benötigten Meßdaten ist dann schließlich noch eine Temperaturmeßstelle 9 vorgesehen,, und zwar vor dem Einmündungsbereich des rückgeführten Abgases in das Ansaugrohr; hiermit läßt sich die Temperatur T2 des rück geführten Abgases bestimmen. Falls gewünscht, kann, wie bei 10 gestrichelt angedeutet, dieser räumliche Bereich für die Messung der Temperaturen Tl, T2 und T3 gegenüber der Umgebung wärmeisoliert sein.

In der Darstellung der Fig. 1 sind schließlich noch zwei weitere Temperaturmeßstellen bei 11 für die Bestimmung der Umgebungslufttemperatur TO und bei 12 für die Bestimmung der Abgastemperatur T4 vorgesehen.

Die folgenden Ausführungen beziehen sich zunächst auf die Gewinnung einer Istwertangabe für die Abgasrückführrate A. Die nachstehende Tabelle faßt nochmals die verschiedenen Tempe raturangaben der soeben erwähnten Meßstellen zusammen:

TO = Umgebungslufttemperatur

Tl = Ansauglufttemperatur

T2 = Temperatur des rückgeführten Abgases

T3 = Temperatur des angesaugten Mischgases

T4 = Abgastemperatur

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VS 3 8

An der Mischstelle der Einmündung der Abgasrückführieitung 40 in das Ansaugrohr gilt, daß die vom Abgas bei der Mischung abgegebene Wärmemenge gleich ist der von der zugeführten Frischluft aufgenommenen Wärmemenge, also

^QAbgas ab " ^QLuft zu

Hieraus wird:

C_pA . (T2 - T3) = m_L . C_pL . (T3 - Tl) (2)

Mit m. und m ist jeweils die Menge des Abgases bzw. der

Ά. Lj

Frischluft pro Zeiteinheit bezeichnet; C . sowie C_._T sind die spezifischen Wärmen der Luft und des Abgases bei konstantem Druck; es kann davon ausgegangen werden, daß jedenfalls das Verhältnis der spezifischen Wärmen temperaturabhängig konstant bleibt. Hiermit ergibt sich für das Abgasrückführverhältni's

A = ^¹A = ⁰PA . (T.2 - T3) (3)

(T3-T1)

bzw. vereinfacht und für T2 f Tl

A = (T2 - T3) (4)

(T3 - Tl)

In der Darstellung der Fig. 1 ist beispielsweise eine Rechenschaltung 13 zur Bestimmung der tatsächlichen A b gas rückführrate A (Istwert) angegeben; diese Rechenschaltung kann im Grunde beliebig aufgebaut sein; in der dargestellten Form sind

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zwei Differenzverstärker 13a und 13b vorgesehen, an denen die Differenz der Temperaturen wie in der Formel angegeben gebildet wird; deren Ausgangswerte werden dann einem weiteren Rechenglied 13c zugeführt, welches die beiden Temperaturdifferenzen ins Verhältnis setzt, vorzugsweise ebenfalls ein Differenzoder Operationsverstärker, und an dessen Ausgang sich dann der Istwert A der Abgasrückführrate ergibt.

Aus dem Vorhergehenden erkennt man, daß die beiden Temperaturdifferenzen T2 - T3 und T3 - Tl das Massenverhältnis der beiden Teilströme (Frischluft und Abgas) bestimmen. Die getroffene Vereinfachung, daß die spezifischen Wärmen C i5S C_n.

ir Li irΆ

annäherend gleich sind, führt lediglich zu hieraus resultierenden Abweichungen von 2. Ordnung, die u.U. eineichbar sind.

Ein solcher, lediglich auf thermischen Messungen beruhender Massenmesser arbeitet jedenfalls so lange einwandfrei, wie Tl ungleich T2, was bei Saugmotoren immer der Fall ist und auch bei Ladermotoren gegeben sein dürfte.

Alternativ zum Ausführungsbeispiel der Rechne rs chaltung 13 können die Temperaturdifferenzen aber auch dadurch bestimmt werden, daß man ge ge neinander ge schal te te Thermopaare für die Messung verwendet; als Thermoelemente kommen mit Vorzug normale Drahtpaare oder auf dünne Trägerplatten aufgedampfte Metallschichten in Frage, die sich teilweise überdecken. Solche Meßelemente sind mechanisch stabil und verfügen über eine

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große Oberfläche bezogen auf das Volumen, woraus sich eine schnelle Ansprechzeit ergibt.

Es ist nun erforderlich, bei gegebener Drehzahl die so gewonnene Abgasrückführrate A der Last Pe der Brennkraftmaschine zuzuordnen. Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung vorliegender Erfindung wird als gutes Maß für die Belastung des Motors die Abgastemperatur T4 (oder, wenn eine Angabe bezüglich der Umgebungslufttemperatur einbezogen werden soll, die Temperaturdifferenz T4 - TO) verwendet; die Verwendung der Abgastemperatur T4 als Lastmaß ist besonders vorteilhaft, wenn man einen konstanten bzw. nach Kennfeld exakt eingehaltenen Spritz beginn voraussetzen kann; eine solche Temperaturmessung vermeidet schwierig durchzuführende Motordrehmomentmessungen. Alternativ könnte für die Lastbestimmung des Motors gegebenenfalls noch die Verstellhebellage oder die Spritzdauer in Frage kommen.

Die Richtigkeit des Ansatzes, für die Lastangabe die Abgastemperatur heranzuziehen, läßt sich den in Fig. 2 gezeigten Kurvenverläufen entnehmen, die schematisch über der Last Pe den Verlauf der Abgasrückführrate (Kurve I) sowie der Abgastemperatur T4 bzw. des Thermes T4 - TO (Kurve II) zeigen. Die angegebenen A-Sollkurven und T4 (- TO-Sollkurven) gelten für eine Drehzahl (n = konst.).

β P Φ

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Das Temperatursignal T4 ist in der Lage, schwankenden Außenluftdruck mindestens teilweise auszugleichen, da bei geringer

Luftmasse m_T eine unverändert hohe Kraftstoffmasse zu höherem L

T4 führt, welches die Anlage über die Änderung der Abgasrückführrate A entsprechend korrigiert.

Auch eventuelle Ungenauigkeiten im Motor (undichte Kolben und Ventile, was insgesamt zu einer geringeren Luftmenge führen könnte; bzw. schlechte Düsen und als deren Folge eine unvollständige Verbrennung) werden durch die thermische Gesamtsteuerung ebenfalls ausgeglichen, so daß unzulässiger Rauch vermieden, mindestens erheblich vermindert wird.

Eine schwankende Außentemperatur läßt sich durch die Differenzbildung von T4 - TO erfassen.

Eine Ausgestaltung vorliegender Erfindung besteht darin, daß zur Korrektur der gewonnenen thermischen Daten eine typische Bauteil-Temperatur des Motors selbst, etwa durch Messung der Temperatur am Auslaßventilsitz herangezogen werden kann, wodurch es gelingt, den thermischen Zustand des Motors richtig zu erfassen.

Ferner ist bei der Messung von Tl und T2 darauf zu achten, daß sich die Teilströme stromauf nicht beeinflussen, also genügend lange Meßstrecken vorhanden sind. Am Ort der T3-Messung ist eine homogene Mischung der Teilströme sicherzustellen, was

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mit Hilfe von Wirbelblechen im Ansaugrohr oder durch andere, eine hinreichende Mischung sicherstellende Mittel erzielt werden kann. Die T4-Messung ist so durchzuführen, daß der dynamische Energieinhalt der Strömung des Abgases in reproduzierbarer Weise erfaßbar ist.

Trotz der im Prinzip vergleichsweise langsamen Temperaturmessung ist das Zeitverhalten einer solchen thermischen Steuerung vergleichsweise günstig, auch wenn man davon ausgeht, daß sich im Vergleich zu den anderen Temperaturmessungen eine relativ schnelle Änderung der Abgastemperatur T4 ergibt. Beim Saugmotor ist im übrigen Tl als AnsaugLufttemperatur quasi-konstant, T2 ändert sich wegen der Wärmekapazität der Leitungen nur langsam und T3 schwankt mit der Regelgeschwindigkeit der ARF-Anlage, die etwa im Bereich zwischen 0, 3 1 see. liegt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung vorliegender Erfindung kann darin bestehen, daß zur Verbesserung des Re gel Verhaltens eine Vorsteuerung über die Verstellhebellage des Pumpenreglers angewendet wird, wobei bei geringeren Genauigkeitsanforderungen u.U. ausschließlich auf die Verstellhebellage als Lastdatum auch abgestellt werden kann.

Schließlich ist es in einer weiteren Ausgestaltung möglich, bei Brennkraftmaschinen, die zur Erzielung guter Abgaswerte über Spritzbeginn-Regelvorrichtungen verfügen, in Verbindung mit

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vorliegender Erfindung aus diesen Vorrichtungen stammende Signale zu verwenden, also beispielsweise Spritzbeginn- und Spritzdauer (SD-Signale). In Kombination mit der beschriebenen Abgasrückführratenmessung kann dann eine Spritzdauermessung als Lastinformation genügen.

Es versteht sich, daß die Verknüpfung der gewonnenen Temperaturdaten als Sollwerte sowohl über Kennfelder als auch über Kennlinien, in Abweichung bzw. Ergänzung der weiter vorn erwähnten Rechenschaltung 13 durchgeführt werden kann. Diese Rechenschaltung ist dann noch durch einen nachgeschalteten Regler 14 zu ergänzen, dem an seinem einen Eingang der Istwert der Ab gas rückführ rate A von der Rechenschaltung 13 und an seinem anderen Eingang das insofern als Sollwert mit dem Istwert zu verknüpfende Lastsignal zugeführt sind. Zwischen die Temperaturmeß stelle für die Abgastemperatur T4 und dem Regler 14 kann noch ein weiteres Rechenteil 15 geschaltet sein, beispielsweise ein einfaches Addierglied, um, falls gewünscht, die Verknüpfung mit der Umgebungstemperatur TO vorzunehmen. Der Ausgang des Reglers 14 ist dann, wie gestrichelt angedeutet, auf das Stellglied 16 in der Abgasrückführleitung 40 rückgeführt, welches ein Regelventil in beliebiger Ausbildung sein kann. Im Ansaugrohr 2 kann alternativ und ergänzend ebenfalls noch ein Regelventil 16' vorgesehen sein; auch hiermit läßt sich die effektive Ab gas rückführ rate vom Ausgang des Reglers 14 auf den gewünschten Wert einstellen.

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Eine besonders vorteilhafte weitere Ausgestaltung vorliegender Erfindung besteht schließlich noch darin, daß man entsprechend den Darstellungen in den Fig. 3, 4 und 5 zwar ebenfalls zur Regelung der Abgasrückführrate A bei einem Dieselmotor auf die Abgastemperatur T4 abstellt, gegebenenfalls als Temperaturdifferenz Abgastemperatur T4 - Ansauglufttemperatur Tl (beim Saugmotor) bzw. Abgastemperatur T4 - Lufttemperatur hinter dem Lader bei einem Motor mit Turbolader. Der in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellte Teilaspekt vorliegender Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß zunächst ein Kennlinienfeld erstellt wird, welches in Form von Kurvenscharen die Abgastemperatur T4 bzw. den Differenzwert T4 - Tl in Abhängigkeit zur Last der Brennkraftmaschine, der angesaugten Luftmasse m sowie der Motordrehzahl η zeigt; das Kennlinienfeld ist in Fig. dargestellt. Ein Meßaufbau, der gleichzeitig in schematischer Darstellung den Prinzipaufbau einer Brennkraftmaschine zeigt, ist in Fig. 3 angegeben; vorgesehen und dem Motor 1' zugeordnet ist ein Luftmengenmesser 20 am Einlaß des Ansaugrohrs 2' , der den Mengenanteil der Frischluft an der der Brennkraftmaschine zugeführten Gesamtluftmenge feststellt; ein Drehzahlmeßgerät 21, welches an seinem Ausgang eine drehzahlproportionale Rechteckimpulsfolge erzeugen kann sowie ein Stellventil 22 in der Abgasrückführleitung 40^J, welches vom Regler für die Abgasrückführrate beaufschlagt ist.

Legt man die Prinzipdarstellung der Fig. 3 zunächst als Meßschaltung aus, dann ergeben sich Kurvenverläufe für jeweils

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unterschiedliche Belastungen ρ der Brennkraftmaschine bei jeweils konstanter Drehzahl die das Verhalten der Abgastemperatur T4 bzw. des Differenz wertes T4 - Tl bei Änderung der Abgasrückführrate zeigen.

Zum besseren Verständnis wird auf folgendes hingewiesen: Durch viereckige Meßpunkte markierte Lastkurven beziehen sich auf eine konstante Drehzahl von 800 min , durch ein Kreuzchen markierte Meßpunkte - die dann jeweils zu einzelnen Kurvenverläufen miteinander verbunden sind - geben verschiedene Lastkurven bei konstanter Drehzahl von η = 1000 min an; kreisförmige Markierungen beziehen sich auf Lastkurven bei der konstanten Drehzahl von η = 2000 min und Lastkurven mit dreieckförmigen Markierungen ergeben Meßwerte, die bei kons tanter Drehzahl von η = 3000 min gefahren worden sind. Zum besseren Verständnis weisen die einzelnen Kennlinien an ihren rechten Endpunkten in der Zeichenebene jeweils die für diesen Kennlinienverlauf maßgebende und insoweit auch konstante Lastangabe der betreffenden Brennkraftmaschine auf, wobei längs der jeweiligen Kennlinie nach links in der Zeichenebene fortschreitend bei sich zunächst nur allmählich ändernder, nämlich ansteigender Abgas.temperatur T4 die der Brennkraftmaschine entsprechend zugeführte Frischluftmenge m geringer wird, d.h. die Abgasrückführrate ansteigt.

Es ist nun möglich, in diese einzelnen Kennlinien jeweils die Differenztemperatur T4 - Tl für die optimale Abgasrate einzu-

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tragen und dann die Punkte bei konstanter Drehzahl (dick durchgezogene Linien) miteinander zu verbinden. Es ergeben sich dann in der Darstellung der Fig. 5 mit III - Vl bezeichnete, jeweils die Drehzahlen 800 min , 1000 min , 2000 min und 3000 min betreffende Kurve nve rl auf e, die ferner erkennen lassen, daß sich eindeutiger Zusammenhang zwischen der Differenztemperatur T4 - Tl bzw. der reinen Abgastemperatur und der angesaugten Luftmasse ergibt. Entsprechend diesem Teilaspekt vorliegender Erfindung wird für die optimale Abgasrückführrate A längs dieser Linien geregelt, wobei die Darstellung der Fig. 4 ein mögliches Ausführungsbeispiel eines Blockschaltbilds für eine solche Abgasrückführregelung zeigt. Man erkennt, daß auch in diesem Fall die Abgastemperatur verwendet wird, hier jedoch als dem Lastsignal entsprechender Istwert und zur Verknüpfung mit einem Sollwert für die ARF dem Vergleichsoder Addierknoten 2 3 zugeführt wird. Der die dem Lastsignal entsprechende Temperaturdifferenz T4 - Tl ermittelnde Block ist ein Temperatursensor 24; zur Ermittlung einer Soll-Differenztemperatur wird so vorgegangen, daß eine Rechenschaltung 25 den entsprechenden Sollwert aus den ihr zugeführten Signalen der jeweils augenblicklich gemessenen angesaugten Luftmasse und der Motordrehzahl η ermittelt. Der Sensor 25 zur Bestimmung der angesaugten Luftmenge kann daher dem in Fig. 3 gezeigten Luftmengenmesser 20 entsprechen, während der Geber 2 6 für Motordrehzahl η vom Block 21 in Fig. 3 gebildet sein kann. Bei 23 erfolgt dann der Vergleich der Soll-Differenztemperatur aus Luftmenge und Motordrehzahl mit der Ist-Differenztemperatur. Weicht die Solltemperatur von der Isttemperatur ab, dann

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30.04. 1982 - eroder schließt der der Vergleichsstelle 23 nachgeschaltete Abgasrückführregler 27 das Ventil 22 in der Abgasrückführleitung 40' entsprechend. Ist der Istwert größer als der Sollwert, dann ergibt sich eine stärkere Schließung des Ventils 22, wodurch sich die angesaugte Luftmasse verändert. Aus der neuen Luftmasse und der Motordrehzahl wird nun eine neue Soll-Differenz temperatur ermittelt, und diese erneut mit der ebenfalls neuen Ist-Differenztemperatur verglichen. Die Verstellung erfolgt so lange, bis Soll- und Istwert übereinstimmen.

Claims

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Patentansprüche

1/ Verfahren zur Bestimmung der Abgasrückführrate (ARF-R) bei Brennkraftmaschinen/iDieselmotoren), wobei ein Sollwert der ARF verglichen wird mit einem auf den Brennkraft maschinenzustand bezogenen Istwert und die Regelabweichung auf ein Stellglied in der den Abgasbereich mit dem Luftzuführungsbereich verbindenden Abgasrückführleitung zur Einwirkung gebracht wird., dadurch gekennzeichnet, daß die Abgastemperatur (T4) als Maß für den Lastzustand der Brennkraftmaschine erfaßt und zur Regelung der ARF bei sich änderndem Sollwert ausgewertet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet., daß zur Istwertbestimmung der Abgasrückführrate Temperaturmessungen durchgeführt werden bezüglich der Ansauglufttemperatur (Tl) vor der Mischstelle der angesaugten Luft

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mit dem abgeführten Abgas, der Temperatur des rück ge führten Abgases (T2) in der Abgasrückführleitung (40) vor der Mischstelle und bezüglich der Temperatur des angesaugten Mischgases (T3) hinter der Mischstelle und daß die gewonnenen Temperaturwerte der Formel (T2 - T3)/(T3 - Tl) folgend miteinander verknüpft und dem einenEingang eines Reglers zugeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem anderen Eingang des Reglers die den Lastzustand des Dieselmotors angebende Abgastemperatur (T4), gegebenenfalls als Differenztemperatur (T4 - TO) zur Umgebungslufttemperatur oder zur Ansauglufttemperatur unmittelbar vor dem Einlaßventil, zugeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Abgastemperatur (T4), gegebenenfalls als Differenztemperatur zur Ansauglufttemperatur (T4 - Tl) in Abhängigkeit zur Last, zur angesaugten Luftmenge und zur Motordrehzahl angebenden Kennlinien Kur ve η verlaufe für optimale Abgasrückführrate bei konstanter Drehzahl ermittelt und längs dieser Kur ve η verlaufe dadurch ein Stellglied (22) in der Abgasrückführleitung angesteuert wird, daß eine aus'augenblicklich gemessener angesaugter Luftmasse und Motordrehzahl (n) bestimmte Soll-Differenztemperatur zusammen mit der Abgastemperatur als Lastsignal einer Vergleichsstelle (2 3) zugeführt wird, der ein das Abgasrückführventil verstellender Regler (.27) nachgeschaltet ist.

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5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Abgasrohr (7) der Brennkraftmaschine stromauf zur Ausmündungsstelle der Abgasrückführleitung (40, 40*) eine Temperaturmeßstelle zur Ermittlung der für den Lastzustand der Brennkraftmaschine maßgebenden Abgastemperatur (T4) vorgesehen ist,, deren Ausgangswert einem Regler zur Beaufschlagung eines Stellglieds in der Abgasrück führleitung (4, 4^J) zugeführt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5 zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rechenschaltung (13) vorgesehen ist, die die am Eingang der Brennkraftmaschine gemessenen Temperaturen (Tl, T2, T3) Kennfeldern oder Kennlinien folgend miteinander derart verknüpft, daß sich ein Istwertsignal der Abgasrückführrate ergibt, welches dem anderen Eingang des mit dem Abgastemperatursignal (T4) beaufschlagten Reglers (14) zugeführt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Luftmengenmesser (25) sowie ein Geber (26) für Motordrehzahl vorgesehen wirdderen Ausgangswerte in einer Rechenschaltung (25) zur Bildung einer Soll-Differenztemperatur des Abgases zur angesaugten Luftmenge verknüpfbar und einer Vergleichs stelle (23) zuführbar sind, derem anderen Eingang als Lastsignal die Abgastemperatur (T4) der Brennkraftmaschine, gegebenen-

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falls als Differenz signal Abgastemperatur (T4) minus Ansauglufttemperatur (Tl) zugeführt ist, mit einem der Vergleichsstelle (23) nachgeschalteten Regler (27) für die Abgasrückführrate.