DE4333424A1

DE4333424A1 - Diesel engine combustion regulator with engine operating condition detectors - has first units for relative redn. of combustion temp. corresp. to detected engine operating conditions and second units for lengthening time of ignition retardation

Info

Publication number: DE4333424A1
Application number: DE4333424A
Authority: DE
Inventors: Shuji Kimura
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1992-10-01
Filing date: 1993-09-30
Publication date: 1994-04-14
Anticipated expiration: 2013-10-01
Also published as: JP2864896B2; DE4333424B4; JPH074287A

Abstract

The first units for the relative redn. of the combustion temp. corresp. to the operating conditions of the engine (21) include: an air inlet manifold (23), a gas exhaust pipe (25) and an exhaust gas return pipe (26) connected between the exhaust pipe and the air inlet manifold. Also a vacuum control valve (28) and an exhaust gas return valve (27). The first units also can include an oxygen removal filter (63, fig.19), a flow amount regulating valve (65) and a regulating unit with computer (31, 51 (fig.12), 71(19)). The second units for the redn. of a time period during which an ignition retardation occurs include a respective regulating unit with computer for the pref. systems. ADVANTAGE - Concn. of NOx and fumes can be reduced in those engine operating condition ranges, in which combustion temp. is low and oxygen concn. of inlet air of engine is reduced.

Description

Die Erfindung betrifft eine Regelungsvorrichtung für einen Dieselmotor, welcher mit Motor-Betriebszustand- Erfassungseinrichtungen versehen ist, d. h. im einzelnen eine Vorrichtung zum Regeln der Verbrennung eines Dieselmotors. In neuerer Zeit ist es bekannt geworden, Dieselmotoren mit einem Abgasrückführungskanal zu versehen, welcher zwischen einem Einlaßluft-System und einem Abgassystem angeordnet ist, wobei ein Abgasrückführungsventil zwischen einem Abgasrückführungskanal zum Einstellen einer geregelten Abgasrückführungsrate angeordnet ist, um eine Erzeugung von NO_x-Gas und anderen schädlichen Abgaskomponenten zu unterdrücken, wie weiter unten beschrieben wird.The invention relates to a control device for a diesel engine, which is provided with engine operating state detection devices, ie in particular a device for controlling the combustion of a diesel engine. It has recently become known to provide diesel engines with an exhaust gas recirculation duct which is arranged between an intake air system and an exhaust gas system, an exhaust gas recirculation valve being arranged between an exhaust gas recirculation duct for setting a regulated exhaust gas recirculation rate in order to generate NO _x gas and suppress other harmful exhaust components, as described below.

Aus der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. Showa 60- 162018, veröffentlicht am 23. August 1985, ist beispielsweise ein Einlaßluftsystem für eine Verbrennungskraftmaschine mit innerer Verbrennung bekannt, insbesondere für einen Direkteinspritzer-Dieselmotor.From Japanese Patent Laid-Open No. Showa 60- For example, 162018, published August 23, 1985 an intake air system for an internal combustion engine with internal combustion known, especially for one Direct injection diesel engine.

Gemäß der obigen Offenlegungsschrift ist der Motor mit einem Abgasrückführungssystem versehen, welches zum Zurückführen eines Inertgases des Abgases in das Einlaßluftsystem des Motors dient, um eine Erzeugung von NO_x zu verhindern, welches eine schädliche Abgaskomponente des Abgases ist. Ein Abgasrückführungsventil ist in einem Abgasrückführungskanal (einem Kanal zum Zurückführen eines Teils des Abgases in den Einlaßluft-Kanal) des Abgasrückführungssystems angeordnet und das Abgasrückführungsventil ist in einem Motor- Betriebsbedingungsbereich offen, in welchem die Abgasrückführung erforderlich ist, so daß eine konstante Menge von Abgas (Abgasrückführungsgas) mit der Einlaßluft gemischt wird und auf diese Weise eine maximale Temperatur während der Verbrennung des Kraftstoffs verringert wird.According to the above laid-open specification, the engine is provided with an exhaust gas recirculation system which serves to return an inert gas of the exhaust gas to the intake air system of the engine to prevent generation of NO _x , which is a harmful exhaust gas component of the exhaust gas. An exhaust gas recirculation valve is disposed in an exhaust gas recirculation duct (a duct for returning a portion of the exhaust gas into the intake air duct) of the exhaust gas recirculation system, and the exhaust gas recirculation valve is open in an engine operating range where exhaust gas recirculation is required so that a constant amount of exhaust gas ( Exhaust gas recirculation gas) is mixed with the intake air, thus reducing a maximum temperature during the combustion of the fuel.

Wenn die Abgasrückführungsrate ( = (Menge des zurückgeführten Abgases/Einlaß-Frischluftmenge) × 100) [%] ) zu groß wird, erhöht sich die Rauchkonzentration in dem Abgas. Aus diesem Grund wird gemäß der obigen japanischen Patent- Offenlegungsschrift zum Ermöglichen einer höheren Abgasrückführungsrate ein Wirbel des Luft-/Kraftstoff-Gemischs entsprechend verstärkt.If the exhaust gas recirculation rate (= (amount of the recirculated Exhaust gas / intake fresh air quantity) × 100) [%]) becomes too large, the smoke concentration in the exhaust gas increases. For this Reason is according to the above Japanese patent Disclosure to enable a higher one Exhaust gas recirculation rate is a swirl of the air / fuel mixture reinforced accordingly.

Wenn der Wirbel verstärkt wird, um eine hohe Abgasrückführungsrate zu verwirklichen zu können, wird die Vermischung von Luft mit Kraftstoff verbessert, um eine Erzeugung von Rauch in dem Abgas zu verringern.If the vertebra is strengthened to a high To be able to realize exhaust gas recirculation rate will Mixing air with fuel improves to a Reduce generation of smoke in the exhaust.

Jedoch läßt sich damit das Problem der Rauchbildung nicht zufriedenstellend lösen. Das heißt, es ist schwierig bei dem oben beschriebenen Dieselmotor mit verstärkter Wirbelbildung das Ansteigen der Rauchbildung in dem Abgas zu unterdrücken, wenn die Abgasrückführungsrate auf einen noch höheren Wert eingestellt wird.However, this does not solve the problem of smoke formation solve satisfactorily. That said, it's difficult with that Diesel engine with increased vortex formation described above suppress the increase in smoke formation in the exhaust gas, if the exhaust gas recirculation rate to an even higher value is set.

Im einzelnen bedeutet dies, wenn die Abgasrückführungsrate in Richtung 100% erhöht wird, zwar die Konzentration des NO_x in dem Abgas stark vermindert wird, jedoch die Konzentration von Rauch in dem Abgas stark erhöht wird.Specifically, when the exhaust gas recirculation rate is increased toward 100%, the concentration of NO _x in the exhaust gas is greatly reduced, but the concentration of smoke in the exhaust gas is greatly increased.

Wenn in diesem Fall ein Wirbelverhältnis SR vergrößert wird, kann die Konzentration des Rauchs in dem Abgas deutlich verringert werden. Dennoch überschreitet die Rauchkonzentration in einem Bereich, in welchem die Abgasrückführungsrate hoch ist, einen Grenzwert (beispielsweise einen gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwert). Ein Grund für die Verringerung der Rauchkonzentration bei Vorhandensein eines verstärkten Wirbels liegt darin, daß die Diffusionsgeschwindigkeiten von Luft und Kraftstoff während einer sogenannten Diffusionsverbrennung erhöht wird. Infolgedessen kann in einer Situation, in welcher die Sauerstoffkonzentration aufgrund einer hohen Abgasrückführungsrate gering ist, diese Wirkung, d. h. die erhöhte Diffusion, nicht mehr deutlich eintreten, weil ein Sauerstoffmangel in der Luft vorliegt. In this case, if a swirl ratio SR is increased, the concentration of smoke in the exhaust gas can be clearly seen be reduced. Nevertheless, the smoke concentration exceeds in an area where the EGR rate is high is a limit (for example, a legal one prescribed limit). One reason for the reduction in Smoke concentration in the presence of a reinforced vertebra is that the diffusion rates of air and Fuel during diffusion combustion is increased. As a result, in a situation in which the oxygen concentration due to a high Exhaust gas recirculation rate is low, this effect, d. H. the increased diffusion, no longer clearly occur because of a There is a lack of oxygen in the air.

Das Wirbelverhältnis SR ist wie folgt festgelegt: SR = V_c/N, wobei V_c die Rotationsgeschwindigkeit des Wirbelstroms in Tangentenrichtung beschreibt und N eine Motorgeschwindigkeit (eine Motordrehzahl) beschreibt.The swirl ratio SR is defined as follows: SR = V _c / N, where V _{c describes} the rotational speed of the eddy current in the tangent direction and N describes an engine speed (an engine speed).

Außerdem wird bei Vergrößerung des Wirbelverhältnisses SR die Konzentration von NO_x größer.In addition, when the swirl ratio SR is increased, the concentration of NO _x becomes larger.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Regeln der Verbrennung in einem Dieselmotor zu schaffen, wobei eine Zündzeitpunkts-Verzögerungsperiode extrem verlängert wird, wenn die Sauerstoffkonzentration der Einlaßluft aufgrund einer hohen Abgasrückführungsrate in dem Abgasrückführungssystem deutlich verringert wird, und auf diese Weise eine Verbrennungstemperatur entsprechend verringert wird, so daß sowohl der Ausstoß von NO_x und Rauch in dem Abgas gleichermaßen in einem solchen Betriebsbedingungsbereich des Motors verringert wird, in welchem die Verbrennungstemperatur verringert ist.It is therefore an object of the invention to provide an apparatus for controlling combustion in a diesel engine, whereby an ignition timing delay period is extremely prolonged when the oxygen concentration of the intake air is significantly reduced due to a high EGR rate in the EGR system, and thus Combustion temperature is reduced accordingly, so that both the emission of NO _x and smoke in the exhaust gas are reduced equally in such an operating condition range of the engine in which the combustion temperature is reduced.

Dies wird gemäß der Erfindung erreicht dadurch erreicht, daß die Regelungsvorrichtung erste Einrichtungen zum relativen Verringern einer Verbrennungstemperatur des Dieselmotors entsprechend der erfaßten Motor-Betriebsbedingungen aufweist, und zweite Einrichtungen zum deutlichen Verlängern einer Zeitperiode aufweist, während welcher eine Zündverzögerung in einem solchen Motor-Betriebsbereich auftritt, in welchem die Verbrennungstemperatur verringert wird.This is achieved according to the invention in that the control device first means for relative Reduce a combustion temperature of the diesel engine according to the detected engine operating conditions, and second facilities for significantly lengthening one Has period of time during which an ignition delay in such an engine operating range occurs in which the Combustion temperature is reduced.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:The invention is more preferred in the following Exemplary embodiments with reference to the drawing explained. The drawing shows:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Regeln der Verbrennung eines Dieselmotors; Figure 1 is a schematic block diagram of a first embodiment of a device for controlling the combustion of a diesel engine.

Fig. 2 ein Diagramm der Abgasrückführungsrate bezogen auf das Motordrehmoment und die Motordrehzahl; Fig. 2 is a diagram of the exhaust gas recirculation rate based on the engine torque and the engine speed;

Fig. 3 einen Schnitt einer in Fig. 1 gezeigten Kraftstoff- Einspritzpumpe; FIG. 3 shows a section of a fuel injection pump shown in FIG. 1;

Fig. 4 ein Diagramm ähnlich dem in Fig. 1 gezeigten Diagramm, wobei jedoch der Kraftstoff- Einspritzzeitpunkt dargestellt ist; Fig. 4 is a diagram similar to the diagram shown in Fig. 1, but showing the fuel injection timing;

Fig. 5 ein Flußdiagramm zum Erläutern der Regelung eines Kraftstoff-Einspritzzeitpunkts und einer Kraftstoff- Einspritzintervall gemäß dem in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel; Fig. 5 is a flowchart for explaining the control of a fuel injection timing and a fuel injection interval according to the first embodiment shown in FIG. 1;

Fig. 6 ein Diagramm, in welchem ein Basis-Einspritzintervall Avm dargestellt ist; Fig. 6 is a diagram in which a basic injection interval Avm is shown;

Fig. 7 ein Diagramm, in welchem eine Kraftstofftemperatur- Korrekturgröße ΔItm₁ dargestellt ist; Fig. 7 is a diagram in which a fuel temperature correction amount is illustrated ΔItm _1;

Fig. 8 ein Diagramm, in welchem eine weitere Kraftstofftemperatur-Korrekturgröße ΔItm₂ dargestellt ist; Fig. 8 is a diagram in which a further fuel temperature correction amount is illustrated ΔItm _2;

Fig. 9 ein Diagramm, in welchem sowohl die Konzentration von Rauch, als auch von NO_x bezogen auf die Abgasrückführungsrate dargestellt ist; FIG. 9 shows a diagram in which both the concentration of smoke and NO _{x are shown in} relation to the exhaust gas recirculation rate; FIG.

Fig. 10 ein Diagramm der Konzentration von NO_x und Rauch bezogen auf den Einspritzzeitpunkt; FIG. 10 is a graph of the concentration of NO _x and smoke based on the injection timing;

Fig. 11 ein gemeinsames Diagramm, in welchem die Kühlverluste, der Grad des konstanten Volumens und der Kraftstoffverbrauch des Dieselmotors in Abhängigkeit von der geregelten Abgasrückführungsrate dargestellt ist; . 11 a common diagram, in which the cooling loss, the degree of constant volume and the fuel consumption of the diesel engine is shown as a function of the regulated exhaust gas recirculation rate Fig;

Fig. 12 ein schematische Blockschaltbild eines zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Regeln der Verbrennung eines Dieselmotors; FIG. 12 is a schematic block diagram of a second preferred embodiment of an apparatus for controlling the combustion of a diesel engine;

Fig. 13 ein Diagramm eines Übersetzungsverhältnisses bezogen auf die Motordrehzahl; FIG. 13 is a diagram of a speed ratio based on the engine speed;

Fig. 14 eine perspektivische Ansicht einer Rotorblattstellung der in Fig. 12 gezeigten Wirbel-Regelungsvorrichtung, wenn eine starke Wirbelbildung vorliegt; FIG. 14 is a perspective view of a rotor blade position of the vortex control device shown in FIG. 12 when there is a strong vortex formation;

Fig. 15 eine perspektivische Ansicht einer Rotorblattdarstellung der Wirbel- Regelungsvorrichtung, wenn eine geringe Wirbelbildung auftritt; Fig. 15 is a perspective view of a rotor blade representation of the vortex control device when there is little vortex formation;

Fig. 16 ein Diagramm eines Wirbelverhältnisses, wenn die Wirbel-Regelungsvorrichtung aktiviert ist; FIG. 16 is a diagram of a swirl ratio when the swirl control device is activated;

Fig. 17 ein Flußdiagramm zum Erläutern einer Regelung eines Wirbelverhältnisses mittels der Wirbel- Regelungsvorrichtung gemäß dem in Fig. 12 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel; FIG. 17 is a flowchart for explaining control of a swirl ratio using the swirl control device according to the second embodiment shown in FIG. 12;

Fig. 18 ein Diagramm der Konzentrationen von HC, Rauch, und NO_x bezogen auf die geregelte Abgasrückführungsrate im Falle des zweiten Ausführungsbeispiels;18 is a diagram of the concentrations of HC, smoke, and NO _x based on the controlled exhaust gas recirculation rate in the case of the second embodiment.

Fig. 19 ein schematisches Blockdiagramm eines dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Regeln der Verbrennung in einem Dieselmotor; Figure 19 is a schematic block diagram of a third preferred embodiment of an apparatus for controlling combustion in a diesel engine.

Fig. 20 ein Diagramm der Sauerstoffkonzentration bezogen auf die Motor-Betriebsbedingungen bezüglich der Einlaßluft im Falle des dritten Ausführungsbeispiels. Fig. 20 is a diagram of the oxygen concentration based on the engine operating conditions with respect to the intake air in the case of the third embodiment.

Nachfolgend wird Bezug auf die Zeichnungen genommen, um ein besseres Verständnis für die Erfindung zu erleichtern. Reference is now made to the drawings in order to to facilitate better understanding of the invention.

First embodiment

Fig. 1 zeigt ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Regelungsvorrichtung zum Regel der Verbrennung eines Dieselmotors. Fig. 1 shows a first preferred embodiment of a control device for controlling the combustion of a diesel engine.

Wie Fig. 1 zeigt, ist der mit 21 bezeichnete Dieselmotor mit einem Einlaß-Luftkanal 23, einem Abgaskanal 25, einem Abgasrückführungskanal 26, welcher zwischen dem Abgaskanal 25 und dem Einlaß-Luftkanal 23 verbunden ist, und einem Membran- Abgasrückführungsventil versehen, welches auf einen Steuer- Unterdruck anspricht.As shown in FIG. 1, the diesel engine designated by 21 is provided with an intake air duct 23 , an exhaust gas duct 25 , an exhaust gas recirculation duct 26 , which is connected between the exhaust gas duct 25 and the intake air duct 23 , and a diaphragm exhaust gas recirculation valve, which opens responds to a control vacuum.

Ein Unterdruck-Steuerventil 28 dient zum Einstellen von drei Stufen eines konstanten Unterdrucks, wozu eine Unterdruckquelle dient und wobei das Einstellen des Unterdrucks aufgrund eines Betätigungsverhältnis-Signals erfolgt, welches von der Regelungseinheit 31 ausgegeben wird.A negative pressure control valve 28 is used to set three levels of constant negative pressure, for which a negative pressure source is used, and the negative pressure is set on the basis of an actuation ratio signal which is output by the control unit 31 .

Wenn beispielsweise ein konstanter Unterdruck direkt in das Abgasrückführungsventil 27 zu einem Zeitpunkt eingeführt ist, in dem das maximale "Außer-Betrieb-Verhältnis" herrscht (Ein Verhältnis von Außer-Betrieb-Zeitdauer bei einer konstanten Zeitperiode), werden 50% des Abgases zurückgeführt. Dies entspricht einer Abgasrückführungsrate von 100%.For example, if a constant negative pressure is directly introduced into the exhaust gas recirculation valve 27 at a time when the maximum "out of service ratio" prevails (a ratio of out of service time at a constant time period), 50% of the exhaust gas is returned. This corresponds to an exhaust gas recirculation rate of 100%.

Wenn das Außer-Betrieb-Verhältnis allmählich verringert wird, veranlaßt das Verringern des dem Abgasrückführungsventil 27 zugeführten Unterdrucks, daß der Abgasrückführungsventil- Öffnungswinkel verringert wird, so daß die Stromungsmenge durch den Abgasrückführungskanal 26 verringert wird. Wenn in anderen Worten das Außer-Betrieb-Verhältnis des Betriebsverhältnissignals kleiner wird, wird die Abgasrückführungsrate auf 60% bzw. weiter auf 30% verringert.As the out-of-service ratio is gradually reduced, decreasing the negative pressure supplied to the exhaust gas recirculation valve 27 causes the exhaust gas recirculation valve opening angle to be reduced so that the flow rate through the exhaust gas recirculation passage 26 is reduced. In other words, when the out-of-duty ratio of the duty signal becomes smaller, the exhaust gas recirculation rate is reduced to 60% or further to 30%.

Fig. 2 zeigt ein Diagramm des Abtriebsdrehmoments (Nm) bezogen auf die Motordrehzahl (U/min) mit der Abgasrückführungsrate als Parameter. Fig. 2 shows a diagram of the output torque (Nm) based on the engine speed (U / min) with the exhaust gas recirculation rate as a parameter.

In Fig. 2 beträgt in einem Bereich mittlerer Geschwindigkeit und mittlerer Motorlast sowie bei allen Motorlastbereichen bei geringem Motordrehzahlbereich die Abgasrückführungsrate 100%.In Fig. 2 in a middle speed and middle engine load and for all engine load regions with low engine speed range, the exhaust gas recirculation rate is 100%.

Weil in diesen Betriebsbereichen die Erzeugung von Rauch auf im wesentlichen Null bei einer Abgasrückführungsrate von 100% gedrückt wird, kann eine Ablagerung von Rauchpartikeln an dem Einlaßventil für jeden Zylinder nicht auftreten. Eine Ablagerung von Rauchpartikeln an dem Einlaßventil würde auftreten, wenn der Rauch in dem Abgas mittels des Einlaß- Luftkanals 23 durch den Abgasrückführungskanal 26 eintreten wurde. Im Gegensatz dazu tritt bei einem Bereich mit hoher Motordrehzahl und hoher Motorlast eine derartige Verlängerung der Verbrennungsperiode auf, so daß das Erzeugen von Rauch nicht vollständig unterdrückt werden kann. Weil darüber hinaus in diesem Bereich eine Erhöhung der Abgastemperatur und eine Erhöhung der Abgasrückführstrommenge eine Erhöhung der Einlaßtemperatur hervorruft, wird die Wirkung der Verringerung von NO_x aufgrund der großen Abgasrückführungsrate in dem Abgasrückführungssystem verringert, weshalb um dieses zu vermeiden die Abgasrückführungsrate stufenweise auf 60% bzw. 30% verringert wird.Because in these operating areas the generation of smoke is suppressed to substantially zero at an exhaust gas recirculation rate of 100%, smoke particle deposition cannot occur at the intake valve for each cylinder. Deposition of smoke particles on the intake valve would occur if the smoke in the exhaust gas entered the exhaust air recirculation channel 26 via the intake air duct 23 . In contrast, in an area with a high engine speed and a high engine load, such an extension of the combustion period occurs that the generation of smoke cannot be completely suppressed. In addition, because an increase in the exhaust gas temperature and an increase in the exhaust gas recirculation current cause an increase in the intake temperature in this area, the effect of reducing NO _x due to the large exhaust gas recirculation rate in the exhaust gas recirculation system is reduced, which is why in order to avoid this, the exhaust gas recirculation rate is gradually increased to 60% and 30% is reduced.

Um die Abgasrückführungsrate entsprechend den Motor- Betriebsbedingungen zu regeln, weist die Regelungseinheit 31 einen darin installierten Mikrocomputer auf. Die Regelungseinheit 31 regelt die Abgasrückführungsmenge stufenweise aufgrund eines Signals von einem Sensor 32 zum Erfassen eines Öffnungswinkels einer Beschleunigungseinrichtung wie eines Drosselklappen-Öffnungswinkels (oder Herunterdrückwinkel eines Gaspedals), eines Signals von einem Luftströmungsmesser 33, eines Bezugsimpulses (Kurbelwellenwinkel) und eines Skalenimpulses (Kurbelwellenwinkel), wie weiter unten beschrieben werden wird.In order to control the exhaust gas recirculation rate in accordance with the engine operating conditions, the control unit 31 has a microcomputer installed therein. The control unit 31 controls the exhaust gas recirculation amount gradually based on a signal from a sensor 32 for detecting an opening angle of an accelerator such as a throttle opening angle (or depression angle of an accelerator pedal), a signal from an air flow meter 33 , a reference pulse (crankshaft angle) and a scale pulse (crankshaft angle) as will be described below.

Um eine Charakteristik einer Abgasrückführungsrate (Soll- Abgasrückführungsrate), wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, bezogen auf das Motordrehmoment und die Motordrehzahl herzuleiten, ist eine Tabelle (nicht dargestellt) vorgesehen, welche den Öffnungswinkel Acc der Motor-Drosselklappe oder des Gaspedals (korrespondierend zu der Motorlast) und eine Motordrehzahl Ne als Parameter aufweist, wobei aus dieser gespeicherten Tabelle jeweils ein Wert entnommen wird, um eine aktuelle Soll- Abgasrückführungsrate herzuleiten.In order to derive a characteristic of an exhaust gas recirculation rate (target exhaust gas recirculation rate), as shown in FIG. 2, based on the engine torque and the engine speed, a table (not shown) is provided which shows the opening angle Acc of the engine throttle valve or the accelerator pedal ( corresponding to the engine load) and has an engine speed Ne as a parameter, a value being taken from each of these stored tables in order to derive a current target exhaust gas recirculation rate.

Die Abgasrückführungsraten-Strömungsmenge wird zu diesem Zeitpunkt aus der Soll-Abgasrückführungsrate und der Einlaßluftmenge berechnet, welche von dem Luftströmungsmesser 33 erfaßt wird (Frischluftströmungsmenge) wobei diese Berechnung wie folgt durchgeführt wird:The exhaust gas recirculation rate flow amount at this time is calculated from the target exhaust gas recirculation rate and the intake air amount, which is detected by the air flow meter 33 (fresh air flow amount), this calculation being carried out as follows:

Abgasrückführungs-Strömungsmenge = Luftströmungsmenge laut Luftströmungsmesser × Soll-Abgasrückführungsrate (1).Exhaust gas recirculation flow rate = loud air flow rate Air flow meter × target exhaust gas recirculation rate (1).

Das Außer-Betrieb-Verhältnis des Betriebsverhältnissignals wird schließlich bestimmt, um das Außer-Betriebs-Signal zu dem Unterdruck-Regelungsventil 28 zu übermitteln, so daß das Abgasrückführungsgas in den Einlaß-Luftkanal 23 mit vorbestimmter Abgasrückführungs-Strömungsmenge strömt.The out of service ratio of the duty signal is finally determined to transmit the out of service signal to the vacuum control valve 28 so that the exhaust gas recirculation gas flows into the intake air passage 23 with a predetermined exhaust gas recirculation flow rate.

Darüber hinaus ist eine spezielle Konstruktion der Kraftstoff- Einspritzpumpe 20 in Fig. 3 gezeigt.In addition, a special construction of the fuel injection pump 20 is shown in FIG. 3.

Fig. 3 zeigt eine Verteiler-Kraftstoff-Einspritzpumpe 20, wobei die Kraftstoffeinspritzmenge und der Kraftstoff- Einspritzzeitpunkt elektronisch geregelt werden. FIG. 3 shows a distributor fuel injection pump 20 , the fuel injection quantity and the fuel injection timing being electronically controlled.

Ein derartiges Kraftstoffeinspritz-Regelungssystem für einen Dieselmotor ist beispielsweise aus den Druckschriften DE 33 12 950 C2 oder DE 32 38 697 A1 bekannt.Such a fuel injection control system for one Diesel engine is for example from the publications DE 33 12 950 C2 or DE 32 38 697 A1 known.

Wie Fig. 3 zeigt, ist eine Antriebswelle 4 mit einer Abtriebswelle des Motors 21 verbunden. Eine Flügelrad- Zuführpumpe 2 wird mittels der Antriebswelle 4 angetrieben. Kraftstoff, welcher von der Zuführpumpe 2 von einem Kraftstoffeinlaß (nicht dargestellt) angesaugt wird, wird zu einer Pumpenkammer 5 im Inneren eines Gehäuses 1 und zu einer Kolbenkammer 12 einer Kolbenpumpe 3 mittels eines Ansaugkanals 6 übermittelt, welcher zu der Pumpenkammer 5 hin offen ist.As shown in FIG. 3, an input shaft 4 is connected to an output shaft of the motor 21 . An impeller feed pump 2 is driven by the drive shaft 4 . Fuel which is sucked in by the feed pump 2 from a fuel inlet (not shown) is transmitted to a pump chamber 5 inside a housing 1 and to a piston chamber 12 of a piston pump 3 by means of a suction channel 6 which is open to the pump chamber 5 .

Ein Eingriffselement 9a einer Stirnflächen-Kurvenscheibe 9 ist fest an ein linkes Ende des Kolbens 7 montiert und befindet sich mit einem Ende (gemäß der Darstellung nach Fig. 3 dem rechten Ende) der Antriebswelle 4 derart im Eingriff, daß eine Gleitbewegung in Axialrichtung des Kolbens 7 möglich ist. Sowohl die Stirnflächen-Kurvenscheibe 9, als auch der Kolben 7 sind auf der gleichen Axiallinie wie die Antriebswelle 4 angeordnet, wobei der Kolben 7 ist in Axialrichtung verlagerbar ist.An engaging element 9 a of an end face cam 9 is fixedly mounted on a left end of the piston 7 and is in engagement with one end (as shown in FIG. 3 the right end) of the drive shaft 4 such that a sliding movement in the axial direction of the Piston 7 is possible. Both the end face cam 9 and the piston 7 are arranged on the same axial line as the drive shaft 4 , the piston 7 being displaceable in the axial direction.

Ein Rollenkäfig ist konzentrisch auf einem Außenumfang eines Verbindungsteils zwischen der Antriebswelle 4 und der Stirnflächen-Kurvenscheibe 9 angeordnet. Der Rollenkäfig 10 dient zum Festhalten einer Mehrzahl von Rollen 11. Darüber hinaus sind Kurvenscheibenflächen 9b ausgebildet, welche als Kurvenscheibenbereiche für unterschiedliche Geschwindigkeiten dienen, wobei deren Anzahl der Anzahl der Motorzylinder entspricht und wobei die Kurvenscheibenfläche 9b gegen die Rollen 11 mittels einer Feder 15 gepreßt werden.A roller cage is arranged concentrically on an outer circumference of a connecting part between the drive shaft 4 and the end face cam 9 . The roller cage 10 serves to hold a plurality of rollers 11 . In addition, cam surfaces 9 b are formed, which serve as cam regions for different speeds, the number of which corresponds to the number of engine cylinders and wherein the cam surface 9 b are pressed against the rollers 11 by means of a spring 15 .

Eine Mehrzahl von Saugschlitzen 8, deren Anzahl gleich der Anzahl der Motorzylinder ist, sind an einer Spitze der Kolbens 7 ausgebildet. Wenn die Kurvenscheibenfläche 9b, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, sich mit der Antriebswelle 9 dreht, läuft sie über die Rollen 11, welche in dem Rollenkäfig 10 angeordnet sind, und es wird eine Hin- und Herbewegung über einen vorbestimmten Hub ausgeführt, wobei Kraftstoff, welcher durch den jeweiligen Saugschlitz 8 angesaugt wurde, und in der Kolbenkammer 12 unter Druck gesetzt wurde, in die Verteileröffnungen für jeden der Zylinder gepreßt wird, welche mit der Kolbenkammer 12 verbunden sind, und der Kraftstoff so zu einer Einspritzdüse mittels eines Zuführventils geleitet wird. A plurality of suction slots 8 , the number of which is equal to the number of engine cylinders, are formed at a tip of the pistons 7 . When the cam surface 9 b, as shown in Fig. 3, rotates with the drive shaft 9 , it runs over the rollers 11 which are arranged in the roller cage 10 , and a reciprocating movement is carried out over a predetermined stroke wherein fuel that is sucked through the respective suction slot 8 and pressurized in the piston chamber 12 is pressed into the manifold ports for each of the cylinders connected to the piston chamber 12 , and thus the fuel to an injection nozzle by means of a Feed valve is passed.

Eine Kraftstoffrückführleitung 13 ist zwischen der Kolbenkammer 12 und der Pumpenkammer 5 verbunden, welche unter einem geringen Druck steht. Ein Elektromagnetventil 14, welches sehr schnell anspricht, ist in dem Kraftstoff-Rückführkanal 13 vorgesehen, wobei dieses Ventil in Abhängigkeit von einem Signal (Fahrsignal) betätigt wird, welches von einem Fahr- Schaltkreis gemäß den Betriebsbedingungen des Motors geliefert wird. Das Elektromagnetventil 14 ist installiert, um die Kraftstoffmenge, den Einspritzzeitpunkt und die Einspritzdauer zu steuern. Wenn das Elektromagnetventil 14 während eines Druckhubs des Kolbens 7 geschlossen ist, wird mit dem Einspritzen des Kraftstoffs begonnen, und wenn umgekehrt das Elektromagnetventil geöffnet ist, wird der Kraftstoff- Einspritzvorgang beendet. In anderen Worten wird der Kraftstoffeinspritz-Startzeitpunkt entsprechend einem Zeitpunkt gesteuert, bei welchem das Elektromagnetventil 14 geschlossen ist, und die Kraftstoff-Einspritzmenge wird entsprechend einer Zeitdauer gesteuert, während welcher das Elektromagnetventil 14 geschlossen ist.A fuel return line 13 is connected between the piston chamber 12 and the pump chamber 5 , which is under a low pressure. A solenoid valve 14 , which responds very quickly, is provided in the fuel return duct 13 , this valve being actuated in response to a signal (driving signal) supplied by a driving circuit in accordance with the operating conditions of the engine. The solenoid valve 14 is installed to control the amount of fuel, the injection timing and the injection duration. If the solenoid valve 14 is closed during a pressure stroke of the piston 7 , the injection of the fuel is started and, conversely, if the solenoid valve is open, the fuel injection process is ended. In other words, the fuel injection start timing is controlled in accordance with a timing at which the solenoid valve 14 is closed, and the fuel injection amount is controlled in accordance with a period in which the solenoid valve 14 is closed.

Obgleich die NO_x-Konzentration mit zunehmender Abgasrückführungsrate verringert werden kann, wird die Rauchkonzentration abrupt vergrößert. In diesem Fall kann auch dann, wenn das Mischen während der Diffusions-Verbrennung aufgrund einer Verstärkung des Wirbels verbessert wird, die Konzentration des Rauchs bei der großen Abgasrückführungsrate nur unzureichend verringert werden.Although the NO _x concentration can be reduced as the exhaust gas recirculation rate increases, the smoke concentration is increased abruptly. In this case, even if the mixing is improved during the diffusion combustion due to an increase in the vortex, the concentration of the smoke can be insufficiently reduced at the large exhaust gas recirculation rate.

Um obiges Problem zu beseitigen, verzögert die Regelungseinheit 31 den Kraftstoffeinspritz-Startzeitpunkt auf einen Zeitpunkt oder Kurbelwellenwinkel hinter einem oberem Totpunkt (TDC), so daß eine stark vergrößerte Zündzeitpunkts-Verzögerungsperiode auftritt, wenn der Motor in einem Bereich betrieben wird, in welchem eine hohe Abgasrückführungsrate auftritt.In order to eliminate the above problem, the control unit 31 delays the fuel injection start timing to a timing or crankshaft angle past a top dead center (TDC), so that a greatly increased ignition timing delay period occurs when the engine is operated in a range in which a high Exhaust gas recirculation rate occurs.

Fig. 4 zeigt ein Diagramm des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts vergleichbar mit dem Diagramm nach Fig. 2. FIG. 4 shows a diagram of the fuel injection time comparable to the diagram according to FIG. 2.

Wie Fig. 4 zeigt, wird in einem Betriebsbereich, in welchem eine mittlere Motorlast herrscht (Mittelbereich) oder in welchem die Motorlast hoch ist, während der Motordrehzahlbereich gering ist, der Kraftstoff- Einspritzzeitpunkt auf einen Kurbelwellenwinkel hinter dem oberen Totpunkt (+ 4 ATDC und + 2 ATDC) verzögert. Dies geschieht daher, weil die deutliche Verzögerung des Kraftstoff-Einspritzzeitpunkts hervorruft, daß die angesaugte Luft eine relativ niedrige Temperatur aufweist, so daß ein Verhältnis von vorgemischtem Luft-Kraftstoff- Verbrennungsgas erhöht wird, was zu einer Unterdrückung der Rauchbildung führt.As shown in Fig. 4, in an operating range in which there is a medium engine load (middle range) or in which the engine load is high while the engine speed range is low, the fuel injection timing becomes a crankshaft angle behind the top dead center (+ 4 ATDC and + 2 ATDC) delayed. This is because the significant delay in fuel injection timing causes the intake air to be at a relatively low temperature, so that a ratio of premixed air-fuel combustion gas is increased, which results in smoke suppression.

Wenn die Motor-Betriebsbedingungen in einem mittleren bis hohen Motorlastbereich liegen, in welchem die Motordrehzahl ebenfalls mittel oder hoch ist, wird der Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt mit zunehmender Motordrehzahl auf einen früheren Zeitpunkt verschoben.When the engine operating conditions are in a medium to high Engine load range are in which the engine speed is also is medium or high, the fuel injection timing with increasing engine speed to an earlier point in time postponed.

Dies geschieht daher, weil, obgleich die Zündverzögerungsperiode konstant ist, der Kurbelwellenwinkel, bei welchem die Zündverzögerung auftritt (ein Wert der Umwandlung von der Zündzeitpunkts-Verzögerungsperiode zu dem Kurbelwellenwinkel), größer im Verhältnis zu einer Steigerung der Motordrehzahl (U/min) ist, so daß der Einspritzzeitpunkt mit einer zunehmenden Vergrößerung der Motordrehzahl früher erfolgt, um den Zündzeitpunkt für jede mögliche Motordrehzahl annähernd konstant zu halten. Beispielsweise entspricht 1 ms dem Kurbelwellenwinkel von 7,20 bei 1200 U/min. Jedoch entspricht 1 ms bei einer Motordrehzahl von 3600 U/min dem Kurbelwellenwinkel von 21,6°. Dies führt dazu, daß der Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt um einen Winkel von etwa 5° bei einer Motordrehzahl von 3600 U/min früher im Vergleich mit der Motordrehzahl von 1200 U/min erfolgen zu lassen, um den Zündzeitpunkt bei 1200 U/min und 3600 U/min zum gleichen Zeitpunkt erfolgen zu lassen.This is because, although the Ignition delay period is constant, the crankshaft angle, at which the ignition delay occurs (a value of Conversion from the ignition timing delay period to that Crankshaft angle), larger in relation to an increase the engine speed (rpm), so that the injection timing with an increasing increase in engine speed earlier takes place at the ignition point for every possible engine speed to keep almost constant. For example, 1 ms the crankshaft angle of 7.20 at 1200 rpm. However corresponds to 1 ms at an engine speed of 3600 rpm Crankshaft angle of 21.6 °. This leads to the fact that the Fuel injection timing at an angle of about 5 ° an engine speed of 3600 rpm earlier compared to the Engine speed of 1200 rpm to allow the Ignition timing at 1200 rpm and 3600 rpm at the same Time to take place.

Wie jedoch Fig. 4 zeigt, ist es bei einem niedrigen Lastbereich, bei welchem kein Rauch erzeugt wird, nicht notwendig, die Erzeugung von Rauch zu unterdrücken, aber es ist notwendig, eine abrupte Zunahme von einem Kohlenwasserstoff HC zu unterdrücken. Zu dem Zweck, die vorgenannten Probleme zu beseitigen, wird der Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt auf einen früheren Zeitpunkt verglichen mit einem Bereich hoher Last verschoben. Dies ist darauf zurückzuführen, daß, wenn der Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt während eines Niedriglastbereichs, in welchem die Wandtemperatur der Motor- Verbrennungskammern klein ist, der gleiche wie bei Hochmotorlast ist, ein Zündzeitpunkt aufgrund einer Verlängerung der Zündzeitpunktsverzögerungsperiode verzögert wird, so daß die Verbrennungskammertemperatur verringert würde, was zu einer hohen Konzentration von HC führen wurde.However, as Fig. 4 shows, at a low load range in which no smoke is generated, it is not necessary to suppress the generation of smoke, but it is necessary to suppress an abrupt increase in a hydrocarbon HC. For the purpose of eliminating the above problems, the fuel injection timing is shifted to an earlier timing compared to a high load area. This is because if the fuel injection timing is the same as the high engine load during a low load area in which the wall temperature of the engine combustion chambers is small, an ignition timing is retarded due to an increase in the ignition timing retardation period, so that the combustion chamber temperature would be reduced , which would lead to a high concentration of HC.

Da der Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt wie in Fig. 4 gezeigt abgeleitet wird, regelt die Regelungseinheit 31 einen Zeitpunkt (eine dem Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt entsprechende Menge) bei welcher das Elektromagnetventil 14, welches in Fig. 3 gezeigt ist, geschlossen wird.Since the fuel injection timing is derived as shown in FIG. 4, the control unit 31 controls a timing (an amount corresponding to the fuel injection timing) at which the solenoid valve 14 shown in FIG. 3 is closed.

Fig. 5 zeigt ein Betriebs-Flußdiagramm, bei welchem der Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt und das Kraftstoffeinspritzintervall (Kraftstoffeinspritzmenge) geregelt werden und welches bei konstanten Zeitperioden ausgeführt wird. Fig. 5 shows an operational flowchart in which the fuel injection timing and the fuel injection interval (fuel injection amount) are controlled and which is carried out at constant time periods.

Bei Schritt 1 gemäß Fig. 5 liest die CPU der Regelungseinheit 31 die Motordrehzahl Ne, den Drosselklappen-Öffnungswinkel Acc, die Kühlmitteltemperatur Tw, und die Kraftstofftemperatur TF ein. Die Motorgeschwindigkeit Ne wird sowohl aufgrund des Bezugsimpulses (ein Impuls wird pro Umdrehung der Kraftstoffpumpe 20 erzeugt) und eines Skalenimpulses (36 Impulse pro Umdrehung der Kraftstoffpumpe) berechnet. Jeder Sensor 34, 35 dient zum Erfassen der Kühlmitteltemperatur Tw und der Kraftstofftemperatur TF.At step 1 of FIG. 5, the CPU 31 reads the engine speed Ne to the control unit, the throttle opening angle Acc, the coolant temperature Tw, and the fuel temperature TF a. The engine speed Ne is calculated based on both the reference pulse (one pulse is generated per revolution of the fuel pump 20 ) and a scale pulse ( 36 pulses per revolution of the fuel pump). Each sensor 34 , 35 serves to detect the coolant temperature Tw and the fuel temperature TF.

In Schritt 2 gemäß Fig. 5 werden ein Kraftstoff-Basis- Einspritzzeitpunkt Itm und Kraftstoff-Basis-Einspritzintervall Avm ermittelt, indem die jeweilige zugehörige Tabelle abgelesen wird, welche die Motordrehzahl Ne und den Drosselklappen- Öffnungswinkel Acc enthält. Die Tabelle (nicht dargestellt) des Basis-Kraftstoff-Einspritzzeitpunkts Itm ist eine Tabelle, welche den Drosselklappen-Öffnungswinkel Acc und die Motordrehzahl Ne als Parameter aufweist, um die in dem Diagramm nach Fig. 4 gezeigte Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt- Charakteristik zu verwirklichen.In step 2 according to FIG. 5, a fuel base injection time Itm and fuel base injection interval Avm are determined by reading the respective table that contains the engine speed Ne and the throttle valve opening angle Acc. The table (not shown) of the basic fuel injection timing Itm is a table that has the throttle valve opening angle Acc and the engine speed Ne as parameters to realize the fuel injection timing characteristic shown in the graph of FIG. 4.

Wie in Fig. 6 gezeigt ist, wird das Basis-Kraftstoff-Einspritz- Intervall Avm länger, wenn der Drosselklappen-Öffnungswinkel Acc größer wird.As shown in FIG. 6, the basic fuel injection interval Avm becomes longer as the throttle valve opening angle Acc increases.

Darüber hinaus wird ein Kraftstoff-Einspritz-Korrekturwert ΔItm unter Berücksichtigung der Kraftstofftemperatur TF und der Kühlmitteltemperatur Tw ermittelt, so daß der Kraftstoff- Einspritz-Korrekturwert ΔItm zu dem Basis-Kraftstoff-Einspritz- Zeitpunkt Itm addiert wird, um gemäß Fig. 5 den Kraftstoff- Einspritz-Zeitpunkt in den Schritten 3 und 4 zu korrigieren.In addition, a fuel injection correction value ΔItm is determined taking into account the fuel temperature TF and the coolant temperature Tw, so that the fuel injection correction value ΔItm is added to the basic fuel injection timing Itm to make the fuel as shown in FIG. 5 - Correct injection timing in steps 3 and 4 .

Der Kraftstoff-Einspritz-Zeitpunkt-Korrekturwert ΔItm wird zusätzlich durch zwei Korrekturwerte ΔItm₁ und ΔItm₂ korrigiert.The fuel injection timing correction value ΔItm is additionally corrected by two correction values ΔItm ₁ and ΔItm ₂ .

Fig. 7 zeigt ein Diagramm des einen Korrekturwerts ΔItm₁ (Kraftstofftemperatur-Korrekturwert), und Fig. 8 zeigt ein Diagramm des anderen Korrekturwerts ΔItm₂ (Kühlmitteltemperatur-Korrekturwert). FIG. 7 shows a diagram of the one correction value ΔItm ₁ (fuel temperature correction value), and FIG. 8 shows a diagram of the other correction value ΔItm ₂ (coolant temperature correction value).

Gemäß jeder der charakteristischen Kurven nach Fig. 7 und 8 wird ein positiver Winkel-Korrekturwert größer, wenn die entsprechende Temperatur kleiner wird. Dies geschieht daher, weil für den Fall, daß die entsprechende Temperatur kleiner wird, die Verbrennungsgeschwindigkeit langsamer wird. In dieser Weise wird eine Temperaturkompensation durchgeführt.According to each of the characteristic curves of FIGS. 7 and 8, a positive angle correction value becomes larger as the corresponding temperature becomes lower. This is because if the corresponding temperature becomes lower, the rate of combustion will slow down. Temperature compensation is carried out in this way.

In einem Schritt 5 gemäß Fig. 5 wird der abgeleitete Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt IT (= Itm + ΔItm) und das Basis- Kraftstoff-Einspritz-Intervall Avm in vorbestimmten Adressen gespeichert.In a step 5 according to FIG. 5, the derived fuel injection time IT (= Itm + ΔItm) and the basic fuel injection interval Avm are stored in predetermined addresses.

Bei dem Einspritzzeitpunkt IT wird das Elektromagnetventil 14 geschlossen und danach wird das Elektromagnetventil 14 zu einem Zeitpunkt geöffnet, in welchem das Basis-Kraftstoff-Einspritz- Intervall Avm verstrichen ist.At the injection timing IT, the solenoid valve 14 is closed, and then the solenoid valve 14 is opened at a time when the basic fuel injection interval Avm has passed.

Nachfolgend wird der Betrieb des bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf Fig. 9 näher erläutert.The operation of the preferred exemplary embodiment is explained in more detail below with reference to FIG. 9.

Fig. 9 zeigt Konzentrations-Charakteristiken sowohl von NO_x, als auch von Rauch bezogen auf die Abgasrückführungsrate in den Fällen, wo der Kraftstoffeinspritz-Zeitpunkt bei einem Kurbelwellenwinkel vor dem oberen Totpunkt (BTDC) liegt und wobei der Kraftstoffeinspritz-Zeitpunkt bei einem Kurbelwellenwinkel hinter dem oberen Totpunkt (ATDC) liegt. Fig. 9 shows concentration characteristics of both NO _x and smoke related to the exhaust gas recirculation rate in the cases where the fuel injection timing is at a crank angle before the top dead center (BTDC) and the fuel injection timing is at a crank angle behind top dead center (ATDC).

Obgleich die Konzentration von NO_x mit zunehmender Abgasrückführungsrate bei einem Kraftstoffeinspritz-Zeitpunkt vor dem oberen Totpunkt (IT = -4 ATDC) sinkt, steigt die Konzentration von Rauch abrupt in Form einer progressiv steigenden Kurve an, wie in Fig. 9 gezeigt ist.Although the concentration of NO _x decreases with increasing exhaust gas recirculation rate at a fuel injection timing before top dead center (IT = -4 ATDC), the concentration of smoke increases abruptly in the form of a progressively increasing curve, as shown in FIG. 9.

Wenn jedoch der Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt bei einem Kurbelwellenwinkel hinter dem oberen Totpunkt (IT = + 4 ATDC) liegt, entsteht eine Tendenz zur Verringerung des Rauchs als auch zur Verringerung von NO_x mit zunehmender Abgasrückführungsrate.However, if the fuel injection timing is at crankshaft angle past top dead center (IT = + 4 ATDC), there is a tendency for the smoke to decrease as well as NO _x with increasing exhaust gas recirculation rate.

Die Gründe für eine Verringerung der Rauchkonzentration liegen darin, wie anhand des Wärmeauslaßdiagramms gemäß Fig. 9 gezeigt ist, daß durch die extrem starke Verzögerung des Einspritzzeitpunkts und die höhere Abgasrückführungsrate eine deutliche Verlängerung der Zündzeitpunkts-Verzögerungsperiode stattfindet, so daß ein hoher Prozentsatz der Verbrennung in der Vormix-Luft-Verbrennung stattfindet. In anderen Worten, wenn der Einspritzzeitpunkt herkömmlicherweise auf einen Kurbelwellenwinkel hinter dem oberen Totpunkt verzögert wird, wenn die Abgasrückführungsrate nicht so hoch ist, kann die Tendenz zu einer höheren Rauchkonzentration wie in Fig. 10 gezeigt nicht unterdrückt werden.The reason for a decrease in the smoke concentration is, as shown by the heat exhaust diagram in Fig. 9, that the extremely large retard of the injection timing and the higher exhaust gas recirculation rate significantly prolong the ignition retardation period so that a high percentage of the combustion in the premix air combustion takes place. In other words, when the injection timing is conventionally retarded to a crank angle behind the top dead center when the exhaust gas recirculation rate is not so high, the tendency toward a higher smoke concentration as shown in FIG. 10 cannot be suppressed.

Weil gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein großer Prozentsatz der Verbrennung in der Vormix-Luft-Verbrennung stattfindet, kann die Rauchkonzentration deutlich verringert werden, auch wenn der Betrieb bei einer hohen Abgasrückführungsrate erfolgt.Because, according to the preferred embodiment, a large one Percentage of combustion in premix air combustion takes place, the smoke concentration can be significantly reduced be, even if operating at a high Exhaust gas recirculation rate takes place.

Gemäß Fig. 9 beträgt der Kurbelwellenwinkel hinter dem oberen Totpunkt beispielsweise 4°. Weil der kritische Punkt sowohl für die Vormix-Luft-Verbrennung, als auch für die Diffusions- Verbrennung in Abhängigkeit von dem verwendeten Motor unterschiedlich ist, ist eine Anpassung an den jeweiligen Motor erforderlich, wobei der spezielle Kurbelwellenwinkel hinter dem oberen Totpunkt für jeden dieser Motoren ermittelt werden muß.According to FIG. 9, the crank angle after top dead center, for example, 4 °. Because the critical point for both premix air combustion and diffusion combustion differs depending on the engine used, adjustment to the particular engine is required, with the specific crankshaft angle behind top dead center for each of these engines must be determined.

Darüber hinaus zeigt Fig. 11 eine Charakteristik der Kraftstoffverbrauchsrate für dieses erste Ausführungsbeispiel.11 In addition, FIG. A characteristic of the fuel consumption rate for this first embodiment.

Aufgrund der Verzögerung des Kraftstoff-Einspritzzeitpunkts gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird ein Grad des konstanten Hubraums des Dieselmotors verschlechtert, aber ein Kühlverlust aufgrund der Verringerung der Verbrennungstemperatur deutlich verringert.Due to the delay in fuel injection timing according to the first embodiment, a degree of constant displacement of the diesel engine deteriorated, but a Cooling loss due to the reduction in Combustion temperature significantly reduced.

Aus diesem Grund verschlechtert sich die Kraftstoffverbrauchsrate nicht, obgleich eine Verzögerung des Kraftstoff-Einspritzzeitpunkts stattfindet. Dabei bedeutet der Grad des konstanten Volumens einen Arbeits-Wirkungsgrad und dieser Arbeits-Wirkungsgrad ist als folgender Wert definiert:Because of this, the deteriorates Fuel consumption rate is not, although a delay in Fuel injection timing takes place. The means Degree of constant volume and work efficiency this work efficiency is defined as the following value:

Arbeits-Wirkungsgrad = indizierte Arbeit/erzeugte Wärme = indizierte Leistung/(1 - Kühlverlust).Work efficiency = indicated work / generated heat indexed performance / (1 - cooling loss).

In dem ersten Ausführungsbeispiel wird die Temperaturkompensation durch einen weiter vorgerückten Winkel des verzögerten Einspritzzeitpunkts kompensiert, wenn sowohl die Kraftstofftemperatur, als auch die Kühltemperatur niedriger werden, so daß der gleiche Zündzeitpunkt sowohl bei der niedrigeren Temperaturzeit, als auch bei der höheren Temperaturzeit erreicht werden kann.In the first embodiment, the Temperature compensation through a further advanced angle of the delayed injection timing is compensated for if both the fuel temperature, as well as the cooling temperature lower be, so that the same ignition timing at both lower temperature time, as well as the higher Temperature time can be reached.

Second embodiment

Fig. 12 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Dieselmotor- Verbrennungs-Regelungsvorrichtung. Fig. 12 shows a second embodiment of the diesel engine combustion control device.

Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist eine Vorverdichtungs- Vorrichtung 41 vorgesehen, welche einen mechanischen Vorverdichter 42 aufweist sowie mit einem verstellbaren Riementrieb und einer Vorrichtung zum Steuern einer Wirbelvorrichtungs-Drehzahl zusätzlich zu dem Abgasrückführungssystem versehen ist, wie es bereits bei dem ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen ist.According to the second exemplary embodiment, a precompression device 41 is provided which has a mechanical precompressor 42 and is provided with an adjustable belt drive and a device for controlling a swirling device speed in addition to the exhaust gas recirculation system, as is already provided in the first exemplary embodiment.

Der Vorverdichter 42 ist in dem Einlaß-Luftkanal 23 hinter der Mischstelle des Abgasrückführungsgases mit der Einlaßluft angeordnet und mit dem Motor 21 mittels einer Riemenscheibe 45, welche ihrerseits mit der Kurbelwelle des Motors gekuppelt ist, sowie mittels einer verstellbaren Riemenscheibe 43 und eines um die beiden Riemenscheiben gewickelten Riemens 44 verbunden. Bei der verstellbaren Riemenscheibe 43 wird das Riemenscheibenprofil mittels einer Betätigungseinrichtung (nicht dargestellt) in Abhängigkeit von einem Signal von der Regelungseinheit 51 derart verstellt, daß ein Drehzahlverhältnis zwischen dem Motor 21 und dem Vorverdichter 42 größer oder kleiner wird.The pre-compressor 42 is arranged in the intake air duct 23 behind the mixing point of the exhaust gas recirculation gas with the intake air and with the engine 21 by means of a pulley 45 , which in turn is coupled to the crankshaft of the engine, and by means of an adjustable pulley 43 and one around the two Pulleys wound belt 44 connected. In the adjustable pulley 43 , the pulley profile is adjusted by means of an actuating device (not shown) in response to a signal from the control unit 51 in such a way that a speed ratio between the motor 21 and the pre-compressor 42 becomes larger or smaller.

Die Regelungseinheit 51 regelt das oben beschriebene Drehzahlverhältnis so, daß ein annähernd konstanter Vorverdichtungsdruck von 400-500 mmHg über den gesamten Motordrehzahlbereich aufrechterhalten wird. The control unit 51 controls the speed ratio described above so that an approximately constant precompression pressure of 400-500 mmHg is maintained over the entire engine speed range.

Fig. 13 zeigt einen Verlauf des Drehzahlverhältnisses. Fig. 13 is a graph showing the speed ratio.

Wenn die Motordrehzahl relativ gering ist, beträgt das Drehzahlverhältnis 3 : 1, so daß die Drehzahl des Vorverdichters 42 derart gesteigert wird, daß der Vorverdichtungsdruck sich erhöht. Bei dem hohen Drehzahlbereich der Motordrehzahl wird die Abgasrückführungsrate kleiner, die Konzentration von HC wird verringert, und der maximale Zylinderinnendruck (Pmax) wird entsprechend vergrößert. Zu diesem Zeitpunkt ist das Drehzahlverhältnis klein und beträgt 1 : 1, so daß der Vorverdichtungsdruck nicht erhöht wird.If the engine speed is relatively low, the speed ratio is 3: 1 so that the speed of the pre-compressor 42 is increased such that the pre-compression pressure increases. With the high speed range of the engine speed, the exhaust gas recirculation rate becomes lower, the concentration of HC is reduced, and the maximum internal cylinder pressure (Pmax) is increased accordingly. At this time, the speed ratio is small and is 1: 1, so that the pre-compression pressure is not increased.

Darüber hinaus wird bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, wenn die Einlaßluft mit dem Abgasgemisch mittels des Abgasrückführungskanals 26 in den Vorverdichter 42 geleitet wird, eine Ablagerung aufgrund der Kohlenstoffkomponente oder Rußkomponente des Abgases erzeugt.In addition, in the second embodiment, when the intake air with the exhaust gas mixture is led into the pre-compressor 42 through the exhaust gas recirculation passage 26 , a deposit is generated due to the carbon component or soot component of the exhaust gas.

Um derartige Ablagerungen zu verhindern, wird ein schraubenartiger Vorverdichter 42 verwendet, bei welchem die Steifigkeit der Blätter hoch ist und ein Linien-zu-Linien- Kontakt mit dem Gehäuse verwirklicht wird.To prevent such deposits, a screw-type pre-compressor 42 is used, in which the rigidity of the blades is high and line-to-line contact with the housing is realized.

Darüber hinaus ist eine Rotorblatt-Wirbel-Regelungseinrichtung in den Fig. 14 und 15 gezeigt.In addition, a rotor blade vortex control device is shown in FIGS. 14 and 15.

Die Rotorblatt-Wirbel-Regelungseinrichtung ist versehen mit:The rotor blade vortex control device is provided with:

a) a rotor blade 47 which is rotatably installed at a location near a swirl duct 46 b of a so-called spiral inlet gate 46 (which is provided with a substantially rectilinear inlet duct 46 a and a swirl duct 46 b, which is about an axis of the inlet valve the engine is winding);
b) a link mechanism 49 connected to the blade 47 ; and
c) an actuating device 48 for actuating the connecting device 49 .

Die Einstellung des Wirbelverhältnisses ist bei einer Rotationsstellung des Rotorblatts 47 möglich. Beispielsweise wird bei der Blattstellung nach Fig. 14 ein hohes Wirbelverhältnis erreicht. Wenn jedoch das Blatt 47 die in Fig. 15 gezeigte Stellung erreicht, wird ein geringes Wirbelverhältnis erreicht. Diese Rotorblatt-Wirbel- Regelungseinrichtung spricht sehr schnell an und ein großer (kontinuierlicher oder stufenweiser) Bereich der Wirbelregelung kann erreicht werden. Deshalb ist eine geeignete HC-Regelung möglich, welche stark auf das Wirbelverhältnis reagiert.The setting of the swirl ratio is possible when the rotor blade 47 is in a rotational position. For example, a high swirl ratio is achieved in the sheet position according to FIG. 14. However, when the blade 47 reaches the position shown in Fig. 15, a low swirl ratio is achieved. This rotor blade vortex control device responds very quickly and a large (continuous or gradual) area of the vortex control can be reached. A suitable HC control is therefore possible, which reacts strongly to the swirl ratio.

Fig. 16 zeigt ein Diagramm des Wirbelverhältnisses bezogen auf die Motor-Betriebsbedingungen. Fig. 16 shows a plot of swirl ratio based on the engine operating conditions.

Wie Fig. 16 zeigt, wird das Wirbelverhältnis mit abnehmender Motordrehzahl größer. Im Hochgeschwindigkeitsbereich geht eine Verringerung des Volumenwirkungsgrads mit einem hohen Wirbelverhältnis einher. Die Verbesserung der Verbrennung aufgrund einer Hochdruck-Einspritzung erfordert die Notwendigkeit einer Schwächung des Wirbels, so daß mit größer werdender Motordrehzahl das Wirbelverhältnis stufenweise verringert wird.As shown in Fig. 16, the swirl ratio becomes larger as the engine speed decreases. In the high-speed range, a reduction in volume efficiency goes hand in hand with a high swirl ratio. Improving combustion due to high pressure injection requires the need to weaken the vortex so that as the engine speed increases, the vortex ratio is gradually reduced.

Die verstellbare Wirbelverhältnis-Betätigungseinrichtung 48 weist einen Membranbetätiger mit einer zweistufigen Feder (nicht dargestellt) und einem Unterdruck-Regelungsventil auf, welches in drei Stufen einen geregelten Unterdruck durch Verdünnen der Atmosphäre auf einen konstanten Unterdruck erzeugt, welcher von einer Unterdruckquelle stammt.The adjustable swirl ratio actuator 48 has a diaphragm actuator with a two-stage spring (not shown) and a vacuum control valve which, in three stages, creates a controlled vacuum by diluting the atmosphere to a constant vacuum that comes from a vacuum source.

Die Regelungseinheit 51 erzeugt ein Basis-Wirbelverhältnis durch Ablesen in einer Tabelle (nicht dargestellt) des Wirbelverhältnisses (Basis-Wirbelverhältnis), wobei die Tabelle die Motordrehzahl Ne und den Drosselklappen-Öffnungswinkel Acc als Parameter enthält. Der Öffnungswinkel Vb des Unterdruck- Regelungsventils gemäß dem abgelesenen Basis-Wirbelverhältnis wird eingelesen und in einer vorbestimmten Adresse gespeichert (Schritte 11-14 in Fig. 17). The control unit 51 generates a basic swirl ratio by reading a table (not shown) of the swirl ratio (basic swirl ratio), the table containing the engine speed Ne and the throttle valve opening angle Acc as parameters. The opening angle of the negative pressure control valve Vb to the base read-swirl ratio is in accordance with read and stored in a predetermined address (steps 11-14 in Fig. 17).

Fig. 18 zeigt jeweiligen Konzentrations-Charakteristiken der Konzentration von HC, Rauch, und NO_x bezogen auf die Abgasrückführungsrate. Fig. 18 shows characteristics of each concentration of the concentration of HC, smoke, and NO _x based on the exhaust gas recirculation rate.

Die Symbole R, R + C und R + C + S zeigen in Fig. 18 folgendes:The symbols R, R + C and R + C + S show the following in FIG. 18:

R: den Fall, in dem der Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt auf einen Kurbelwellenwinkel hinter dem oberen Totpunkt verzögert ist (entspricht dem ersten Ausführungsbeispiel);
R + C: den Fall, in dem zusätzlich zu R eine Vorverdichtung stattfindet;
R + C + S: den Fall, in dem zusätzlich zu R eine Vorverdichtung und eine Wirbelregelung stattfindet.R: the case in which the fuel injection timing is retarded to a crankshaft angle behind the top dead center (corresponds to the first embodiment);
R + C: the case in which precompaction takes place in addition to R;
R + C + S: the case in which precompression and vortex control take place in addition to R.

Dabei reicht bei dem vorgenannten Ausführungsbeispiel der Vorverdichtungsdruck von 400-500 mmhg und das Wirbelverhältnis war 5.It is sufficient in the aforementioned embodiment Pre-compression pressure of 400-500 mmhg and the swirl ratio was 5.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wurde die Konzentration von HC nicht beschrieben. Die Kombination einer großen Abgasrückführungsrate und einer extremen Verzögerung des Einspritzzeitpunkts veranlaßt eine Verringerung der Kraftstofftemperatur, so daß obwohl die Konzentrationen und Rauch deutlich verringert werden kann, absolut gesehen ein Sauerstoffmangel auftritt und infolgedessen die Konzentration von HC zum Zunehmen neigt, wie anhand von der Kurve "R" in Fig. 18 gezeigt ist. Zum Unterdrücken eines Ansteigens der Konzentration von HC muß ein Oxidationsmittel 40 vorgesehen werden, welches üblicherweise in dem Abgaskanal 25 gemäß dem ersten, in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel angeordnet ist.In the first embodiment, the concentration of HC was not described. The combination of a large exhaust gas recirculation rate and an extreme delay in the injection timing causes the fuel temperature to decrease, so that although the concentrations and smoke can be reduced significantly, in absolute terms there is a lack of oxygen and, as a result, the concentration of HC tends to increase, as shown by the curve " R "is shown in Fig. 18. In order to suppress an increase in the concentration of HC, an oxidizing agent 40 must be provided, which is usually arranged in the exhaust gas duct 25 according to the first exemplary embodiment shown in FIG. 1.

Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kann, wie in Fig. 18 gezeigt ist, die Konzentration von HC wie auch die Konzentration von NO_x und Rauch in einem Motor-Betriebsbereich, bei welchem die hohe Abgasrückführungsrate Anwendung findet, deutlich verringert werden. In anderen Worten ist es gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel nicht notwendig, ein Oxidationsmittel 40 in dem Abgaskanal vorzusehen, wie es gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel erforderlich ist.According to the second embodiment, as shown in FIG. 18, the concentration of HC as well as the concentration of NO _x and smoke can be significantly reduced in an engine operating range to which the high exhaust gas recirculation rate is applied. In other words, according to the second exemplary embodiment, it is not necessary to provide an oxidizing agent 40 in the exhaust gas duct, as is required according to the first exemplary embodiment.

Zusätzlich zu der Vorverdichtung im niedrigen Drehzahlbereich des Motors kann die erforderliche Absolutmenge von Sauerstoff gewährleistet werden und eine Verstärkung des Wirbels erzeugt eine Verbesserung der Kraftstoffverbrennung, so daß die Konzentration von HC deutlich auf ein Niveau verringert werden kann, bei welchem ein Einheitsgrad des Abgases auf einen vorbestimmten beschränkten Wert eingestellt werden kann, ohne ein Oxidationsmedium 40 zu verwenden.In addition to the pre-compression in the low speed range of the engine, the absolute amount of oxygen required can be ensured and an increase in the vortex produces an improvement in fuel combustion, so that the concentration of HC can be significantly reduced to a level at which a unit degree of exhaust gas is reduced to one predetermined limited value can be set without using an oxidizing medium 40 .

Third embodiment

In Fig. 19 ist ein drittes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Dieselmotor-Verbrennungs-Regelungsvorrichtung gezeigt.In Fig. 19, a third preferred embodiment, the diesel engine-combustion control device shown.

Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist ein Sauerstoff- Entfernungsfilter (ein sogenannter Sauerstoffmangelfilm) vorgesehen, wie weiter unten beschrieben werden wird, um die Sauerstoffkonzentration der Einlaßluft zu verringern, anstatt zu diesem Zweck inerte Abgasrückführungsgase in den Einlaßkanal 23 mittels des Abgasrückführungssystems zurückzuführen, um so auf anderem Wege die Sauerstoffkonzentration der Einlaßluft zu verringern.According to the third embodiment, an oxygen removal filter (a so-called oxygen deficiency film) is provided, as will be described later, in order to reduce the oxygen concentration of the intake air, instead of returning inert exhaust gas recirculation gases into the intake duct 23 by means of the exhaust gas recirculation system for this purpose, and so on Ways to reduce the oxygen concentration in the intake air.

Wie Fig. 19 zeigt, zweigt sich der Einlaß-Luftkanal 23 in zwei Kanäle an einer stromabwärts des mechanischen Vorverdichters 42 befindlichen Stelle, und ein Sauerstoff-Entfernungsfilter 63 ist in einem Abzweigungskanal 61 angeordnet. Der Sauerstoff- Entfernungsfilter 63 ist bekannt und obgleich Sauerstoff durch diesen hindurchdringen kann, kann Stickstoff nicht durch diesen hindurchdringen, wobei hohle Kanäle verwendet werden, welche an die Größe der Sauerstoffmoleküle bzw. Stickstoffmoleküle angepaßt sind. As shown in FIG. 19, the intake air duct 23 branches into two ducts at a location downstream of the mechanical pre-compressor 42 , and an oxygen removal filter 63 is arranged in a branch duct 61 . Oxygen removal filter 63 is known, and although oxygen can pass through it, nitrogen cannot pass through it, using hollow channels that are adapted to the size of the oxygen molecules or nitrogen molecules.

Der mittels des Filters 63 entfernte Sauerstoff wird durch den Abgaskanal 25 mittels eines Verbindungskanals 64 herausgeleitet.The oxygen removed by means of the filter 63 is led out through the exhaust gas duct 25 by means of a connecting duct 64 .

Ein Strömungsmengen-Regelungsventil 65 ist in dem abgezweigten Teil angeordnet, um die Einlaß-Luftstrommenge in dem Abzweigungskanal 61 einzujustieren, in welchem der Filter 63 angeordnet ist. Das Strömungsmengen-Regelungsventil 65 wird durch ein Drosselventil (nicht dargestellt) und ein Elektromagnetventil ausgebildet, welches die Öffnungsstellung des Drosselventils in drei Stufen entsprechend einem von der Regelungseinheit 71 ausgegebenen Signal einstellen kann.A flow rate control valve 65 is arranged in the branched part to adjust the intake airflow quantity in the branch passage 61 in which the filter 63 is arranged. The flow rate control valve 65 is formed by a throttle valve (not shown) and an electromagnetic valve, which can adjust the opening position of the throttle valve in three stages in accordance with a signal output by the control unit 71 .

Wenn das Drosselventil seine vollständig geschlossene Stellung einnimmt, wird die gesamte Einlaßluftmenge in den Abzweigungskanal 61 geleitet und mit zunehmendem Öffnungswinkel des Drosselventils wird die in den Abzweigungskanal 61 geleitet Einlaßluftmenge verringert. In anderen Worten, wenn eine Einlaßluftmenge von 10% in den Abzweigungskanal 61 strömt, beträgt die Sauerstoffkonzentration in der Einlaßluft 15%, bzw. wird weiter erhöht, wenn die Einlaß-Luftmenge, welche durch den Abzweigungskanal 62 geleitet wird, erhöht wird. Auf diese Weise wird die Konzentration des Sauerstoffs in der Einlaßluft stufenweise auf 17% und 19% erhöht (dabei wird angemerkt, daß die Luft-Sauerstoffkonzentration 21% beträgt).When the throttle valve is in its fully closed position, the entire amount of intake air is directed into the branch passage 61 , and with increasing opening angle of the throttle valve, the amount of intake air directed into the branch passage 61 is reduced. In other words, when an intake air amount of 10% flows into the branch passage 61 , the oxygen concentration in the intake air is 15%, or is further increased when the intake air amount passed through the branch passage 62 is increased. In this way, the concentration of oxygen in the intake air is gradually increased to 17% and 19% (note that the air-oxygen concentration is 21%).

Die in den drei Stufen eingestellte Sauerstoffkonzentration ist bezogen auf die Betriebsbedingungen des Motors in Fig. 20 dargestellt.The oxygen concentration set in the three stages is shown in FIG. 20 based on the operating conditions of the engine.

Die stufenweise Charakteristik der Sauerstoffkonzentrationen entspricht der stufenweisen Charakteristik der in Fig. 2 gezeigten Abgasrückführungsrate. Die Sauerstoffkonzentrationsstufen 15%, 17% und 19% entsprechen den jeweils zugehörigen Abgasrückführungsraten von 100% bzw. 60% bzw. 30%.The stepwise characteristic of the oxygen concentrations corresponds to the stepwise characteristic of the exhaust gas recirculation rate shown in FIG. 2. The oxygen concentration levels 15%, 17% and 19% correspond to the associated exhaust gas recirculation rates of 100%, 60% and 30%, respectively.

Aus diesem Grund ist der Sauerstoff-Entfernungsfilter-Film in einer solchen Menge vorgesehen, daß eine Verringerung der Sauerstoffkonzentration auf bis zu 15% bei einem Vorverdichtungsdruck von 400 mmhg eingestellt werden kann. Die konstante Regelung des Vorverdichtungsdrucks wird so ausgeübt, daß ein Einlaßdruck des Sauerstoff-Entfernungsfilters 63 bei Verwendung des Vorverdichters 42 einen Betrag von 400 mmhg aufweist.For this reason, the oxygen removal filter film is provided in such an amount that a reduction in the oxygen concentration up to 15% can be set at a pre-compression pressure of 400 mmhg. The constant control of the pre-compression pressure is exerted such that an inlet pressure of the oxygen removal filter 63 has an amount of 400 mmhg when the pre-compressor 42 is used .

Bei dem dritten Ausführungsbeispiel arbeiten der Sauerstoff- Entfernungsfilter 63 und das Strömungsmengen-Regelungsventil 65 in der gleichen Weise wie Abgasrückführungssystem gemäß dem oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel.In the third embodiment, the oxygen removal filter 63 and the flow rate control valve 65 operate in the same manner as the exhaust gas recirculation system according to the second embodiment described above.

Aufgrund der funktionalen Unterschiede des Filters 62 und des Regelungsventils 65 bezogen auf das Abgasrückführungssystem entfällt die Notwendigkeit, das Abgas in den Einlaßkanal zurückzuführen. Infolgedessen kann keine Verunreinigung aufgrund von einer Rußabscheidung aus dem Abgas bei dem Abgasventil und dem Vorverdichter auftreten, und es kann darüber hinaus das Ansteigen der NO_x-Konzentration unterdrückt werden, welchen anderenfalls gemäß einer Erhöhung der Einlaß- Lufttemperatur aufgrund der hohen Abgastemperatur auftreten könnte.Due to the functional differences of the filter 62 and the control valve 65 with respect to the exhaust gas recirculation system, there is no need to return the exhaust gas into the inlet duct. As a result, no pollution due to soot separation from the exhaust gas can occur in the exhaust valve and the pre-compressor, and moreover, the increase in the NO _x concentration which might otherwise occur according to an increase in the intake air temperature due to the high exhaust gas temperature can be suppressed.

Um die Verbrennungstemperatur zu verringern, kann eine Verringerung des Motor-Kompressionsverhältnisses und/oder eine Vorkühlung der Einlaßluft als auch eine Verringerung der Sauerstoffkonzentration der Einlaßluft unter Verwendung des Abgasrückführungssystems gemäß dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel und des Sauerstoff-Entfernungsfilters und der Regelungsventile 63 und 65 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel erwogen werden.To lower the combustion temperature, reducing the engine compression ratio and / or pre-cooling the intake air as well as reducing the oxygen concentration of the intake air using the exhaust gas recirculation system according to the first and second embodiments and the oxygen removal filter and the control valves 63 and 65 according to the third embodiment can be considered.

Weil wie vorstehend beschrieben die Dieselmotor-Verbrennungs- Regelungseinrichtung die Verbrennungstemperatur des Dieselmotors entsprechend den Motor-Betriebsbedingungen verringert wird und die Zündzeitpunkts-Verzögerungsperiode in demjenigen Motor-Betriebsbereich stark verlängert wird, in welchem die Verbrennungstemperatur niedrig wird, kann die NO_x Konzentration ohne eine Erhöhung der Rauchkonzentration verringert werden.As described above, because the diesel engine combustion control device lowers the combustion temperature of the diesel engine in accordance with the engine operating conditions and greatly extends the ignition timing delay period in the engine operating range in which the combustion temperature becomes low, the NO _x concentration can be increased without an increase the smoke concentration can be reduced.

Verschiedene Wirkungen können durch die beschriebenen Ausführungsbeispiele so gleichermaßen erzielt werden.Various effects can be described by the Embodiments can be achieved equally.

Claims

1. Control device for a diesel engine ( 21 ), which is provided with engine operating state detection devices ( 32 , 33 , 34 , 35 ), characterized in that the control device first devices ( 23 , 25 , 26 , 27 , 28 , 31 , 40 , 51 , 63 , 65 , 71 ) for relatively reducing a combustion temperature of the diesel engine according to the detected engine operating conditions, and second means ( 31 , 51 , 71 ) for significantly extending a period of time during which an ignition delay in such an engine Operating range occurs in which the combustion temperature is reduced.

2. Control device for a diesel engine ( 21 ), which is provided with the engine operating condition detection devices ( 32 , 33 , 34 , 35 ) according to claim 1, characterized in that the first devices such devices ( 23 , 25 , 26 , 27th , 28 , 31 , 40 , 63 , 65 , 71 ) for reducing an oxygen concentration of intake air drawn into the engine.

3. Control device for a diesel engine ( 21 ), which is provided with the engine operating condition detection devices ( 32 , 33 , 34 , 35 ) according to claim 1, characterized in that the second devices such devices ( 31 , 51 , 71 , 14th , 20 ) for retarding a fuel injection timing (IT) for the engine are that this injection timing is retarded in the direction of a crankshaft angle which is behind the top dead center (ATDC) of a piston stroke.

4. Control device for a diesel engine ( 21 ) which is provided with the engine operating condition detection means ( 32 , 33 , 34 , 35 ) according to claim 3, characterized in that when the fuel injection timing to a crankshaft angle behind the top dead center is delayed, an intake air pre-compression takes place by means of a pre-compressor ( 41 , 42 ).

5. Control device for a diesel engine ( 21 ) which is provided with engine operating condition detection means ( 32 , 33 , 34 , 35 ) according to claim 3, characterized in that when the delay of the fuel injection timing to an injection timing behind the top dead center of the piston stroke, a swirl of the intake air is amplified by means of a swirl control device ( 46 , 47 , 48 , 49 , 51 ).

6. Control device for a diesel engine ( 21 ) which is provided with the engine operating condition detection means ( 32 , 33 , 34 , 35 ) according to claim 2, characterized in that the means for reducing the oxygen concentration of the intake air is provided with an oxygen -Removing filter ( 63 ) which filters the oxygen out of the inlet air flow which flows through a branch pipe ( 61 ) of at least two branch ducts; a flow rate control valve ( 65 ) which adjusts the intake air amount toward a branch passage in which the oxygen removal filter is disposed; and a control unit ( 71 ) for controlling the flow rate control valve ( 65 ) according to the engine operating conditions.