DE60300564T2 - Regeleinrichtung für einen aufgeladenen verbrennungsmotor - Google Patents

Regeleinrichtung für einen aufgeladenen verbrennungsmotor Download PDF

Info

Publication number
DE60300564T2
DE60300564T2 DE60300564T DE60300564T DE60300564T2 DE 60300564 T2 DE60300564 T2 DE 60300564T2 DE 60300564 T DE60300564 T DE 60300564T DE 60300564 T DE60300564 T DE 60300564T DE 60300564 T2 DE60300564 T2 DE 60300564T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cylinder
fuel
air
fuel ratio
engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60300564T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60300564D1 (de
Inventor
Mitsuo Hitomi
Kouji Hiroshima-shi ASANOMI
Yoshiyuki Shinya
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Application granted granted Critical
Publication of DE60300564D1 publication Critical patent/DE60300564D1/de
Publication of DE60300564T2 publication Critical patent/DE60300564T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/008—Controlling each cylinder individually
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18—Multi-cylinder engines
    • F02B75/20—Multi-cylinder engines with cylinders all in one line
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D23/00—Controlling engines characterised by their being supercharged
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D23/00—Controlling engines characterised by their being supercharged
    • F02D23/02—Controlling engines characterised by their being supercharged the engines being of fuel-injection type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D41/0007—Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/027—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3017—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
    • F02D41/3023—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the stratified charge spark-ignited mode
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3017—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
    • F02D41/3035—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the premixed charge compression-ignition mode
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/01—Internal exhaust gas recirculation, i.e. wherein the residual exhaust gases are trapped in the cylinder or pushed back from the intake or the exhaust manifold into the combustion chamber without the use of additional passages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/42—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories having two or more EGR passages; EGR systems specially adapted for engines having two or more cylinders
    • F02M26/43—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories having two or more EGR passages; EGR systems specially adapted for engines having two or more cylinders in which exhaust from only one cylinder or only a group of cylinders is directed to the intake of the engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/12—Engines characterised by fuel-air mixture compression with compression ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18—Multi-cylinder engines
    • F02B2075/1804—Number of cylinders
    • F02B2075/1816—Number of cylinders four
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/18—DOHC [Double overhead camshaft]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04—Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406—Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/60—Input parameters for engine control said parameters being related to the driver demands or status
    • F02D2200/602—Pedal position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • F02D41/0057—Specific combustion modes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1454—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1454—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
    • F02D41/1456—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio with sensor output signal being linear or quasi-linear with the concentration of oxygen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/18—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
    • F02D41/187—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow using a hot wire flow sensor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Diese Erfindung bezieht sich auf eine Regel- bzw. Steuereinrichtung für einen aufgeladenen Motor. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Regeln bzw. Steuern eines Verbrennungszustands in individuellen bzw. einzelnen Zylindern, um eine Kraftstoffwirtschaftlichkeit und Charakteristika bzw. Merkmale von Emissionen in einem Mehrzylindermotor zu verbessern.
  • HINTERGRUNDTECHNIK
  • Es existiert eine konventionell bekannte Technik, um eine Verbesserung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu erzielen, indem eine Verbrennung in einem Zustand eines "mageren" Luft-Kraftstoff-Verhältnisses durchgeführt wird, in welchem ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in individuellen Zylindern eines Funkzündungs-Motors bei einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis größer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis verbrannt wird. Ein Beispiel dieser Art eines Motors bzw. Verbrennungsmotors ist in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. H10-274085 gezeigt, welche Kraftstoffeinspritzvorrichtungen zum Einspritzen von Kraftstoff direkt in die Verbrennungskammer einsetzt, um eine Verbrennung bei geschichteter Beladung zu verursachen, indem Kraftstoff während eines Kompressionshubs beispielsweise in einem Bereich niedriger Drehzahl und niedriger Last eingespritzt wird, um dadurch eine extrem magere Gemischverbrennung bzw. Verbrennung eines extrem mageren Gemisches zu erreichen.
  • Bei dieser Art von Motor ist es möglich, eine ausreichende Emissions- bzw. Abgasreinigungsleistung in bezug auf Stickoxide (NOx) unter Betriebsbedingungen einer mageren Verbrennung zu erzielen, indem ein gewöhnlicher Dreiwege-Katalysator alleine als ein Abgas reinigender Katalysator verwendet wird, welcher ein Katalysator ist, der eine hohe Leistung bei der Umwandlung von Kohlenwasserstoffen (HC), Kohlenmonoxid (CO) und NOx bei etwa dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis aufweist. Deshalb ist, wie in der oben angeführten Veröffentlichung gezeigt, der Motor mit einem mageren bzw. Mager-NOx-Katalysator versehen, welcher NOx in einer sauerstoffreichen Atmosphäre absorbiert und NOx in einer Atmosphäre freisetzt und reduziert, wo eine Sauerstoffkonzentration abgenommen hat. Wenn der Anteil von durch den Mager-NOx-Katalysator absorbiertem NOx unter den mageren Verbrennungsbedingungen zunimmt, wenn der Mager-NOx-Katalysator dieser Art verwendet wird, wird der Kraftstoff nicht nur zur primären Verbrennung eingespritzt, sondern eine zusätzliche Menge an Kraftstoff wird während eines Expansionshubs eingespritzt, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu senken und CO zu erzeugen, um eine Freisetzung und Reduktion von NOx zu beschleunigen, wie dies beispielsweise in der oben angeführten Veröffentlichung gezeigt wird.
  • Der oben erwähnte Motor, welcher einen herkömmlichen mageren Verbrennungsbetrieb durchführt, macht es erforderlich, daß der Mager-NOx-Katalysator eine NOx-Umwandlungsleistung während der Betriebsbedingungen einer mageren Verbrennung zur Verfügung stellt. Dieser Typ von Motor erfordert auch den Dreiwege-Katalysator zur Reinigung von Abgasen in derartigen Motorbetriebsbereichen, wie einem Hochlastbereich, in welchem der Motor bei dem stöchio metrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis betrieben wird. Der Mager-NOx-Katalysator, der zusammen mit dem Dreiwege-Katalysator vorgesehen bzw. zur Verfügung gestellt wird, muß eine relativ große Kapazität aufweisen, um eine Fähigkeit zur Verfügung zu stellen, eine bestimmte Menge von NOx zu adsorbieren, und ist im Vergleich zu dem Dreiwege-Katalysator teuer, sodaß das Bereitstellen dieses Mager-NOx-Katalysators aus dem Blickpunkt von Produktionskosten nachteilig ist.
  • Zusätzlich ist es notwendig, zeitweilig das Luft-Kraftstoff-Verhältnis abzusenken, indem zusätzliche Anteile bzw. Mengen von Kraftstoff eingespeist bzw. zugeführt werden, um eine Freisetzung und Reduktion von NOx in spezifischen Zeitintervallen zu beschleunigen, wenn die Menge an adsorbiertem NOx zunimmt, wie dies oben festgestellt wurde, um die Umwandlungsleistung des Mager-NOx-Katalysators aufrecht zu erhalten. Dies würde den Kraftstoffwirtschaftlichkeits-Verbesserungseffekt auf das Spiel setzen, der durch einen mageren Verbrennungsvorgang bzw. Betrieb einer mageren Verbrennung geboten wird.
  • Darüber hinaus ist der Mager-NOx-Katalysator empfindlich bzw. anfällig für eine Vergiftung durch Verschwefelung, wenn der verwendete Kraftstoff einen hohen Schwefelanteil enthält. Der Mager-NOx-Katalysator sollte deswegen einer Regenerationsbehandlung, wie beispielsweise einem Erhitzen des Katalysators und Beigeben eines reduzierenden Agens, ausgesetzt bzw. unterworfen werden, um dieses Schwefelvergiftungsproblem zu verhindern. Diese Regenerationsbehandlung des Mager-NOx-Katalysators wird wahrscheinlich eine Reduktion in dem Verbesserungseffekt der Kraftstoff wirtschaftlichkeit und eine Verschlechterung seiner Haltbarkeit verursachen.
  • Während der oben angeführte Motortyp normalerweise durch eine Verbrennung einer geschichteten Ladung eines mageren Gemischs in Niederlast-Betriebsbereichen des Motors und durch eine Verbrennung einer einheitlichen Ladung bei einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis, welches niedriger als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, in Betriebsbereichen höherer Last betrieben wird, um eine gewünschte Motorausgangsleistung sicherzustellen, ist es bevorzugt, eine gute Kraftstoffwirtschaftlichkeit und Emissionsqualität bis zu Hochlast-Bereichen so weit wie möglich zur Verfügung zu stellen.
  • Die Erfindung wurde unter Berücksichtigung der oben angeführten Probleme des Standes der Technik gemacht. Dementsprechend ist es ein Ziel bzw. Gegenstand der Erfindung, eine Regel- bzw. Steuereinrichtung eines Funkenzündungs- bzw. Otto-Motors zur Verfügung zu stellen, um eine verbesserte Emissions- bzw. Abgasreinigungsleistung durch Verwendung eines Dreiwege-Katalysators alleine, ohne das Erfordernis für einen Mager-NOx-Katalysator, zur Verfügung zu stellen, während ein Verbesserungseffekt der Kraftstoffwirtschaftlichkeit eines Betriebs einer mageren Verbrennung sichergestellt wird. Es ist ein weiterer Gegenstand der Erfindung, eine Regel- bzw. Steuervorrichtung eines Funkenzündungs-Motors zur Verfügung zu stellen, die imstande ist, eine gute Kraftstoffwirtschaftlichkeit und Emissions- bzw. Abgasqualität bis zu Betriebsbereichen höherer Last des Motors zur Verfügung zu stellen, während die gewünschte Motorausgangsleistung durch Verwendung eines Aufladers bzw. Turboladers aufrecht erhalten wird.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Regel- bzw. Steuereinrichtung der Erfindung ist zur Verwendung für einen aufgeladenen Mehrzylindermotor gedacht bzw. vorgesehen, von welchem individuelle bzw. einzelne Zylinder durch aufeinanderfolgende Zyklen von Einlaß-, Kompressions-, Expansions- und Auspuffhüben mit spezifischen Phasenverzögerungen gehen, in welchem von einem Paar von Zylindern, deren Auspuff- und Einlaßhübe einander überlappen, der Zylinder, welcher sich gegenwärtig in dem Auspuffhub befindet, als ein vorangehender Zylinder dient, während der Zylinder, welcher sich gegenwärtig in dem Einlaßhub befindet, als ein nachfolgender Zylinder dient, Gasströmungswege derart konfiguriert sind, daß verbranntes Gas, welches von dem vorangehenden Zylinder ausgebracht ist bzw. wird, direkt in den nachfolgenden Zylinder durch einen Zwischenzylinder-Gaskanal eingebracht wird und Gas, welches nur von dem folgenden Zylinder ausgebracht wird, zu einem Abgas- bzw. Austrittsdurchtritt geführt ist, und der Motor mit einem Auflader bzw. Turbolader zum Aufladen von Einlaßluft, welche dem vorangehenden Zylinder zugeführt ist, und einem Dreiweg-Katalysator versehen ist, welcher in dem Auspuffdurchtritt angeordnet ist. Die Regeleinrichtung umfaßt eine Regel- bzw. Steuereinrichtung bzw. einen Controller zum Regeln einer Kraftstoffzufuhr zu den einzelnen Zylindern in einer derartigen Weise, daß eine Verbrennung in dem vorangehenden Zylinder unter Bedingungen einer mageren Mischung bei einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis größer als dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis um ein bestimmtes Ausmaß durchgeführt ist bzw. wird und eine Verbrennung in dem folgenden Zylinder bei einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis gleich wie oder kleiner als dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis durch ein Zu führen von Kraftstoff zu dem verbrannten Gas eines großen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses durchgeführt ist, welches von dem vorangehenden Zylinder in allen Betriebsbereichen des Motors zugeführt ist.
  • Gemäß dieser Konstruktion wird eine Verbrennung in dem vorangehenden Zylinder unter mageren Gemischbedingungen bzw. -zuständen vorgenommen, wodurch ein beachtlicher Kraftstoffwirtschaftlichkeits-Verbesserungseffekt aufgrund eines Anstiegs des Wärmewirkungsgrads bzw. in der thermischen Effizienz und einer Reduktion der Pumpenverluste erzeugt wird, während eine Verbrennung in dem folgenden Zylinder bei einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis gleich wie oder kleiner als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis durchgeführt wird, indem der Kraftstoff zu dem verbrannten Gas eines großen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zugeführt wird, welches von dem vorangehenden Zylinder eingebracht wird, wodurch ein Verbesserungseffekt der Kraftstoffwirtschaftlichkeit aufgrund von wenigstens einer Reduktion der Pumpenverluste in allen Betriebsbereichen des Motors erzeugt wird. Darüber hinaus wird eine ausreichende Abgasreinigungsleistung durch den Dreiwege-Katalysator alleine erzeugt, ohne den Bedarf an einem Mager-NOx-Katalysator, da nur das Gas eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gleich wie oder kleiner als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das von dem folgenden Zylinder ausgebracht wird, zu dem Abgas- bzw. Auslaßdurchtritt geführt wird.
  • Darüber hinaus wird die Menge bzw. der Anteil an NOx-Emission ausreichend verringert. Dies deshalb, da eine Verbrennung in dem vorangehenden Zylinder bei einem "mageren" Luft-Kraftstoff-Verhältnis vorgenommen wird, um die Menge an in dem vorangehenden Zylinder erzeugtem NOx auf einem relativ niedrigen Niveau bzw. Pegel zu halten, und das verbrannte Gas wird von dem vorangehenden Zylinder in den folgenden Zylinder eingebracht, um einen Zustand äquivalent dazu zu erzeugen, welcher auftreten würde, wenn eine große Menge an Abgas durch eine Abgasrezirkulation (EGR) eingebracht wird. Diese Anordnung ist vorteilhaft zum Verbessern der Qualität von Emissionen auch aus einem derartigen Standpunkt.
  • Darüber hinaus ist es, da die dem vorangehenden Zylinder zugeführte Einlaßluft durch den Auflader bzw. Turbolader aufgeladen ist, möglich, einen mageren Verbrennungsvorgang bzw. Betrieb einer mageren Verbrennung in dem vorangehenden Zylinder mit einer erhöhten Menge an darin zugeführter Frischluft zu erzeugen und eine Verbrennung in dem folgenden Zylinder mit dem verbrannten Gas vorzunehmen bzw. durchzuführen, das darin eingebracht wurde, während eine geeignete Menge an Kraftstoff eingespritzt wird, der zum Erzeugen der erforderlichen Drehmomente sogar in einem Hochlastbereich des Motors nötig ist. Dies macht es möglich, die Kraftstoffwirtschaftlichkeit in dem Hochlastbereich beträchtlich zu verbessern.
  • In dieser Erfindung ist es bevorzugt, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem vorangehenden Zylinder ungefähr gleich dem Doppelten des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses oder größer zu machen.
  • Diese Anordnung dient dazu, um ausreichend einen Verbesserungseffekt der Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu steigern, der durch den mageren Verbrennungsvorgang gewonnen wird, zu verhindern, daß die Menge an Überschußluft in dem verbrannten Gas, das in den folgenden Zylinder eingebracht wird, zu klein wird, und eine Verbrennbarkeit in dem folgenden Zylinder sicherzustellen.
  • Vorzugsweise sollte die Regeleinrichtung der Erfindung solcher Art sein, daß der Motor eine Kraftstoff-Einspritzeinrichtung zum Einspritzen des Kraftstoffes direkt in den vorangehenden Zylinder aufweist, und die Regel- bzw. Steuereinrichtung bzw. der Controller bewirkt, daß eine Verbrennung einer geschichteten Beladung in dem vorangehenden Zylinder durch ein Einspritzen des Kraftstoffes während seines Kompressionshubs von der Kraftstoffeinspritzung auftritt, während ein Zustand einer mageren Mischung in dem vorangehenden Zylinder erzeugt wird.
  • In dieser Konstruktion wird eine Verbrennung in dem vorangehenden Zylinder in gewünschter Weise durch eine Schichtung sogar bei einem "mageren" Luft-Kraftstoff-Verhältnis vorgenommen.
  • Die Regel- bzw. Steuereinrichtung sollte vorzugsweise eine Kraftstoffzufuhr derart regeln bzw. steuern, daß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem nachfolgenden Zylinder gleich dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis wenigstens in einem Bereich niedriger Last des Motors wird.
  • Diese Anordnung ermöglicht es dem Dreiwege-Katalysator, seine Emissions- bzw. Abgasreinigungsleistung in einer gewünschten Weise wenigstens in dem Niederlastbereich bzw. Bereich niedriger Last des Motors zu zeigen.
  • Es ist besonders bevorzugt, daß die Regel- bzw. Steuereinrichtung das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem nach folgenden Zylinder gleich dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis in einem anderen als dem Bereich hoher Last des Motors macht und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem nachfolgenden Zylinder kleiner als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem Bereich hoher Last macht.
  • Diese Anordnung ermöglicht dem Dreiwege-Katalysator, seine Emissionsreinigungsleistung in einer gewünschten Weise in einem anderen als dem Hochlastbereich des Motors zu zeigen und einen Anstieg der Hitzebelastung in dem folgenden Zylinder in dem Hochlastbereich zu verhindern.
  • In einer anderen bevorzugten Form der Erfindung weist der Motor eine Kraftstoff-Einspritzeinrichtung zum Einspritzen des Kraftstoffes direkt in den nachfolgenden Zylinder auf und die Regel- bzw. Steuereinrichtung bewirkt, daß die Kraftstoff-Einspritzeinrichtung wenigstens ein Teil des Kraftstoffes in dem Kompressionshub des nachfolgenden Zylinders einspritzt.
  • In dieser Konstruktion wird eine Verbrennung einer geschichteten Ladung oder eine Verbrennung einer leicht geschichteten Ladung in dem folgenden Zylinder erzeugt, sodaß eine Verbrennung in dem folgenden Zylinder auf gewünschte Weise sogar in einem Zustand vorgenommen wird, welcher äquivalent dazu ist, was geschehen würde, wenn eine Menge an Abgas durch einen EGR-Vorgang eingebracht wird.
  • Alternativ kann der Kraftstoff zu dem nachfolgenden Zylinder in seinem Einlaßhub zugeführt werden.
  • Dies wäre effektiv, wenn es möglich ist, eine Zündfähigkeit in dem folgenden Zylinder aufrecht zu erhalten, selbst wenn der Kraftstoff einheitlich bzw. gleichmäßig darin verteilt ist, aufgrund beispielsweise einer ausreichend hohen Temperatur des verbrannten Gases, das von dem vorangehenden Zylinder in den folgenden Zylinder eingebracht wird.
  • Es ist auch bevorzugt, daß eine Verbrennung in dem nachfolgenden Zylinder durch eine komprimierte Selbstentzündung in einem Teillastbereich des Motors bewirkt ist.
  • Dies würde dazu dienen, den Wärmewirkungsgrad durch eine komprimierte Selbstzündung in dem folgenden Zylinder zu steigern, was in einer weiteren Verbesserung in der Kraftstoffwirtschaftlichkeit resultiert.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine allgemeine Draufsicht auf einen ganzen Motor, der mit einer Regel- bzw. Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung versehen ist;
  • 2 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Motorkörpers und von assoziierten Elementen;
  • 3 ist ein Blockdiagramm eines Regel- bzw. Steuersystems;
  • 4 ist ein erklärendes Diagramm, welches Motorbetriebsbereiche zeigt;
  • 5 ist ein Diagramm, das eine Zeitgebung bzw. Zeitsteuerung von Abgas- bzw. Auspuffhüben und Einlaßhüben, wie auch einen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und Zündzeitpunkt für individuelle Zylinder zeigt;
  • 6 ist ein Diagramm, welches ein anderes Beispiel einer Kraftstoffeinspritzzeitgebung für folgende Zylinder zeigt; und
  • 7 ist ein Diagramm, welches noch ein anderes Beispiel einer Kraftstoffeinspritzzeitgebung für folgende Zylinder zeigt.
  • BESTE ART ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden.
  • 1 zeigt die allgemeine Konstruktion eines Verbrennungsmotors bzw. Motors, der mit einer Regel- bzw. Steuereinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung versehen ist, und 2 zeigt allgemein die Konstruktion eines Zylinders eines Motorkörpers, wobei Einlaß- und Auslaßventile usw. für den Zylinder vorgesehen sind. Bezugnehmend auf diese Figuren weist der Motorkörper 1 eine Vielzahl von Zylindern auf. Spezifisch weist er vier Zylinder, bezeichnet 2A bis 2D, in der illustrierten Ausführungsform auf, wobei jeweils ein Kolben 3 in die individuellen Zylinder 2A–2D eingepaßt ist und eine Verbrennungskammer 4 oberhalb des Kolbens 3 ausgebildet ist.
  • Es ist eine Zündkerze 7 auf der Oberseite der Verbrennungskammer 4 in jedem Zylinder 2 derart vorgesehen, daß ein entferntes Ende der Zündkerze 7 innerhalb der Verbrennungskammer 4 angeordnet ist. Die Zündkerze 7 ist mit einem Zündschaltkreis 8 verbunden, welcher eine elektronische Regelung bzw. Steuerung der Zündzeitgebung bzw. des Zündzeitpunkts gestattet.
  • Auf einer Seite der Verbrennungskammer 4 von jedem Zylinder 2 ist eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 9 zum Einspritzen von Kraftstoff direkt in die Verbrennungskammer 4 vor gesehen. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 9 schließt ein Nadelventil und ein Solenoid bzw. eine Magnetspule ein, welche nicht illustriert sind. Angetrieben durch eine später beschriebene Pulssignaleingabe, veranlaßt die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 9 ihr Nadelventil, zum Pulseingabezeitpunkt während einer Periode zu öffnen, welche der Pulslänge des Pulssignals entspricht, und spritzt eine bestimmte Menge an Kraftstoff ein, die durch die Ventilöffnungsperiode bestimmt ist. Obwohl nicht illustriert, wird der Kraftstoff von einer Kraftstoffpumpe zu der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 9 durch einen Kraftstoffzufuhrdurchtritt zugeführt bzw. geliefert, wobei ein Kraftstoffzuführsystem so konstruiert ist, um einen Kraftstoffdruck höher als der interne Druck der Verbrennungskammer 4 in jedem Kompressionshub zur Verfügung zu stellen.
  • Einlaßöffnungen 11 und Auslaßöffnungen 12 öffnen bzw. münden zu den Verbrennungskammern 4 der individuellen Zylinder 2A–2D, und Einlaßventile 13 und Auslaßventile 14 sind in den jeweiligen Einlaßöffnungen 11 und Auslaßöffnungen 12 vorgesehen. Diese Einlaß- und Auslaßventile 13, 14 werden zum Öffnen und Schließen mit einer spezifischen Zeitgebung durch einen Ventilbetätigungsmechanismus veranlaßt, welcher jeweilige Nockenwellen 15, 16 beinhaltet.
  • Die individuellen Zylinder 2A–2D gehen durch aufeinanderfolgende Zyklen von Einlaß-, Kompressions-, Expansions- und Auslaßhüben mit spezifischen Phasenverzögerungen bzw. Phasenverschiebungen. In dem Vier-Zylindermotor, dessen Zylinder 2A–2D nachfolgend als der erste Zylinder 2A, der zweite Zylinder 2B, der dritte Zylinder 2C und der vierte Zylinder 2D, gesehen von einem Ende der Zylinderbank, be zeichnet werden, werden die oben angeführten Zyklen in der Reihenfolge des ersten Zylinders 2A, des dritten Zylinders 2C, des vierten Zylinders 2D und des zweiten Zylinders 2B mit einer aufeinanderfolgenden Phasenverzögerung von 180° durchgeführt, wie dies in 5 gezeigt wird, in welcher "EX" Auslaßhübe bezeichnet, "IN" Einlaßhübe bezeichnet, "F" eine Kraftstoffeinspritzung bezeichnet und "S" eine Zündung bezeichnet.
  • Es ist ein Zwischenzylinder-Gaskanal 22 zwischen zwei Zylindern vorgesehen, deren Auslaß- und Einlaßhübe überlappen, sodaß bereits verbranntes Gas von dem Zylinder in dem Auslaßhub (nachfolgend als der vorangehende Zylinder in der vorliegenden Beschreibung der Erfindung bezeichnet) zu dem Zylinder in dem Einlaßhub (nachfolgend als der folgende Zylinder in der vorliegenden Beschreibung der Erfindung bezeichnet) während einer Periode der Überlappung der Auslaß- und Einlaßhübe geführt werden kann. In dem Vier-Zylindermotor der vorliegenden Erfindung überlappt der Auslaßhub (EX) des ersten Zylinders 2A den Einlaßhub (IN) des zweiten Zylinders 2B und der Auslaßhub (EX) des vierten Zylinders 2D überlappt den Einlaßhub (IN) des dritten Zylinders 2C, wie dies in 5 gezeigt wird. Deshalb bilden der erste Zylinder 2A und der zweite Zylinder 2B ein Zylinderpaar, während der vierte Zylinder 2D und der dritte Zylinder 2C ein anderes Zylinderpaar bilden, wobei der erste Zylinder 2A und der vierte Zylinder 2D die vorangehenden Zylinder sind und der zweite Zylinder 2B und der dritte Zylinder 2C die folgenden Zylinder sind.
  • Spezifisch sind ein Einlaßdurchtritt 17, ein Auslaßdurchtritt 20 und die Zwischenzylinder-Gaskanäle 22, die mit den Einlaß- und Auslaßöffnungen 11, 12 der individuellen Zylinder 2A–2D verbunden sind, konfiguriert, wie dies im Folgenden beschrieben wird.
  • Der Einlaßdurchtritt 17 weist an seiner stromabwärtigen Seite zwei verzweigte Einlaßkanäle 18 auf, die mit den Einlaßöffnungen 11 des ersten Zylinders 2A und des vierten Zylinders 2D verbunden sind, um Einlaßluft bzw. Ansaugluft zu dem ersten Zylinder 2A und dem vierten Zylinder 2D zuzuführen, welche die vorangehenden Zylinder sind. Andererseits weist der Auslaßdurchtritt 20 an seiner stromaufwärts gelegenen Seite zwei verzweigte Auslaßkanäle 21 auf, die mit den Auslaßöffnungen 12 des zweiten Zylinders 2B und des dritten Zylinders 2C verbunden sind, um Gas zu führen bzw. leiten, das von dem zweiten Zylinder 2B und dem dritten Zylinder 2C entladen bzw. ausgebracht wurde, welche die folgenden Zylinder sind.
  • Die Zwischenzylinder-Gaskanäle 22 sind zwischen dem ersten Zylinder 2A und dem zweiten Zylinder 2B und zwischen dem dritten Zylinder 2C und dem vierten Zylinder 2D vorgesehen. Stromaufwärts gelegene Enden der Zwischenzylinder-Gaskanäle 22 sind mit den Auslaßöffnungen 12 des ersten und vierten Zylinders 2A, 2D, welche die vorangehenden Zylinder sind, verbunden, während stromabwärts gelegene Enden der Zwischenzylinder-Gaskanäle 22 mit den Einlaßöffnungen 11 des zweiten und dritten Zylinders 2B, 2C verbunden sind, welche die folgenden Zylinder sind.
  • Es ist weiters ein Auflader bzw. Turbolader vorgesehen, um Luft unter hohem Druck zu den vorangehenden Zylindern 2A, 2D zuzuführen. In dieser Ausführungsform ist der Motor mit einem Turbolader 23 versehen. Der Turbolader 23 ist aus einer Turbine 24, die in dem Auslaßdurchtritt 20 vorgesehen ist, welcher mit den Auslaßöffnungen 12 des zweiten und dritten Zylinders 2B, 2C durch die verzweigten Auslaßkanäle 21 verbunden ist, und einem Kompressor 25 ausgebildet, der in dem Einlaßdurchtritt 17 vorgesehen ist, welcher mit den Einlaßöffnungen 11 des ersten und vierten Zylinders 2A, 2D durch die verzweigten Einlaßkanäle 18 verbunden ist. In dem derart konstruierten Turbolader 23 wird die Turbine 24 dazu gebracht, sich durch Energie des Abgases zu drehen, welches durch den Auslaßdurchtritt 20 strömt. Als ein Ergebnis dreht sich der mit der Turbine 24 verriegelte Kompressor 25, um einen hohen Einlaß- bzw. Ansaugluftdruck zu erzeugen.
  • Ein Zwischenkühler bzw. Ladeluftkühler 26 zur Kühlung aufgeladener Einlaßluft ist in dem Einlaßdurchtritt 17 stromabwärts des Kompressors 25 vorgesehen und ein Drosselventil 27 ist stromabwärts des Ladeluftkühlers 26 vorgesehen. Das Drosselventil 27 wird durch eine Betätigungsvorrichtung bzw. ein Stellglied 28 gemäß einem Regel- bzw. Steuersignal angetrieben, um den Betrag bzw. die Menge an Einlaßluft zu regulieren.
  • Es ist ein Dreiwege-Katalysator 30 zum Umwandeln des Abgases im Abgasdurchtritt 20 stromabwärts der Turbine 24 vorgesehen. Wie dies allgemein bekannt ist, ist der Dreiwege-Katalysator 30 ein Katalysator, welcher eine hohe Umwandlungsleistung in bezug auf HC, CO und NOx zeigt, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases ungefähr gleich dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ist (d.h. Überschußluftfaktor λ = 1).
  • Es ist ein O2-Sensor 31 in dem Auslaßdurchtritt 20 stromaufwärts der Turbine 24 vorgesehen. Dazu dienend, das Luft- Kraftstoff-Verhältnis durch ein Messen der Konzentration von Sauerstoff in dem Abgas zu detektieren, ist der O2-Sensor 31 aus einem λO2-Sensor gebildet, dessen Ausgabe bzw. Ausgang sich plötzlich, insbesondere rund um das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis, verändert.
  • Weiters ist ein linearer O2-Sensor 32, dessen Ausgabe sich linear mit Änderungen in der Sauerstoffkonzentration in dem Abgas verändert, in jedem der oben angeführten Zwischenzylinder-Gaskanälen 22 vorgesehen.
  • 3 zeigt die Konstruktion eines Antriebs/Regel- bzw. Steuersystems. Bezugnehmend auf diese Figur werden Signale, die von dem O2-Sensor 31, dem linearen O2-Sensor 32 und einem Luftstromsensor 33 ausgegeben werden, um die Menge an Einlaßluft zu detektieren, zu einer ECU (elektronischen Regel- bzw. Steuereinheit) 40 eingegeben, welche einen Mikrocomputer zum Regeln bzw. Steuern des Motors beinhaltet. Auch eingegeben zu der ECU 40 werden Signale, die von einem Motorgeschwindigkeits- bzw. Motordrehzahlsensor 34 zur Detektion der Motordrehzahl, um einen Betriebszustand des Motors zu beurteilen, und einem Gaspedalhubsensor 35 zum Detektieren der Drosselöffnung (das Ausmaß eines Niederdrückens eines Gaspedals) ausgegeben werden. Andererseits gibt die ECU 40 Regel- bzw. Steuersignale zu den individuellen bzw. einzelnen Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 9, der Betätigungsvorrichtung bzw. dem Stellglied 28 des Drosselventils 27 und dem Zündschaltkreis 8 aus.
  • Die ECU 40 beinhaltet einen Betriebszustands-Identifikator 41, eine Ansaugluftmengen-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 42, eine Kraftstoffeinspritz-Regel- bzw. -Steuervorrichtung 43 und eine Zündzeitpunkt-Regel- bzw. -Steuervorrichtung 44.
  • Der Betriebszustands-Identifikator bzw. die Betriebszustands-Identifikationseinrichtung 41 überprüft den Betriebszustand des Motors (Motordrehzahl und Last) basierend auf den Signalen, die von dem Motordrehzahlsensor 34, Gaspedal-Hubsensor 35, usw. eingespeist bzw. zugeführt werden, und beurteilt, ob der Motorbetriebszustand in einen Betriebsbereich A einer niedrigen bis mittleren Last oder in einen Hochlast-Betriebsbereich B in Bereichen einer vollen Drossellast und nahezu vollen Drossellast fällt, die in 4 gezeigt sind.
  • Die Einlaßluft- bzw. Ansaugluftmengen-Regel- bzw. -Steuervorrichtung bzw. der -Controller 42 dient dazu, um die Öffnung des Drosselventils 27 (Drosselöffnung) zu regeln bzw. zu steuern, indem die Betätigungseinrichtung 28 geregelt bzw. gesteuert wird. Spezifisch bestimmt der Einlaßluftmengen-Regler bzw. -Controller 42 eine Zieleinlaßluftmenge aus einer Karte, beispielsweise entsprechend dem Motorbetriebszustand, und regelt bzw. steuert die Drosselöffnung entsprechend der so erhaltenen Zieleinlaßluftmenge. In dieser Ausführungsform wird Einlaßluft nicht direkt zu den folgenden Zylindern (zweiten und dritten Zylinder 2B, 2C) durch den Einlaßdurchtritt 17 zugeführt, sondern Überschußluft in dem verbrannten Gas, das von den vorangehenden Zylindern 2A, 2D eingebracht ist, wird zur Verbrennung in den folgenden Zylindern 2B, 2C verwendet. Deshalb wird die Drosselöffnung auf solche Weise reguliert, daß Einlaßluft, welche durch den Turbolader 23 aufgeladen und den vorangehenden Zylindern 2A, 2D zugeführt ist, von einer Menge ist, die zur Verbrennung von Kraft stoff nötig ist, welcher durch zwei Paare der vorangehenden und folgenden Zylinder 2A–2B, 2D–2C benötigt wird, um erforderliche Drehmomente zu erzeugen.
  • Die oben angeführte Kraftstoffeinspritz-Regel- bzw. -Steuervorrichtung bzw. der -Controller 43 dient zum Regeln bzw. Steuern der Mengen an Kraftstoff, die von den Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 9 eingespritzt werden sollen, die für die individuellen Zylinder 2A–2D vorgesehen sind, ebenso wie einer Einspritzzeitgebung entsprechend dem Motorbetriebszustand. Spezifisch regelt bzw. steuert die Kraftstoffeinspritz-Regel- bzw. -Steuervorrichtung 43 die Mengen an Kraftstoff, der in die vorangehenden Zylinder (ersten und vierten Zylinder 2A, 2D) eingespritzt wird, sodaß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis größer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis, vorzugsweise ungefähr gleich dem Doppelten des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses oder größer wird, um ein mageres Gemisch zu erzeugen, und stellt eine Einspritzzeitgebung bzw. einen Einspritzzeitpunkt für die vorangehenden Zylinder 2A, 2D ein, um den Kraftstoff während des Kompressionshubs einzuspritzen, um dadurch eine Verbrennung einer geschichteten Ladung in den vorangehenden Zylindern 2A, 2D in allen Betriebsbereichen des Motors zu erzeugen.
  • Andererseits regelt bzw. steuert die Kraftstoffeinspritz-Regel- bzw. -Steuervorrichtung 43 die Mengen an Kraftstoff, der in die folgenden Zylinder (zweiten und dritten Zylinder 2B, 2C) eingespritzt wird, um darin ein fettes Gemisch zu erzeugen, dessen Luft-Kraftstoff-Verhältnis gleich oder kleiner als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, indem der Kraftstoff zu dem verbrannten Gas eines "mageren" Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zugeführt wird, das von den vorangehenden Zylindern 2A, 2D eingebracht wurde. Insbesondere sind bzw. werden die Mengen an Kraftstoff, der in die folgenden Zylinder 2B, 2C eingespritzt wird, so geregelt bzw. gesteuert, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in den folgenden Zylindern 2B, 2C gleich dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis wenigstens in Bereichen bzw. Regionen niedriger Last zu machen, vorzugsweise gleich dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem Betriebsbereich A niedriger bis mittlerer Last von 4, und um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in den folgenden Zylindern 2B, 2C abzusenken, um darin ein fettes Gemisch in dem Betriebsbereich B hoher Last von 4 zu erzeugen. Dann stellt die Kraftstoffeinspritz-Regel- bzw. -Steuervorrichtung 43 eine Kraftstoffeinspritzzeitgebung für die folgenden Zylinder 2B, 2C ein, um eine Zündung und Verbrennung in einer Atmosphäre zu ermöglichen, die reich an verbranntem Gas ist. Als ein Beispiel wird der Kraftstoff während des Kompressionshubs eingespritzt, um eine Zündfähigkeit sicherzustellen.
  • In dem Betriebsbereich A von 4, in welchem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in den folgenden Zylindern 2B, 2C gleich dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis gemacht ist bzw. wird, wird ein Regel- bzw. Steuervorgang zum Regulieren der oben angeführten Mengen an eingespritztem Kraftstoff durch eine Feedback- bzw. Rückkopplungsregelung bzw. -steuerung basierend auf den Ausgaben von dem Luftstromsensor 33, dem O2-Sensor 31, usw. durchgeführt. Spezifisch ist bzw. wird eine grundlegende Kraftstoffeinspritzmenge so für jeden Zylinder basierend auf der Menge an Einlaßluft berechnet, um ein spezifisches "mageres" Luft-Kraftstoff-Verhältnis in den vorangehenden Zylindern 2A, 2D und das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis in den folgenden Zylindern 2B, 2C zu erzeugen. Die Mengen an in die vorangehenden Zylinder 2A, 2D eingespritztem Kraftstoff werden durch eine Rückkopplung basierend auf den Ausgaben von den linearen O2-Sensoren 32 korrigiert, welche in den individuellen Zwischenzylinder-Gaskanälen 22 vorgesehen sind, und die Mengen an in die folgenden Zylinder 2B, 2C eingespritztem Kraftstoff werden durch eine Rückkopplung basierend auf der Ausgabe von dem O2-Sensor 31 vorgenommen, der in dem Auslaßdurchtritt 20 vorgesehen bzw. zur Verfügung gestellt ist.
  • Die Zündzeitgebungs-Regel- bzw. -Steuervorrichtung bzw. der -Controller 44 bestimmt Zündpunkte für die individuellen Zylinder 2A–2D aus einer Karte und regelt bzw. steuert den Zündschaltkreis 8, um eine Zündung dazu zu veranlassen, an den so bestimmten Zündpunkten aufzutreten bzw. sich zu ereignen.
  • Operative Effekte der oben angeführten Vorrichtung der gegenwärtigen Ausführungsform werden nun mit Bezugnahme auf 5 beschrieben.
  • Die durch den Turbolader 23 aufgeladene Einlaßluft strömt stromabwärts entlang des Einlaßdurchtritts 17 und wird durch die Betätigungseinrichtung 28 und die individuellen verzweigten Einlaßkanäle 18 (Pfeile "a" in 1) in die vorangehenden Zylinder (ersten und vierten Zylinder 2A, 2D) geführt. Der Kraftstoff (F) wird in die vorangehenden Zylinder 2A, 2D in ihrem Kompressionshub eingespritzt, wobei die Mengen an eingespritztem Kraftstoffs derart Rückkopplungs-geregelt bzw. -gesteuert werden, daß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das durch jeden linearen O2-Sensor 32 detektiert wird, gleich wird dem oben angeführten spezi fischen "mageren" Luft-Kraftstoff-Verhältnis, und eine Zündung (S) wird veranlaßt, an bestimmten bzw. spezifischen Zündpunkten aufzutreten, welche eine Verbrennung einer geschichteten Ladung bei dem "mageren" Luft-Kraftstoff-Verhältnis erzeugen.
  • Anschließend wird das verbrannte Gas, das von den vorangehenden Zylindern 2A, 2D entladen bzw. ausgebracht wird, in die jeweiligen folgenden Zylinder 2B, 2C durch die Zwischenzylinder-Gaskanäle 22 während Perioden eingebracht, wenn der Auslaßhub der vorangehenden Zylinder 2A, 2D den Einlaßhub der folgenden Zylinder 2B, 2C jeweils überlappt (offene Pfeile in 5 und Pfeile "b" in 1). In den folgenden Zylindern 2B, 2C wird der Kraftstoff zu dem verbrannten Gas des "mageren" Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zugeführt, welches von den vorangehenden Zylindern 2A, 2D eingebracht wurde, und ein resultierendes Gemisch wird bei bestimmten Zündpunkten gezündet (S), um eine Verbrennung zu erzeugen. Besonders wird in dem Betriebsbereich A niedriger bis mittlerer Last eine Verbrennung in den folgenden Zylindern 2B, 2C durchgeführt, wobei die Mengen an Kraftstoff, welcher in die folgenden Zylinder 2B, 2C eingespritzt wird, basierend auf der Ausgabe des O2-Sensors 31 geregelt bzw. gesteuert werden, sodaß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in den folgenden Zylindern 2B, 2C gleich dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird. Nach einer Verbrennung in den folgenden Zylindern 2B, 2C wird das resultierende verbrannte Gas in den Auslaßdurchtritt 20 entladen bzw. ausgebracht, in welchem der Dreiwege-Katalysator 30 vorgesehen ist (Pfeile "c" in 1).
  • Da eine Verbrennung einer geschichteten Beladung bei dem "mageren" Luft-Kraftstoff-Verhältnis in den vorangehenden Zylindern 2A, 2D durchgeführt wird, wird dies oben festgestellt ist, wird eine thermische Effizienz bzw. ein Wärmewirkungsgrad verbessert und ein Pumpenverlust in den vorangehenden Zylindern 2A, 2D wird reduziert, und ein kombinierter Effekt davon resultiert in einer signifikanten bzw. beträchtlichen Verbesserung in der Kraftstoffwirtschaftlichkeit. In den folgenden Zylindern 2B, 2C wird andererseits die Mischung bzw. das Gemisch verbrannt, während das Luft-Kraftstoff-Verhältnis geregelt bzw. gesteuert wird, um mit dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis übereinzustimmen, wobei zusätzlicher Kraftstoff zu dem verbrannten Gas in einem Überschußluftzustand zugeführt wird. Daher ist es, obwohl die thermische Effizienz der folgenden bzw. nachfolgenden Zylinder 2B, 2C geringfügig niedriger im Vergleich zu den vorangehenden Zylindern 2A, 2D ist, in welchen die Verbrennung einer geschichteten Beladung bei dem "mageren" Luft-Kraftstoff-Verhältnis durchgeführt wird, möglich, einen ausreichenden Effekt einer Verbesserung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit aufgrund einer Reduktion im Pumpenverlust zu erzielen.
  • Zusätzlich ist es nicht notwendig, einen Mager-NOx-Katalysator im Gegensatz zu konventionellen Mager-Verbrennungsmaschinen bzw. -motoren zur Verfügung zu stellen, und eine ausreichende Emissionsreinigungsleistung wird mit dem Dreiwege-Katalysator 30 allein sichergestellt, da sich das Gas, welches aus den folgenden Zylindern 2B, 2C in den Auspuff- bzw. Abgasdurchtritt 20 ausgebracht wird, bei dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis befindet.
  • Da es nicht notwendig ist, den Mager-NOx-Katalysator zur Verfügung zu stellen, wie dies oben festgestellt wurde, gibt es kein Erfordernis bzw. keine Notwendigkeit, vorüber gehend das Luft-Kraftstoff-Verhältnis für ein Beschleunigen einer Freigabe und Reduktion von NOx abzusenken, wenn die Menge an durch den Mager-NOx-Katalysator absorbiertem NOx angestiegen ist, wodurch eine Verringerung bzw. ein Abfall in dem Kraftstoffwirtschaftlichkeits-Verbesserungseffekt vermieden werden kann. Darüber hinaus bewirkt die Anordnung der Ausführungsform nicht das früher erwähnte Problem einer Vergiftung des Mager-NOx-Katalysators durch Verschwefelung.
  • Darüber hinaus wird das Ausmaß bzw. die Menge an NOx-Emission ausreichend in dieser Ausführungsform verringert. Dies deshalb, da das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in den vorangehenden Zylindern 2A, 2D extrem groß gemacht wird, d.h. ungefähr gleich dem Doppelten des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses oder größer, wodurch die Menge bzw. das Ausmaß an NOx, welches in diesen Zylinder 2A, 2D erzeugt wird, auf einem relativ niedrigen Niveau gehalten wird, und das verbrannte Gas von den vorangehenden Zylindern 2A, 2D in die folgenden Zylinder 2B, 2C eingebracht wird, um einen Zustand bzw. eine Bedingung äquivalent demjenigen (derjenigen) zu erzeugen, welche(r) auftreten würde, wenn ein großer Anteil an Abgas durch einen EGR-Betrieb eingebracht wird. Die oben erwähnte Anordnung der Ausführungsform ist ebenso vorteilhaft zum Verbessern der Qualität von Emissionen aus einem derartigen Standpunkt.
  • Das verbrannte Gas wird von den vorangehenden Zylindern 2A, 2D in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C durch die entsprechende Zwischenzylinder-Gaskanäle 22 eingebracht, wie dies oben festgestellt wurde. Es ist möglich, die Menge an verteilter bzw. abgegebener Hitze bzw. Wärme durch ein Einstellen der Länge von jedem Zwischenzylinder-Gaskanal 22 beispielsweise einzustellen, und dadurch die Temperatur des verbrannten Gases zu regulieren, welches in die folgenden Zylinder 2B, 2C eingebracht wird. Durch ein Regulieren der Temperatur des verbrannten Gases auf diese Weise und auch durch ein geeignetes Einstellen des Zeitpunkts einer Kraftstoffeinspritzung in die folgenden Zylinder 2B, 2C ist es möglich, eine gute Zündbarkeit und Verbrennbarkeit auch in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C aufrecht zu erhalten, in welche ein großer Anteil an Abgas eingebracht wird.
  • Obwohl eine stabile Verbrennbarkeit in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C abnimmt, wenn das Verhältnis von überschüssigem bzw. Überschußsauerstoff zu dem Gas, welches aus den vorangehenden Zylindern 2A, 2D in die nachfolgenden Zylinder 2B, 2C eingebracht wird, extrem abnimmt, wird die stabile Verbrennbarkeit in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C ausreichend aufrecht erhalten, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in den vorangehenden Zylindern 2A, 2D ungefähr gleich dem Doppelten des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses oder größer gemacht wird.
  • Insbesondere bietet, da eine Verbrennung einer extrem mageren Mischung in den vorangehenden Zylindern 2A, 2D durchgeführt wird, während die Einlaßluft, welche den vorangehenden Zylindern 2A, 2D durch den Turbolader 23 zugeführt wird, aufgeladen wird und eine Verbrennung in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C unter Bedingungen durchgeführt wird, in welchen das verbrannte Gas von den vorangehenden Zylindern 2A, 2D in allen Betriebsbereichen des Motors eingebracht wird, wie dies oben festgehalten ist, die Erfindung einen signifikant verbesserten bzw. erhöhten Kraftstoffwirtschaftlichkeits-Verbesserungseffekt.
  • Wenn eine Verbrennung einer extrem mageren Mischung in den vorangehenden Zylindern 2A, 2D durchgeführt wird, und eine Verbrennung in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C unter Bedingungen durchgeführt wird, in welchen das verbrannte Gas von den vorangehenden Zylindern 2A, 2D unter Bedingungen hoher Last in einem natürlich ansaugenden Motor durchgeführt wird, welcher nicht mit dem oben erwähnten Turbolader 23 versehen ist, würde es nicht möglich sein, ausreichende Drehmomente zu erzeugen, sodaß der Motor zu einem Zustand einer gewöhnlichen Verbrennung (in welcher sowohl Einlaßluft als auch Kraftstoff zu den einzelnen Zylindern für eine Verbrennung zugeführt werden) unter Bedingungen hoher Last umgeschaltet werden sollte. Gemäß der vorliegenden Erfindung, in welcher die Einlaßluft, welche zu den vorangehenden Zylindern 2A, 2D zugeführt wird, aufgeladen ist, ist es jedoch möglich, eine Verbrennung einer extrem mageren Mischung in den vorangehenden Zylindern 2A, 2D mit einer erhöhten Menge an Frischluft durchzuführen, welche darin zugeführt wird, und eine Verbrennung in den folgenden Zylindern 2B, 2C durchzuführen, wobei eine große Menge an verbranntem Gas darin eingebracht wird, während eine entsprechende Menge an Kraftstoff eingespritzt wird, welche für eine Erzeugung erforderlicher Drehmomente selbst unter Bedingungen hoher Last erforderlich ist. Daher macht es die Erfindung möglich, signifikant eine Kraftstoffwirtschaftlichkeit in Bereichen hoher Last zu verbessern, während ungefähr dasselbe Niveau einer Motorleistung wie bei dem natürlich ansaugenden Motor aufrecht erhalten wird.
  • Allgemein ist es wahrscheinlich, daß eine Hitze- bzw. Wärmelast bzw. -belastung in den folgenden Zylindern 2B, 2C unter Bedingungen hoher Last ansteigt, da das verbrannte Gas von den vorangehenden Zylindern 2A, 2D zugeführt wird. Da das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in den folgenden Zylindern 2B, 2C kleiner als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis gemacht wird, um eine reiche bzw. fette Mischung in dem Betriebsbereich B hoher Last zu erzeugen, ist es jedoch möglich, die Wärmelast zu verringern, um Abtriebs- bzw. Ausgangsdrehmomente der folgenden Zylinder 2B, 2C zu erhöhen.
  • Die Regel- bzw. Steuereinrichtung der Erfindung ist nicht auf ihre spezifische Konstruktion der vorangehenden Ausführungsform beschränkt, sondern kann auf verschiedene Weisen geändert oder modifiziert werden. Andere Ausführungsformen der Erfindung und Variationen davon sind nachfolgend beschrieben.
    • (1) Obwohl eine Verbrennung einer geschichteten Ladung bei einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis gleich oder kleiner dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis in den folgenden Zylindern 2B, 2C durch ein Einstellen eines Kraftstoffeinspritzpunkts in dem Kompressionshub in der vorangehenden Basisausbildung durchgeführt wird, kann eine Mehrfachpunkt-Kraftstoffeinspritzung (F1, F2) für jeden der folgenden Zylinder 2B, 2C durch ein zweimaliges Einspritzen von Kraftstoff während des Einlaßhubs und des Kompressionshubs durchgeführt werden, wie dies in 6 dargestellt ist. Wenn dies durchgeführt wird, würde es möglich sein, eine übermäßige Konzentration von Kraftstoff um die Zündkerze 7 zu verhindern und eine Verbrennung unter geringfügig geschichteten Bedingungen zu erzeugen.
    • (2) Wenn es möglich ist, eine Zündbarkeit, selbst wenn der Kraftstoff gleichmäßig bzw. einheitlich in den folgenden Zylindern 2B, 2C verteilt ist, aufgrund einer ausreichend hohen Temperatur des verbrannten Gases aufrecht zu erhalten, welches von den vorangehenden Zylindern 2A, 2D in die folgenden Zylinder 2B, 2C eingebracht wird, kann beispielsweise eine Einpunkt-Kraftstoffeinspritzung für jeden der folgenden Zylinder 2B, 2C durch ein Einspritzen des Kraftstoffs lediglich einmal während des Einlaßhubs durchgeführt werden, wie dies in 7 dargestellt ist.
    • (3) Wenn es möglich ist, eine Zündbarkeit aufrecht zu erhalten, selbst wenn der Kraftstoff gleichmäßig in den folgenden Zylindern 2B, 2C verteilt ist bzw. wird, wie dies oben erwähnt ist, müssen Kraftstoffeinspritzeinrichtungen, welche in den folgenden Zylindern 2B, 2C vorgesehen bzw. zur Verfügung gestellt sind, nicht von einem Direkteinspritzungstyp für ein Einspritzen des Kraftstoffs direkt in die Verbrennungskammern 4 sein, sondern können von einem Typ sein, welcher ausgebildet bzw. konstruiert ist, um den Kraftstoff in die Einlaßöffnungen 11 einzuspritzen.
    • (4) Da das verbrannte Gas bei einer hohen Temperatur von den vorangehenden Zylindern 2A, 2D in die folgenden Zylinder 2B, 2C eingebracht wird, ist es auch möglich, eine komprimierte Selbstentzündung (Selbstentzündung des Gemischs nahe dem oberen Totpunkt in dem Kompressionshub) in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C ohne ein Durchführen einer erzwungenen Zündung zu bewirken. Insbesondere würde, wenn eine Einpunkt-Kraftstoffeinspritzung für jeden der folgenden Zylinder 2B, 2C durch ein Einspritzen des Kraftstoffs lediglich einmal während des Einlaßhubs durchgeführt wird, wodurch ein Zustand erzeugt wird, in welchem das verbrannte Gas und Kraftstoff gleichmäßig in den gesamten Verbrennungskammern 4 verteilt werden, die Mischung in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C augenblicklich durch eine simultane bzw. gleichzeitige komprimierte Selbstentzündung verbrennen, wobei dies in einer Verbesserung in der thermischen Effizienz resultiert.
    • (5) Der Auflader muß nicht notwendigerweise der oben erwähnte Turbolader 23 sein, sondern kann ein mechanischer Auflader sein, welcher durch eine Ausgangs- bzw. Abtriebswelle des Motors angetrieben ist. In dieser Alternative sollte eine Anordnung für ein Einbringen der Einlaßluft, welche durch den mechanischen Auflader aufgeladen ist, in die vorangehenden Zylinder 2A, 2D getroffen werden.
    • (6) Obwohl das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C kleiner als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis gemacht wird, um eine fette Mischung in dem Betriebsbereich B hoher Last in der vorangehenden Basisausführungsform zu erzeugen, kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in den nachfolgenden Zylindern 2B, 2C gleich dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis in allen Betriebsbereichen des Motors gemacht werden, wenn dies von dem Standpunkt einer Hitzelast erlaubt ist. Diese alternative Anordnung würde dazu dienen, eine Kraftstoffwirtschaftlichkeit und Emissionsqualität weiter zu verbessern.
    • (7) Die Vorrichtung dieser Erfindung ist auch auf Mehrzylindermotoren verschieden von dem Vier-Zylinder-Motor anwendbar. In einem Sechs-Zylinder-Motor fällt beispielsweise der Auslaßhub von einem Zylinder nicht perfekt im Zeitpunkt mit dem Einlaßhub eines anderen Zylinders zusammen. In einem derartigen Fall sollte jedes Paar von vorangehenden und folgenden Zylindern derart sein, daß der Auslaßhub von einem Zylinder dem Einlaßhub des anderen Zylinders vorausgeht und teilweise mit diesem zusammenfällt.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • Eine Regel- bzw. Steuereinrichtung der Erfindung regelt bzw. steuert einen Motor, welcher wenigstens ein Paar von vorangehenden und folgenden Zylindern aufweist, von welchen Auslaß- bzw. Auspuff- und Einlaßhübe in einer derartigen Weise überlappen, daß Einlaßluft, welche den vorangehenden Zylindern zugeführt wird, durch einen Auflader aufgeladen wird, um eine Verbrennung bei einem "mageren" Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem vorangehenden Zylinder durchzuführen, verbranntes Gas, welches von dem vorangehenden Zylinder ausgebracht wird, in den folgenden Zylinder durch einen Zwischenzylinder-Gaskanal eingebracht wird und Kraftstoff zu dem verbrannten Gas eines "mageren" Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zugeführt wird, welches von dem vorangehenden Zylinder eingebracht wird, um eine Verbrennung bei einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis gleich oder kleiner als dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem folgenden Zylinder durchzuführen, und verbranntes Gas, welches aus dem folgenden Zylinder ausgebracht wird, zu einem Auspuff- bzw. Abgasdurchtritt geführt wird, welcher mit einem Dreiwege-Katalysator versehen ist. Die Regel- bzw. Steuereinrichtung, welche derart konstruiert ist, dient dazu, signifikant eine Kraftstoffwirtschaftlichkeit als ein Resultat einer Verbesserung in der thermischen Effizienz bzw. dem Wärmewirkungsgrad und einer Reduktion eines Pumpenverlusts zu verbessern, welche durch einen Vorgang einer mageren Verbrennung in dem vorangehenden Zylinder als auch eine Reduktion im Pumpenverlust in dem folgenden Zylinder erzielt wird, jedoch einen ausreichenden Emissions-Reinigungseffekt mit dem Dreiwege-Katalysator allein zu erzeugen. Dementsprechend wird ein Mager-NOx-Katalysator unnotwendig, wobei dies vorteilhaft beispielsweise beim Reduzieren von Produktionskosten ist.
  • Darüber hinaus dient die Regel- bzw. Steuereinrichtung der Erfindung dazu, einen bemerkenswerten erhöhten Kraftstoffwirtschaftlichkeits-Verbesserungseffekt zur Verfügung zu stellen. Dies deshalb, da eine Verbrennung einer mageren Mischung in dem vorangehenden Zylinder durchgeführt wird, während die Einlaßluft, welche dem vorangehenden Zylinder zugeführt wird, durch den Auflader aufgeladen wird, und eine Verbrennung in dem folgenden Zylinder unter Bedingungen durchgeführt wird, in welchen das verbrannte Gas von dem vorangehenden Zylinder in allen Betriebsbereichen des Motors eingebracht wird.

Claims (9)

  1. Steuer- bzw. Regeleinrichtung für einen aufgeladenen Mehrzylindermotor, von welchem individuelle Zylinder (2A–2D) durch aufeinanderfolgende Zyklen von Einlaß-Kompressions-, Expansions- und Auspuffhüben mit spezifischen Phasenverzögerungen gehen, in welchem von einem Paar von Zylindern, deren Auspuff- und Einlaßhübe einander überlappen, der Zylinder, welcher sich gegenwärtig in dem Auspuffhub befindet, als ein vorrangehender Zylinder dient, während der Zylinder, welcher sich gegenwärtig in dem Einlaßhub befindet, als ein nachfolgender Zylinder dient, Gasströmungswege derart konfiguriert sind, daß verbranntes Gas, welches von dem vorangehenden Zylinder ausgebracht ist bzw. wird, direkt in den nachfolgenden Zylinder durch einen Zwischenzylinder-Gaskanal (22) eingebracht wird und Gas, welches nur von dem folgenden Zylinder ausgebracht wird, zu einem Abgas- bzw. Austrittsdurchtritt (20) geführt ist, und der Motor mit einem Auflader bzw. Turbolader (23) zum Aufladen von Einlaßluft, welche dem vorangehenden Zylinder zugeführt ist, und einem Dreiweg-Katalysator (30) versehen ist, welcher in dem Auspuffdurchtritt (20) angeordnet ist, wobei die Regel- bzw. Steuereinrichtung umfaßt: eine Regel- bzw. Steuereinrichtung bzw. einen Controller zum Steuern bzw. Regeln einer Kraftstoffzufuhr zu den einzelnen Zylindern in einer derartigen Weise, daß eine Verbrennung in dem vorangehenden Zylinder unter Bedingungen einer mageren Mischung bei einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis größer als dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis um ein bestimmtes Ausmaß durchgeführt ist bzw. wird und eine Verbrennung in dem folgenden Zylinder bei einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis gleich wie oder kleiner als dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis durch ein Zuführen von Kraftstoff zu dem verbrannten Gas eines großen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses durchgeführt ist, welches von dem vorangehenden Zylinder in allen Betriebsbereichen des Motors zugeführt ist bzw. wird.
  2. Steuer- bzw. Regeleinrichtung für den aufgeladenen Motor nach Anspruch 1, wobei das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem vorangehenden Zylinder ungefähr gleich dem Doppelten des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses oder größer gemacht ist.
  3. Steuer- bzw. Regeleinrichtung für den aufgeladenen Motor nach Anspruch 1, wobei der Motor eine Kraftstoff-Einspritzeinrichtung (9) zum Einspritzen des Kraftstoffes direkt in den vorangehenden Zylinder aufweist und die Regel- bzw. Steuereinrichtung bewirkt, daß eine Verbrennung einer geschichteten Beladung in dem vorangehenden Zylinder durch ein Einspritzen des Kraftstoffes während seines Kompressionshubs von der Kraftstoffeinspritzung (9) auftritt, während ein Zustand einer mageren Mischung in dem vorangehenden Zylinder erzeugt wird.
  4. Steuer- bzw. Regeleinrichtung für den aufgeladenen Motor nach Anspruch 1, wobei die Regel- bzw. Steuereinrichtung eine Kraftstoffzufuhr derart regelt bzw. steuert, daß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem nachfolgenden Zylinder gleich dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis wenigstens in einem Bereich niedriger Last des Motors wird.
  5. Steuer- bzw. Regeleinrichtung für den aufgeladenen Motor nach Anspruch 4, wobei die Regel- bzw. Steuereinrichtung das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem nachfolgenden Zylinder gleich dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis in einem anderen als einem Bereich hoher Last des Motors macht und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem nachfolgenden Zylinder kleiner als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem Bereich hoher Last macht.
  6. Steuer- bzw. Regeleinrichtung für den aufgeladenen Motor nach Anspruch 1, wobei der Motor eine Kraftstoff-Einspritzeinrichtung (9) zum Einspritzen des Kraftstoffes direkt in den nachfolgenden Zylinder aufweist und die Regel- bzw. Steuereinrichtung bewirkt, daß die Kraftstoff-Einspritzeinrichtung (9) wenigstens ein Teil des Kraftstoffes in dem Kompressionshub des nachfolgenden Zylinders einspritzt.
  7. Steuer- bzw. Regeleinrichtung für den aufgeladenen Motor nach Anspruch 1, wobei der Kraftstoff dem nachfolgenden Zylinder in seinem Einlaßhub zugeführt wird.
  8. Steuer- bzw. Regeleinrichtung für den aufgeladenen Motor nach Anspruch 1, wobei eine Verbrennung in dem nachfolgenden Zylinder durch eine komprimierte Selbstentzündung in einem Teillastbereich des Motors bewirkt ist.
  9. Steuer- bzw. Regeleinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Regeleinrichtung einen aufgeladenen Viertakt-Mehrfachzylinder-Funkenzündungs-Motor regelt bzw. steuert, von welchem einzelne Zylinder mit Zündkerzen (7) versehen sind, und der Motor mit einer Kraftstoffzufuhr-Einrichtung zum Zuführen von Kraftstoff zu den einzelnen Zylindern versehen ist, wobei der Auflader (23) Einlaßluft auflädt, welche dem vorangehenden Zylinder zugeführt wird.
DE60300564T 2002-02-06 2003-02-06 Regeleinrichtung für einen aufgeladenen verbrennungsmotor Expired - Lifetime DE60300564T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002029837 2002-02-06
JP2002029837A JP3711942B2 (ja) 2002-02-06 2002-02-06 過給機付エンジンの制御装置
PCT/JP2003/001214 WO2003067066A1 (en) 2002-02-06 2003-02-06 Control device for supercharged engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60300564D1 DE60300564D1 (de) 2005-06-02
DE60300564T2 true DE60300564T2 (de) 2006-02-23

Family

ID=27677895

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60300564T Expired - Lifetime DE60300564T2 (de) 2002-02-06 2003-02-06 Regeleinrichtung für einen aufgeladenen verbrennungsmotor

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7096833B2 (de)
EP (1) EP1377740B1 (de)
JP (1) JP3711942B2 (de)
KR (1) KR20040074595A (de)
CN (1) CN100339586C (de)
DE (1) DE60300564T2 (de)
WO (1) WO2003067066A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016204139A1 (de) * 2016-03-14 2017-09-14 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschineneinrichtung und Brennkraftmaschineneinrichtung

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3885206B2 (ja) * 2002-11-11 2007-02-21 胡 龍潭 八行程内燃機関
JP4259255B2 (ja) 2003-09-30 2009-04-30 マツダ株式会社 火花点火式エンジンの制御装置
JP2007327466A (ja) * 2006-06-09 2007-12-20 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
US7783410B2 (en) * 2007-07-18 2010-08-24 Curtis O. Anderson Engine process
EP2065586A1 (de) * 2007-11-29 2009-06-03 Perkins Engines Company Limited Verbesserte Belüftung für einen Verbrennungsmotor
DE102010009287A1 (de) * 2010-02-25 2011-08-25 MAN Truck & Bus AG, 80995 Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges
EP2657484B1 (de) * 2012-04-24 2015-03-04 Ford Global Technologies, LLC Fremdgezündete Brennkraftmaschine mit Teilabschaltung und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine
EP2657485B1 (de) 2012-04-24 2015-08-05 Ford Global Technologies, LLC Verfahren zum Betreiben einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine mit Teilabschaltung
CN104884764B (zh) * 2012-06-28 2017-12-15 康明斯有限公司 用于控制专用egr发动机的技术
FR3005113B1 (fr) * 2013-04-30 2016-10-14 Peugeot Citroen Automobiles Sa Moteur de vehicule automobile a recirculation de gaz d'echappement a pollution reduite
CN105134373B (zh) * 2015-08-19 2017-11-28 天津大学 基于燃烧反应路径可调控的发动机及其调控方法
US10605209B2 (en) * 2015-10-28 2020-03-31 Cummins Inc. Thermal management via exhaust gas recirculation
CN109477410A (zh) * 2016-08-04 2019-03-15 恩亿凯嘉股份有限公司 适应冷起动的尿素scr系统
EP3559431B1 (de) 2016-12-20 2020-12-09 Volvo Truck Corporation Verfahren zur steuerung eines verbrennungsmotors
CN109087573B (zh) * 2018-08-10 2021-09-07 清华大学 一种涡轮增压器原理展示模型

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2740045A1 (de) * 1977-09-06 1979-03-15 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur teillast-steuerung von brennkraftmaschinen
JPS5846667B2 (ja) * 1977-12-02 1983-10-18 トヨタ自動車株式会社 多気筒内燃機関の排気ガス再循環装置
WO1991005945A1 (en) 1989-10-19 1991-05-02 Gianni Zanieri An endothermic engine with an otto-cycle and double combustion diesel cycle
US5103645A (en) * 1990-06-22 1992-04-14 Thermon Manufacturing Company Internal combustion engine and method
CA2032794A1 (en) * 1990-12-20 1992-06-21 Edgar L. Olsen Internal combustion steam engine
JP3562016B2 (ja) * 1994-09-06 2004-09-08 マツダ株式会社 自動車用リーンバーンエンジン
JP3460503B2 (ja) 1997-03-31 2003-10-27 三菱自動車工業株式会社 筒内噴射型内燃機関の排気浄化装置
DE19849914C1 (de) * 1998-10-29 1999-11-04 Daimler Chrysler Ag Brennkraftmaschine mit einem separat betätigbaren Zusatzventil im Zylinderkopf
DE10009180C2 (de) * 2000-02-26 2002-04-25 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Erzeugung eines homogenen Gemischs für selbstzündende Brennkraftmaschinen und zur Steuerung des Verbrennungsprozesses
US6543398B1 (en) * 2001-07-19 2003-04-08 Southwest Research Institute High efficiency compression ignition aftertreatment devices for combined use of lean-burn combustion systems and three-way catalysts
US7182050B2 (en) * 2002-01-31 2007-02-27 Mazda Motor Corporation Control device for spark-ignition engine
AU2003277286A1 (en) * 2002-10-04 2004-05-04 Honeywell International Inc. Internal combustion engine system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016204139A1 (de) * 2016-03-14 2017-09-14 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschineneinrichtung und Brennkraftmaschineneinrichtung
DE102016204139B4 (de) * 2016-03-14 2017-09-21 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschineneinrichtung und Brennkraftmaschineneinrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
KR20040074595A (ko) 2004-08-25
US7096833B2 (en) 2006-08-29
JP2003227370A (ja) 2003-08-15
CN1620550A (zh) 2005-05-25
DE60300564D1 (de) 2005-06-02
CN100339586C (zh) 2007-09-26
US20060053786A1 (en) 2006-03-16
JP3711942B2 (ja) 2005-11-02
EP1377740B1 (de) 2005-04-27
EP1377740A1 (de) 2004-01-07
WO2003067066A1 (en) 2003-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60312941T2 (de) Zündungsregler für eine fremdgezündete Brennkraftmaschine
DE102018006837B4 (de) Aufgeladener Motor, Verfahren zur Motorregelung bzw. -steuerung und Computerprogrammprodukt
DE60303245T2 (de) Regler für fremd gezündete Brennkraftmaschine
DE10191817B4 (de) Mehrbetriebsmodus-Motor und Betriebsverfahren
DE60318344T2 (de) Verbrennungssteuerapparat für einen Dieselmotor, Dieselmotor, Verbrennungssteuerverfahren dafür, Speichermedium und Computerprogramm
DE19750226C1 (de) Motorregelsystem für einen Dieselmotor
DE102011109336B4 (de) Dieselmotor und Verfahren zum Steuern desselben
DE69914449T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur erwärmung eines katalysators für eine brennkraftmaschine mit direkteinspritzung
DE10048238B4 (de) Verfahren zum Betrieb einer Dieselbrennkraftmaschine
DE19755348B4 (de) System zur Erhöhung der Abgastemperatur für einen Benzindirekteinspritzmotor
DE60300564T2 (de) Regeleinrichtung für einen aufgeladenen verbrennungsmotor
DE102011105907B4 (de) Dieselmotor, Verfahren zum Steuern und Regeln des Dieselmotors und Computerprogrammprodukt
DE102011109315B4 (de) Dieselmotor mit Aufladungssystem, Verfahren und Vorrichtung zum Steuern desselben, und Computerprogrammprodukt
DE112006000513B4 (de) Lastsprungsteuerverfahren für Direkteinspritzmotoren mit gesteuerter Selbstzündungsverbrennung
DE60115926T2 (de) Verfahren und vorrichtung für flüssiggasbrennstoffeinführung und steuerung der verbrennung einer brennkraftmaschine
DE112006000527B4 (de) Verfahren für den Übergang zwischen einer Betriebsart mit gesteuerter Selbstzündung und einer Betriebsart mit Funkenzündung bei Motoren mit direkter Kraftstoffeinspritzung
DE102004053123B4 (de) Kompressionszündungsbrennkraftmaschine
DE112005001816B4 (de) Ventil- und Kraftstoffbeaufschlagungsstrategie zum Betreiben eines Viertakt-Verbrennungsmotors mit gesteuerter Selbstzündung
DE112009005130B4 (de) Brennkraftmaschine mit funkenzündung
DE102018006447A1 (de) Motor, Verfahren zur Motorsteuerung bzw. -regelung, Steuer- bzw. Regelvorrichtung für Motor und Computerprogrammprodukt
DE60303073T2 (de) Ottomotorsteuereinheit
DE112014004939B4 (de) Steuervorrichtung für Kompressionszündungsmotor
DE102018101890A1 (de) Verbrennungsmotor
EP1062413B1 (de) Verfahren zum betrieb eines ottomotors mit direkteinspritzung
DE102012002315A1 (de) Fremdgezündeter Benzinmotor, Verfahren zu dessen Steuerung, Steuervorrichtung und Computerprogrammprodukt

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)