DE69908858T2 - Dieselbrennkraftmaschine mit Verbrennungsheizgerät - Google Patents

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Bereich der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dieselbrennkraftmaschine mit einem Verbrennungsheizgerät und im Besonderen eine Dieselbrennkraftmaschine mit einem Verbrennungsheizgerät zum Einleiten eines Verbrennungsgases in ein Einlasssystem der Dieselbrennkraftmaschine.
  • Beschreibung der zugrundeliegenden Technik
  • Wenn es kalt ist, muss die Erwärmung der Dieselbrennkraftmaschine erleichtert werden.
  • Aus diesem Grund publiziert beispielsweise die veröffentlichte japanische Patentanmeldung Nr. 62-75069 eine Technologie für ein Verbrennungsheizgerät unabhängig vom Gehäuse der Dieselbrennkraftmaschine in einem Einlasssystem der Dieselbrennkraftmaschine, das ein vom Verbrennungsheizgerät ausgestoßenes Verbrennungsgas in das Einlasssystem einleitet und die Erwärmung der Dieselbrennkraftmaschine durch die Nutzung der Verbrennungswärme des Verbrennungsgases erleichtert.
  • Im Allgemeinen stößt das Verbrennungsheizgerät, wenn das Verbrennungsheizgerät unter normalen Umständen, das heißt bei atmosphärischem Druck eingesetzt wird, Verbrennungsgas mit einem höheren Gehalt an Kohlendioxid aus, als im Vergleich dazu das Abgas einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Dieselbrennkraftmaschine, aufweist. Dementsprechend wird in der Brennkraftmaschine, in die das Verbrennungsgas vom Verbrennungsheizgerät in das Einlasssystem eingeleitet wird, wie in der Technologie der vorstehend erwähnten veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 62-75069 beschrieben, für die Verbrennung in der Brennkraftmaschine eine Einlassluft mit einem hohen Gehalt an Kohlendioxid verwendet. In diesem Fall können Oxidationsreaktionen von Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid zur Bildung von Kohlendioxid nur schwer erreicht werden. Als Ergebnis sind im Abgas der Brennkraftmaschine größere Mengen von freien Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid vorhanden.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • EP-A-0 924 399 (vorheriges Technikdokument gemäß Art. 54(3) EPC) veröffentlicht eine Dieselbrennkraftmaschine mit einem Verbrennungsheizgerät zur Einleitung eines Verbrennungsgases in ein Einlasssystem der Brennkraftmaschine.
  • Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der vorstehend beschriebenen Umstände erdacht und eine technische Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Dieselbrennkraftmaschine mit einem Verbrennungsheizgerät zur Einleitung eines Verbrennungsgases des Verbrennungsheizgeräts in ein Einlasssystem vorzusehen, wobei die in einem Abgas enthaltenen Mengen von Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid reduziert werden können.
  • Um die vorstehend erwähnten Ziele zu erreichen, weist die Dieselbrennkraftmaschine mit dem Verbrennungsheizgerät entsprechend der vorliegenden Erfindung folgende Strukturen bei der Dieselbrennkraftmaschine mit dem Verbrennungsheizgerät zur Einleitung von Verbrennungsgasen in ein Einlasssystem der Brennkraftmaschine auf.
  • Ein Kraftstoffeinspritzzeitpunkt eines Kraftstoffeinspritzsystems der Brennkraftmaschine wird abhängig vom Betriebszustand des Verbrennungsheizgeräts gesteuert.
  • Die Dieselbrennkraftmaschine ist beispielsweise ein Dieselmotor. Im Fall des Dieselmotors wird ein Selbstzündungssystem mit Verbrennungswärme als Zündsystem eingesetzt. Aus diesem Grund kann durch Veränderung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts des Kraftstoffeinspritzsystems ein Verbrennungszustand im Zylinder verändert werden. Der Betriebszustand des Verbrennungsheizgeräts ist beispielsweise ein Ausgangszustand des Verbrennungsheizgeräts einschließlich Zuständen eines Verbrennungsheizgeräts, das mit großem Ausgang arbeitet, das mit kleinem Ausgang arbeitet und das nicht (das heißt mit einem Ausgang gleich Null) arbeitet.
  • Wenn das erfindungsgemäße Verbrennungsheizgerät betätigt wird, gelangt das vom Verbrennungsheizgerät ausgestoßene Verbrennungsgas in das Einlasssystem. Da das in das Einlasssystem eingeleitete Verbrennungsgas wie vorstehend beschrieben einen hohen Gehalt an Kohlendioxid enthält, wird für die Verbrennung des Motors die Einlassluft mit einem hohen Gehalt an Kohlendioxid genutzt.
  • Dadurch werden eine Reaktion von Kohlenwasserstoffen zu Kohlenmonoxid und eine Reaktion von Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid erschwert. Das Grund dafür ist, dass größere Mengen von freien Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid in einem Abgas von einer Brennkraftmaschine vorhanden sind, wenn in der Einlassluft größere Mengen von Kohlendioxid enthalten sind, das bedeutet im Extremfall, dass, wenn eine Sättigung mit Kohlendioxid erreicht ist, Oxidationsreaktionen von Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid zur Bildung von Kohlendioxid erschwert ablaufen. Ungeachtet dessen ist in der Dieselbrennkraftmaschine mit Verbrennungsheizgerät gemäß vorliegender Erfindung die Menge von Sauerstoff im Zylinder größer als bei einem theoretischen Kraftstoff-Luft-Verhältnis. Darüber hinaus wird der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt abhängig vom Betriebszustand des Verbrennungsheizgeräts gesteuert. Aus diesem Grund können durch die Einstellung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts zur Erleichterung der Oxidationsreaktion die im Abgas enthaltenen Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid verringert werden, auch wenn das Verbrennungsgas des Verbrennungsheizgeräts, das eine große Menge von Kohlendioxid enthält, in die Brennkraftmaschine eingeleitet wird.
  • Es ist empfehlenswert, den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt vorzuverlegen, wenn der Ausgang des Verbrennungsheizgeräts erhöht wird.
  • In diesem Fall wird, wenn der Ausgang des Verbrennungsheizgeräts erhöht wird, der Kraftstoff früher in den Zylinder eingespritzt. Dadurch wird die Verbrennungsgeschwindigkeit erhöht, was einer Erleichterung der Oxidationsreaktion entspricht. Dadurch werden die Mengen der im Abgas enthaltenen Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid im Vergleich zu einem Fall, dass der Ausgang des Verbrennungsheizgeräts gering ist, verringert.
  • Darüber hinaus kann die Größe des Ausgangs des Verbrennungsheizgeräts durch den Vergleich der Temperatur des Kühlwassers mit einer festgelegten Temperatur bestimmt werden.
  • Darüber hinaus ist es empfehlenswert, den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt auf der Basis der Größe des Ausgangs des Verbrennungsheizgeräts zu bestimmen.
  • Es ist weiterhin empfehlenswert, den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt auf der Basis eines Referenz-Kraftstoffeinspritzzeitpunkts, der ein Referenzzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung ist, und eines Korrekturwerts zu bestimmen, der einen Winkel angibt, um den der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt im Verhältnis zum Referenz-Kraftstoffeinspritzzeitpunkt vorgezogen werden soll.
  • Darüber hinaus ist es empfehlenswert, den Korrekturwert abhängig von der Größe des Ausgangs des Verbrennungsheizgeräts zu erhöhen oder zu verringern.
  • Es ist weiterhin empfehlenswert, ein Abgassystem der Brennkraftmaschine mit einem NOx-Reduktionskatalysator im Magerbereich auszustatten. Der NOx-Reduktionskatalysator im Magerbereich ist ein Katalysator zur Säuberung der Abgase der Brennkraftmaschine von Stickoxiden durch den Einsatz von Kohlenwasserstoffen oder Kohlenmonoxid als Reduktionsmittel. Dadurch werden, wenn der NOx-Reduktionskatalysator im Magerbereich im Abgassystem der Brennkraftmaschine wie in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, die im Abgas der Brennkraftmaschine enthaltenen Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid als Reduktionsmittel des NOx-Reduktionskatalysators im Magerbereich verwendet. Als Ergebnis können die Mengen der im Abgas der Brennkraftmaschine enthaltenen Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid weiter reduziert werden. Darüber hinaus kann eine Menge der im Abgas der Brennkraftmaschine enthaltenen Stickoxide ebenfalls reduziert werden.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN
  • 1 ist ein schematisches Diagramm einer Dieselbrennkraftmaschine mit einem Verbrennungsheizgerät entsprechend einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
  • 2 ist ein Ablaufschema eines Ausgangs-Steuerungsvorgangs des Verbrennungsheizgeräts.
  • 3 ist ein Ablaufschema eines Kraftstoffeinspritzzeitpunkt-Steuerungsvorgangs.
  • 4 ist eine Abbildung, die darstellt, dass eine Menge erzeugter Kohlenwasserstoffe vermindert werden kann.
  • 5 ist eine Abbildung, die darstellt, dass eine Menge erzeugten Kohlenmonoxids vermindert werden kann.
  • 6 ist eine Abbildung, die darstellt, dass eine Menge erzeugter Stickoxide vermindert werden kann.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
  • Im Folgenden werden die besten Möglichkeiten zur Realisierung der vorliegenden Erfindung unter Verweis auf die beigefügten Abbildungen beschrieben.
  • {Allgemeine Beschreibung eines ganzen Systems}
  • Ein Dieselmotor 1 als Brennkraftmaschine ist ein Kühlwassersystem. Wie in 1 gezeigt, umfasst der Dieselmotor 1 ein Motorgehäuse 3, ein Einlasssystem 5 zum Einleiten einer für eine Verbrennung erforderlichen Luft in eine nicht abgebildete Mehrzahl von Zylindern des Motorgehäuses 3 und ein Abgassystem 7 zum Ausstoßen eines Abgases in die Atmosphäre nach der Verbrennung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches in den Zylindern.
  • {Beschreibung der einzelnen Komponenten des Systems}
  • (Motorgehäuse 3)
  • Das Motorgehäuse 3 enthält eine Einspritzung 10 als Kraftstoffeinspritzsystem zum Einspritzen eines Kraftstoffs in die Zylinder zur Verbrennung in den Zylindern.
  • (Einlasssystem 5)
  • Das Einlasssystem 5 fängt mit einem Luftreiniger 13 zum Filtern der Außenluft an und endet mit einem nicht abgebildeten Einlasskanal. Das Einlasssystem 5 umfasst verschiedene Strukturen einschließlich eines Kompressors 15a eines Turboladers 15, eines Verbrennungsheizgeräts 17 für Verbrennung unter atmosphärischem Druck, eines Zwischenkühlers 19 und eines Einlasskrümmers 21, die zwischen dem Luftreiniger 13 und dem Einlasskanal platziert sind und zusammen das Einlasssystem bilden.
  • Die Strukturen des Einlasssystems befinden sich an einem Einlassrohr 23 mit einer Mehrzahl von Anschlussrohren.
  • (Einlassrohr 23)
  • Das Einlassrohr 23 ist grob betrachtet am Kompressor 15a als Grenze in ein in Strömungsrichtung weiter hinten gelegenes Anschlussrohr 27, das mit Druck beaufschlagt wird, da in das Einlasssystem 5 einströmende Außenluft durch den Kompressor 15a unter Druck eingeleitet wird, und ein in Strömungsrichtung weiter vorne gelegenes Anschlussrohr 25 unterteilt, das nicht mit Druck beaufschlagt wird.
  • (In Strömungsrichtung weiter vorne gelegenes Anschlussrohr 25)
  • Das in Strömungsrichtung weiter vorne gelegene Anschlussrohr 25 umfasst ein stabförmiges Anschlussrohr 29, das sich gerade vom Luftreiniger 13 zum Kompressor 15a erstreckt, und ein Abzweigrohr 31 für das Heizgerät, das als Nebenstrom zusätzlich zum Hauptstromrohr 29 angeschlossen ist.
  • (Abzweigrohr 31 für das Heizgerät)
  • Das Abzweigrohr 31 für das Heizgerät umfasst in seinem mittleren Teil ein Verbrennungsheizgerät 17 für eine Verbrennung unter atmosphärischem Druck. Das Abzweigrohr 31 für das Heizgerät umfasst einen Luftversorgungsdurchlass 33 zum Anschluss des in Strömungsrichtung vorn gelegenen Teils des Verbrennungsheizgeräts 17 in Luftströmungsrichtung an den Hauptstrom 29 und zur Zuführung von Frischluft vom Hauptstromrohr 29 zum Verbrennungsheizgerät 17 und einen Verbrennungsgasausstoßdurchlass 35 zum Anschluss des in Strömungsrichtung weiter hinten gelegenen Teils des Verbrennungsheizgeräts 17 in Luftströmungsrichtung an das Hauptstromrohr 29 und zum Ausstoßen des Verbrennungsgases des Verbrennungsheizgeräts 17 in das Hauptstromrohr 29. Die Luft des Abzweigrohrs 31 für das Heizgerät enthält eine Frischluft a1, die durch den Luftreiniger 13 in das Abzweigrohr 31 für das Heizgerät strömt und ein Verbrennungsgas a2, ausgestoßen vom Verbrennungsheizgerät 17.
  • Das Verbrennungsgas vom Verbrennungsheizgerät ist ein Gas mit wenig Rauch, das heißt, dass das Gas keinen Kohlenstoff enthält. Aus diesem Grund ist es unproblematisch, das Verbrennungsgas als Einlassluft der Brennkraftmaschine zu nutzen. Das Verbrennungsgas a2 enthält einen größeren Anteil von Kohlendioxid, da das Verbrennungsgas a2, welches in das Hauptstromrohr 29 zurückströmt, das Verbrennungsgas des Verbrennungsheizgeräts 17 für Verbrennung unter atmosphärischem Druck ist.
  • Zwischen dem Luftversorgungsdurchlass 33 und dem Hauptstromrohr 29 ist ein Anschlusspunkt c1 in Strömungsrichtung weiter vorn als ein Anschlusspunkt c2 zwischen dem Verbrennungsgasausstoßdurchlass 35 und dem Hauptstromrohr 29 gelegen platziert. Dadurch wird die Luft a1 aus dem Luftreiniger 13 am Anschlusspunkt c1 in die Luft a1, die in das Abzweigrohr 31 für das Heizgerät abgezweigt wird, und eine Luft a1' aufgeteilt, die nicht abgezweigt wird und durch das Hauptstromrohr 29 zum Anschlusspunkt c2 strömt. Die am Anschlusspunkt c1 abgezweigte Luft a1 verwandelt sich in Verbrennungsgas a2, nachdem sie im Verbrennungsheizgerät 17 zur Verbrennung verwendet worden ist, und das Verbrennungsgas a2 strömt am Anschlusspunkt c2 mit der Frischluft a1' mit, die am Anschlusspunkt c1 nicht abgezweigt worden ist und wird zur Verbrennungsgas-Mischluft a3.
  • Die Luft a1, die am Anschlusspunkt c1 abgezweigt worden ist, strömt durch den Luftversorgungsdurchlass 33, das Verbrennungsheizgerät 17 und den Verbrennungsgasausstoßdurchlass 35 und wird zum Verbrennungsgas a2, das wie vorstehend beschrieben am Anschlusspunkt c2 wieder in das Hauptstromrohr 29 zurückströmt. Das Verbrennungsgas a2 besitzt eine Verbrennungswärme durch die Verbrennung im Verbrennungsheizgerät 17. Daher, wenn das Verbrennungsgas a2 wieder zum Hauptstromrohr 29 zurückströmt, strömt das Verbrennungsgas a2 am Anschlusspunkt c2 mit der Frischluft a1', die am Anschlusspunkt c1 nicht abgezweigt worden ist, mit und wird wie vorstehend beschrieben zur Verbrennungsgas-Mischluft a3. Die Verbrennungsgas-Mischluft a3 wird als Einlassluft mit hoher Temperatur genutzt, die in das Motorgehäuse 3 einströmt.
  • Das Verbrennungsgas a2 enthält wie vorstehend beschrieben eine große Menge an Kohlendioxid. Wenn das Gas a2 am Anschlusspunkt c2 mit der Frischluft a1' mitströmt und zur Verbrennungsgas-Mischluft a3 wird, wird diese Verbrennungsgas-Mischluft a3 als Einlassluft mit hoher Temperatur genutzt, die in das Motorgehäuse 3 einströmt, wobei die Verbrennungsgas-Mischluft a3 eine große Menge an Kohlendioxid enthält. Ein Verbrennungsstatus des Verbrennungsheizgeräts 17 wird über einen Hauptprozessor gesteuert, der das Kernstück einer ECU 46 bildet, die ein Computer ist, namentlich eine elektronische Motorsteuereinheit. Wenn ein Kraftstoff-Luft-Verhältnis des Verbrennungsheizgeräts 17 durch diese Steuerung verändert wird, kann die Konzentration von Kohlendioxid frei eingestellt werden.
  • Das in Strömungsrichtung weiter hinten gelegene Anschlussrohr 27 ist ein Rohr, das den Kompressor 15a und den Einlasskrümmer 21 verbindet, und das in 1 gezeigte hat eine L-Form. Der Zwischenkühler 19 ist an einer Position nahe am Einlasskrümmer 21 angebracht.
  • (Abgassystem 7)
  • Auf der anderen Seite beginnt das Abgassystem 7 mit einem nicht abgebildeten Abgaskanal des Motorgehäuses 3 und endet mit einem Schalldämpfer 41. Das Abgassystem 7 umfasst verschiedene Strukturen einschließlich eines Abgaskrümmers 37, einer Turbine 15b eines Turboladers 15 und eines Katalysators 39, angebracht zwischen dem Abgaskanal und dem Schalldämpfer 41 an einem Abgasrohr 42, die zusammen das Abgassystem bilden. Das Abgas des Motors 1, das durch das Abgassystem 7 strömt, ist durch das Symbol a4 angedeutet.
  • (Katalysator 39)
  • Der Katalysator 39 verwendet einen NOx-Reduktionskatalysator im Magerbereich als enthaltenen Drei-Wege-Katalysator. Der Katalysator 39 ist eine Abgasreinigungsvorrichtung zur Säuberung der Abgase von Stickoxiden durch den Einsatz eines Reduktionsmittels wie Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid, wenn sich das Abgassystem in einem Zustand mit einer Atmosphäre mit einem bestimmten Sauerstoffüberschuss, das heißt in einem Magerzustand, befindet. Der NOx-Reduktionskatalysator im Magerbereich wird klassifiziert als sogenannter selektiv reduzierender Typ und Okklusions-Reduktionstyp und in dieser Ausführung wird ein NOx-Reduktionskatalysator im Magerbereich vom Okklusions-Reduktionstyp verwendet.
  • (Verbrennungsheizgerät 17)
  • Das Verbrennungsheizgerät 17 umfasst ein nicht abgebildetes Gebläse und einen Hauptprozessor (nachstehend „CPU" genannt) 47, der für die Steuerung des Betriebs des Verbrennungsheizgeräts 17 gedacht und separat von der ECU 46 vorgesehen ist. Auch in der ECU 46 ist eine nicht abgebildete CPU vorgesehen, und die CPU 47 befindet sich nicht unbedingt im Verbrennungsheizgerät 17, wenn das Verbrennungsheizgerät 17 durch die nicht abgebildete CPU in der ECU 46 gesteuert wird.
  • (ECU 46 und elektrisch daran angeschlossene Komponenten) Die ECU 46 ist elektrisch an verschiedene Sensoren wie beispielsweise einen Außenlufttemperatursensor, einen Verbrennungsgastemperatursensor, einen Drehzahlsensor und einen Wassertemperatursensor angeschlossen, die nicht abgebildet sind, und empfängt die von den Sensoren erkannten Werte als elektrische Signale. Die ECU 46 ist auch elektrisch an das Gebläse und an eine nicht abgebildete Kraftstoffpumpe über die CPU 47 angeschlossen, um diese anzutreiben und zu steuern.
  • Darüber hinaus werden ein Öffnungswinkel eines nicht abgebildeten Fahrpedals, eine Einlassmenge des Motors, das Starten oder Nichtstarten eines Anlassermotors und vergleichbare Signale als elektrische Signale in die ECU 46 eingespeist.
  • Die ECU 46 nimmt auf der Basis der jeweils eingegebenen Informationen eine allgemeine Abschätzung vor. Dann sendet die ECU 46 auf der Basis dieser Abschätzung ein Ausgangs-Steuersignal an das Verbrennungsheizgerät 17, um dessen Ausgang zu steuern.
  • Darüber hinaus ist die ECU 46 auch elektrisch an die Einspritzung 10 angeschlossen. Dementsprechend sendet die ECU 46 ein Ausgangssignal an die Einspritzung 10, um die Menge der Kraftstoffeinspritzung und den Einspritzzeitpunkt der Einspritzung 10 zu steuern.
  • Die CPU 47 des Verbrennungsheizgeräts 17 wird entsprechend der jeweiligen von den verschiedenen Sensoren erkannten Parameter betätigt, wodurch der Verbrennungszustand des Verbrennungsheizgeräts 17 gesteuert wird. Das bedeutet in anderen Worten, dass eine Größe und Kraft der Flammen, eine Temperatur und vergleichbare Eigenschaften des Verbrennungsheizgeräts 17 durch die CPU 47 gesteuert werden, um damit eine Temperatur des Abgases (Verbrennungsgases) des Verbrennungsheizgeräts 17 zu steuern.
  • Wenn die CPU 47 bestimmt, dass eine Reinigung von Stickoxiden durch den NOx-Reduktionskatalysator im Magerbereich 39 entsprechend der von den jeweiligen Sensoren erkannten Parameter erforderlich ist, steuert die CPU 47 den Verbrennungszustand des Verbrennungsheizgerät 17 genau, um dadurch die Größe und Kraft der Flammen, die Temperatur und vergleichbare Eigenschaften des Verbrennungsheizgeräts 17 im optimalen Zustand zu halten. Durch diese Steuerung des Verbrennungszustands des Verbrennungsheizgeräts 17 durch die CPU 47 verändert die CPU 47 die Temperatur des Verbrennungsgases des Verbrennungsheizgeräts 17 und eine Menge des im Verbrennungsgas enthaltenen Kohlendioxids. Das bedeutet in anderen Worten, dass die CPU 47 den Ausgang des Verbrennungsheizgeräts 17 steuert.
  • Der Ausdruck „dass eine Reinigung von Stickoxiden durch den NOx-Reduktionskatalysator im Magerbereich 39 erforderlich ist" bedeutet einen Zeitpunkt, zu dem bestimmte Bedingungen für die Reinigung von Stickoxiden erfüllt sind. Die bestimmte Bedingung bezieht sich auf den Zeitpunkt, zu dem der NOx-Reduktionskatalysator im Magerbereich 39 aktiviert wird und auch die im NOx-Reduktionskatalysator im Magerbereich okkludierten Stickoxide gereinigt werden (beispielsweise nach einer bestimmten Betriebsdauer). Um den NOx-Reduktionskatalysator im Magerbereich 39 zu aktivieren, muss die Temperatur des Katalysators selbst um einige Grad erhöht werden.
  • Deshalb muss, wenn die Reinigung von Stickoxiden durch den NOx-Reduktionskatalysator im Magerbereich 39 erforderlich ist, die Temperatur des NOx-Reduktionskatalysator im Magerbereich 39 einen Temperaturbereich erreichen, der hoch genug ist, um den Katalysator 39 zu aktivieren.
  • Auf der anderen Seite sind die in den Ablaufschemata in 2 und 3 dargestellten Steuerungsvorgänge in einem nicht abgebildeten Arbeitsspeicher RAM der ECU 46 gespeichert.
  • Als Nächstes werden die jeweiligen Steuerungsvorgänge anhand der Ablaufschemata beschrieben.
  • (Ablaufschema für die Steuerung des Ausgangs des Verbrennungsheizgeräts)
  • Das Ablaufschema aus 2 zeigt einen Ausgangs-Steuerungsvorgang des Verbrennungsheizgeräts.
  • Der Steuerungsvorgang umfasst die Schritte 101 bis 108. Alle nachstehend beschriebenen Prozessschritte einschließlich der Prozessschritte eines Steuerungsvorgangs, der im Ablaufschema aus 3 dargestellt ist, werden durch die ECU 46 ausgeführt. Die Prozessschritte werden durch den vorgestellten Buchstaben S bezeichnet, beispielsweise als S101.
  • Wenn ein Prozess nach dem Starten des Motors auf diesen Steuerungsvorgang umschaltet, wird zuerst in Schritt S101 bestimmt, ob sich der Motor 1 in einem Betriebszustand befindet, in dem die Betätigung des Verbrennungsheizgeräts 17 erforderlich ist, oder nicht. Diese Bestimmung wird unter Verwendung eines der Faktoren durchgeführt, die als Maß für die Entscheidung verwendet werden, ob das Verbrennungsheizgerät 17 betätigt werden soll. In dieser Ausführung wird beispielsweise eine Temperatur THW eines Motor-Kühlwassers als Faktor verwendet. Es wird in Schritt 5101 bestimmt, ob die Temperatur THW des Motor-Kühlwassers niedriger als eine festgelegte Temperatur THW1 ist, die der mit der Temperatur THW zu vergleichende Wert ist. In diesem Fall wird die Bestimmung durch eine Ungleichung „THW < THW1 ?" dargestellt. Wenn das Ergebnis der Bestimmung in S101 negativ ist, wird der Prozess mit Schritt S102 fortgesetzt und wenn das Ergebnis der Bestimmung positiv ist, wird der Prozess mit Schritt S104 fortgesetzt. Der Betriebszustand des Motors, der eine Betätigung des Verbrennungsheizgeräts 17 erforderlich macht, kann beispielsweise bei kaltem Wetter oder extrem kaltem Wetter darin bestehen, dass der Motor 1 direkt nach dem Start des Motors 1 betrieben wird, eine Wärmeabgabemenge des Motors selbst klein ist oder eine vom Kühlwasser empfangene Wärmemenge durch die geringe Wärmeabgabemenge des Motors 1 selbst klein ist.
  • Wenn das Ergebnis der Bestimmung in S101 negativ ist, bedeutet das, dass die Temperatur THW des Kühlwassers höher als die festgelegte Temperatur THW1 ist und deshalb der Motor 1 in einem Betriebszustand ist, der keine Betätigung des Verbrennungsheizgeräts 17 erfordert. Deshalb wird im anschließenden Schritt S102 ein Wert für einen Verbrennungsheizgerät-Betätigungsmerker F auf „0" gesetzt. Anschließend wird in Schritt S103 ein Ausgangswert W des Verbrennungsheizgeräts 17 auf 0 (Null) gesetzt und der Steuerungsvorgang beendet.
  • Auf der anderen Seite sind die Schritte S104 und folgende für den Fall der Betätigung des Verbrennungsheizgeräts 17 und für die Bestimmung des Grades des Ausgangs des Verbrennungsheizgeräts 17 vorgesehen.
  • In Schritt S104 wird bestimmt, ob die Temperatur THW des Motor-Kühlwassers niedriger als ein festgelegter Wert THW2 ist, indem eine Ungleichung „THW < THW2 ?" verwendet wird. Die festgelegte Temperatur THW2 ist eine Temperatur, die auf einen niedrigeren Wert als die vorher erwähnte festgelegte Temperatur THW1 gesetzt wurde.
  • Wenn das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S104 positiv ist, wird der Prozess mit Schritt S105 fortgesetzt, und wenn das Ergebnis der Bestimmung negativ ist, wird der Prozess mit Schritt S106 fortgesetzt.
  • Wenn das Ergebnis der Bestimmung in S104 positiv ist, bedeutet das, dass die Temperatur THW des Kühlwassers noch niedriger als die festgelegte Temperatur THW2 ist, die auf einen niedrigeren Wert als die festgelegte Temperatur THW1 gesetzt wurde. Wenn das Ergebnis der Bestimmung in S104 negativ ist, bedeutet das, dass die Temperatur THW des Kühlwassers niedriger als die festgelegte Temperatur THW1 aber gleichzeitig höher als die festgelegte Temperatur THW2 ist.
  • Aus diesem Grund ist die positive Bestimmung eine Bestimmung für die Erhöhung des Ausgangswerts des Verbrennungsheizgeräts 17 und die verneinende Bestimmung eine Bestimmung für die Verringerung des Ausgangswerts des Verbrennungsheizgeräts 17.
  • In Schritt S105, zu dem der Prozess bei positiver Bestimmung von Schritt S104 weitergegangen ist, wird der Wert für den Verbrennungsheizgerät-Betätigungsmerker F auf „2" und im nächsten Schritt S107 der Ausgangswert W des Verbrennungsheizgeräts 17 auf einen hohen Ausgangswert „Hi" gesetzt. Anschließend wird dieser Steuerungsvorgang beendet.
  • In Schritt S106, zu dem der Prozess bei verneinender Bestimmung von Schritt S104 weitergegangen ist, wird der Wert für den Verbrennungsheizgerät-Betätigungsmerker F auf „1" und im nächsten Schritt S108 der Ausgangswert W des Verbrennungsheizgeräts 17 auf einen niedrigeren Ausgangswert „Lo" gesetzt. Anschließend wird dieser Steuerungsvorgang beendet.
  • Durch den vorstehend beschriebenen Ausgangs-Steuerungsvorgang des Verbrennungsheizgeräts erfolgt die Ausgangs-Steuerung des Verbrennungsheizgeräts 17 mit drei Stufen, das heißt, der Ausgang des Verbrennungsheizgeräts 17 wird auf 0 gesetzt, der Ausgang des Verbrennungsheizgeräts 17 wird auf einen niedrigen Wert gesetzt und der Ausgang des Verbrennungsheizgeräts 17 wird auf einen hohen Wert gesetzt, auf der Basis der Temperatur THW des Motor-Kühlwassers und in der Reihenfolge von einer hohen zu einer niedrigen Temperatur THW.
  • (Ablaufschema eines Kraftstoffeinspritzzeitpunkt-Steuerungsvorgangs durch die Einspritzung 10)
  • Anschließend wird unter Verweis auf das Ablaufschema aus 3 der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt-Steuerungsvorgang zur Bestimmung eines Kraftstoffeinspritzzeitpunkts θ durch die Einspritzung 10 beschrieben. Der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt θ wird durch einen Drehwinkel einer Kurbelwelle, das heißt einen Kurbelwellenwinkel, dargestellt und als ein Winkel vor dem oberen Totpunkt ausgedrückt.
  • Der Steuerungsvorgang umfasst die Schritte 201 bis 206.
  • In Schritt S201 wird zuerst bestimmt, ob der Wert für den unter Verweis auf 2 beschriebenen Verbrennungsheizgerät-Betätigungsmerker F auf „0 (Null)" gesetzt ist. Das bedeutet in anderen Worten, dass dargestellt durch eine Gleichung „F = 0 ?" bestimmt wird, ob in dem in 2 dargestellten Ausgangs-Steuerungsvorgang des Verbrennungsheizgeräts die Bestimmung der Einstellung des Ausgangs des Verbrennungsheizgeräts 17 auf 0 (Null) erfolgt ist. Wenn das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S201 negativ ist, wird der Prozess mit Schritt S202 fortgesetzt, und wenn das Ergebnis der Bestimmung positiv ist, wird der Prozess mit Schritt S204 fortgesetzt.
  • In Schritt S204 wird, wenn der Ausgang des Verbrennungsheizgeräts 17 auf 0 gesetzt ist, ein Korrekturwert für den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt angezeigt. Dieser Korrekturwert wird mit dem Referenzsymbol θA bezeichnet. Der Korrekturwert θA ist ein Wert, der eine Winkelvorwärtsverlagerung bezeichnet, die zu einem Referenz-Kraftstoffeinspritzzeitpunkt θ0 hinzuzufügen ist, der ein Referenzzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung ist, um einen optimalen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt in Bezug auf den Betriebszustand des Verbrennungsheizgeräts 17 zu erhalten. Der Referenz-Kraftstoffeinspritzzeitpunkt θ0 wird in mathematischen Verfahren wie einem nicht abgebildeten eigenen Kennfeld oder einem vergleichbaren Verfahren erhalten und unter Verwendung einer Motorlast oder einer Motordrehzahl berechnet.
  • Dementsprechend kann der Korrekturwert θA als Einspritzwinkelvorwärtsverlagerungs-Korrekturgröße θA ausgedrückt werden.
  • Dementsprechend ergibt sich der endgültige Kraftstoffeinspritzzeitpunkt θ unter Beachtung des Einspritzwinkelvorwärtsverlagerungs-Korrekturwerts θA durch Anwendung der folgenden Gleichung (1). Dieser Prozess wird in dem an Schritt S204 anschließenden Schritt S206 durchgeführt. θ – θ0 + θA ....... (1)
  • Ein Grundkonzept der Einspritzwinkelvorwärtsverlagerungs-Korrekturgröße θA aus Schritt S204 entspricht dem Grundkonzept der Einspritzwinkelvorwärtsverlagerungs-Korrekturgröße θA, das nachstehend für die Schritte S203 und S205 beschrieben wird, aber ein Korrekturwert des Einspritzwinkelvorwärtsverlagerungs-Korrekturwerts θA unterscheidet sich in drei Schritten S204, S203 und S205. Details siehe Beschreibungen der Schritte S203 beziehungsweise S205.
  • Wie vorstehend beschrieben, ist der Ausgang des Verbrennungsheizgeräts 17 gleich 0, wenn das Ergebnis der Bestimmung in S201 positiv ist, und aus diesem Grunde ist in S204 die Durchführung der Korrektur durch den Einspritzwinkelvorwärtsverlagerungs-Korrekturwert θA nicht erforderlich. Dadurch ist der Korrekturwert gleich „0 (Null)" und der Einspritzwinkelvorwärtsverlagerungs-Korrekturwert θA ist gleich 0. Dieser Sachverhalt wird durch das Symbol „θA – 0" ausgedrückt. Der Prozess wird bei Schritt S206 nach Schritt S204 fortgesetzt.
  • In Schritt S202, wohin der Prozess gesprungen ist, wenn das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S201 negativ ist, wird bestimmt, ob der Verbrennungsheizgerät-Betätigungsmerker F auf „1" gesetzt ist. Das bedeutet in anderen Worten, dass dargestellt durch eine Gleichung „F = 1 ?" bestimmt wird, ob in dem in 2 dargestellten Ausgangs-Steuerungsvorgang des Verbrennungsheizgeräts 17 die Bestimmung der Einstellung des Ausgangs des Verbrennungsheizgeräts 17 auf die Stufe Lo erfolgt ist. Wenn die Bestimmung in Schritt S202 positiv ist, das heißt, wenn die Bestimmung ergibt, dass der Ausgang des Verbrennungsheizgeräts 17 auf der Stufe Lo steht, wird der Prozess mit Schritt S203 fortgesetzt. Wenn das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S202 negativ ist, das heißt, wenn die Bestimmung ergibt, dass der Ausgang des Verbrennungsheizgeräts 17 auf der Stufe Hi steht, wird der Prozess mit Schritt S205 fortgesetzt.
  • In Schritt S203 ist der Korrekturwert für den Einspritzwinkelvorwärtsverlagerungs-Korrekturwert θA gleich „B", wenn der Ausgang des Verbrennungsheizgeräts 17 auf der Stufe Lo steht. Dieser Inhalt wird durch das Symbol „θA – B" ausgedrückt. Der Prozess wird bei Schritt S206 nach Schritt S203 fortgesetzt.
  • In Schritt S205 ist der Korrekturwert für den Einspritzwinkelvorwärtsverlagerungs-Korrekturwert θA gleich „A", wenn der Ausgang des Verbrennungsheizgeräts 17 auf der Stufe Hi steht. Dieser Inhalt wird durch das Symbol „θA – A" ausgedrückt. Der Prozess wird bei Schritt S206 nach Schritt S205 fortgesetzt.
  • Der in Schritt S203 beschriebene Korrekturwert B und der in Schritt S205 beschriebene Korrekturwert A sind positive Werte. Die Korrekturwerte A und B stehen miteinander im Verhältnis B < A. Zusätzlich zu diesem Verhältnis B < A kann festgestellt werden, wenn berücksichtigt wird, dass der Einspritzwinkelvorwärtsverlagerungs-Korrekturwert θA gleich 0 ist, sofern das Verbrennungsheizgerät 17 angehalten ist und damit der Ausgang des Verbrennungsheizgeräts 17 wie vorstehend beschrieben gleich 0 ist, dass der Korrekturwert θA proportional zum Ausgang des Verbrennungsheizgeräts 17 ist, in anderen Worten, dass der Korrekturwert entsprechend des Ausgangs des Verbrennungsheizgeräts 17 erhöht oder verringert wird.
  • In Schritt S206 wird ein Kraftstoffeinspritzzeitpunkt θ in drei Stufen bestimmt, namentlich wenn der Ausgang des Verbrennungsheizgeräts 17 auf 0 gestellt ist, wenn er auf die niedrige Stufe Lo gestellt ist und wenn er auf die hohe Stufe Hi gestellt ist, und dann wird der Ablauf beendet.
  • Aus dem Ablaufschema für den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt-Steuerungsvorgang aus 3 ist ersichtlich, dass der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt θ abhängig vom Fall unterschiedlich ist, das heißt, wenn der Ausgang des Verbrennungsheizgeräts 17 auf 0 gestellt ist, wenn er auf die niedrige Stufe Lo gestellt ist und wenn er auf die hohe Stufe Hi gestellt ist. Darüber hinaus ist klar, dass der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt θ gleich dem Referenz-Kraftstoffeinspritzzeitpunkt θ0 ist, wenn der Ausgang des Verbrennungsheizgeräts 17 auf 0 gestellt ist, dass der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt θ um B vorgezogen wird, wenn der Ausgang des Verbrennungsheizgeräts 17 auf die niedrige Stufe Lo gestellt ist und dass der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt θ um A vorgezogen wird, wenn der Ausgang des Verbrennungsheizgeräts 17 auf die hohe Stufe Hi gestellt ist. Insbesondere wird, außer wenn der Ausgang des Verbrennungsheizgeräts 17 auf 0 gestellt ist, der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt θ vom Referenz-Kraftstoffeinspritzzeitpunkt θ0 vorgezogen, wenn der Ausgang des Verbrennungsheizgeräts 17 auf die niedrige Stufe Lo und wenn der Ausgang des Verbrennungsheizgeräts 17 auf die hohe Stufe Hi gestellt ist. Das bedeutet in anderen Worten, dass, wenn der Ausgang des Verbrennungsheizgeräts 17 erhöht wird, der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt θ vorgezogen wird.
  • (Betrieb und Wirkung der Ausführung)
  • Als Nächstes werden der Betrieb und die Wirkungen des Motors 1 entsprechend der Ausführung beschrieben.
  • Im Motor 1 wird ein Kraftstoffeinspritzzeitpunkt θ abhängig von einem Betriebszustand (Ausgangszustand) des Verbrennungsheizgeräts 17 gesteuert. Aus diesem Grund wird, falls die Verbrennungsreaktion durch eine Einstellung des Kraftstoffeinspritzpunkts gefördert wird, wenn das vom Verbrennungsheizgerät ausgestoßene Verbrennungsgas, das eine große Menge von Kohlendioxid enthält, in den Hauptstrom 29, der das Einlasssystem des Motors 1 darstellt, eingeleitet wird, dieses Verbrennungsgas zu der für die Verbrennung des Motors genutzten Einlassluft, aber selbst in diesem Fall können die in dem vom Motor 1 ausgestoßenen Abgas enthaltenen Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid reduziert werden.
  • Im Besonderen wird bei der Erhöhung des Ausgangs des Verbrennungsheizgeräts 17 der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt θ vorgezogen. Dadurch wird bei der Erhöhung des Ausgangs des Verbrennungsheizgeräts 17 die Kraftstoffeinspritzung in die Zylinder früher durchgeführt und dementsprechend wird eine Geschwindigkeit der Verbrennung in den Zylindern erhöht, wodurch die Oxidationsreaktion erleichtert wird. Dadurch werden im Abgas des Motors 1 enthaltene Mengen von Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid im Vergleich zu den Mengen bei einem kleineren Ausgang reduziert.
  • Darüber hinaus ist der NOx-Reduktionskatalysator im Magerbereich 39 im Abgassystem 7 enthalten. Damit werden die im Abgas enthaltenen Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid als Reduktionsmittel des NOx-Reduktionskatalysators im Magerbereich 39 verwendet. Im Ergebnis können die Mengen der im Abgas enthaltenen Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid weiter verringert werden und zusätzlich dazu kann die Menge der im Abgas enthaltenen Stickoxide reduziert werden.
  • 4, 5 und 6 zeigen Diagramme, in denen der Fall, dass der Ausgang des Verbrennungsheizgeräts 17 auf 0 gestellt ist, hinsichtlich der Unterschiede bei den erzeugten Mengen von Stickoxiden, Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid mit dem Fall verglichen wird, dass der Ausgang des Verbrennungsheizgeräts 17 auf den hohen Ausgang Hi gestellt ist. Eine durchgezogene Linie in allen Diagrammen zeigt den Fall, dass der Ausgang des Verbrennungsheizgeräts 17 auf 0 gestellt ist, während eine gestrichelte Linie den Fall anzeigt, dass der Ausgang des Verbrennungsheizgeräts 17 auf den hohen Ausgang Hi gestellt ist.
  • Darüber hinaus zeigen die Diagramme in den 4, 5 beziehungsweise 6 die Gehalte von Kohlenwasserstoffen, Kohlenmonoxid und Stickoxiden in dem aus dem nicht abgebildeten Auspuff ausgestoßenen Abgas. In jeder Abbildung bezeichnet eine senkrechte Achse eine Menge der jeweiligen erzeugten Substanz, während die waagerechte Achse den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt bezogen auf den Kurbelwellenwinkel anzeigt. Ein auf der waagerechten Achse aufgetragener numerischer Wert ist der Kurbelwellenwinkel und der numerische Wert 0 bezeichnet den oberen Totpunkt. Dadurch bedeutet in der Abbildung eine Verlagerung nach rechts eine Vorverlagerung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts und eine Verlagerung nach links eine Zurückverlagerung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts.
  • Anhand der Diagramme 4 und 5 können folgende Aussagen gemacht werden. In den 4 und 5 sind die mit den gestrichelten Linien dargestellten Mengen von erzeugten Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid, die den Fall zeigen, dass der Ausgang des Verbrennungsheizgeräts 17 auf den hohen Ausgang Hi gestellt ist, größer als die mit den durchgezogenen Linien dargestellten Mengen, die den Fall zeigen, dass der Ausgang des Verbrennungsheizgeräts 17 in den 4 und 5 auf 0 gestellt ist. Trotzdem werden mit Vorwärtsverlagerung des Kurbelwellenwinkels die Gehalte an Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid proportional gesenkt. Das bedeutet in anderen Worten, dass Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid umso stärker abgesenkt werden, je weiter die Vorwärtsverlagerung des Winkels ist.
  • Darüber hinaus ist aus 6 ersichtlich, dass ein mit der gestrichelten Linie dargestellter Gehalt von Stickoxiden, die den Fall zeigt, dass der Ausgang des Verbrennungsheizgeräts 17 auf den hohen Ausgang Hi gestellt ist, kleiner als der mit der durchgezogenen Linie dargestellte Gehalt ist, die den Fall zeigt, dass der Ausgang des Verbrennungsheizgeräts 17 auf 0 gestellt ist, und dass Stickoxide extrem effektiv gereinigt werden.
  • Darüber hinaus strömt im Motor 1 durch Einleitung des vom Verbrennungsheizgerät 17 ausgestoßenen Verbrennungsgases a2 in das Einlassrohr 23 das Verbrennungsgas a2 mit der Frischluft a1' mit, die durch das Einlasssystem geströmt ist, und wird zur Verbrennungsgas-Mischluft a3, welche die Verbrennungswärme des Verbrennungsgases a2 besitzt. Aus diesem Grund ist es möglich, durch die Nutzung der Verbrennungswärme des Verbrennungsheizgeräts 17 die Erwärmung des Motors zu erleichtern und die Wirkung der Fahrzeuginnenraumheizung zu verbessern.
  • Das Verbrennungsheizgerät 17 stößt das Verbrennungsgas aus, das grundsätzlich wenig Rauch enthält, das heißt, dass das Gas keinen Kohlenstoff enthält, und das Verbrennungsgas enthält eine hohe Konzentration von Kohlendioxid. Aus diesem Grund besteht beim Einsaugen des Verbrennungsgases in die Zylinder des Motors 1 kein Problem mit der Verursachung von Verschleiß oder Korrosion am Motor und die Lebensdauer des Motors kann im Vergleich zu einem EGR-System, ein konventionelles bekanntes System zur Reduktion von NOx, verlängert werden. Darüber hinaus können Stickoxide auch dann reduziert werden, wenn die Wassertemperatur niedrig ist.
  • Darüber hinaus hat Kohlendioxid selbst die Eigenschaft, Rauch zu unterdrücken. Dies hat folgenden Grund: Da der durch Wärme-Dissoziierung des Kohlendioxid erzeugte Sauerstoff (nach CO2 – 2 CO + O2 bei einer Umgebungstemperatur von 1400°C) den Ruß wieder verbrennt und den durch Kohlendioxid erzeugten Kohlenstoff oxidiert (nach CO2 + C – 2CO) kann Rauch selbst bei hoher Motorlast der Brennkraftmaschine unterdrückt werden.
  • Beim Dieselmotor ist der Wärmeverlust in das Kühlsystem durch einen geringen Kraftstoffverbrauch grundsätzlich gering. Aus diesem Grund ist das Erwärmungsverhalten des Motors beim Dieselmotor eher schlechter, selbst bei normalen Temperaturen. Trotzdem kann bei Betätigung des Verbrennungsheizgeräts 17, wenn eine solche Betätigung erforderlich ist, das Erwärmungsverhalten stark verbessert werden. Als Ergebnis können die Emissionen während des Erwärmens deutlich verbessert werden. Darüber hinaus kann auch die Abgaswärme des Verbrennungsheizgeräts 17 im Motorgehäuse 3 rückgewonnen werden. Aus diesem Grund wird die vom Kühlwasser an der Seite der Brennkraftmaschine aufgenommene Wärme erhöht, wodurch eine Leistung einer Heizung verbessert wird.
  • Darüber hinaus sind der Luftversorgungsdurchlass 33 und der Verbrennungsgasausstoßdurchlass 35 des Verbrennungsheizgeräts 17 nicht direkt zur Atmosphäre hin geöffnet. Dadurch kann die Geräuschentwicklung reduziert werden.

Claims (7)

  1. Eine Dieselbrennkraftmaschine (1) mit einem Verbrennungsheizgerät (17) zum Einleiten eines Brennstoffgases in ein Einlasssystem (5) der Dieselbrennkraftmaschine; dadurch gekennzeichnet, dass ein Kraftstoffeinspritzzeitpunkt (θ) eines Kraftstoffeinspritzsystems (10) der Dieselbrennkraftmaschine (1) in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des Verbrennungsheizgeräts (17) gesteuert wird.
  2. Eine Dieselbrennkraftmaschine (1) mit einem Verbrennungsheizgerät (17) nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt (θ) nach vorne verschoben wird, wenn ein Ausgang des Verbrennungsheizgeräts (17) erhöht wird.
  3. Eine Dieselbrennkraftmaschine (1) mit einem Verbrennungsheizgerät (17) nach Anspruch 2; dadurch gekennzeichnet, dass ein Wert (W) eines Ausgangs des Verbrennungsheizgeräts (17) durch Vergleich einer Motor-Kühlwassertemperatur (THW) mit einer festgelegten Temperatur (THW1, THW2) bestimmt wird.
  4. Eine Dieselbrennkraftmaschine (1) mit einem Verbrennungsheizgerät (17) nach Anspruch 3; dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt (θ) in Abhängigkeit von einer Größe des Ausgangs des Verbrennungsheizgeräts (17) bestimmt wird.
  5. Eine Dieselbrennkraftmaschine (1) mit einem Verbrennungsheizgerät (17) nach Anspruch 4; dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt (θ) auf der Basis eines Referenz-Kraftstoffeinspritzzeitpunkts (θ0), der ein Referenzzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung ist, und eines Korrekturwerts (A, B) bestimmt wird, der einen Wert einer zum Referenz-Kraftstoffeinspritzzeitpunkt (80) zu addierenden Winkelverschiebung angibt.
  6. Eine Dieselbrennkraftmaschine (1) mit einem Verbrennungsheizgerät (17) nach Anspruch 5; dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturwert (A, B) in Abhängigkeit von der Größe des Ausgangs des Verbrennungsheizgeräts (17) erhöht oder vermindert wird.
  7. Eine Dieselbrennkraftmaschine (1) mit einem Verbrennungsheizgerät (17) nach Anspruch 6; dadurch gekennzeichnet, dass ein NOx-Reduktionskatalysator im Magerbereich (39) in einem Abgassystem (7) der Dieselbrennkraftmaschine (1) vorgesehen ist.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69813459T2 (de) * 1997-11-18 2004-02-12 Toyota Jidosha K.K., Toyota Regelungsanlage eines Verbrennungsgeräts für eine Brennkraftmaschine
DE69816579T2 (de) * 1997-12-19 2004-06-03 Toyota Jidosha K.K., Toyota Brennkraftmaschine mit NOx-Katalysator für Magergemischverbrennung
US6260545B1 (en) * 1998-06-15 2001-07-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine having combustion heater
US7769526B2 (en) * 2007-08-21 2010-08-03 Gm Global Technology Operations, Inc. Diesel transient combustion control based on intake carbon dioxide concentration
JP6499951B2 (ja) * 2015-09-25 2019-04-10 日立オートモティブシステムズ株式会社 エンジンシステムの制御装置
CN112682228B (zh) * 2020-12-31 2022-04-01 清华大学 一种旁路进气加热装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2290300A (en) * 1940-01-08 1942-07-21 Stewart Warner Corp Automobile heater
FR1497428A (fr) * 1966-10-25 1967-10-06 Daimler Benz Ag Procédé et équipement pour le fonctionnement d'un moteur diesel avec turbo-compresseur à gaz d'échappement
US3960121A (en) * 1971-06-16 1976-06-01 Backus Devices, Incorporated Engine combustion system
US4122679A (en) * 1973-08-10 1978-10-31 Societe D'etudes De Machines Thermiques Method and means for pre-heating the intake air of a supercharged, low-compression ratio diesel engine when operating at low load
DE2706696C2 (de) * 1977-02-17 1982-04-29 Mtu Motoren- Und Turbinen-Union Friedrichshafen Gmbh, 7990 Friedrichshafen Verfahren zum Anlassen der Brennkammer einer Brennkraftmaschine
JPS5925871B2 (ja) * 1977-02-21 1984-06-21 株式会社豊田中央研究所 定常燃焼機関
GB1595060A (en) * 1977-11-30 1981-08-05 Lucas Industries Ltd Air heater system
FR2531144A1 (fr) * 1982-07-27 1984-02-03 Scoma Energie Procede et alimentation de moteur a combustion interne et moteur faisant application de ce procede
JPS60244614A (ja) * 1984-05-18 1985-12-04 Diesel Kiki Co Ltd 自動車用空調装置
JPS6246708A (ja) * 1985-08-23 1987-02-28 Isuzu Motors Ltd 急速暖房器の制御装置
JPH0633755B2 (ja) * 1985-09-30 1994-05-02 いすゞ自動車株式会社 暖機装置
JPS6299414U (de) * 1985-12-12 1987-06-24
JPH07115582B2 (ja) * 1986-11-13 1995-12-13 いすゞ自動車株式会社 車両用暖房装置
JPS63127011A (ja) * 1986-11-15 1988-05-30 Isuzu Motors Ltd 燃焼器の制御装置
DE3726164A1 (de) * 1987-08-06 1989-02-16 Daimler Benz Ag Einrichtung zum anheben der abgastemperatur eines dieselmotors auf die abbrenntemperatur eines in der abgasleitung angeordneten russabbrennfilters
JPH01159445A (ja) * 1987-12-16 1989-06-22 Nippon Denso Co Ltd ディーゼル機関の制御装置
FR2703830B1 (fr) * 1993-04-08 1997-07-04 Motorola Semiconducteurs Ensemble à transistor de commutation.
JPH09228882A (ja) * 1996-02-23 1997-09-02 Hino Motors Ltd 予混合圧縮着火式エンジン
DE69816579T2 (de) * 1997-12-19 2004-06-03 Toyota Jidosha K.K., Toyota Brennkraftmaschine mit NOx-Katalysator für Magergemischverbrennung

Also Published As

Publication number Publication date
EP0953742B1 (de) 2003-06-18
JPH11311145A (ja) 1999-11-09
EP0953742A3 (de) 2000-05-31
US6119660A (en) 2000-09-19
JP3577946B2 (ja) 2004-10-20
EP0953742A2 (de) 1999-11-03
DE69908858D1 (de) 2003-07-24

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