DE69917405T2 - Brennkraftmaschine - Google Patents

Brennkraftmaschine Download PDF

Info

Publication number
DE69917405T2
DE69917405T2 DE69917405T DE69917405T DE69917405T2 DE 69917405 T2 DE69917405 T2 DE 69917405T2 DE 69917405 T DE69917405 T DE 69917405T DE 69917405 T DE69917405 T DE 69917405T DE 69917405 T2 DE69917405 T2 DE 69917405T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
amount
air
combustion
fuel ratio
fuel
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
DE69917405T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69917405D1 (de
Inventor
Masato Toyota-shi Aichi-ken Gotoh
Shizuo Toyota-shi Aichi-ken Sasaki
Kouji Toyota-shi Aichi-ken Yoshizaki
Takekazu Toyota-shi Aichi-ken Ito
Hiroki Toyota-shi Aichi-ken Murata
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota 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
Priority claimed from JP10281213A external-priority patent/JP3063744B2/ja
Priority claimed from JP29538198A external-priority patent/JP3424569B2/ja
Priority claimed from JP32101598A external-priority patent/JP3409717B2/ja
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Application granted granted Critical
Publication of DE69917405D1 publication Critical patent/DE69917405D1/de
Publication of DE69917405T2 publication Critical patent/DE69917405T2/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
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D21/00—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas
    • F02D21/06—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air
    • F02D21/08—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air the other gas being the exhaust gas of engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/025—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining temperatures inside the cylinder, e.g. combustion temperatures
    • 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
    • F02D41/0215—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with elements of the transmission
    • F02D41/023—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with elements of the transmission in relation with the gear ratio shifting
    • 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
    • F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/32—Air-fuel ratio control in a diesel engine
    • 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
    • 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
    • F02M26/06—Low pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust downstream of the turbocharger turbine and reintroduced into the intake system upstream of the compressor
    • 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
    • F02M26/14—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system
    • F02M26/15—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system in relation to engine exhaust purifying apparatus
    • 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
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23—Layout, e.g. schematics

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)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine, bei der ein Inert-Gas einer Brennkammer so zugeführt wird, dass eine Verbrennung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 durchgeführt wird.
  • 2. BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
  • Bei einer üblichen Brennkraftmaschine, z. B. einem Dieselmotor, wird zur Verhinderung der NOx-Erzeugung ein Motorabgaskanal und ein Motoransaugkanal mittels einer Abgasrückführung verbunden (im Folgenden als EGR (Exhaust Gas Recirculation) Abgasrückführung bezeichnet), sodass das Abgas, d. h. EGR-Gas in den Motoransaugkanal über die EGR-Rückführung zurückgeführt wird. Da in diesem Fall das EGR-Gas eine relativ große spezifische Wärme aufweist, kann es eine entsprechend große Wärmemenge absorbieren, wodurch eine Verbrennungstemperatur in der Verbrennungskammer vermindert wird, wenn die Menge des EGR-Gases erhöht wird, d. h. ein Anteil des EGR (EGR-Gasmenge/(EGR-Gasmenge plus Ansaugluftmenge)) wird erhöht. Wenn die Verbrennungstemperatur vermindert wird, wird die erzeugte NOx-Menge vermindert, sodass, je mehr der EGR-Betrag erhöht wird, die erzeugte NOx-Menge vermindert wird.
  • Wie oben erwähnt, ist es bekannt, dass die erzeugte NOx-Menge vermindert werden kann, wenn der EGR-Betrag erhöht wird. In dem Fall jedoch, in dem der EGR-Betrag erhöht wird, wird, wenn der EGR-Betrag eine bestimmte Grenze überschreitet, Ruß erzeugt, d. h. der Rauch nimmt plötzlich zu. Hinsichtlich dieses Punktes wurde bisher angenommen, dass der Rauch unbegrenzt zunimmt, wenn der EGR-Betrag weiter erhöht wird, sodass man angenommen hat, dass der EGR-Betrag, bei dem der Rauch plötzlich zunimmt, der maximal mögliche Grenz-EGR-Betrag ist.
  • Entsprechend wurde der EGR-Betrag üblicherweise innerhalb eines Bereichs definiert, indem er nicht die maximal erlaubte Grenze überschritt. Die maximal erlaubte Grenze des EGR-Betrags ist jedoch entsprechend eines Motortyps und eines Kraftstoffs sehr unterschiedlich und liegt in einem Bereich von etwa 30% bis 50%. Somit ist bei einem üblichen Dieselmotor der EGR-Betrag innerhalb eines Bereichs von etwa 30% bis 50% maximal begrenzt.
  • Wie oben erwähnt, wurde bisher angenommen, dass es in Bezug auf den EGR-Betrag einen maximalen Grenzbetrag gab, sodass der EGR-Betrag innerhalb des Bereichs definiert wurde, der nicht den maximalen Grenzbetrag überschritt, sodass die erzeugte NOx-Menge und der Rauch so gering wie möglich waren. Auch wenn der EGR-Betrag so definiert wurde, dass die erzeugte NOx-Menge und der Rauch so gering wie möglich waren, so hatte jedoch die Verminderung der erzeugten NOx-Menge und des Rauchs eine Grenze, sodass tatsächlich immer noch eine entscheidende NOx-Menge und Rauch erzeugt wurden.
  • Bei der Untersuchung der Verbrennung in einem Dieselmotor hat man jedoch entdeckt, dass, wenn man den EGR-Betrag größer als die erlaubte Grenze machte, der Rauch plötzlich, wie oben erwähnt, zunahm, die erzeugte Rauchmenge jedoch einen Spitzenwert erreichte, und wenn man den EGR-Betrag über den Spitzenwert erhöhte, sich der Rauch plötzlich verminderte. Wenn man den EGR-Betrag auf einen Wert von 70% oder mehr beim Leerlaufbetrieb einstellt und das EGR-Gas stark abkühlt, wird der Rauch im Wesentlichen 0, d. h. es wird kaum Ruß erzeugt, wenn man den EGR-Betrag auf einen Wert von 55% oder mehr einstellt. Weiter wurde herausgefunden, dass die erzeugte NOx-Menge zu diesem Zeitpunkt sehr klein ist. Aufgrund dieser Erkenntnis wurden Überlegungen angestellt, warum kein Ruß erzeugt wird, und als Ergebnis wurde ein neues Verbrennungssystem konstruiert, bei dem gleichzeitig die Rußerzeugung und die NOx-Erzeugung vermindert werden können. Das neue Verbrennungssystem wird im Einzelnen weiter unten beschrieben. D. h., es basiert auf einem Prinzip, das das Wachstums eines Kohlenwasserstoffs in der Mitte zur Bildung des Rußes unterbrochen wird.
  • D. h., man hat aus Versuchen und Forschung herausgefunden, dass das Wachstum des Kohlenwasserstoffs in der Mitte des Schritts zur Rußbildung unterbrochen wird, wenn die Temperatur des Kraftstoffs und des umgebenden Gases bei der Verbrennung in der Verbrennungskammer gleich oder niedriger als eine bestimmte Temperatur ist, und dass der Kohlenwasserstoff plötzlich Ruß bildet, wenn die Temperatur des Kraftstoffs und des umgebenden Gases eine bestimmte Temperatur erreicht. In diesem Fall wird die Temperatur des Kraftstoffs und des umgebenden Gases in hohem Maße durch einen endothermen Effekt des den Kraftstoff umgebenden Gases zum Zeitpunkt der Verbrennung des Kraftstoffs beeinflusst, sodass es möglich ist, die Temperatur des Kraftstoffs und des umgebenden Gases durch Einstellen der absorbierten Wärmemenge des den Kraftstoff umgebenden Gases entsprechend der zum Zeitpunkt der Verbrennung erzeugten Menge zu steuern.
  • Wenn man die Temperatur des Kraftstoffs und des umgebenden Gases zum Zeitpunkt der Verbrennung innerhalb der Verbrennungskammer auf einem Niveau gleich oder weniger als die Temperatur, bei der das Wachstum des Kohlenwasserstoffs auf halbem Wege abbricht, hält, wird kein Ruß erzeugt, sodass es möglich ist, die Temperatur des Kraftstoffs und des umgebenden Gases zum Zeitpunkt der Verbrennung in der Verbrennungskammer auf einem Niveau gleich oder weniger als die Temperatur zu halten, bei der das Kohlenwasserstoffwachstum unterbrochen wird, indem man die Wärmeabsorptionsmenge des den Kraftstoff umgebenden Gases einstellt. Andererseits kann der Kohlenwasserstoff, der auf halbem Wege zur Rußbildung unterbrochen wird, leicht mittels einer Nachbehandlung unter Verwendung eines Oxidationskatalysators oder ähnlichem gereinigt werden. Dies ist ein Grundprinzip des neuen Verbrennungssystems. Eine interne Verbrennungskraftmaschine mit diesem neuen Verbrennungssystem ist in der EP 879 946 A2 beschrieben.
  • Hier wird bei einem Fahrzeug mit einem automatischen Getriebe bei einer internen Verbrennungskraftmaschine mit üblicher Verbrennung, wenn das automatische Getriebe nach oben schaltet, z. B. infolge der Steigerung einer Fahrzeuggeschwindigkeit, ein Zündzeitpunkt der internen Verbrennungskraftmaschine verzögert, eine Ansaugluftmenge vermindert oder ein Ausgangsdrehmoment des Motors vermindert, um einen Schaltungsstoß zu vermindern.
  • Weiter wird bei dem oben beschriebenen neuen Verbrennungssystem angestrebt, den Stoß infolge der Drehmomentänderung, die beim Schalten des automatischen Getriebes erzeugt wird, zu vermindern.
  • Aus der US 4,148,230 ist ein Emissionssteuersystem für einen Fahrzeugmotor mit einem automatischen Getriebe bekannt. Das Emissionssteuersystem umfaßt eine Einrichtung zur Anreichern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses der Luft/Kraftstoffmischung im Ansaugkanal des Motors und eine Abgasrückführeinrichtung, die so angeordnet ist, dass das Luft/Kraftstoff-Verhältnis der Luftkraftstoffmischung normalerweise auf der fetten Seite eingestellt wird und das EGR-Verhältnis wird hoch eingestellt. Bei einem Betriebsbereich bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit, niedriger als ein bestimmter Schwellwert, wird das EGR-Verhältnis niedrig eingestellt. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit den Schwell wert überschreitet, wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis nicht länger fett eingestellt, sondern das EGR-Verhältnis wird niedrig gehalten. Durch diese Maßnahme soll die NOx-Emission vermindert werden.
  • Aus der DE 43 33 424 A1 ist ein Motorsteuersystem für einen Dieselmotor bekannt, bei dem zur Verminderung der Verbrennungstemperatur eine Verzögerung der Verbrennung angestrebt wird. Durch Vermindern der Verbrennungstemperatur wird die NOx-Emission vermindert. Die Verzögerung der Verbrennung wird durch ein hohes Abgasrückführverhältnis erreicht und führt zu einer verminderten Sauerstoffkonzentration oder wird durch eine verspätete Kraftstoffeinspritzung erreicht.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Brennkraftmaschine zu schaffen, bei der ein zusammen mit einer Drehmomentänderung erzeugter Stoß des Motors vermindert wird, wenn ein Schaltvorgang durch das automatische Getriebe durchgeführt wird, wobei gleichzeitig ein von der Brennkraftmaschine ausgegebener Ruß (Rauch) und eine NOx-Ausgabe verhindert wird.
  • Die obige Aufgabe wird durch die Kombination der Merkmale des Hauptanspruchs gelöst, die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Brennkraftmaschine vorgesehen, die so aufgebaut ist, dass eine erzeugte Rußmenge allmählich bis zu dem Spitzenwert gesteigert wird, wenn eine der Verbrennungskammer zu geführte Inert-Gasmenge gesteigert wird, eine Temperatur eines Kraftstoffs und eines umgebenen Gases zum Zeitpunkt der Verbrennung in der Verbrennungskammer niedriger wird als eine Temperatur zur Erzeugung von Ruß, wenn die der Verbrennungskammer zugeführte Inert-Gasmenge weiter gesteigert wird, sodass kaum Ruß erzeugt wird, wobei ein automatisches Getriebe mit der Bennkraftmaschine verbunden ist, wobei es möglich ist, eine Verbrennung so durchzuführen, dass eine der Verbrennungskammer zugeführte Inert-Gasmenge größer als eine Inert-Gasmenge ist, wenn die erzeugte Rußmenge einen Spitzenwert erreicht, und kaum Ruß erzeugt wird, und ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis vermindert wird, ein Einspritzzeitpunkt des Kraftstoffs verzögert wird, oder eine Menge eines rückgeführten Abgases bei der Verbrennung erhöht wird, sodass kaum Ruß erzeugt wird und das automatische Getriebe sich in einem gesteuerten Zustand befindet.
  • In dem Fall, in dem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis vermindert wird, wird die Verbrennung, da die Verbrennung, bei der kaum Ruß erzeugt wird, unter einem Zustand durchgeführt wird, bei der unzureichend Luft vorhanden ist, infolge der Verminderung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses verschlechtert, wenn die Verbrennung, bei der kaum Ruß erzeugt wird, durchgeführt wird, sodass das von dem Motor erzeugte Drehmoment vermindert wird. Entsprechend ist es möglich, den Stoß infolge der Drehmomentänderung zu dämpfen, wenn das vom Motor erzeugte Drehmoment zusammen mit der Schaltung des automatischen Getriebes verändert wird.
  • Wenn der Einspritzzeitpunkt des Kraftstoffs verzögert wird, wird die Verbrennung durch die Tatsache verschlechtert, dass der Kraftstoff zu spät der Verbrennungskammer zugeführt wird, wenn der Einspritzzeitpunkt des der Verbrennungskammer zugeführten Kraftstoffs verzögert wird, sodass das von dem Motor erzeugte Drehmoment vermindert wird. Entsprechend ist es möglich, den Stoß infolge der Drehmomentänderung, wenn das Drehmoment des Motors infolge der Schaltung des automatischen Getriebes verändert wird, zu dämpfen.
  • In dem Fall, indem die rückgeführte Abgasmenge gesteigert wird, da die Verbrennung, bei der kaum Ruß erzeugt wird, unter einem Zustand durchgeführt wird, bei dem unzureichend Luft vorhanden ist, ist es schwierig, dass Luft der Verbrennungskammer zugeführt wird, wenn die Menge des rückgeführten Abgases gesteigert wird, wenn die Verbrennung, bei der kaum Ruß erzeugt wird, durchgeführt wird, sodass die Luft weiter unzureichend ist. Entsprechend wird die Verbrennung verschlechtert und das vom Motor erzeugte Drehmoment vermindert. Es ist somit möglich, den Stoß bei der Drehmomentänderung, wenn das vom Motor erzeugte Drehmoment entsprechend der Schaltung des automatischen Getriebes verändert wird, zu dämpfen.
  • Obwohl diese Zusammenfassung nicht alle Merkmale der vorliegenden Erfindung beschreibt, ist es verständlich, dass irgendeine Kombination dieser Merkmale in den abhängigen Ansprüchen mit in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fällt.
  • BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Gesamtansicht einer Brennkraftmaschine mit Kompressionszündung gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ist eine Diagramm zur Darstellung der Änderung von Rauch, HC, CO und NOx entsprechend einer Änderung eines Ausgangsdrehmoments und eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses;
  • 3A und 3B sind Diagramme zur Darstellung eines Verbrennungsdrucks;
  • 4 zeigt ein Molekül eines Kraftstoffs;
  • 5 ist ein Diagramm zur Darstellung einer Beziehung zwischen einer Raucherzeugung und eines EGR-Betrags;
  • 6 ist ein Diagramm zur Darstellung einer Beziehung zwischen einer gesamten Ansauggasmenge und einer erforderlichen Last;
  • 7 ist ein Diagramm zur Darstellung eines ersten Betriebsbereichs I und eines zweiten Betriebsbereichs II;
  • 8 ist ein Diagramm zur Darstellung eines Ausgangs eines Luft/Kraftstoff-Verhältnissensors;
  • 9 ist ein Diagramm zur Darstellung eines Öffnungsgrades einer Drosselklappe, eines Öffnungsgrades eines EGR-Steuerventils, eines EGR-Betrags, eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, eines Einspritzzeitpunktes und einer Einspritzmenge bei der erforderlichen Last;
  • 10 ist ein Diagramm zur Darstellung eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in dem ersten Betriebsbereich I;
  • 11A und 11B sind Ansichten zur Darstellung einer Tabelle eines Soll-Öffnungsgrades der Drosselklappe und ähnliches;
  • 12 ist ein Diagramm zur Darstellung eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses bei einer zweiten Verbrennung;
  • 13A und 13B sind Ansichten zur Darstellung einer Tabelle eines Soll-Öffnungsgrades der Drosselklappe und ähnliches;
  • 14 ist eine Ansicht zur Darstellung einer Tabelle einer Kraftstoffeinspritzmenge;
  • 15 und 16 sind Fliessbilder eines Steuerprogramms einer Brennkraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform;
  • 17 ist ein Diagramm zur Darstellung einer Beziehung zwischen einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis und einem vom Motor erzeugten Drehmoment;
  • 18 und 19 sind Fliessbilder eines Steuerprogramms eines Motors gemäß einer zweiten Ausführungsform; und
  • 20 und 21 sind Fliessbilder des Steuerprogramms des Motors gemäß der zweiten Ausführungsform.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • 1 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bei einer Vier-Takt-Brennkraftmaschine mit Kompressionszündung.
  • 1 zeigt einen Hauptkörper eines Motors 1, einen Zylinderblock 2, einen Zylinderkopf 3, einen Kolben 4, eine Verbrennungskammer 5, ein elektrisch gesteuertes Kraftstoffeinspritzventil 6, ein Ansaugventil 7, eine Ansaugöffnung 8, ein Auslassventil 9 und eine Auslassöffnung 10. Die Einlassöffnung 8 ist mit einem Ableittank 12 über eine entsprechende Ansaugzweigleitung 11 verbunden, und der Ableittank 12 ist mit einem Turbolader, z. B. einem Auslassabschnitt eines Kompressors 16 eines Abgasturboladers 15 über einen Einlasskanal 13 und einen Zwischenkühler 14 verbunden. Ein Einlassabschnitt des Kompressors 16 ist mit einem Luftreiniger 18 über eine Lufteinlassleitung 17 verbunden, und eine, von einem Schrittmotor 19 angetriebene Drosselklappe 20, ist in der Einlassleitung 17 angeordnet. Weiter ist in der Einlassleitung 17 oberhalb der Drosselklappe 20 ein Durchflussmengenmesser 21 zur Erfassung einer Durchflussmenge einer Ansaugluft angeordnet.
  • Ein automatisches Getriebe 60 ist mit einer Kurbelwelle 69, die als Ausgangswelle des Motors 1 dient, verbunden. Das automatische Getriebe 60 ist mit einem Drehmomentwandler 61 und einem Getriebe 62 versehen und eine Ausgangswelle 71 des Getriebes 62 ist über ein Differentialgetriebe (nicht dargestellt) mit einem Antriebsrad eines Fahrzeugs verbunden.
  • Das Getriebe 62 ist von bekannter Bauart und weist ein Planetengetriebe und Reibelemente (eine Bremse, eine Kupplung und ähnliches) auf, und ist so aufgebaut, einen Eingriffszustand der Reibelemente durch Schalten eines hydraulischen Steuerdrucks und Durchführung einer Festlegung und Verbindung jedes der Elemente des Planetengetriebes zu schalten, um dadurch einen Gangschaltvorgang durchzuführen. Der Drehmomentwandler 61 ist von bekannter Bauart, und ist mit einer direkt mit der Ausgangswelle des Motors verbundenen Pumpe und einer mittels des von der Pumpe ausgegebenen Fluids angetriebenen Turbine versehen, wobei eine Ausgangswelle der Turbine (im Folgenden als „Wandlerausgangswelle" bezeichnet) direkt mit einer Eingangswelle des Getriebes 62 verbunden ist. Der Drehmomentwandler 61 weist eine bekannte Drehmomentverstärkerfunktion zur Verstärkung des von der Motorausgangswelle eingegebenen Drehmoments auf, das von der Wandlerausgangswelle ausgegeben wird. Das automatische Getriebe 60 ist mit einem Drehzahlsensor 63 der Wandlerausgangswelle versehen, der ein Impulssignal mit einer Frequenz entsprechend einer Drehzahl der Wandlerausgangswelle ausgibt (d. h., einer Drehzahl der Eingangswelle des Getriebes 62), und ist weiter mit einem Drehzahlsensor der Getriebeausgangswelle versehen, der ein Impulssignal mit einer Frequenz entsprechend einer Drehzahl der Ausgangswelle des Getriebes 62 ausgibt.
  • In dem Drehmomentwandler 61 ist ein Blockiermechanismus 73 vorgesehen. D. h., der Drehmomentwandler 61 ist mit der Kurbelwelle 69 so verbunden, dass er zusammen mit der Kurbelwelle 69 gedreht wird, weist jedoch einen Pumpendeckel 74, ein von dem Pumpendeckel 74 gelagertes Pumpenrad 75, einen an einer Eingangswelle 76 eines automatischen Getriebes 60 montierten Turbinenläufer 77 und einen Stator auf, wobei eine Drehbewegung der Kurbelwelle 69 zur Eingangswelle 76 über den Pumpendeckel 74, das Pumpenrad 75 und den Turbinenläufer 77 übertragen wird.
  • Der Blockiermechanismus 73 ist an der Eingangswelle 76 so montiert, dass er in axialer Richtung frei bewegbar ist, und ist mit einer Blockierkupplungsscheibe 78 versehen, die sich zusammen mit der Eingangswelle 76 dreht. D. h., wenn sich der Blockiermechanismus in dem EIN-Zustand befindet, wird ein Drucköl im Raum 79 zwischen die Blockierkupplungsscheibe 78 und dem Pumpendeckel 74 über einen Ölkanal in der Eingangswelle 76 zugeführt, worauf das Drucköl aus dem Raum 79 über den Ölkanal in der Eingangswelle 76 in einen Raum 80 rings um das Pumpenrad 75 und dem Turbinenläufer 77 ausgegeben wird. Da zu dieser Zeit eine Druckdifferenz zwischen den Räumen 79 und 80 auf beiden Seiten der Blockierkupplungsscheibe 78 nicht erzeugt wird, ist die Blockierkupplungscheibe 78 von einer Innenwand des Pumpendeckels 74 getrennt angeordnet, sodass zu dieser Zeit eine Rotationskraft der Kurbelwelle 69 auf die Eingangswelle 76 über den Pumpendeckel 74, das Pumpenrad 75 und den Turbinenläufer 77 übertragen wird.
  • Wenn der Blockiermechanismus eingeschaltet werden soll, wird das Drucköl im Raum 80 über den Ölkanal in der Eingangswelle 76 geleitet und das Öl im Raum 79 wird über den Ölkanal in der Eingangswelle 76 ausgegeben. Zu diesem Zeitpunkt wird der Druck im Raum 80 höher als der Druck im Raum 79 und die Blockierkupplungsscheibe 78 wird auf die innere Umfangsfläche des Pumpendeckels 74 gedrückt, sodass die Kurbelwelle 69 und die Eingangswelle 76 direkt miteinander verbunden sind und mit einer konstanten Geschwindigkeit gedreht werden. Eine Steuerung der Zuführung eines Öls in den Räumen 79 und 80, d. h. eine EIN/AUS-Steuerung des Blockiermechanismus 73 wird mittels eines im automatischen Getriebe 60 vorgesehenen Steuerventils durchgeführt und das Steuerventil wird auf der Basis eines Ausgangssignals einer elektronischen Steuereinheit 40 gesteuert. Weiter ist eine große Anzahl von Kupplungen zur Durchführung einer Gangschaltung im automatischen Getriebe 60 vorgesehen und diese Kupplungen werden auf der Basis des Ausgangssignals der elektronischen Steuereinheit 40 gesteuert.
  • Andererseits ist die Abgasöffnung 10 mit einem Einlassabschnitt einer Abgasturbine 23 des Abgasturboladers 15 über einen Abgaskrümmer 22, und ein Auslassabschnitt der Abgasturbine 23 ist mit einem katalytischen Wandler 26 über eine Abgasleitung 24 verbunden, der einen Katalysator 25 mit einer Oxidationsfunktion enthält. Ein Luft/Kraftstoff-Verhältnissensor 27 ist in dem Abgaskrümmer 22 angeordnet.
  • Eine mit einem Auslassabschnitt des Katalysatorwandlers 26 verbundene Abgasleitung 28 und eine stromabwärts von der Drosselklappe 20 angeordnete Luftansaugleitung 17 sind miteinander über einen Abgasrückführkanal 29 (im Folgenden als EGR-Kanal bezeichnet) verbunden und ein von einem Schrittmotor 30 angetriebenes EGR-Steuerventil 38 ist in dem ERG-Kanal 29 angeordnet. Weiter ist in dem EGR-Kanal 29 ein Zwischenkühler 32 zur Kühlung des in dem EGR-Kanal 29 strömenden EGR-Gases angeordnet. Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform wird ein Motorkühlwasser in den Zwischenkühler 32 eingeführt und das EGR-Gas von dem Motorkühlwasser gekühlt.
  • Andererseits ist das Kraftstoff-Einspritzventil 6 mit einem Kraftstoffvorrat, einem sogenannten Common Rail 34 über eine Kraftstoffzuführleitung 33 verbunden. Ein dem von einer elektrisch gesteuerten Kraftstoffpumpe 35, bei der die Ausgabemenge veränderbar ist, dem Common Rail 34 zugeführter Kraftstoff, wird dem Kraftstoff-Einspritzventil 6 über jede der Kraftstoffzuführleitungen 33 zugeführt. Ein Kraftstoffdrucksensor 36 zur Erfassung eines Kraftstoffdrucks in dem Common Rail 34 ist in dem Common Rail 34 angeordnet, sodass die Fördermenge der Kraftstoffpumpe 35 gesteuert werden kann. Der Kraftstoffdruck in dem Common Rail 34 wird somit ein Soll-Kraftstoffdruck auf der Basis eines Ausgangssignals des Kraftstoffdrucksensors 36.
  • Eine elektronische Steuereinheit 40 besteht aus einem digitalen Computer und ist mit einem nur Lesespeicher (ROM) 42, einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 43, einem Mikroprozessor (CPU) 44, einem Eingang 45 und einem Ausgang 46 versehen, die gegenseitig mittels eines Zwei-Wege-Busses 41 verbunden sind. Ein Ausgangssignal des Durchflussmengenmessers 21 ist ein Eingangssignal für den Eingang 45 über einen entsprechenden AD-Wandler 47 und Ausgangssignale des Luft/Kraftstoff-Verhältnissensors 27 und des Kraftstoffdrucksensors 36 werden ebenfalls dem Eingang 45 über den entsprechenden AD-Wandler 47 zugeführt. Impulssignale des Drehzahlsensors 63 der Wandlerausgangswelle und des Drehzahlsensors 64 der Getriebeausgangswelle werden dem Eingang 45 zugeführt. Ein Lastsensor 51 zur Erzeugung einer Ausgangsspannung im Verhältnis zu einem Neigungsbetrag L eines Fahrpedals 50 ist mit dem Fahrpedal 50 verbunden, und ein Ausgangssignal des Lastsensors 51 wird dem Eingang 45 über den entsprechenden AD-Wandler 47 zugeführt. Weiter ist ein Kurbelwellenwinkelsensor 52 zur Erzeugung eines Ausgangsimpulses jedesmal, wenn sich die Kurbelwelle dreht, z. B. um 30°, mit dem Eingang 45 verbunden. Die Motordrehzahl wird auf der Basis des Ausgangswertes des Kurbelwellenwinkelsensors 52 berechnet. Andererseits ist der Ausgang 46 mit dem Kraftstoff-Einspritzventil 6, dem Schrittmotor 19 zur Steuerung der Drosselklappe, dem Schrittmotor 30, zur Steuerung des EGR-Steuerventils und der Kraftstoffpumpe 35 über den entsprechenden Treiberschaltkreis 48 verbunden.
  • 2 stellt eine Versuchsanordnung dar, die eine Änderung eines Ausgangsdrehmoments und eine Änderung der ausgegebenen Menge eines Rauchs, HC, CO und NOx zeigt, wenn ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis durch Ändern eines Öffnungsgrades der Drosselklappe 20 und des EGR-Betra ges zum Zeitpunkt des Niedriglastbetriebes des Motors geändert wird. Wie man aus 2 sieht, zeigt die Versuchsanordnung, dass, je kleiner das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F wird, um so größer der EGR-Betrag ist, und, dass der EGR-Betrag gleich oder mehr als 65% wird, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis gleich oder kleiner als ein stoichometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis (14,6) ist.
  • Wie in 2 gezeigt, beginnt die Zunahme der erzeugten Rauchmenge im Fall, in dem man das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F durch Steigerung des EGR-Betrages kleiner macht, wenn der EGR-Betrag nahe 40% und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F etwa 30% wird. Wenn man weiter den EGR-Betrag erhöht und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F kleiner macht, nimmt die erzeugte Rauchmenge plötzlich bis zu einem Spitzenwert zu. Wenn man im Folgenden weiter den EGR-Betrag erhöht und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F kleiner macht, nimmt der Rauch zu diesem Zeitpunkt plötzlich ab, und wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F nahe 15,0 wird, wobei der EGR-Betrag auf einen Wert gleich oder höher als 65% eingestellt ist, wird die Menge des Rauchs im Wesentlichen 0. D. h., es wird kaum Ruß erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt wird das Ausgangsdrehmoment des Motors ein wenig vermindert und die erzeugte Menge des NOx wird entscheidend vermindert. Andererseits nimmt zu diesem Zeitpunkt die erzeugte Menge von HC und CO zu.
  • 3A zeigt eine Änderung des Verbrennungsdrucks in der Verbrennungskammer 5, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F in der Nähe von 18 liegt, und die Er zeugung des Rauchs ist am größten und 3B zeigt eine Änderung eines Verbrennungsdrucks in der Verbrennungskammer, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F bei 13 liegt, und die erzeugte Rußmenge ist im Wesentlichen 0. Wie man aus dem Vergleich der 3A und 3B sieht, ist der Verbrennungsdruck im Fall von 3B, bei dem die erzeugte Rußmenge im Wesentlichen 0 ist, niedriger als im Fall von 3A, bei dem die erzeugte Rauchmenge groß ist.
  • Die folgenden Ergebnisse können aus den Versuchsergebnissen von 2 und 3 abgeleitet werden. D. h., wenn das Kraftstoffverhältnis A/F gleich oder kleiner als 15.0 ist, und die erzeugte Rauchmenge im Wesentlichen 0 ist, wird die erzeugte Menge von NOx, wie in 2 dargestellt, vermindert. Die Verminderung der erzeugten Menge von NOx bedeutet eine Verminderung der Verbrennungstemperatur in der Verbrennungskammer 5, sodass man sagen kann, dass die Verbrennungstemperatur in der Verbrennungskammer 5 niedrig wird, wenn kaum Ruß erzeugt wird. Das gleiche Ergebnis kann man auf den Fall von 3 anwenden. D. h., im Fall von 3, in dem kein Ruß erzeugt wird, wird der Verbrennungsdruck niedrig, sodass die Verbrennungstemperatur in der Verbrennungskammer 5 niedrig ist.
  • Wenn die erzeugte Rauchmenge, d. h. die erzeugte Rußmenge im Wesentlichen 0 ist, nimmt die ausgegebene Menge von HC und CO zu, wie in 2 dargestellt. D. h., dass der Kohlenwasserstoff ausgegeben wird, ohne dass er zum Ruß anwächst. D. h., der Kohlenwasserstoff wird als grade Kette oder ein aromatischer Kohlenwasserstoff, wie in 4 gezeigt, und der im Kraftstoff enthalten ist, ausgegeben, wenn die Temperatur in einem sauerstoffarmen Zustand angehoben wird und ein Vorläufer des Rußes wird infolge eines thermischen Zerfalls erzeugt, und der Ruß, der feste Teile enthält, wird durch eine Aggregation der Kohlenwasserstoffatome erzeugt. In diesem Fall ist der tatsächliche Vorgang zur Erzeugung des Rußes komplex und unbestimmt, was die Erzeugung des Vorläufers des Rußes betrifft, jedoch kann man in jedem Fall sagen, dass der Kohlenwasserstoff, wie in 4 dargestellt, über den Vorläufer des Rußes zum Ruß anwächst. D. h., wenn die erzeugte Rußmenge im Wesentlichen 0 wird, wird die erzeugte HC- und CO-Menge, wie in 2 dargestellt, gesteigert, jedoch befindet sich HC zu diesem Zeitpunkt im Zustand des Vorläufers des Rußes oder als ein Kohlenwasserstoff in einem früheren Zustand.
  • Mit den Versuchsergebnissen aus den 2 und 3 kann man sagen, dass, wenn die Verbrennungstemperatur in der Verbrennungskammer 5 niedrig ist, die erzeugte Rußmenge im Wesentlichen 0 wird, sodass ein Vorläufer des Rußes oder ein Kohlenwasserstoff in einem früheren Zustand aus der Verbrennungskammer 5 ausgegeben wird. Aus den Versuchen und weiteren Untersuchungen hat sich ergeben, dass das Wachstum des Rußes unterbrochen wird, d. h., dass kein Ruß erzeugt wird, wenn die Temperatur des Kraftstoffs und des umgebenden Gases in der Verbrennungskammer 5 gleich oder geringer als eine bestimmte Temperatur ist, und das Ruß erzeugt wird, wenn die Temperatur des Kraftstoffs und des umgebenden Gases in der Verbrennungskammer 5 gleich oder höher ist eine bestimmte Temperatur ist.
  • Da die Temperatur des Kraftstoffs und des umgebenden Gases, wenn das Wachstum des Kohlenwasserstoffs bei einem Zustand des Vorläufers des Rußes unterbrochen wird, d. h., bei einer bestimmten Temperatur, die aus verschiedenen Gründen verändert wird, beispielsweise durch die Art des Kraftstoffs, das Kompressionsverhältnis des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses und ähnlichem, kann man nicht genau sagen, wie hoch diese Temperatur ist. Jedoch liegt die bestimmte Temperatur in einem bestimmten Verhältnis zur erzeugten NOx-Menge, sodass die bestimmte Temperatur aus der erzeugten NOx-Menge bis zu einem gewissen Grad bestimmt werden kann. D. h., wenn der EGR-Betrag erhöht wird, erniedrigt sich die Temperatur des Kraftstoffs und des umgebenden Gases bei der Verbrennung, sodass die erzeugte NOx-Menge vermindert wird. Zu diesem Zeitpunkt wird kaum Ruß erzeugt, wenn die erzeugte NOx-Menge bei etwa 10 ppm oder niedriger liegt. Entsprechend fällt die bestimmte Temperatur im Wesentlichen mit der Temperatur zusammen, wenn die erzeugte NOx-Menge in der Nähe von 10 ppm oder niedriger liegt.
  • Wenn der Ruß erzeugt wird, kann der Ruß nicht mit einer Nachbehandlungseinrichtung unter Verwendung des Katalysators gereinigt werden, der eine Oxidationsfunktion aufweist. Andererseits kann der Vorläufer des Rußes oder des Kohlenwasserstoffs im früheren Stadium leicht entsprechend mit einer Nachbehandlung gereinigt werden, die einen Katalysator mit einer Oxidationsfunktion aufweist. Wie oben erwähnt, besteht somit hinsichtlich der Nachbehandlung mit dem Katalysator mit einer Oxidationsfunktion ein entscheidender Unterschied zwischen dem Fall, in dem der Kohlenwasserstoff aus der Verbrennungskammer als Vorläufer des Rußes oder in einem früheren Stadium ausgegeben wird, und dem Fall, in dem der Kohlenwasserstoff aus der Verbrennungskammer als Ruß ausgegeben wird. Das gemäß der vorliegenden Erfindung neue verwendete Verbrennungssystem arbeitet so, dass der Kohlenwasserstoff aus der Verbrennungskammer 5 als Vorläufer des Rußes oder in einem früheren Stadium ohne die Erzeugung von Ruß in der Verbrennungskammer ausgegeben wird, und dass der Kohlenwasserstoff mittels des Katalysators mit der Oxidationsfunktion oxidiert wird.
  • Um das Wachstum des Kohlenwasserstoffs in einen früheren Zustand vor der Erzeugung des Rußes zu unterbrechen, ist es notwendig, die Temperatur des Kraftstoffs und des umgebenden Gases bei der Verbrennung in der Verbrennungskammer 5 bei einer Temperatur zu halten, die niedriger als die Temperatur ist, bei der Ruß erzeugt wird. Es ist somit verständlich, dass ein endothermischer Effekt des Gases rings um den Kraftstoff, wenn der Kraftstoff verbrannt wird, die Verminderung der Temperatur des Kraftstoffs und des umgebenden Gases entscheidend beeinflusst.
  • D. h., wenn nur Luft um den Kraftstoff existiert, reagiert der verdampfte Kraftstoff sofort mit dem Sauerstoff in der Luft zur Verbrennung. In diesem Fall wird die Temperatur der Luft, die vom Kraftstoff entfernt angeordnet ist, nicht sehr stark erhöht, sodass lediglich die Temperatur rings um den Kraftstoff örtlich erhöht wird. D. h., dass die vom Kraftstoff entfernte Luft kaum einen endothermischen Effekt auf die Verbrennungswärme des Kraftstoffs ausübt. In diesem Fall wird, da die Verbrennungstemperatur örtlich sehr hoch ist, von einem unverbrannten Kohlenwasserstoff, auf dem die Verbrennungswärme einwirkt, Ruß erzeugt.
  • Andererseits wird, in dem Fall, wenn der Kraftstoff in der Gasmischung mit einer großen Inert-Gasmenge und einer kleinen Luftmenge vorliegt, die Verbrennung etwas unterschiedlich. In diesem Fall diffundiert der verdampfte Kraftstoff bis zum Umfang und reagiert mit einen in dem Inert-Gas in gemischter Form vorliegenden Sauerstoff zur Verbrennung. Da die Verbrennungswärme in diesem Fall von dem umgebenden Inert-Gas absorbiert wird, erhöht sich die Verbrennungstemperatur nicht sehr stark. D. h., es ist möglich, die Verbrennungstemperatur auf einem niedrigen Niveau zu halten. D. h., das vorhandene Inert-Gas spielt eine entscheidende Rolle bei der Begrenzung der Verbrennungstemperatur auf einem niedrigen Niveau infolge des endothermischen Effekts des Inert-Gases.
  • Um die Temperatur des Kraftstoffs und des umgebenden Gases bei einer Temperatur zu halten, die niedriger als die Temperatur ist, bei der Ruß erzeugt wird, ist eine Inert-Gasmenge erforderlich, die ausreicht, die Wärme zu absorbieren. Wenn somit die Kraftstoffmenge erhöht wird, muss die erforderliche Inert-Gasmenge ebenfalls erhöht werden. D. h., je größer die spezifische Wärme des Inert-Gases ist, um so größer ist die endothermische Wirkung. Ein Gas mit einer großen spezifischen Wärme ist somit ein bevorzugtes Inert-Gas. Da CO2 und das EGR-Gas eine relativ hohe spezifische Wärme haben, kann man sagen, dass man bevorzugt EGR-Gas als Inert-Gas verwenden soll.
  • 5 zeigt eine Beziehung zwischen dem EGR-Betrag und dem Rauch, wenn EGR-Gas als Inert-Gas verwendet wird und das EGR-Gas unterschiedlich gekühlt wird. D. h., 5 zeigt eine Kurve A, bei der das EGR-Gas stark gekühlt ist, sodass man EGR-Gas mit einer Temperatur von etwa 90 erhält, und die Kurve B zeigt den Fall, bei dem das EGR-Gas durch eine Kühlvorrichtung gekühlt ist, und die Kurve C zeigt den Fall, bei dem das EGR-Gas nicht stark gekühlt ist.
  • Wie durch die Kurve A in 5 dargestellt, in dem Fall, in dem das EGR-Gas stark gekühlt ist, erreicht die erzeugte Rußmenge den Spitzenwert, wenn der EGR-Betrag ein wenig niedriger als 50% liegt, wobei kaum Ruß erzeugt wird, wenn der EGR-Betrag gleich oder höher als im Wesentlichen 55% eingestellt wird. Andererseits zeigt die Kurve B in 5 den Fall, bei dem das EGR-Gas ein wenig gekühlt ist, wobei die Rußmenge den Spitzenwert erreicht, wenn der EGR-Betrag ein wenig höher als 50% liegt, und in diesem Fall wird kaum Ruß erzeugt, wenn der EGR-Betrag gleich oder höher als im Wesentlichen 65% eingestellt wird.
  • Weiter zeigt die Kurve C in 5 den Fall, bei dem das EGR-Gas nicht stark gekühlt ist, wobei die erzeugte Rußmenge den Spitzenwert erreicht, wenn der EGR-Betrag in der Nähe von 55% liegt, und in diesem Fall wird kaum Ruß erzeugt, wenn der EGR-Betrag auf 70% oder höher eingestellt wird.
  • In dem in 5 dargestellten Fall wird Rauch erzeugt, wenn die Motorlast vergleichsweise hoch ist und wenn die Motorlast gering ist, wird der EGR-Betrag, bei der die erzeugte Rußmenge den Spitzenwert erreicht, ein wenig vermindert, und eine untere Grenze des EGR-Betrags, bei der kaum Ruß erzeugt wird, wird ein wenig vermindert. Die untere Grenze des EGR-Betrags, bei der kaum Ruß erzeugt wird, ändert sich, wie oben erwähnt, entsprechend der Kühlung des EGR-Gases und der Motorlast.
  • 6 zeigt eine Gasmischung von EGR-Gas und Luft, die erforderlich ist, um die Temperatur des Kraftstoffs und des umgebenden Gases zum Zeitpunkt der Verbrennung, wenn EGR-Gas als Inert-Gas verwendet wird, niedriger zu halten, als die Temperatur, bei der Ruß erzeugt wird, und zwar ein Luftbetrag in der Gasmischung und ein EGR-Gasbetrag in der Gasmischung. In 6 zeigt die Ordinate die gesamte, in die Verbrennungskammer 5 angesaugte Gasmenge und eine gestrichelte Linie Y zeigt eine gesamte, in die Verbrennungskammer 5 eingesaugte Gasmenge, wenn keine Aufladung durchgeführt wird. Die Abszisse zeigt eine erforderliche Last.
  • 6 zeigt eine Gasmischung aus einer EGR-Gasmenge und einer Luftmenge, die erforderlich ist, um die Temperatur des Kraftstoffs und des umgebenden Gases zum Zeitpunkt der Verbrennung niedriger zu halten, wenn EGR-Gas als Inert-Gas verwendet wird, als die Temperatur, bei der Ruß erzeugt wird, und zwar eine Luftmenge in der Gasmischung und eine EGR-Gasmenge in der Gasmischung. In 6 zeigt die Ordinate die gesamte, in die Verbrennungskammer 5 angesaugte Gasmenge, und die gestrichelte Linie Y zeigt die gesamte, in die Ver brennungskammer angesaugte Gasmenge, wenn keine Aufladung durchgeführt wird. Die Abszisse zeigt eine erforderliche Last.
  • Wie in 6 dargestellt, ist die Luftmenge, d. h. die Luftmenge in der Gasmischung, eine Luftmenge, die zur vollständigen Verbrennung des eingespritzten Kraftstoffs erforderlich ist. D. h., in dem in 6 dargestellten Fall entspricht das Verhältnis zwischen der Luftmenge und der eingespritzten Kraftstoffmenge einem stoichometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis. Andererseits ist in 6 der EGR-Gasbetrag, d. h. die EGR-Gasmenge in der Gasmischung die erforderliche EGR-Gasmenge, um die Temperatur des Kraftstoffs und des umgebenden Gases auf eine Temperatur einzustellen, die niedriger als die Temperatur ist, bei der Ruß erzeugt wird, wenn der eingespritzte Kraftstoff verbrannt wird. Die EGR-Gasmenge ist gleich oder größer als 55% und bei der in 6 dargestellten Ausführungsform ist sie gleich oder größer als 70%. D. h., wenn die gesamte, in die Verbrennungskammer 5 eingesaugte Gasmenge, auf die ausgezogene Linie X in 6 eingestellt wird und man das Verhältnis zwischen der Luftmenge und der EGR-Gasmenge bei der angesaugten Gasmenge X in 6 einstellt, dass die Temperatur des Kraftstoffs und des umgebenden Gases niedriger als die Temperatur ist, bei der Ruß erzeugt wird, und somit wird kein Ruß erzeugt. Die erzeugte NOx-Menge ist zu diesem Zeitpunkt etwa 10 ppm oder niedriger, sodass die erzeugte NOx-Menge besonders klein ist.
  • Da die erzeugte Wärme, wenn der Kraftstoff verbrannt wird, erhöht wird, wenn die eingespritzte Kraftstoff menge erhöht wird, ist es erforderlich, um die Temperatur des Kraftstoffs und des umgebenden Gases bei einer Temperatur niedriger als der Temperatur zu halten, bei der Ruß erzeugt wird, die Absorptionsmenge der Wärme infolge des EGR-Gases zu erhöhen. Entsprechend muss, wie in 6 dargestellt, die EGR-Gasmenge mit der eingespritzten Kraftstoffmenge erhöht werden. D. h., die EGR-Gasmenge muss erhöht werden, wenn die erforderliche Last hoch wird.
  • In dem Fall, in dem die Aufladung nicht durchgeführt wird, ist die Obergrenze der Menge X der gesamten, in die Verbrennungskammer 5 angesaugte Gasmenge Y, sodass in 6 in dem Bereich, in dem eine erforderliche Last größer als L0 ist, das Luftkraftstoffverhältnis nicht mehr das stoichometrische Luftkraftstoffverhältnis wird, wenn nicht die EGR-Gasmenge vermindert wird, wenn die erforderliche Last größer wird. D. h., wenn man beabsichtigt, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis bei dem stoichometrischen Luft/Kraftstoffverhältnis in dem Bereich, in dem die erforderliche Last größer als L0 ist, zu halten, wenn keine Aufladung durchgeführt wird, wird die EGR-Menge vermindert, wenn die erforderliche Last groß wird, und somit ist es in dem Bereich bei einer erforderlichen Last größer als L0 unmöglich, die Temperatur des Kraftstoffs und des umgebenden Gases bei einer Temperatur zu halten, die niedriger ist als die, bei der Ruß erzeugt wird.
  • Wie in 1 dargestellt, ist es möglich, wenn EGR-Gas zur Einlassseite des Turboladers zurückgeführt wird, d. h. zur Luftansaugleitung 17 des Abgasturboladers 15 über die EGR-Leitung 29 in dem Bereich, bei der die erforderliche Last größer als L0 ist, die EGR-Menge bei einem Niveau von 55% oder mehr, z. B. 70% zu halten, sodass es möglich ist, die Temperatur des Kraftstoffs und des umgebenden Gases bei einer Temperatur zu halten, die niedriger als die Temperatur ist, bei der Ruß erzeugt wird. D. h., wenn das EGR-Gas so zurückgeführt wird, dass die EGR-Menge in der Luftansaugleitung 17 z. B. 70% beträgt, wird die EGR-Menge des angesaugten Gases bei dem von dem Kompressor 16 des Abgasturboladers 15 erhöhten Druck ebenfalls 70%, sodass es möglich ist, die Temperatur des Kraftstoffs und des umgebenden Gases bei einer Temperatur zu halten, bei der kein Ruß erzeugt wird, solange der Kompressor 16 den Druck steigern kann. Somit kann der Betriebsbereich der Niedrigtemperaturverbrennung des Motors ausgedehnt werden.
  • Wenn in diesem Fall der EGR-Betrag auf ein Niveau von 55% oder mehr in dem Bereich mit einer erforderlichen Last, die größer als L0 ist, eingestellt wird, ist das EGR-Steuerventil 31 vollständig geöffnet und die Drosselklappe 20 ein wenig geschlossen.
  • Wie oben erwähnt, zeigt 6 den Fall, in dem der Kraftstoff bei dem stoichometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis verbrannt wird, jedoch ist es möglich, auch wenn man die Luftmenge auf ein niedrigeres Niveau als die in 6 dargestellte Luftmenge einstellt, d. h. das Luft/Kraftverhältnis wird fett eingestellt, die Erzeugung der NOx-Menge in der Nähe von 10 ppm oder weniger zu halten, wobei die Rußerzeugung unterbunden wird, und auch wenn man die Luftmenge auf ein Niveau von mehr als der in 6 dargestellten Luftmenge einstellt, d. h., dass der mittlere Wert des Luft/Kraftstoffverhältnisses auf den mageren Wert von 17–18 eingestellt wird, ist es möglich, die Erzeugung von NOx in der Nähe von 10 ppm oder weniger zu begrenzen, wobei kein Ruß erzeugt wird.
  • D. h., wenn man das Luft/Kraftstoff-Verhältnis fett einstellt, wird der Kraftstoffanteil höher, da jedoch die Verbrennungstemperatur auf die niedrige Temperatur begrenzt ist, wächst der hohe Kraftstoffanteil nicht zu Ruß, sodass kein Ruß erzeugt wird. Weiter wird zu diesem Zeitpunkt entscheidend nur eine geringe Menge NOx erzeugt. Andererseits wird, wenn das mittlere Luft/Kraftstoff-Verhältnis mager ist, oder wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis das stoichometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, eine geringe Menge Ruß erzeugt, wenn die Verbrennungstemperatur hoch wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Verbrennungstemperatur jedoch auf die niedrige Temperatur begrenzt, sodass kein Ruß erzeugt wird. Weiter wird nur eine äußerst geringe Menge von NOx erzeugt.
  • Wie oben erwähnt, wird bei der Durchführung der Verbrennung mit niedriger Temperatur kein Ruß erzeugt, unabhängig vom Luft/Kraftstoff-Verhältnis, d. h., gleichgültig, ob das Luft/Kraftstoff-Verhältnis fett, stoichometrisch oder mager ist. Hierdurch wird die erzeugte NOx-Menge sehr klein. Im Hinblick auf die Verbesserung des spezifischen Kraftstoffverbrauchs kann man sagen, dass man bevorzugterweise das mittlere Luft/Kraftstoff-Verhältnis mager einstellt.
  • Dieser Fall ist auf den Fall begrenzt, bei dem der Motor im mittleren oder Niedrig-Lastbereich arbeitet, bei dem die durch die Verbrennung erzeugte Wärme relativ gering ist, um die Temperatur des Kraftstoffs und des umgebenden Gases zum Zeitpunkt der Verbrennung in der Verbrennungskammer bei einer Temperatur zu halten, die gleich oder geringer als die Temperatur ist, bei der das Wachstum des Kohlenwasserstoffs unterbrochen wird. Bei der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird beim Mittel- oder Niedrig-Lastbereich des Motors die Temperatur des Kraftstoffs und des umgebenden Gases zum Zeitpunkt der Verbrennung bei einer Temperatur begrenzt, die gleich oder geringer als die Temperatur ist, bei der das Wachstum des Kohlenwasserstoffs unterbrochen wird, um eine erste Verbrennung durchzuführen, d. h., die Niedrigtemperaturverbrennung, und wenn der Motor im Hochlastbereich arbeitet, wird die zweite Verbrennung durchgeführt, d. h. die übliche Verbrennung. In diesem Fall bedeutet die erste Verbrennung, d. h. die Niedrigtemperaturverbrennung die Verbrennung, bei der die Menge des Inert-Gases in der Verbrennungskammer größer als die Menge des Inert-Gases ist, bei der die erzeugte Rußmenge einen Spitzenwert erreicht, und kaum Ruß erzeugt wird, wie dies aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist. Die zweite Verbrennung, d. h. die übliche Verbrennung ist die Verbrennung, bei der die Menge des Inert-Gases in der Verbrennungskammer geringer als die Menge des Inert-Gases ist, bei der die Menge des erzeugten Rußes einen Spitzenwert erreicht.
  • 7 zeigt einen ersten Betriebsbereich I, bei dem die erste Verbrennung, d. h. die Niedrigtemperaturver brennung durchgeführt wird, und einen zweiten Betriebsbereich II, bei der die zweite Verbrennung, d. h. die Verbrennung gemäß der üblichen Verbrennung durchgeführt wird. In diesem Fall zeigt die Ordinate L in 7 einen Neigungswinkelbetrag des Fahrpedals 50, d. h. eine erforderliche Last und die Abszisse N eine Motordrehzahl. Weiter zeigt X (N) in 7 eine erste Grenze zwischen dem ersten Betriebsbereich I und dem zweiten Betriebsbereich II und Y (N) zeigt eine zweite Grenze zwischen dem ersten Betriebsbereich I und dem zweiten Betriebsbereich II. Eine Änderung des Betriebsbereichs von dem ersten Betriebsbereich I zum zweiten Betriebsbereich II wird auf der Grundlage der ersten Grenze X (N) und eine Änderung des Betriebsbereichs von dem zweiten Betriebsbereich II zum ersten Betriebsbereich I wird auf der Grundlage der zweiten Grenze Y (N) bestimmt.
  • D. h., wenn die erforderliche Last L die erste Grenze X (N) entsprechend einer Funktion der Motordrehzahl N überschreitet, wenn sich der Motor im ersten Betriebsbereich I befindet und die Niedrigtemperaturverbrennung durchgeführt wird, wird bestimmt, dass der Betriebsbereich zum zweiten Betriebsbereich II bewegt wird, sodass die Verbrennung gemäß der üblichen Verbrennung durchgeführt wird. Weiter wird, wenn die erforderliche Last L geringer als die zweite Grenze Y (N) entsprechend einer Funktion der Motordrehzahl N wird, bestimmt, dass der Betriebsbereich zum ersten Betriebsbereich I bewegt wird, sodass die Niedrigtemperaturverbrennung wieder durchgeführt wird.
  • Wie oben beschrieben, umfassen die zwei Grenzen die erste Grenze X (N) und die zweite Grenze Y (N), die näher bei der Niedriglast als die erste Grenze X (N) liegt, und zwar aus folgenden zwei Gründen. Der erste Grund ist der, dass, da die Verbrennungstemperatur relativ hoch auf der Hochlastseite im zweiten Betriebsbereich II ist, die niedrige Verbrennungstemperatur nicht unmittelbar erreicht wird, auch wenn die erforderliche Last L niedriger als die erste Grenze X (N) zu dieser Zeit wird. D. h., dass die Niedrigtemperaturverbrennung nur beginnt, wenn die erforderliche Last L sehr niedrig wird, d. h. niedriger als die zweite Grenze Y (N). Der zweite Grund liegt darin, dass die Verzögerung in Bezug auf die Änderung des Betriebsbereichs zwischen dem ersten Betriebsbereich I und dem zweiten Betriebsbereich II vorliegt.
  • Wenn sich der Betriebszustand des Motors im ersten Betriebsbereich I befindet und die Niedrigtemperaturverbrennung durchgeführt wird, wird kaum Ruß erzeugt und stattdessen wird unverbrannter Kohlenwasserstoff aus der Verbrennungskammer 5 als Vorläufer des Rußes oder indem Vorstadium dazu ausgegeben. Der unverbrannte Kohlenwasserstoff aus der Verbrennungskammer 5 wird mittels des Katalysators 25 mit einer Oxidationsfunktion gut oxidiert. Als Katalysator 25 kann ein Oxidationskatalysator, ein Drei-Wege-Katalysator oder ein NOx-Absorptionsmittel verwendet werden. Das NOx-Absorptionsmittel hat die Funktion, NOx zu absorbieren, wenn das mittlere Luft/Kraftstoff-Verhältnis in der Verbrennungskammer 5 mager ist und NOx abzugeben, wenn das mittlere Luft/Kraftstoff-Verhältnis in der Verbrennungskammer 5 fett wird.
  • Das NOx-Absorptionsmittel besteht beispielsweise aus einem Träger aus Aluminium und mindestens einer Beschichtung aus einem der Metalle, wie Alkalimetall, wie z. B. Kalium K, Natrium Na, Lithium Li und Cäsium Cs, einem Erdalkaliemetall, wie z. B. Barium Ba und Calcium Ca und einem seltenen Erdmetall, wie z. B. Lanthan La und Ytrium Y sowie einem Edelmetall, wie z. B. Platin Pt.
  • Wie der Oxidationskatalysator weist der Drei-Wege-Katalysator und das NOx-Absorptionsmittel die Oxidationsfunktion auf. Wie oben erwähnt, kann der Drei-Wege-Katalysator und das NOx-Absorptionsmittel als der Katalysator 25 verwendet werden.
  • 8 zeigt den Ausgang des Luft/Kraftstoff-Verhältnissensors 27. Wie in 8 dargestellt, wird ein Ausgangsstrom I des Luft/Kraftstoff-Verhältnissensors 27 entsprechend dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F verändert. Entsprechend kann das Luft/Kraftstoff-Verhältnis vom Ausgangsstrom I des Luft/Kraftstoff-Verhältnissensors 27 abgeleitet werden.
  • Im Folgenden soll unter Bezugnahme auf 9 die Arbeitssteuerung im ersten Betriebsbereich I und im zweiten Betriebsbereich II beschrieben werden.
  • 9 zeigt einen Öffnungsgrad der Drosselklappe 20 in Bezug auf die erforderliche Last L, einen Öffnungsgrad des EGR-Steuerventils 31, einen EGR-Betrag, ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis, einen Einspritzzeitpunkt und eine Einspritzmenge. Wie in 9 dargestellt, wird im ersten Betriebsbereich I mit einer niedrigen erforderlichen Last L der Öffnungsgrad der Drosselklappe 20 allmählich auf etwa zwei Drittel des Öffnungsgrades vom fast vollständig geschlossenen Zustand erhöht, wenn die erforderliche Last gesteigert wird, und der Öffnungsgrad des EGR-Steuerventils 31 wird vom nahezu vollständig geschlossenen Zustand zum vollständig geöffneten Zustand erhöht, wenn die erforderliche Last L erhöht wird. Weiter wird bei der in 9 dargestellten Ausführungsform der EGR-Betrag auf etwa 70% im ersten Betriebsbereich I und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf das magere Luft/Kraftstoff-Verhältnis eingestellt, das ein wenig magerer ist.
  • D. h., im ersten Betriebsbereich I werden der Öffnungsgrad der Drosselklappe 20 und der Öffnungsgrad des EGR-Steuerventils 31 so gesteuert, dass der EGR-Betrag im Wesentlichen 70% wird, und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis mager wird, das ein wenig magerer ist. Weiter wird im ersten Betriebsbereich I eine Kraftstoffeinspritzung vor einem oberen Totpunkt TDC eines Kompressionshubes durchgeführt. In diesem Fall wird der Einspritzbeginn S, wenn die erforderliche Last groß wird, verzögert, und ein Einspritzende E wird ebenfalls verzögert, wenn der Einspritzbeginn S verzögert wird.
  • Im Leerlaufbetrieb ist die Drosselklappe 20 fast vollständig geschlossen und zu diesem Zeitpunkt ist das EGR-Steuerventil 31 ebenfalls fast vollständig geschlossen. Wenn die Drosselklappe 20 fast vollständig geschlossen ist, wird ein Druck in der Verbrennungskammer zu Beginn der Kompression niedrig, sodass der Kompressionsdruck niedrig wird. Wenn der Kompressions druck niedrig wird, wird die Kompressionsarbeit durch den Kolben 4 vermindert. Entsprechend wird eine Vibration des Motorhauptkörpers 1 unterbunden. D. h., im Leerlaufbetrieb, um die Vibration des Motorhauptkörpers 1 zu unterbinden, wird die Drosselklappe 20 fast vollständig geschlossen.
  • Andererseits wird, wenn sich der Betriebsbereich des Motors vom ersten Betriebsbereich I zum zweiten Betriebsbereich II ändert, der Öffnungsgrad der Drosselklappe 20 schrittweise von dem etwa zwei Drittel Öffnungsgrad zur vollständigen Öffnung gesteigert. Hierbei wird bei der in 9 dargestellten Ausführungsform der EGR-Betrag schrittweise von im Wesentlichen 70% auf 40% oder weniger vermindert, und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis schrittweise erhöht. D. h., da der EGR-Betrag über dem EGR-Betragsbereich (5) liegt, bei dem eine große Menge Rauch erzeugt wird, wird keine große Menge Rauch erzeugt, wenn sich der Betriebsbereich des Motors vom ersten Betriebsbereich I zum zweiten Betriebsbereich II ändert.
  • Im zweiten Betriebsbereich II wird die übliche Verbrennung durchgeführt. In diesem zweiten Betriebsbereich II ist die Drosselklappe 20 vollständig geöffnet mit Ausnahme eines Teils und der Öffnungsgrad des EGR-Steuerventils 31 wird allmählich vermindert, wenn die erforderliche Last L groß wird. In diesem Betriebsbereich II wird weiter der EGR-Betrag niedrig, wenn die erforderliche Last L hoch wird, und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis wird klein, wenn die erforderliche Last L groß wird. Das Luft/Kraftstoff-Verhältnis wird jedoch mager eingestellt, auch wenn die erforderliche Last L groß wird. In dem zweiten Betriebsbereich II wird der Einspritzbeginn S in die Nähe des oberen Totpunktes TDC des Kompressionshubes eingestellt.
  • 10A zeigt ein Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F im ersten Betriebsbereich I. In 10A zeigen die Kurven A/F = 15,5, A/F = 16, A/F = 17 und A/F = 18 die Zustände mit den Kraftstoffverhältnissen 15,5, 16, 17 und 18, wobei jedes der Kraftstoffverhältnisse zwischen den Kurven entsprechend einer proportionalen Verteilung definiert ist. Wie in 10A dargestellt, wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis im ersten Betriebsbereich I mager und weiter wird im ersten Betriebsbereich I das Luft/Kraftstoff-Verhältnis mager gehalten, wenn die erforderliche Last L niedrig wird.
  • D. h., die von der Verbrennung erzeugte Wärme wird vermindert, wenn die erforderliche Last L niedrig wird. Entsprechend kann die Niedrigtemperaturverbrennung durchgeführt werden, auch wenn der EGR-Betrag erniedrigt wird, wenn die erforderliche Last L niedrig wird. Wenn der EGR-Betrag erniedrigt wird, wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis groß, sodass, wie in 10A dargestellt, das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F groß wird, wenn die erforderliche Last L niedrig wird. Da das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F erhöht wird, wird der spezifische Kraftstoffverbrauch verbessert, sodass, um das Luft/Kraftstoff-Verhältnis so mager wie möglich zu machen, gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F groß gemacht wird, wenn die erforderliche Last L niedrig wird.
  • Das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F, wie in 10A dargestellt, wird in diesem Fall vorher in dem ROM 42 als eine Funktion der erforderlichen Last L und der Motordrehzahl N in Form einer in 10B dargestellten Tabelle gespeichert. Weiter wird ein Soll-Öffnungsgrad ST der Drosselklappe 20, der erforderlich ist, um das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F einzustellen, wie in 10A dargestellt, vorher in dem ROM 42 als eine Funktion der erforderlichen Last und der Motordrehzahl N in Form einer in 11A dargestellten Tabelle gespeichert und ein Soll-Öffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 31, der notwendig ist, um das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf das in 10A dargestellte Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis einzustellen, wird vorher in dem ROM 42 als eine Funktion der erforderlichen Last und der Motordrehzahl N in Form einer in 11B dargestellten Tabelle gespeichert.
  • 12A zeigt ein Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F, wenn die zweite Verbrennung, d. h, die Verbrennung gemäß der üblichen Verbrennung durchgeführt wird. In diesem Fall zeigen die Kurven in 12A A/F = 24, A/F = 35, A/F = 45 und A/F = 60 Zustände mit dem Soll-Luft/Kraftstoffverhältnis 24, 35, 45 und 60. Das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F gemäß 12A wird vorher in dem ROM 42 als eine Funktion der erforderlichen Last L und der Motordrehzahl N in Form einer Tabelle, die in 12B dargestellt, gespeichert. Weiter wird ein Soll-Öffnungsgrad ST der Drosselklappe 20, der notwendig ist, um das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F gemäß
  • 12A einzustellen, vorher in dem ROM 42 als eine Funktion der erforderlichen Last L und der Motordrehzahl N in Form einer Tabelle gemäß 13A gespeichert, und ein Soll-Öffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 31, der notwendig ist, um das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F einzustellen, wird vorher in dem ROM 42 als eine Funktion der erforderlichen Last L und der Motordrehzahl N in Form einer Tabelle gemäß 13B gespeichert.
  • Weiter wird die Kraftstoff-Einspritzmenge Q, wenn die zweite Verbrennung durchgeführt wird, auf der Grundlage der erforderlichen Last L und der Motordrehzahl N gespeichert. Die Kraftstoff-Einspritzmenge Q wird vorher in dem ROM 42 als eine Funktion der erforderlichen Last L und der Motordrehzahl N in Form einer Tabelle gemäß 14 gespeichert.
  • Im Folgenden soll die Betriebssteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 15 und 16 beschrieben werden. Wie in 15 und 16 gezeigt, wird zuerst in Schritt 100 bestimmt, ob ein Merker I, der anzeigt, dass der Betriebszustand des Motors der erste Betriebsbereich I ist, gesetzt ist oder nicht. Wenn der Merker I gesetzt ist, d. h. der Betriebszustand des Motors ist der erste Betriebsbereich I, geht das Programm zu Schritt 101, wo bestimmt wird, ob die erforderliche Last L größer als die erste Grenze X1 (N) ist oder nicht. Wenn eine Beziehung L > X1 (N) vorliegt, geht das Programm zu Schritt 105, wo die Niedrigtemperaturverbrennung durchgeführt wird.
  • In Schritt 101 geht das Programm, wenn bestimmt wird, dass die Beziehung L < X (N) vorliegt, zu Schritt 102, wo ein Merker I zurückgestellt wird, und darauffolgend geht das Programm zu Schritt 112, wo die zweite Verbrennung durchgeführt wird.
  • Andererseits geht das Programm in Schritt 100, wenn bestimmt wird, dass der Merker I, der anzeigt, dass der Betriebszustand des Motors der erste Betriebsbereich I ist, nicht gesetzt ist, d. h., wenn der Betriebszustand des Motors der zweite Betriebsbereich II ist, zu Schritt 103, wo bestimmt wird, ob die erforderliche Last L niedriger wird als die zweite Grenze Y (N) oder nicht. Wenn die Beziehung L > Y (N) vorliegt, geht die Rückführung zu Schritt 112, wo die zweite Verbrennung bei einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis durchgeführt wird.
  • Wenn andererseits in Schritt 103 bestimmt wird, dass die Beziehung L < Y (N) vorliegt, geht das Programm zu Schritt 104, wo der Merker I gesetzt wird, und das Programm geht dann weiter zu Schritt 105, wo die Niedrigtemperaturverbrennung durchgeführt wird.
  • In Schritt 105 wird der Soll-Öffnungsgrad ST der Drosselklappe 20 aus einer in 11A dargestellten Tabelle berechnet, und der Öffnungsgrad der Drosselklappe 20 wird auf den Soll-Öffnungsgrad ST eingestellt. In Schritt 106 wird der Soll-Öffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 31 aus einer in 11B dargestellten Tabelle berechnet, und der Öffnungsgrad des EGR-Steuerventils 31 wird auf den Soll-Öffnungsgrad SE eingestellt. Dann wird in Schritt 107 eine Durchfluss menge der Ansaugluft, die mittels des Durchflussmengenmessers 21 erfasst wird (im Folgenden als Ansaugluftmenge bezeichnet) Ga eingegeben und darauf in Schritt 108 das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F auf der Grundlage der in 10B dargestellten Tabelle berechnet. Im Folgenden wird in Schritt 109 die Kraftstoff-Einspritzmenge Q, die zur Einstellung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses auf das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F erforderlich ist, auf der Grundlage der Ansaugluftmenge Ga und des Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses A/F berechnet.
  • In Schritt 110 wird dann bestimmt, ob das automatische Getriebe 60 in Betrieb ist. Da sich das vom Motor erzeugte Drehmoment während des Betriebs des automatischen Getriebes 60 ändert, wird eine Dämpfung des Stoßes angestrebt. Entsprechend wird, wenn in Schritt 110 JA bestimmt wird, in Schritt 111 des Programms bestimmt, dass der Stoß auf der Grundlage der Änderung des Drehmoments vom Motor gedämpft werden soll. Im Folgenden soll der Gedanke zur Dämpfung des Stoßes aufgrund der Änderung des Drehmoments des Motors beschrieben werden.
  • 17 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis und dem vom Motor erzeugten Drehmoment darstellt. In 17 zeigt die Abszisse ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F und die Ordinate ein vom Motor erzeugtes Drehmoment T. Wie in 17 dargestellt, wird die zweite Verbrennung (die Verbrennung entsprechend dem üblichen Verbrennungsverfahren) in einem Bereich durchgeführt, bei dem die Luftmenge einen Überschuss aufweist und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis relativ mager ist. Entsprechend wird, in dem Fall, indem die zweite Verbrennung durchgeführt wird, wenn die Kraftstoff-Einspritzmenge zur Verminderung korrigiert wird, d. h., das Luft/Kraftstoff-Verhältnis wird von A/F 3 auf A/F 4 (magerer) zusammen mit der Verminderung der Kraftstoff-Einspritzmenge korrigiert, das vom Motor erzeugte Drehmoment auf T2 vermindert, da die der Verbrennung dienende Kraftstoffmenge vermindert wird. Andererseits wird die Niedrigtemperaturverbrennung (erste Verbrennung) in einem Bereich durchgeführt, in dem die Luftmenge nahezu unzureichend ist, und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis wird fetter als im Fall der zweiten Verbrennung. Entsprechend wird, im Fall, in dem die Niedrigtemperaturverbrennung durchgeführt wird, wenn die Kraftstoff-Einspritzmenge gesteigert wird, d. h., das Luft/Kraftstoff-Verhältnis wird von A/F1 auf A/F2 (fetter) zusammen mit der Erhöhung der Kraftstoff-Einspritzmenge vermindert, die Verbrennung verschlechtert, und das vom Motor erzeugte Drehmoment um T1 vermindert.
  • Wie in 15 und 16 dargestellt, wird die Kraftstoff-Einspritzmenge in Schritt 111 auf der Grundlage des oben erwähnten Gedankens (Q ← Q + Q1) erhöht. Gemäß Schritt 111 wird, wenn die Niedrigtemperaturverbrennung durchgeführt wird, und die Gangschaltung vom automatischen Getriebe 60 durchgeführt wird, die Kraftstoff-Einspritzmenge erhöht und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis vermindert, sodass der Stoß der Drehmomentänderung infolge des automatischen Getriebes 60 gedämpft wird. Wenn andererseits in Schritt 110 NEIN bestimmt wird, ist es nicht erforderlich, den Stoß der Drehmomentänderung des automatischen Getriebes zu dämpfen. Entsprechend wird das Programm beendet, ohne die Kraftstoff-Einspritzmenge zur Steigerung zu korrigieren. In diesem Fall ist es gemäß einer anderen Ausführungsform möglich, anstelle die Kraftstoff-Einspritzmenge in Schritt 111 zu steigern, die Ansaugluftmenge durch Vermindern des Öffnungsgrades der Drosselklappe 20 zu vermindern.
  • Wie oben erwähnt, wird in dem Fall, in dem die Niedrigtemperaturverbrennung durchgeführt wird, wenn die erforderliche Last L oder die Motordrehzahl N verändert wird, der Öffnungsgrad der Drosselklappe 20 und der Öffnungsgrad des EGR-Steuerventils 31 unmittelbar mit dem Soll-Öffnungsgrad ST und SE entsprechend der erforderlichen Last L und der Motordrehzahl N in Übereinstimmung gebracht. Wenn beispielsweise die erforderliche Last L erhöht wird, wird entsprechend die Luftmenge in der Verbrennungskammer 5 unmittelbar erhöht und somit das vom Motor erzeugte Drehmoment unmittelbar gesteigert.
  • Wenn andererseits der Öffnungsgrad der Drosselklappe 20 oder der Öffnungsgrad des EGR-Steuerventils 31 verändert wird, und die Ansaugluftmenge verändert wird, wird die Änderung der Ansaugluftmenge Ga vom Durchflussmengenmesser 21 erfasst, und die Kraftstoff-Einspritzmenge Q wird auf der Grundlage der erfassten Ansaugluftmenge Ga gesteuert. D. h., die Kraftstoff-Ansaugluftmenge Q wird verändert, nachdem die Ansaugluftmenge Ga tatsächlich verändert wurde.
  • In Schritt 112, wo die zweite Verbrennung durchgeführt wird, wird die Soll-Kraftstoff-Einspritzmenge Q auf der Grundlage der in 14 dargestellten Tabelle berechnet, und die Kraftstoff-Einspritzmenge wird auf die Soll-Kraftstoff-Einspritzmenge Q eingestellt. Darauf wird in Schritt 113 in der gleichen Weise wie in Schritt 110 bestimmt, ob die Gangschaltung vom automatischen Getriebe 60 durchgeführt wird oder nicht. Da sich das vom Motor erzeugte Drehmoment während der Gangschaltung des automatischen Getriebes 60 ändert, wird eine Dämpfung des Stoßes angestrebt. Wenn entsprechend in Schritt 113 JA bestimmt wird, geht das Programm zu Schritt 114, wo der Stoß auf der Grundlage der Änderung des vom Motor erzeugten Drehmoments gedämpft werden soll. In Schritt 114 wird auf der Grundlage der oben beschriebenen Überlegung die Kraftstoff-Einspritzmenge auf (Q ← Q – Q2) vermindert. Gemäß Schritt 114 wird, wenn die zweite Verbrennung durchgeführt wird und die Gangschaltung vom automatischen Getriebe 60 durchgeführt wird, die Kraftstoff-Einspritzmenge vermindert, und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis erhöht, sodass der Stoß der Drehmomentänderung infolge des automatischen Getriebes 60 gedämpft wird. Andererseits ist es, wenn in Schritt 113 NEIN bestimmt wird, nicht erforderlich, den Stoß der Drehmomentänderung infolge des automatischen Getriebes zu dämpfen. Somit geht das Programm zu Schritt 115, ohne die Kraftstoff-Einspritzmenge zu vermindern.
  • In Schritt 115 wird im Folgenden der Soll-Öffnungsgrad ST der Drosselklappe 20 auf der Grundlage der in 13A dargestellten Tabelle berechnet. In Schritt 116 wird dann der Soll-Öffnungsgrad SE des EGR-Steuerven tils 31 auf der Grundlage der in 13B dargestellten Tabelle berechnet, und der Öffnungsgrad des EGR-Steuerventils 31 wird auf den Soll-Öffnungsgrad SE eingestellt.
  • Darauf wird in Schritt 117 die von dem Durchflussmengenmesser 21 erfasste Ausaugluftmenge Ga eingegeben. Im Schritt 118 wird das tatsächliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis (A/F)R auf der Grundlage der Kraftstoff-Einspritzmenge Q und der Ansaugluftmenge Ga berechnet. Darauf wird in Schritt 119 das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F auf der Grundlage der in 12B dargestellten Tabelle berechnet. In Schritt 120 wird dann bestimmt, ob das tatsächliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis (A/F)R größer ist als das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F oder nicht. Wenn die Beziehung (A/F)R > A/F vorliegt, geht das Programm zu Schritt 121, wo ein Korrekturwert ST der Drosselklappenöffnung auf einen festen Wert vermindert wird, und im Folgenden geht das Programm zu Schritt 123. Wenn andererseits die Beziehung (A/F)R < A/F vorliegt, geht das Programm zu Schritt 122, wo der Korrekturwert ST um den festen Wert erhöht wird, und im Folgenden geht das Programm zu Schritt 123. In Schritt 123 wird der End-Soll-Öffnungsgrad ST durch Hinzufügen des Korrekturwerts ST zum Soll-Öffnungsgrad ST der Drosselklappe 20 berechnet, und der Öffnungsgrad der Drosselklappe 20 wird auf den End-Soll-Öffnungsgrad ST eingestellt. D. h., der Öffnungsgrad der Drosselklappe 20 wird so gesteuert, dass das tatsächliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis (A/F)R das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F wird.
  • Wie oben beschrieben, wird, in dem Fall, in dem die zweite Verbrennung durchgeführt wird, wenn die erforderliche Last L oder die Motordrehzahl N verändert werden, die Kraftstoff-Einspritzmenge unmittelbar mit der Soll-Kraftstoff-Einspritzmenge Q entsprechend der erforderlichen Last L und der Motordrehzahl N in Übereinstimmung gebracht. Wenn beispielsweise die erforderliche Last L erhöht wird, wird die Kraftstoff-Einspritzmenge unmittelbar erhöht, sodass das von dem Motor erzeugte Drehmoment unmittelbar erhöht wird.
  • Wenn andererseits die Kraftstoff-Einspritzmenge Q erhöht wird und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis vom Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F verschoben wird, wird der Öffnungsgrad der Drosselklappe 20 so gesteuert, dass das Luft/Kraftstoff-Verhältnis das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F wird. D. h., das Luft/Kraftstoff-Verhältnis wird verändert, nachdem die Kraftstoff-Einspritzmenge Q verändert wird.
  • Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen wird die Kraftstoff-Einspritzmenge Q gemäß einer Öffnungsschleife gesteuert, wenn die Niedrigtemperaturverbrennung durchgeführt wird, und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis wird durch Ändern des Öffnungsgrades der Drosselklappe 20 gesteuert, wenn die zweite Verbrennung durchgeführt wird. Es ist jedoch möglich, die Rückführsteuerung der Kraftstoff-Einspritzmenge Q auf der Grundlage des Ausgangssignals des Kraftstoff-Verhältnissensors 27 zu steuern, wenn die Niedrigtemperaturverbrennung durchgeführt wird, und es ist möglich, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis durch Änderung des Öff nungsgrades des EGR-Steuerventils 31 durchzuführen, wenn die zweite Verbrennung durchgeführt wird.
  • Im Folgenden soll eine zweite Ausführungsform der Brennkraftmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Ein Aufbau der vorliegenden Ausführungsform ist im Wesentlichen der gleiche wie bei der ersten in 1 dargestellten Ausführungsform.
  • Im Folgenden soll das Programm unter Bezugnahme auf die 18 und 19 beschrieben werden. Da die Schritte 100 bis 109 die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform sind, ist eine weitere Erläuterung nicht erforderlich.
  • In Schritt 110 wird bestimmt, ob die Gangschaltung von dem automatischen Getriebe 60 durchgeführt wird oder nicht. Da sich das vom Motor erzeugte Drehmoment während der Gangschaltung des automatischen Getriebes 60 ändert, wird eine Dämpfung des Stoßes angestrebt. Wenn daher in Schritt 110 JA bestimmt wird, geht das Programm zu Schritt 1800, wo der Stoß auf der Grundlage der Änderung des vom Motor erzeugten Drehmoments gedämpft werden soll.
  • D. h., in Schritt 1800 wird der Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt im Vergleich zu dem Fall verzögert, indem die Gangschaltung nicht durchgeführt wird. In diesem Fall, wenn der Einspritzzeitpunkt des der Verbrennungskammer 5 zugeführten Kraftstoffs verzögert wird, wird die Verbrennung verschlechtert, da die Kraftstoffzuführung für die Verbrennung zu spät erfolgt, sodass das vom Motor erzeugte Drehmoment vermindert wird. Entsprechend wird, wenn die Niedrigtemperaturverbrennung durchgeführt wird, in Schritt 1800, wo die Gangschaltung vom automatischen Getriebe 60 durchgeführt wird, der Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt zur Dämpfung des Stoßes der Drehmomentänderung von dem automatischen Getriebe 60 verzögert. Wenn in Schritt 110 andererseits NEIN bestimmt wird, ist es nicht erforderlich, den Stoß der Drehmomentänderung von dem automatischen Getriebe zu dämpfen, sodass das Programm ohne Verzögerung des Kraftstoff-Einspritzzeitpunktes beendet wird.
  • Wie oben erläutert, wird in dem Fall, wenn die Niedrigtemperaturverbrennung durchgeführt wird, wenn die erforderliche Last L oder die Motordrehzahl N verändert werden, der Öffnungsgrad der Drosselklappe 20 und der Öffnungsgrad des EGR-Steuerventils 31 unmittelbar mit dem Soll-Öffnungsgrad ST und SE entsprechend der erforderlichen Last L und der Motordrehzahl N in Übereinstimmung gebracht. Entsprechend wird, z. B. wenn die erforderliche Last L erhöht wird, die Luftmenge in der Verbrennungskammer 5 unmittelbar erhöht und somit unmittelbar das vom Motor erzeugte Drehmoment gesteigert.
  • Wenn andererseits der Öffnungsgrad der Drosselklappe 20 oder der Öffnungsgrad des EGR-Steuerventils 31 verändert werden und die Ansaugluftmenge verändert wird, wird die Änderung der Ansaugluftmenge Ga vom Durchflussmengenmesser 21 erfasst und die Kraftstoff-Einspritzmenge Q wird auf der Grundlage der erfassten Ansaugluftmenge Ga gesteuert. D. h., die Kraftstoff-Ein- spritzmenge Q wird verändert, nachdem die Ansaugluftmenge Ga tatsächlich geändert wird.
  • Da die gleichen Abläufe in den Schritten 112 bis 123 durchgeführt werden, wo die zweite Verbrennung durchgeführt wird, wie bei der ersten Ausführungsform, ist eine Erläuterung nicht erforderlich.
  • Im Folgenden wird eine dritte Ausführungsform der Brennkraftmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform hat im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie die erste Ausführungsform gemäß 1.
  • Die Beschreibung bezieht sich im Folgenden auf das Programm gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 20–21. Da die Schritte 100 bis 106 die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform sind, ist eine weitere Erläuterung nicht erforderlich.
  • In Schritt 2000 wird bestimmt, ob vom automatischen Getriebe 60 eine Gangschaltung durchgeführt wird oder nicht. Da sich das vom Motor erzeugte Drehmoment während der Gangschaltung des automatischen Getriebes 60 ändert, wird eine Dämpfung des Stoßes angestrebt. Wenn daher in Schritt 2000 JA bestimmt wird, geht das Programm zu Schritt 2001, wo der Stoß auf der Grundlage der Änderung des vom Motor erzeugten Drehmoments gedämpft werden soll.
  • D. h., in Schritt 2001 wird der Soll-Öffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 31 erhöht und der Öffnungsgrad des EGR-Steuerventils 31 wird auf den Soll-Öffnungsgrad SE(SE ← SE + SE) eingestellt. Da in diesem Fall, wie unter Bezugnahme auf 17 erläutert, die Niedrigtemperaturverbrennung bei dem Zustand, bei dem die Luftmenge dazu neigt, unzureichend zu sein, durchgeführt wird, kann über die Drosselklappe 20 kaum Luft der Verbrennungskammer 5 zugeführt werden, wenn der Soll-Öffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 31 erhöht wird, und die EGR-Gasmenge wird in dem Fall erhöht, wenn die Niedrigtemperaturverbrennung durchgeführt wird. Daher neigt die Luft in der Verbrennungskammer 5 dazu, unzureichend zu sein. Hierdurch wird die Verbrennung verschlechtert und das vom Motor erzeugte Drehmoment verringert. Wenn daher die Niedrigtemperaturverbrennung in Schritt 201 durchgeführt wird und die Gangschaltung vom automatischen Getriebe 60 durchgeführt wird, wird der Soll-Öffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 31 gesteigert und die EGR-Gasmenge erhöht, wodurch der Stoß der Drehmomentänderung infolge des automatischen Getriebes 60 gedämpft wird. Wenn andererseits in Schritt 2000 NEIN bestimmt wird, ist es nicht erforderlich, den Stoß infolge der Drehmomentänderung von dem automatischen Getriebe zu dämpfen, und das Programm geht zu Schritt 107, ohne den Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt zu verzögern.
  • Im Folgenden wird in Schritt 107 eine Durchflussmenge der Ansaugluft, die von dem Durchflussmengenmesser 21 erfasst wurde (im Folgenden einfach als Ansaugluftmenge bezeichnet) Ga eingegeben und in Schritt 108 wird das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F auf der Grundlage der in 10B dargestellten Tabelle berechnet. Darauf wird in Schritt 109 die erforderliche Kraftstoff-Einspritzmenge Q zur Einstellung des Luft/Kraft-stoff-Verhältnisses auf das Soll-Luft/Kraftstoff-Ver-hältnis A/F auf der Grundlage der Ansaugluftmenge Ga und des Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses A/F berechnet.
  • Wie oben erläutert, werden in dem Fall, in dem die Niedrigtemperaturverbrennung durchgeführt wird, wenn die erforderliche Last L oder die Drehzahl N verändert werden, der Öffnungsgrad der Drosselklappe 20 und der Öffnungsgrad des EGR-Steuerventils 31 unmittelbar mit dem Soll-Öffnungsgrad ST und SE entsprechend der erforderlichen Last L und der Motordrehzahl N in Übereinstimmung gebracht. Wenn daher beispielsweise die erforderliche Last L erhöht wird, wird die Luftmenge in der Verbrennungskammer 5 unmittelbar erhöht, sodass das vom Motor erzeugte Drehmoment unmittelbar gesteigert wird.
  • Wenn der Öffnungsgrad der Drosselklappe 20 oder der Öffnungsgrad des EGR-Steuerventils 31 geändert wird und die Ansaugluftmenge verändert wird, wird andererseits die Änderung der Luftansaugmenge Ga von dem Durchflussmengenmesser 21 erfasst, und die Kraftstoff-Einspritzmenge Q auf der Grundlage der erfassten Ansaugluftmenge Ga gesteuert. D. h., die Kraftstoff-Einspritzmenge Q wird verändert, nachdem die Ansaugluftmenge Ga tatsächlich verändert wird.
  • Da die gleichen Abläufe in den Schritten 112 bis 123, bei denen die zweite Verbrennung durchgeführt wird, wie bei der ersten Ausführungsform durchgeführt werden, ist eine weitere Erläuterung nicht erforderlich.
  • Beim Umschalten zwischen der Niedrigtemperaturverbrennung entsprechend der ersten Verbrennung und der zweiten Verbrennung werden die der Verbrennungskammer 5 zugeführte Ansaugluftmenge und die Kraftstoff-Einspritzmenge verändert. Da in diesem Fall die der Verbrennungskammer 5 zugeführte Ansaugluftmenge tatsächlich in Bezug zum Zeitpunkt, bei dem die Kraftstoff-Einspritzmenge verändert wird, verändert wird, wird das erzeugte Drehmoment kurzfristig verändert. Entsprechend besteht bei der Brennkraftmaschine mit dem automatischen Getriebe 60 das Risiko, dass der Stoß vom erzeugten Drehmoment entsprechend dem Steuerzustand des automatischen Getriebes 60 erhöht wird. Im Folgenden soll die Steuerung beschrieben werden, die eine Schaltsteuerung der Verbrennung gemäß dem Steuerzustand des automatischen Getriebes 60 durchführt, um den Drehmomentstoß zu vermindern.
  • Zuerst wird das erzeugte Drehmoment beim Gangschalten des automatischen Getriebes 60 geändert. In diesem Fall wird bestimmt, ob der Schaltvorgang vorliegt, nachdem das Umschalten des Verbrennungszustands entsprechend der erforderlichen Last bestimmt wurde. Beim Umschalten des Ganges wird das Umschalten zwischen der ersten Verbrennung und der zweiten Verbrennung verhindert. Entsprechend ist es möglich, eine Steigerung der Drehmomentänderung infolge der Änderung des erzeugten Drehmoments zusammen mit dem Umschalten zwischen der ersten Verbrennung und der zweiten Verbrennung zu vermindern. Weiter ist es beim Gangschalten möglich, die erste Verbrennung und die zweite Verbrennung synchron mit der Änderung der Gangschaltung zu verändern. Durch das synchrone Umschalten der Verbrennung ist es möglich, die Änderung des Drehmoments im Vergleich zu dem Fall zu vermindern, in dem das Umschalten des Ganges und das Umschalten des Verbrennungszustandes bei unterschiedlichen Zeitpunkten durchgeführt werden.
  • Das erzeugte Drehmoment wird ebenfalls zum Zeitpunkt verändert, wenn der Blockiermechanismus 73 des automatischen Getriebes 60 zwischen dem EIN-Zustand und dem AUS-Zustand geschaltet wird. Auch in diesem Fall wird bestimmt, nachdem die Umschaltung des Verbrennungszustandes in Bezug auf die erforderliche Last bestimmt wurde, ob das Gangschalten vorliegt. Wenn der Blockiermechanismus 73 zwischen dem EIN-Zustand und dem AUS-Zustand geschaltet wird, wird das Umschalten zwischen der ersten Verbrennung und der zweiten Verbrennung verhindert. Weiter ist es möglich, wenn der Blockiermechanismus 73 geschaltet wird, die erste Verbrennung und die zweite Verbrennung synchron mit dem Umschalten zwischen dem EIN-Zustand und dem AUS-Zustand des Blockiermechanismus 73 zu schalten. Durch das synchrone Schalten der Verbrennung ist es möglich, die Änderung des Drehmoments im Vergleich zu dem Fall, in dem zwischen dem EIN-Zustand und dem AUS-Zustand des Blockiermechanismus 73 geschaltet wird, und das Schalten der Verbrennung zu unterschiedlichen Zeitpunkten durchgeführt wird, zu vermindern.
  • Weiter wird zusätzlich zur Änderung des Drehmoments zum Zeitpunkt des Umschaltens zwischen der Niedrigtemperaturverbrennung entsprechend der oben beschriebenen ersten Verbrennung und der zweiten Verbrennung das erzeugte Drehmoment ebenfalls verändert, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis einer in dem Motor zu verbrennenden Gasmischung zur Ausgabe von NOx von dem NOx-Absorptionsmittel 25 zu einem fetten Zustand geschaltet wird. D. h., in dem Fall, in dem der Betrieb des Motors auf das fette Luft/Kraftstoff-Verhältnis umgeschaltet wird. Beim Umschalten des Betriebszustandes des Motors, wie oben beschrieben, ist es ebenfalls möglich, gleichzeitig eine Schaltsteuerung des fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnisbetriebes entsprechend dem Steuerzustand des automatischen Getriebes durchzuführen.
  • Der Steuerzustand des automatischen Getriebes umfasst eine Gangänderung, die als Herunterschalten bezeichnet wird. Sie ist von dem Herunterschalten unterschiedlich, das durchgeführt wird, wenn eine Geschwindigkeitsverminderung des Fahrzeugs durchgeführt wird, und entspricht dem Herunterschalten, das durchgeführt wird, wenn ein positives Antriebsdrehmoment vom Motor auf das Getriebe übertragen wird. Wenn die gleiche Drehzahl beim Herunterschalten erfasst wird, ändert sich das erzeugte Drehmoment. Bei dem Steuerzustand des automatischen Getriebes ist es möglich, wie oben erwähnt, die Schaltsteuerung zwischen der ersten Verbrennung und der zweiten Verbrennung zu verhindern. In diesem Fall ist es weiter erforderlich, die Motordrehzahl beim Herunterschalten zu erhöhen, und es ist möglich, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis der von dem Motor zu verbrennenden Gasmischung zur Ausgabe von NOx von dem NOx-Absorptionsmittel 25 auf den fetten Zustand zu schalten.
  • Bei der Brennkraftmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird, da eine der Verbrennungskammer zugeführt Inert-Gasmenge bei der Niedrigtemperaturverbrennung entsprechend der ersten Verbrennung groß ist, die Verbrennung unter dem Zustand durchgeführt, bei dem der Sauerstoff relativ unzureichend ist, d. h., die Verbrennung wird unter einem relativ schwierigen Verbrennungszustand durchgeführt. Entsprechend ist es möglich, wenn der Motor abgewürgt wird, wenn die niedrige Temperaturverbrennung entsprechend der ersten Verbrennung durchgeführt wird, die Niedrigtemperaturverbrennung zu verhindern, wodurch der Motor nicht abgewürgt wird. In diesem Fall wird bestimmt, ob die Bedingung eines Zustandes vorliegt, bei dem der Motor leicht abgewürgt werden kann oder nicht, z. B., ob ein Bremsvorgang durchgeführt wird oder nicht, oder ob die Motordrehzahl niedriger als eine vorbestimmte Motordrehzahl (z. B. 2000 U/min) vorliegt oder nicht, ob eine äußere Last (Klimaanlage oder ähnliches), die mit dem Motor verbunden ist, erhöht wird oder nicht, ob die Verminderung der Motordrehzahl pro Zeiteinheit größer als ein vorbestimmter Betrag ist und ähnliches, sodass es möglich ist, die Niedrigtemperaturverbrennung zu verhindern.
  • Beim Durchführen einer Niedrigtemperaturverbrennung, bei der eine Menge des der Verbrennungskammer 5 zugeführten EGR-Gases größer als eine EGR-Gasmenge ist, wenn die Rußerzeugung einen Spitzenwert erreicht, wird kaum Ruß erzeugt und ein Gang des automatischen Getriebes 60 geändert, wobei zur Verminderung des erzeugten Drehmoments eine Kraftstoff-Einspritzmenge von einem Kraftstoff-Einspritzventil 6 erhöht wird, um ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu vermindern, oder ein Kraftstoff-Einspritzzeitpunkt wird verzögert, oder ein Öffnungsgrad eines EGR-Steuerventils 31 wird erhöht, um eine EGR-Gasmenge zu erhöhen, und weiter wird zum Zeitpunkt der Durchführung einer Verbrennung, bei der die der Verbrennungskammer 5 zugeführte EGR-Gasmenge geringer als die EGR-Gasmenge ist, wenn die Rußerzeugung einen Spitzenwert erreicht, kaum Ruß erzeugt und bei einer Gangänderung des automatischen Getriebes 60 wird zur Verminderung eines erzeugten Drehmoments die Einspritzmenge des von dem Einspritzventil 6 eingespritzten Kraftstoffs vermindert.

Claims (13)

  1. Brennkraftmaschine zur Durchführung mindestens einer ersten Verbrennungsart, bei der eine Verbrennungskammer (5) eine Inert-Gasmenge enthält, die größer als die einer Rußerzeugungsspitze entsprechende Menge ist, wobei die Brennkraftmaschine mit einem automatischen Getriebe (60) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn bei der ersten Verbrennungsart eine Gangschaltung, die einen als Herunterschalten bezeichneten Gangschaltzustand umfasst, von dem automatischen Getriebe (60) unter einem gesteuerten Zustand durchgeführt wird, ein während der ersten Verbrennungsart vorherrschendes Luft/Kraftstoff-Verhältnis vermindert wird.
  2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Luft/Kraftstoff-Verhältnis durch eine Korrektur, bei der die in die Verbrennungskammer (5) eingespritzte Kraftstoffmenge erhöht wird, vermindert wird.
  3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Luft/Kraftstoff-Verhältnis durch eine Korrektur, bei der die in die Verbrennungskammer (5) angesaugte Luftmenge vermindert wird, vermindert wird.
  4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn bei der ersten Verbrennungsart eine Gangschaltung von dem automatischen Getriebe (60) unter einem gesteuerten Zustand durchgeführt wird, ein Einspritzzeitpunkt des der Verbrennungskammer (5) während der ersten Verbrennungsart zugeführten Kraftstoffs verzöget wird.
  5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schalteinrichtung (40) zum wahlweisen Umschalten zwischen einer ersten Verbrennungsart entsprechend einer Verbrennung, bei der kaum Ruß erzeugt wird, und einer zweiten Verbrennungsart, bei der eine der Verbrennungskammer zugeführte Inert-Gasmenge geringer ist als eine Inert-Gasmenge, wenn die erzeugte Rußmenge einen Spitzenwert erreicht, vorgesehen ist, wodurch die eingespritzte Kraftstoffmenge zur Verminderung korrigiert wird, wenn die zweite Verbrennungsart durchgeführt wird, und eine Gangschaltung von dem automatischen Getriebe (60) durchgeführt wird.
  6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Abgaskanal ein Katalysator (25, 26) mit einer Oxidationsfunktion zur Oxidation eines von der Verbrennungskammer (5) ausgegebenen unverbrannten Kohlenwasserstoffs angeordnet ist.
  7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abgasrückführung (29, 30, 31) zur Rückführung eines von der Verbrennungskammer (5) ausgegebenen Abgases in eine Ansaugleitung (17) der Brennkraftmaschine vorgesehen ist, und dass das Inert-Gas aus einem in die Ansaugleitung (17) zurückgeführten Rückführabgas besteht, und dass die Abgasrückführmenge bei der Durchführung der ersten Verbrennungsart im Wesentlichen gleich oder größer als 55% ist, und die Abgasrückführmenge bei der Durchführung der zweiten Verbrennungsart im Wesentlichen gleich oder kleiner als 50% ist.
  8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein gesteuerter Zustand des automatischen Getriebes (60) einer Zeit entspricht, wenn eine Gangschaltung durchgeführt wird, bei der eine Umschaltung zwischen der ersten Verbrennungsart und der zweiten Verbrennungsart blockiert ist.
  9. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein gesteuerter Zustand des automatischen Getriebes (60) einer Zeit entspricht, wenn eine Gangschaltung durchgeführt wird, bei der synchron eine Umschaltung zwischen der ersten Verbrennungsart und der zweiten Verbrennungsart durchgeführt wird.
  10. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein gesteuerter Zustand des automatischen Getriebes (60) einer Umschaltung zwischen einem EIN- und AUS-Zustand eines Blockiermechanismus (73) entspricht, bei der eine Umschaltung zwischen der ersten Verbrennungsart und der zweiten Verbrennungsart blockiert ist.
  11. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein gesteuerter Zustand des automatischen Getriebes (60) eine Umschaltung zwischen einem EIN- und AUS-Zustand eines Blockiermechanismus (73) entspricht, bei der synchron eine Umschaltung zwischen der ersten Verbrennungsart und der zweiten Verbrennungsart durchgeführt wird.
  12. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein NOx-Absorptionsmittel (25), das NOx absorbiert, wenn ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis eines strömenden Abgases mager ist und absorbiertes NOx abgibt, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des strömenden Abgases ein stoichometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder fett ist, in einer Abgasleitung (24) angeordnet ist, um ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis einer in der Brennungskraftmaschine zu verbrennenden Gasmischung zur Abgabe von NOx von dem Absorptionsmittel (25) zu einem fetten Zustand synchron mit einem Zeitpunkt, bei der eine Gangschaltung im gesteuertem Zustand des automatischen Getriebes (60) durchgeführt wird, umzuschalten.
  13. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein NOx-Absorptionsmittel (25), das NOx absorbiert, wenn ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis eines strömenden Abgases mager ist, und absorbiertes NOx abgibt, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des strömenden Abgases ein stoichometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder fett ist, in einer Abgasleitung (24) angeordnet ist, um ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis einer in der Brennkraftmaschine zu verbrennenden Gasmischung zur Abgabe von NOx von dem Absorptionsmittel (25) zu einem fetten Zustand synchron mit einem Zeitpunkt, bei dem ein Umschalten zwischen einem EIN- und AUS-Zustand eines Blockiermechanismus (73) im gesteuerten Zustand des automatischen Getriebes (60) durchgeführt wird, umzuschalten.
DE69917405T 1998-10-02 1999-09-23 Brennkraftmaschine Expired - Lifetime DE69917405T2 (de)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28121398 1998-10-02
JP10281213A JP3063744B2 (ja) 1998-10-02 1998-10-02 内燃機関
JP29538198 1998-10-16
JP29538198A JP3424569B2 (ja) 1998-10-16 1998-10-16 自動変速機付き内燃機関
JP32101598A JP3409717B2 (ja) 1998-11-11 1998-11-11 内燃機関
JP32101598 1998-11-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69917405D1 DE69917405D1 (de) 2004-06-24
DE69917405T2 true DE69917405T2 (de) 2005-05-12

Family

ID=27336821

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69917405T Expired - Lifetime DE69917405T2 (de) 1998-10-02 1999-09-23 Brennkraftmaschine

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP0992669B1 (de)
DE (1) DE69917405T2 (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4404592B2 (ja) * 2003-09-12 2010-01-27 トヨタ自動車株式会社 ディーゼル機関の燃料噴射制御装置
GB2502835A (en) * 2012-06-06 2013-12-11 Gm Global Tech Operations Inc Method of controlling torque generation during rich combustion modes in an internal combustion engine
RU2558741C1 (ru) * 2014-09-15 2015-08-10 Николай Борисович Болотин Дизельный двигатель внутреннего сгорания и способ его работы
RU2564174C1 (ru) * 2014-09-23 2015-09-27 Николай Борисович Болотин Дизельный двигатель и способ его работы
RU2557970C1 (ru) * 2014-09-24 2015-07-27 Николай Борисович Болотин Дизельный двигатель и способ его работы
CN109782742B (zh) * 2019-01-31 2021-06-22 一汽解放汽车有限公司 一种执行器慢响应诊断方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4148230A (en) * 1976-12-14 1979-04-10 Fuji Heavy Industries Co., Ltd. Emission control system dependent upon transmission condition in a motor vehicle
JPS57342A (en) * 1980-06-02 1982-01-05 Nissan Motor Co Ltd Engine controller for vehicle mounting lock-up automatic speed changer
JP2864896B2 (ja) * 1992-10-01 1999-03-08 日産自動車株式会社 ディーゼルエンジンの制御装置
JP3106836B2 (ja) * 1994-02-02 2000-11-06 トヨタ自動車株式会社 自動変速機付内燃機関の制御装置
JP3079933B2 (ja) * 1995-02-14 2000-08-21 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JPH09137738A (ja) * 1995-11-16 1997-05-27 Toyota Motor Corp エンジンおよび自動変速機の制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP0992669A3 (de) 2001-09-19
DE69917405D1 (de) 2004-06-24
EP0992669A2 (de) 2000-04-12
EP0992669B1 (de) 2004-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60108298T2 (de) Brennkraftmaschine und Verfahren zur Steuerung
DE60011157T2 (de) Brennkraftmaschine
DE69809492T2 (de) Brennkraftmaschine
DE69926700T2 (de) Brennkraftmaschine
DE69820167T2 (de) Steuerung für Verbrennung und Abgasrückführung in einer Brennkraftmaschine
DE69921440T2 (de) Steuervorrichtung für eine brennkraftmaschine mit direkteinspritzung
DE69915921T2 (de) Brennkraftmaschine
DE69819651T2 (de) Selbstzündende Brennkraftmaschine
DE60108006T2 (de) Brennkraftmaschine und Methode für Abgasrückführung
DE69602222T2 (de) Abgasreiningungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE60111689T2 (de) Verfahren zum reinigen von abgasen
DE60119653T2 (de) Luftverdichtende Brennkraftmaschine
DE69916357T2 (de) Brennkraftmaschine mit Kompressionszündung
DE60024762T2 (de) Brennkraftmaschine
DE19824915C1 (de) Verfahren zum Wechseln der Betriebsart einer direkt-einspritzenden Otto-Brennkraftmaschine
DE60203157T2 (de) Abgasemissionssteuerung
DE19616555C2 (de) Dieselmotor
DE60200696T2 (de) Viertakt Brennkraftmaschine für Kraftfahrzeug
DE60107765T2 (de) Vorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine
DE602005000105T2 (de) Verfahren, Computerprogramm und Steuergerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE112009004712B4 (de) Fremdgezündeter verbrennungsmotor
DE69927539T2 (de) Steuerungssystem für eine Brennkraftmaschine
DE69520567T2 (de) Abgasreinigungsverfahren für eine brennkraftmaschine
DE69816245T2 (de) Dieselbrennkraftmaschine
DE60113040T2 (de) Abgasreinigungsvorrichtung für brennkraftmaschinen

Legal Events

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