DE69919473T2 - Brennkraftmaschine - Google Patents

Brennkraftmaschine Download PDF

Info

Publication number
DE69919473T2
DE69919473T2 DE69919473T DE69919473T DE69919473T2 DE 69919473 T2 DE69919473 T2 DE 69919473T2 DE 69919473 T DE69919473 T DE 69919473T DE 69919473 T DE69919473 T DE 69919473T DE 69919473 T2 DE69919473 T2 DE 69919473T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
air
amount
fuel ratio
injection
internal combustion
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
DE69919473T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69919473D1 (de
Inventor
Shizuo Toyota-shi Aichi-ken Sasaki
Masato Toyota-shi Aichi-ken Gotoh
Takekazu Toyota-shi Aichi-ken Ito
Kouji Toyota-shi Aichi-ken Yoshizaki
Hiroki Toyota-shi Aichi-ken Murata
Tsukasa Toyota-shi Aichi-ken Abe
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 JP28412398A external-priority patent/JP3336974B2/ja
Priority claimed from JP32090798A external-priority patent/JP3348663B2/ja
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Application granted granted Critical
Publication of DE69919473D1 publication Critical patent/DE69919473D1/de
Publication of DE69919473T2 publication Critical patent/DE69919473T2/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
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • F02D41/0057—Specific combustion modes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D41/0007—Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425—Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429—Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2441—Methods of calibrating or learning characterised by the learning conditions
    • F02D41/2445—Methods of calibrating or learning characterised by the learning conditions characterised by a plurality of learning conditions or ranges
    • 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
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425—Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429—Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2451—Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
    • F02D41/2464—Characteristics of actuators
    • F02D41/2467—Characteristics of actuators for injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F02D2011/101—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the means for actuating the throttles
    • F02D2011/102—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the means for actuating the throttles at least one throttle being moved only by an electric actuator
    • 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
    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D41/222—Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of sensors or parameter detection devices
    • F02D2041/223—Diagnosis of fuel pressure sensors
    • 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
    • F02D2041/389—Controlling fuel injection of the high pressure type for injecting directly into the cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/18—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
    • F02D41/187—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow using a hot wire flow sensor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3017—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
    • F02D41/3035—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the premixed charge compression-ignition mode
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, die eine Brennkammer aufweist, in die ein Inertgas eingeführt wird, um so eine Verbrennung zu bewirken.
  • 2. Beschreibung des zu ehörigen Stands der Technik
  • Üblicherweise ist eine Brennkraftmaschine wie z.B. eine Dieselkraftmaschine zum Begrenzen einer Erzeugung von NOx so aufgebaut, dass ein Kraftmaschinenabgaskanal und ein Kraftmaschineneinlasskanal durch einen Abgasrückführungskanal (nachfolgend als ein EGR bezeichnet) verbunden sind, um so Abgas rückzuführen, nämlich ein EGR-Gas in dem Kraftmaschineneinlasskanal durch den EGR-Kanal. In diesem Fall wird eine Verbrennungstemperatur innerhalb der Brennkammer abgesenkt, wenn eine Menge des EGR-Gases vermehrt wird, da das EGR-Gas eine relativ hohe spezifische Wärme aufweist und dementsprechend eine große Wärmemenge absorbieren kann, es ist nämlich eine EGR-Rate erhöht (EGR-Gasmenge/(EGR-Gasmenge + Einlassluftmenge)). Wenn die Verbrennungstemperatur abgesenkt wird, dann wird eine erzeugte Menge von NOx verringert. Somit ist die erzeugte Menge an NOx umso geringer, je stärker die EGR-Rate erhöht wird.
  • Wie dies vorstehend beschrieben ist, ist es üblicherweise bekannt, dass die erzeugte Menge an NOx verringert werden kann, wenn die EGR-Rate vergrößert wird. Jedoch beginnt sich eine erzeugte Rußmenge d.h. Rauch, plötzlich zu vermehren, wenn die EGR-Rate eine bestimmte Grenze überschreitet, falls die EGR-Rate erhöht wird. Dies bezüglich wurde üblicherweise erachtet, dass der Rauch unbeschränkt vermehrt wird, wenn die EGR-Rate weiter vergrößert wird, so dass erachtet wird, dass die EGR-Rate die maximal zulässige Grenze der EGR-Rate ist, bei der die Vermehrung des Rauches plötzlich startet.
  • Dementsprechend wurde die EGR-Rate üblicherweise unterhalb der maximal zulässigen Grenze festgelegt. Die maximal zulässige Grenze der EGR-Rate unterscheidet sich wesentlich in Abhängigkeit von der Bauart der Kraftmaschine und eines Kraftstoffes, sie ist jedoch innerhalb eines Bereiches zwischen ungefähr 30% und 50%. Daher wird bei der herkömmlichen Dieselkraftmaschine die EGR-Rate auf den Bereich zwischen ungefähr 30% und 50% beim Maximum begrenzt.
  • Wie dies vorstehend beschrieben ist, wurde die EGR-Rate innerhalb des Bereiches definiert, der nicht über der maximal zulässigen Grenze liegt, so dass die Erzeugung der Rauchmenge so klein wie möglich wird, da üblicherweise erachtet wurde, dass die maximal zulässige Grenze hinsichtlich der EGR-Rate vorhanden ist. Jedoch hat die Reduzierung der erzeugten Menge an NOx und des Rauches eine Grenze, so dass tatsächlich eine beträchtliche Menge an NOx und Rauch nach wie vor erzeugt werden, auch wenn die EGR-Rate so definiert ist, dass die erzeugte Menge an NOx und an Rauch so klein wie möglich wird.
  • Bei einem Forschungsprozess bei einer Verbrennung der Dieselkraftmaschine wurde jedoch herausgefunden, dass sich der Rauch gemäß der vorstehende Beschreibung plötzlich vermehrt, wenn die EGR-Rate größer als die maximal zulässige Grenze ist, jedoch hat die erzeugte Rauchmenge einen Spitzenwert, und wenn die EGR-Rate weiter erhöht wird, so dass sie den Spitzenwert überschreitet, dann beginnt eine plötzliche Reduzierung des Rauches in diesem Zeitraum, so dass der Rauch im Wesentlichen Null beträgt, wenn die EGR-Rate auf einen Wert festgelegt wird, der gleich oder größer als 70% während eines Leerlaufbetriebes oder während eines starken Kühlvorganges des EGR-Gases ist, so dass nämlich kaum Ruß erzeugt wird, wenn die EGR-Rate auf einen Wert von 55% oder mehr festgelegt wird. Des weiteren wurde herausgefunden, dass die erzeugte Menge an NOx dabei eine bemerkenswert kleine Menge annimmt. Danach wurden auf der Grundlage von diesen Informationen Überlegungen hinsichtlich eines Grundes angestellt, warum kein Ruß erzeugt wird und infolgedessen wurde ein neues Verbrennungssystem aufgebaut, das nicht erhältlich war und gleichzeitig den Ruß und NOx reduzieren kann. Das neue Verbrennungssystem wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben. Kurz gesagt basiert es auf einem Prinzip, dass ein Anwachsen von Kohlenwasserstoffen in der Mitte eines Schrittes gestoppt wird, bei dem die Kohlenwasserstoffe den Ruß vermehren.
  • Und zwar wurde infolge von viele Experimenten und Forschungen sichergestellt, dass das Anwachsen der Kohlenwasserstoffe in der Mitte des Schrittes stoppt, bevor sie zu Ruß werden, wenn eine Temperatur des Kraftstoffes und des Umgebungsgases während einer Verbrennung innerhalb der Brennkammer gleich oder kleiner als eine bestimmte Temperatur ist, und dass die Kohlenwasserstoffe sich so vermehren, dass sie zu Ruß werden, und zwar bei einem Hub, wenn die Temperatur des Kraftstoffes und des Umgebungsgases eine bestimmte Temperatur erreicht. In diesem Fall wird die Temperatur des Kraftstoffes und des Umgebungsgases durch einen endothermen Effekt des Gases stark beeinflusst, das den Kraftstoff dabei umgibt, wenn der Kraftstoff verbrannt wird, so dass es möglich ist, die Temperatur des Kraftstoffes und des Umgebungsgases durch Einstellen der Wärmeabsorptionsmenge des Gases zu steuern, das den Kraftstoff umgibt, und zwar entsprechend der erzeugten Menge während der Verbrennung des Kraftstoffes.
  • Wenn die Temperatur des Kraftstoffes und des Umgebungsgases während der Verbrennung innerhalb der Brennkammer auf ein Niveau beschränkt wird, das gleich oder kleiner als jene Temperatur ist, bei der die Vermehrung der Kohlenwasserstoffe im Laufe gestoppt wird, dann wird dementsprechend kein Ruß erzeugt. Daher ist es möglich, die Temperatur des Kraftstoffes und des Umgebungsgases während der Verbrennung innerhalb der Brennkammer auf ein Niveau zu beschränken, das gleich oder kleiner als jene Temperatur ist, bei der die Vermehrung der Kohlenwasserstoffe im Laufe stoppt, indem die Wärmeabsorptionsmenge des Gases eingestellt wird, das den Kraftstoff umgibt. Im Gegensatz dazu können die Kohlenwasserstoffe, deren Vermehrung gestoppt wurde, bevor sie zu Ruß wurden, in einfacher Weise mittels einer Nachbehandlung gereinigt werden, die einen Oxidationskatalysator oder dergleichen verwendet. Dies ist ein Hauptprinzip des neuen Verbrennungssystems. Die Brennkraftmaschine, die das neue Verbrennungssystem verwendet, wurde bereits unter der Anmeldungsnummer EP-A-879 946 durch den gegenwärtigen Anmelder eingereicht.
  • Jedoch wird bei einer Brennkraftmaschine, die so aufgebaut ist, dass eine Einspritzzeit entsprechend einem Betriebszustand der Kraftmaschine im Voraus gespeichert wird und dass eine Kraftstoffeinspritzung auf der Grundlage der gespeicherten Einspritzzeit durchgeführt wird, wenn ein Düsenanschluss des Kraftstoffeinspritzventils bis zu einem geringen Grad verstopft ist, was z.B. durch eine Ansammlung von einer Ablagerung und dergleichen hervorgerufen wird, eine tatsächliche Kraftstoffeinspritzmenge kleiner als eine Soll-Einspritzmenge. Wie dies vorstehend beschrieben ist, ist es erforderlich, die Einspritzzeit so zu korrigieren, dass die tatsächliche Einspritzmenge zu der Soll-Einspritzmenge wird, falls die tatsächliche Einspritzmenge von der Soll-Einspritzmenge verschoben ist.
  • Jedoch ist es bei der herkömmlichen selbstzündenden Brennkraftmaschine schwierig, einen Betriebszustand zum Festlegen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses auf das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis durchzuführen. Das ist dadurch begründet, dass die selbstzündende Brennkraftmaschine im Allgemeinen eine große Rauchmenge während einer Verbrennung erzeugt, es sei denn, dass Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist in einem mageren Zustand. Wenn der eingespritzte Kraftstoff hinsichtlich der Luft von dem normalen mageren Betriebszustand vermehrt wird, so dass das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis festgelegt wird, dann wird eine Rate des verbrannten Kraftstoffes in einem Zustand, bei dem er nicht ausreichend mit der Luft vermischt wird, von dem eingespritzten Kraftstoff erhöht, so dass der größte Teil des Kraftstoffes zu Rauch wird. Dementsprechend ist es unmöglich, die Einspritzzeit durch Festlegen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses auf das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis gemäß der vorstehenden Beschreibung zu korrigieren.
  • Jedoch ist es bei der vorstehend erwähnten neuen Verbrennung möglich, den Betriebszustand durchzuführen, bei dem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis festgelegt wird, falls die neue Verbrennung bei der selbstzündenden Brennkraftmaschine durchgeführt wird. Bei der neuen Verbrennung beendet der Teil des Kraftstoffes, der nicht ausreichend mit der Luft gemischt ist, eine Reaktion an einer Stufe vor der Vermehrung, bei der er zu Ruß würde, und er wird daher aus der Brennkammer ausgelassen. Er wird durch einen Oxidationskatalysator in dem stromabwärtigen Bereich gereinigt, so dass der Rauch kaum in die Umgebungsluft austritt. Wenn die neue Verbrennung verwendet wird, dann ist es dementsprechend möglich, die Einspritzzeit so zu korrigieren, dass die tatsächliche Einspritzmenge zu der Soll-Einspritzmenge wird, in dem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis festgelegt wird.
  • EP-A-0 803 645 offenbart eine gattungsgemäße Brennkraftmaschine, die so aufgebaut ist, dass eine erzeugte Menge an Ruß allmählich auf einem Spitzenwert vermehrt wird, wenn eine Menge eines inaktiven Gases vermehrt wird, das einer Brennkammer zugeführt wird, und die Folgendes aufweist: Eine Speichereinrichtung zum Speichern einer Einspritzzeit τ gemäß einem Betriebszustand der Kraftmaschine durch Vermehren der Menge des inaktiven Gases, dass der Brennkammer zugeführt wird, so dass sie größer als jenes inaktive Gas wird, wenn die erzeugte Menge des Rußes den Spitzenwert annimmt; eine Einlassluftmengenerfassungseinrichtung zum Erfassen einer Einlassluftmenge; und eine Einspritzmengenberechnungseinrichtung zum Berechnen einer tatsächlichen Einspritzmenge von der Einlassluftmenge, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis gesteuert wird.
  • EP-A-0 824 188 offenbart eine andere Brennkraftmaschine.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dass eine Einspritzmenge mit einer Soll-Einspritzmenge auch in jenem Fall zusammenfällt, wenn eine Kraftmaschine für einen langen Zeitraum verwendet wird.
  • Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch die Merkmalskombination des Anspruches 1 gelöst, die abhängigen Ansprüche offenbaren weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung.
  • Um die vorstehend genannte Aufgabe gemäß der vorliegenden Erfindung zu lösen, ist eine Brennkraftmaschine vorgesehen, die so aufgebaut ist, dass eine erzeugte Menge an Ruß allmählich auf einen Spitzenwert vermehrt wird, wenn eine Inertgasmenge vermehrt wird, die einer Brennkammer zugeführt wird, wobei eine der Brennkammer zugeführte Inertgasmenge auf mehr als jene Inertgasmenge vermehrt wird, wenn die erzeugte Menge des Rußes den Spitzenwert annimmt. Die Brennkraftmaschine hat eine Speichereinrichtung zum Speichern einer Einspritzzeit gemäß einem Betriebszustand der Kraftmaschine, eine Einlassluftmengenerfassungseinrichtung zum Erfassen einer Einlassluftmenge, eine Luft/Kraftstoff-Verhältnissteuereinrichtung zum Steuern eines Luft/Kraftstoff- Verhältnisses auf ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis, eine Einspritzmengenberechnungseinrichtung zum Berechnen einer tatsächlichen Einspritzmenge aus der Einlassluftmenge, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis gesteuert wird, und eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren einer Einspritzzeit auf der Grundlage der tatsächlichen Einspritzmenge, so dass die Einspritzmenge während des Einspritzens des Kraftstoffes auf der Grundlage der gespeicherten Einspritzzeit zu der Soll-Einspritzmenge gemäß dem Betriebszustand der Kraftmaschine wird.
  • Diese Kurzfassung der Erfindung beschreibt nicht notwendigerweise alle wesentlichen Merkmale, so dass die Erfindung auch in einer Nebenkombination von diesen beschriebenen Merkmalen liegen kann.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt eine Gesamtansicht einer selbstzündenden Brennkraftmaschine, die ein Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 zeigt eine graphische Darstellung einer Änderung eines Öffnungsgrades eines Drosselventils, einer EGR-Rate, einer erzeugten Menge an Rauch, HC, CO und NOx entsprechend einer Änderung eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses;
  • 3A und 3B zeigen graphische Ansichten eines Verbrennungsdruckes hinsichtlich einer Änderung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses;
  • 4 zeigt eine Ansicht eines Kraftstoffmoleküls;
  • 5 zeigt eine graphische Darstellung einer Beziehung zwischen einer erzeugten Menge an Rauch und einer EGR-Rate;
  • 6 zeigt eine graphische Darstellung einer Beziehung zwischen einer Gesamtmenge eines angesaugten Gases und einer geforderten Last;
  • 7 zeigt eine graphische Darstellung eines ersten Betriebsbereiches I und eines zweiten Betriebsbereiches II;
  • 8 zeigt eine graphische Darstellung einer Abgabe eines Luft/Kraftstoff-Verhältnissensors;
  • 9 zeigt eine graphische Darstellung eines Öffnungsgrades eines Drosselventils, eines Öffnungsgrades eines EGR-Steuerventils, einer EGR-Rate, eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, einer Einspritzzeitgebung und einer Einspritzmenge bei der geforderten Last;
  • 10A und 10B zeigen graphische Darstellungen eines geforderten Drehmomentes;
  • 11 zeigt eine graphische Darstellung eines Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in dem ersten Betriebsbereich I;
  • 12A und 12B zeigen Ansichten einer Abbildung einer Soll-Einspritzmenge und einer Einspritzzeitgebung;
  • 13A bis 13C zeigen graphische Darstellungen einer Abbildung eines Soll-Öffnungsgrades eines Drosselventils, eines Soll-Öffnungsgrades des EGR-Steuerventils, eines Soll-Kraftstoffdruckes;
  • 14 zeigt eine graphische Darstellung eines Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in dem zweiten Betriebsbereich II;
  • 15A und 15B zeigen Ansichten einer Abbildung der Soll-Einspritzmenge und Einspritzzeitgebung;
  • 16A bis 16C zeigen Ansichten einer Abbildung des Soll-Öffnungsgrades des Drosselventils und des Soll-Öffnungsgrades des EGR-Steuerventils und eines Soll-Kraftstoffdruckes;
  • 17A und 17B zeigen graphische Darstellungen einer Beziehung zwischen einer tatsächlichen Einspritzmenge und einer Einspritzzeit;
  • 18 zeigt eine Flusskarte zum Steuern eines Betriebs einer Kraftmaschine;
  • 19 zeigt eine Flusskarte zum Steuern einer Einspritzmenge;
  • 20 zeigt eine Flusskarte zum Steuern einer Einspritzmenge;
  • 21 zeigt eine Flusskarte zum Steuern einer Einspritzmenge;
  • 22 zeigt eine Flusskarte zum Steuern einer Einspritzmenge;
  • 23 zeigt eine Flusskarte zum Steuern eines Betriebs einer Kraftmaschine;
  • 24 zeigt eine Flusskarte zum Steuern einer Einspritzmenge;
  • 25 zeigt eine Flusskarte zum Steuern einer Einspritzmenge;
  • 26 zeigt eine Gesamtansicht einer selbstzündenden Brennkraftmaschine als ein anderes Ausführungsbeispiel;
  • 27 zeigt eine graphische Darstellung eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in dem ersten Betriebsbereich I;
  • 28A und 28B zeigen Ansichten einer Abbildung eines Soll-Öffnungsgrades eines Drosselventils und eines Soll-Öffnungsgrades eines EGR-Steuerventils;
  • 29 zeigt eine graphische Darstellung eines Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in einem zweiten Betriebsbereich II;
  • 30A und 30B zeigen Ansichten einer Abbildung eines Soll-Öffnungsgrades des Drosselventils und eines Soll-Öffnungsgrades des EGR-Steuerventils;
  • 31 zeigt eine Flusskarte zum Steuern eines Betriebs einer Kraftmaschine;
  • 32 zeigt eine Flusskarte eines Ausführungsbeispieles zum Steuern des Drosselventils;
  • 33 zeigt eine graphische Darstellung einer Beziehung zwischen einem Öffnungsgrad STa eines Drosselventils und einem wirksamen Strömungsflächeninhalt S;
  • 34 zeigt eine Flusskarte eines anderen Ausführungsbeispieles zum Steuern des Drosselventils;
  • 35 zeigt eine Flusskarte eines Ausführungsbeispieles zum Steuern eines EGR-Steuerventils;
  • 36 zeigt eine Ansicht einer Abbildung eines Druckes innerhalb eines Zwischenbehälters;
  • 37 zeigt eine graphische Darstellung einer Beziehung zwischen einem Öffnungsgrad SEa des IGR-Steuerventils und eines wirksamen Strömungsflächeninhaltes Se;
  • 38 zeigt einen Teil einer Flusskarte des anderen Ausführungsbeispieles zum Steuern des EGR-Steuerventils;
  • 39 zeigt einen Teil der Flusskarte des anderen Ausführungsbeispieles zum Steuern des EGR-Steuerventils;
  • 40 zeigt eine Flusskarte des anderen Ausführungsbeispieles zum Steuern des EGR-Steuerventils;
  • 41 zeigt eine Ansicht einer Abbildung eines normalen Druckes innerhalb einer Brennkammer bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel während eines Verdichtungshubes;
  • 42 zeigt einen Teil einer Flusskarte des anderen Ausführungsbeispieles zum Steuern des EGR-Steuerventils; und
  • 43 zeigt einen Teil der Flusskarte des anderen Ausführungsbeispieles zum Steuern des EGR-Steuerventils.
  • BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELES
  • Die 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die vorliegende Erfindung auf eine selbstzündende Viertakt-Brennkraftmaschine angewendet wird.
  • Unter Bezugname auf die 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Hauptkörper einer Kraftmaschine, das Bezugszeichen 2 bezeichnet einen Zylinderblock, das Bezugszeichen 3 bezeichnet einen Zylinderkopf, das Bezugszeichen 4 bezeichnet einen Kolben, das Bezugszeichen 5 bezeichnet eine Brennkammer, das Bezugszeichen 6 bezeichnet ein elektrisch gesteuertes Kraftstoffeinspritzventil, das Bezugszeichen 7 bezeichnet ein Einlassventil, das Bezugszeichen 8 bezeichnet einen Einlassanschluss, das Bezugszeichen 9 bezeichnet ein Abgasventil und das Bezugszeichen 10 bezeichnet einen Abgasanschluss. Der Einlassanschluss 8 ist mit einem Zwischenbehälter 12 über ein entsprechendes Einlasszweigrohr 11 verbunden, und der Zwischenbehälter 12 ist mit einem Turbolader wie z.B. einem Auslassabschnitt eines Kompressors 16 eines Abgasturboladers 15 über einen Einlasskanal 13 und einem Zwischenkühler 14 verbunden. Ein Einlassabschnitt des Kompressors 16 ist mit einer Luftreinigungsvorrichtung 18 über ein Lufteinlassrohr 17 verbunden, und ein durch einen Schrittmotor 19 angetriebenes Drosselventil 20 ist innerhalb des Lufteinlassrohres 17 angeordnet. Des weiteren ist eine Massendurchsatzerfassungsvorrichtung 21 zum Erfassen eines Massendurchsatzes der angesaugten Luft innerhalb des Lufteinlassrohres 17 stromaufwärts von dem Drosselventil 20 angeordnet.
  • Im Gegensatz dazu ist der Abgasanschluss 10 mit einem Einlassabschnitt einer Abgasturbine 23 des Abgasturboladers 15 über einen Abgaskrümmer 22 verbunden, und ein Auslassabschnitt der Abgasturbine 23 ist mit einem katalytischen Wandler 26 verbunden, der einen Katalysator 25 mit einer Oxydationsfunktion darin enthält, und zwar über ein Abgasrohr 24. Ein Luft/Kraftstoff-Verhältnissensor 27 ist innerhalb des Abgaskrümmers 22 angeordnet.
  • Ein Abgasrohr 28, das mit einem Auslassabschnitt des katalytischen Wandlers 26 verbunden ist, und das Lufteinlassrohr 17, das stromabwärts von dem Drosselventil 20 angeordnet ist, sind miteinander über einen Abgasrückführungskanal 29 (nachfolgend als ein EGR bezeichnet) verbunden, und ein durch einen Schrittmotor 30 angetriebenes EGR-Steuerventil 31 ist innerhalb des EGR-Kanals 20 angeordnet. Des weiteren ist ein Zwischenkühler 32 zum Kühlen einer EGR-Gasströmung innerhalb des EGR-Kanals 29 angeordnet. Bei dem in der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel wird ein Kraftmaschinenkühlwasser in den Zwischenkühler 32 eingeführt, und das EGR-Gas wird durch das Kraftmaschinenkühlwasser gekühlt.
  • Im Gegensatz dazu ist das Kraftstoffeinspritzventil 6 mit einem Kraftstoffbehälter verbunden, einer sogenannten Common-Rail 34 über ein Kraftstoffzuführungsrohr 33. Ein Kraftstoff wird der Common-Rail 34 aus einer elektrisch gesteuerten Kraftstoffpumpe 35 zugeführt, bei der eine Auslassmenge variabel ist, und der Kraftstoff, der der Common-Rail 34 zugeführt wird, wird dem Kraftstoffeinspritzventil 6 über ein jeweiliges Kraftstoffzuführungsrohr 33 zugeführt. Ein Kraftstoffdrucksensor 36 zum Erfassen eines Kraftstoffdruckes innerhalb der Common-Rail 34 ist an der Common-Rail 34 so angebracht, dass eine Auslassmenge von der Kraftstoffpumpe 35 so gesteuert werden kann, dass der Kraftstoffdruck innerhalb der Common-Rail 34 zu einem Soll-Kraftstoffdruck auf der Grundlage eines abgegebenen Signals von dem Kraftstoffdrucksensor 36 wird.
  • Eine elektronische Steuereinheit 40 ist durch einen digitalen Computer gebildet, und sie ist mit einem Festwertspeicher (ROM) 42, einem Direktzugriffsspeicher (RAM) 43, einem Mikroprozessor (CPU) 44, einem Eingabeanschluss 45 und einem Abgabeanschluss 46 versehen, die gegenseitig durch einen Zwei-Wege-Bus 41 verbunden sind. Ein abgegebenes Signal von der Massendurchsatzerfassungsvorrichtung 21 wird in den Eingabeanschluss 45 über einen entsprechenden AD-Wandler 47 eingegeben, und abgegebene Signale von dem Luft/Kraftstoff-Verhältnissensor 27 und dem Kraftstoffdrucksensor 36 werden ebenfalls in den Eingabeanschluss 45 über den entsprechenden AD-Wandler 47 jeweils eingegeben. Ein Lastsensor 51 zum Erzeugen einer abgegebenen elektrischen Spannung, die proportional zu einem Niederdrückungshub L eines Beschleunigungspedals 50 ist, ist mit dem Beschleunigungspedal 50 verbunden, und eine abgegebene elektrische Spannung des Lastsensors 51 wird in den Eingabeanschluss 45 über den entsprechenden AD-Wandler 47 eingegeben. Des weiteren ist ein Kurbelwinkelsensor 52 mit dem Eingabeanschluss 45 verbunden, um ein Abgabepuls jedes Mal dann zu erzeugen, wenn sich die Kurbelwelle zum Beispiel um 30° dreht. Im Gegensatz dazu ist der Abgabeanschluss 46 mit dem Kraftstoffeinspritzventil 6, dem Drosselventilsteuerschrittmotor 19, dem EGR-Steuerventilsteuerschrittmotor 30 und der Kraftstoffpumpe 35 verbunden.
  • Die 2 zeigt ein experimentelles Ausführungsbeispiel, das eine Änderung eines abgegebenen Drehmomentes und eine Änderung einer ausgelassenen Menge an Rauch, HC, CO und NOx zeigt, wenn sich ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F (eine Abszisse in der 2) durch Ändern eines Öffnungsgrades des Drosselventils 20 und der EGR-Rate während eines Betriebs der Kraftmaschine bei niedriger Last ändert. Wie dies aus der 2 ersichtlich ist, wird bei diesem experimentellen Ausführungsbeispiel die EGR-Rate umso größer, je kleiner das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F wird, und die EGR-Rate wird gleich oder größer als 65%, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis gleich oder kleiner als ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist (ungefähr 14,6).
  • Wie dies in der 2 gezeigt ist, beginnt eine Vermehrung der erzeugten Menge an Rauch, wenn die EGR-Rate ungefähr 40% wird, und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F nimmt einen Wert von ungefähr 30 an, falls das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F durch Vergrößern der EGR-Rate verkleinert wird. Wenn des weiteren die EGR-Rate weiter vergrößert wird und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F verkleinert wird, dann wird als nächstes die erzeugte Menge des Rauches plötzlich auf einen Spitzenwert erhöht. Wenn die EGR-Rate weiter erhöht wird und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F verkleinert wird, dann wird dabei als nächstes der Rauch plötzlich reduziert, und wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F nahezu 15,0 wird, wobei die EGR-Rate auf einen Wert gleich oder größer als 65% festgelegt wird, dann ist der Rauch im Wesentlichen 0. Und zwar wird kaum Ruß erzeugt. Dabei wird das abgegebene Drehmoment der Kraftmaschine geringfügig reduziert und die erzeugte Menge an NOx wird bedeutend reduziert. Im Gegensatz dazu beginnt dabei eine Vermehrung einer erzeugten Menge an HC und CO.
  • Die 3A zeigt eine Änderung eines Verbrennungsdrucks innerhalb der Brennkammer 5, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F ungefähr 21 beträgt und die erzeugte Menge an Rauch am größten ist und die 3B zeigt eine Änderung eines Verbrennungdruckes innerhalb der Brennkammer 5, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F ungefähr 18 beträgt und die erzeugte Menge an Rauch im Wesentlichen 0 ist. Wie dies aus dem Vergleich zwischen den 3A und 3B ersichtlich ist, ist der Verbrennungsdruck in dem in der 3B gezeigten Fall, wenn die erzeugte Menge an Rauch im Wesentlichen 0 ist, geringer als bei der 3A, bei der die erzeugte Menge an Rauch groß ist.
  • Die folgenden Ergebnisse können aus den experimentellen Ergebnissen hergeleitet werden, die in den 2 und 3 gezeigt ist. Wenn nämlich erstens das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F gleich oder kleiner als 15,0 ist, und die erzeugte Menge an Rauch im Wesentlichen 0 ist, dann wird die erzeugte Menge an NOx beträchtlich reduziert, wie dies in der 2 gezeigt ist. Eine Reduzierung der erzeugten Menge an NOx bedeutet eine Reduzierung der Verbrennungstemperatur innerhalb der Brennkammer 5, so dass gesagt werden kann, dass die Verbrennungstemperatur innerhalb der Brennkammer 5 niedrig wird, wenn der Ruß kaum erzeugt wird. Das Gleiche kann über die 3 gesagt werden. In einem in der 3B gezeigten Zustand, wenn nämlich kaum Ruß erzeugt wird, ist der Verbrennungsdruck niedrig, so dass die Verbrennungstemperatur innerhalb der Brennkammer 5 niedrig wird.
  • Wenn zweitens die erzeugte Menge an Rauch, nämlich die erzeugte Menge an Ruß, im Wesentlichen 0 ist, dann wird die ausgelassene Menge an HC und CO vermehrt, wie dies in der 2 gezeigt ist. Dies bedeutet, dass Kohlenwasserstoffe ausgelassen werden, ohne dass sie den Ruß bilden. Bei geradkettigen Kohlenwasserstoffen oder aromatischen Kohlenwasserstoffen, wie dies in der 4 gezeigt ist, die in dem Kraftstoff enthalten sind, wird ein Vorläufer des Rußes aufgrund einer thermischen Zerlegung gebildet, und der Ruß, der einen Festkörper enthält, der hauptsächlich durch eine Aggregation von Kohlenstoffatomen gebildet wird, wird nämlich erzeugt. In diesem Fall ist der Prozess zum tatsächlichen Erzeugen des Rußes komplex, und es ist unbestimmt, welchen Aspekt der Vorläufer von dem Ruß darstellt, jedoch baut der in der 4 gezeigte Kohlenwasserstoff in jedem Fall den Ruß über den Vorläufer des Rußes auf. Wie dies vorstehend beschrieben ist, wird dementsprechend die ausgelassene Menge an HC und CO vermehrt, wie dies in der 2 gezeigt ist, wenn die erzeugte Menge des Rußes im Wesentlichen 0 ist, jedoch entspricht HC dabei dem Vorläufer des Rußes oder dem Kohlenwasserstoff bei dem vorherigen Zustand.
  • Weitere Überlegung auf der Grundlage der in den 2 und 3 gezeigten experimentellen Ergebnisse zeigen, dass die erzeugte Menge des Rußes im Wesentlichen 0 ist, wenn die Verbrennungstemperatur innerhalb der Brennkammer 5 niedrig ist, so dass der Vorläufer des Rußes oder der Kohlenwasserstoff in dem vorherigen Zustand aus der Brennkammer 5 zugelassen wird. In Folge weiterer Experimente und Forschungen hinsichtlich des Gegenstandes wird im Einzelnen klar, dass der Aufbauprozess des Rußes im Laufe gestoppt wird, und zwar wird kein Ruß erzeugt, falls die Temperatur des Kraftstoffes und des Umgebungsgases der Brennkammer 5 gleich oder kleiner als eine vorbestimmte Temperatur ist, und der Ruß wird erzeugt, wenn die Temperatur des Kraftstoffes und des Umgebungsgases innerhalb der Brennkammer 5 gleich oder größer als eine bestimmte Temperatur ist.
  • Da die Temperatur des Kraftstoffes und des Umgebungsgases, das heißt die bestimmte Temperatur, die vorstehend erwähnt ist, aufgrund von verschiedenen Ursachen wie zum Beispiel einer Kraftstoffart, ein Verdichtungsverhältnis des Luft/Kraftstoff-Verhältnis, und dergleichen geändert wird, wenn der Aufbauprozess des Kohlenwasserstoffes in einem Zustand des Vorläufers des Rußes gestoppt wird, ist in diesem Fall nicht klar, wie viel Grad die Temperatur aufweist. Jedoch hat die bestimmte Temperatur eine feste Beziehung zu der erzeugten Menge an NOx, so dass die bestimmte Temperatur durch die erzeugte Menge an NOx bei einem bestimmten Niveau definiert werden kann.
  • Wenn nämlich die EGR-Rate erhöht wird, dann wird die Temperatur des Kraftstoffes und des umgebendes Gases bei der Verbrennung reduziert, so dass die erzeugte Menge an NOx reduziert wird. Dabei wird Ruß kaum erzeugt, wenn die erzeugte Menge an NOx ungefähr 10 p.p.m. (g/t) oder weniger beträgt. Dementsprechend fällt die vorstehend erwähnte bestimmte Temperatur im Wesentlichen mit jener Temperatur zusammen, wenn die erzeugte Menge von NOx ungefähr 10 p.p.m. (g/t) oder weniger beträgt.
  • Ist der Ruß einmal erzeugt, dann kann der Ruß gemäß der Nachbehandlung unter Verwendung des Katalysators mit einer Oxidationsfunktion nicht gereinigt werden. Im Gegensatz dazu kann der Vorläufer des Rußes oder die Kohlenwasserstoffe in dem vorherigen Zustand gemäß der Nachbehandlung unter Verwendung des Katalysators mit einer Oxidationsfunktion in einfacher Weise gereinigt werden. Wie dies vorstehend beschrieben ist, besteht angesichts der Nachbehandlung durch den Katalysator mit einer Oxidationsfunktion eine bemerkenswert große Differenz zwischen dem Fall eines Auslassens der Kohlenwasserstoffe aus der Brennkammer 5 als den Vorläufer des Rußes oder den vorherigen Zustand und dem Fall eines Auslassens der Kohlenwasserstoffe aus der Brennkammer 5 als der Ruß. Das bei der vorliegenden Erfindung verwendete neue Verbrennungssystem ist hauptsächlich so aufgebaut, dass es die Kohlenwasserstoffe aus der Brennkammer 5 als den Vorläufer des Rußes oder in dem vorherigen Zustand auslässt, ohne dass der Ruß innerhalb der Brennkammer 5 erzeugt wird und dass die Kohlenwasserstoffe durch den Katalysator mit der Oxidationsfunktion oxidieren.
  • Um des weiteren den Aufbau der Kohlenwasserstoffe in dem Zustand vor der Erzeugung des Rußes zu stoppen, ist es erforderlich, die Temperatur des Kraftstoffes und des Umgebungsgases während der Verbrennung innerhalb der Brennkammer 5 auf eine Temperatur zu begrenzen, die kleiner als jene Temperatur ist, bei der der Ruß erzeugt wird. In diesem Fall ist es offensichtlich, dass ein endothermischer Effekt des Gases um den Kraftstoff beim Verbrennen des Kraftstoffes eine Begrenzung der Temperatur des Kraftstoffes und des Umgebungsgases bei einem bemerkenswert großen Betrag beeinträchtigt.
  • Wenn nämlich ausschließlich Luft um den Kraftstoff vorhanden ist, dann reagiert der verdampfte Kraftstoff unmittelbar mit Sauerstoff in der Luft, so dass er verbrannt wird. In diesem Fall wird die Temperatur der Luft, die von dem Kraftstoff entfernt ist, nicht so stark erhöht, sondern ausschließlich die Temperatur um den Kraftstoff wird örtlich beträchtlich erhöht. Die Luft, die von dem Kraftstoff entfernt ist, bewirkt nämlich kaum den endothermischen Effekt der Verbrennungswärme in dem Kraftstoff. Da die Verbrennungstemperatur örtlich beträchtlich hoch wird, erzeugt in diesem Fall nicht verbrannter Kohlenwasserstoff den Ruß, auf den die Verbrennungswärme aufgebracht wird. Falls der Kraftstoff in dem gemischten Gas vorhanden ist, das eine große Menge an Inertgas und eine kleine Luftmenge enthält, dann unterscheidet sich der Zustand im Gegensatz dazu geringfügig. In diesem Fall diffundiert der verdampfte Kraftstoff zu dem Rand und reagiert mit Sauerstoff, der in dem Inertgas in gemischter Art und Weise enthalten ist, so dass er verbrannt wird. Da die Verbrennungswärme in das am Rand befindliche Inertgas absorbiert wird, wird die Verbrennungstemperatur in diesem Fall nicht so stark erhöht. Es ist nämlich möglich, die Verbrennungstemperatur auf ein geringes Niveau zu begrenzen. Um nämlich die Verbrennungstemperatur zu begrenzen, bewirkt das Vorhandensein des Inertgases einen wichtigen Einfluss, so dass es möglich ist, die Verbrennungstemperatur auf ein niedriges Niveau aufgrund des endothermischen Effektes des Inertgases zu begrenzen.
  • Um die Temperatur des Kraftstoffes und des Umgebungsgases niedriger als die Temperatur zu begrenzen, bei der Ruß erzeugt wird, ist in diesem Fall die Inertgasmenge zum Absorbieren einer ausreichenden Wärmemenge erforderlich. Wenn dementsprechend die Kraftstoffmenge vermehrt wird, dann wird damit die erforderliche Inertgasmenge vermehrt. In diesem Fall wird der endothermische Effekt umso stärker, je größer hierbei die spezifische Wärme des Inertgases ist, so dass ein Gas mit einer großen spezifischen Wärme für das Inertgas vorzuziehen ist. Diesbezüglich kann gesagt werden, dass es vorzuziehen ist, das EGR-Gas als das Inertgas zu verwenden, da COa und das EGR eine relativ große spezifische Wärme aufweisen.
  • Die 5 zeigt eine Beziehung zwischen der EGR-Rate und dem Rauch, wenn das EGR-Gas als das Inertgas verwendet wird und der Kühlgrad des EGR-Gases geändert wird. In der 5 zeigt nämlich eine Kurve A einen Fall eines starken Kühlvorganges des EgR-Gases, um so die EGR-Gastemperatur im Wesentlichen auf 90° Celsius aufrecht zu erhalten, eine Kurve B zeigt einen Fall eines Kühlens des EGR-Gases durch ein Kompaktkühlgerät und eine Kurve C zeigt einen Fall einer nicht-zwangsweisen Kühlung des EGR-Gases.
  • Wie dies durch die Kurve A in der 5 gezeigt ist, hat im Falle des starken Kühlvorganges des EGR-Gases die erzeugte Menge an Ruß einen Spitzenwert, wenn die EGR-Rate geringfügig niedriger als 50% ist, und in diesem Fall wird kaum Ruß erzeugt, wenn die EGR-Rate auf ein Niveau festgelegt wird, das gleich oder größer als im Wesentlichen 55% ist. Wie dies durch die Kurve B in der 5 gezeigt ist, hat im Gegensatz dazu im Falle eines geringen Kühlvorganges des EGR-Gases die erzeugte Menge an Ruß einen Spitzenwert, wenn die EGR-Rate geringfügig größer als 50% ist, und in diesem Fall wird kaum Ruß erzeugt, wenn die EGR-Rate auf ein Niveau festgelegt wird, das gleich oder größer als im Wesentlichen 65% ist.
  • Wie dies durch die Kurve C in der 5 gezeigt ist, hat des weiteren im Falle der nicht-zwangsweisen Kühlung des EGR-Gases die erzeugte Menge an Ruß einen Spitzenwert, wenn die EGR-Rate nahezu 55% beträgt und in diesem Fall wird kaum Ruß erzeugt, wenn die EGR-Rate auf ein Niveau festgelegt wird, das gleich oder größer als im Wesentlichen 70% ist.
  • In diesem Fall zeigt die 5 eine erzeugte Menge des Rauches, wenn die Kraftmaschinenlast vergleichsweise hoch ist, wenn die Kraftmaschinenlast klein wird, dann wird die EGR-Rate geringfügig reduziert, bei der die erzeugte Menge des Rußes einen Spitzenwert hat, und eine untere Grenze der EGR-Rate, bei der der Ruß kaum erzeugt wird, ist geringfügig reduziert. Wie vorstehend beschrieben ist, ändert sich die untere Grenze der EGR-Rate, bei der der Ruß kaum erzeugt wird, entsprechend einem Kühlgrad des EGR-Gases und der Kraftmaschinenlast.
  • Die 6 zeigt eine Mischgasmenge des EGR-Gases und von Luft, die zum Halten der Temperatur des Kraftstoffes und des Umgebungsgases bei der Verbrennung erforderlich ist, als das EGR-Gas für das Inertgas verwendet wird, und zwar unter der Temperatur, bei der der Ruß erzeugt wird, eine Rate der Luft in dem Mischgas und eine Rate des EGR-Gases in dem Mischgas. Hierbei zeigt eine Ordinate in der 6 eine Gesamteinlassgasmenge, die innerhalb der Brennkammer geschickt wird, und eine gestrichelte Linie Y zeigt eine Gesamteinlassgasmenge, die in die Brennkammer 5 geschickt werden kann, wenn ein Turboladevorgang nicht durchgeführt wird. Des weiteren zeigt eine Abszisse eine geforderte Last.
  • Unter Bezugnahme auf die 6 zeigt die Rate der Luft, nämlich die Luftmenge in dem Mischgas, eine Menge der Luft, die zum vollständigen Verbrennen des eingespritzten Kraftstoffes erforderlich ist. In dem in der 6 gezeigten Fall entspricht nämlich ein Verhältnis zwischen der Luftmenge und der Einspritzkraftstoffmenge einem stöchiometrischem Luft/Kraftstoff-Verhältnis. Im Gegensatz dazu zeigt in der 6 die Rate des EGR-Gases, nämlich die EGR-Gasmenge in dem Mischgas, die EGR-Gasmenge, die mindestens zum Festlegen der Temperatur des Kraftstoffes und des Umgebungsgases auf jene Temperatur erforderlich ist, die kleiner ist als die Temperatur, bei der der Ruß erzeugt wird, wenn der eingespritzte Kraftstoff verbrannt wird. Die EGR-Gasmenge ist gleich oder größer als 55% der EGR-Rate, und bei dem in der 6 gezeigten Ausführungsbeispiel ist sie gleich oder größer als 70%. Wenn nämlich die gesamte Einlassgasmenge, die in die Brennkammer 5 geschickt wird, entsprechend einer durchgezogenen Linie X in der 6 festgelegt wird, und die Rate zwischen der Luftmenge und der EGR-Gasmenge von der Gesamteinlassgasmenge X auf eine in der 6 gezeigte Rate festgelegt wird, dann wird die Temperatur des Kraftstoffes und des Umgebungsgases niedriger als jene Temperatur, bei der der Ruß erzeugt wird, und dementsprechend wird der Ruß nicht vollständig erzeugt. Des weiteren beträgt die erzeugte Menge an NOx dabei ungefähr 10 p.p.m. (g/t) oder weniger, so dass die erzeugte Menge an NOx bemerkenswert klein ist.
  • Da die erzeugte Wärmemenge, wenn der Kraftstoff verbrannt wird, erhöht wird, wenn sich die Kraftstoffeinspritzmenge vermehrt, um die Temperatur des Kraftstoffes und des Umgebungsgases auf jene Temperatur aufrecht zu erhalten, die kleiner ist als die Temperatur, bei der der Ruß erzeugt wird, ist es erforderlich, die Absorptionswärmemenge aufgrund des EGR-Gases zu erhöhen. Wie dies in der 6 gezeigt ist, soll dementsprechend die EGR-Gasmenge so vermehrt werden, wie entsprechend die Einspritzkraftstoffmenge vermehrt wird. Die EGR-Gasmenge soll nämlich vermehrt werden, wenn eine geforderte Last groß wird.
  • Falls der Turboladevorgang nicht durchgeführt wird, dann ist hierbei eine obere Grenze der Menge X des Gesamteinlassgases Y, das in die Brennkammer 5 geschickt wird, so dass in der 6 in einem Bereich mit einer geforderten Last, die größer als L0 ist, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis nicht auf das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis aufrecht erhalten werden kann, es sei denn, die EGR-Gasrate wird gemäß einer Vergrößerung der geforderten Last reduziert. Wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem Bereich mit der gewünschten Last aufrechterhalten werden soll, die größer ist als L0, wenn der Turboladevorgang nicht durchgeführt wird, dann wird die EGR-Rate anders gesagt entsprechend der Vergrößerung der geforderten Last reduziert, und dementsprechend ist es in dem Bereich mit der gewünschten Last unmöglich, die größer ist als L0, die Temperatur des Kraftstoffes und des Umgebungsgases auf jene Temperatur aufrecht zu erhalten, die kleiner ist als die Temperatur, bei der der Russ erzeugt wird.
  • Wie dies in der 1 gezeigt ist, ist es jedoch in dem Bereich mit der geforderten Last möglich, die größer ist als L0, die EGR-Rate auf ein Niveau aufrecht zu erhalten, das gleich oder größer als 55% wie zum Beispiel 70% ist, wenn das EGR-Gas in die Einlassseite des Turboladers rezirkuliert, das heißt das Lufteinlassrohr 17 des Abgasturboladers 15 über den EGR-Kanal 29, so dass es möglich ist, die Temperatur des Kraftstoffes und des Umgebungsgases auf die Temperatur aufrecht zu erhalten, die kleiner ist als jene Temperatur, bei der der Russ erzeugt wird, wenn nämlich das EGR-Gas so rezirkuliert wird, dass die EGR-Rate innerhalb des Lufteinlassrohres 17 zum Beispiel 70% beträgt, dann wird die EGR-Rate des Einlassgases mit einem Druck, der durch den Kompressor 16 des Abgasturboladers 15 erhöht wird, ebenfalls 70%, so dass es möglich ist, die Temperatur des Kraftstoffes und des Umgebungsgases auf jene Temperatur aufrecht zu erhalten, bei der der Russ erzeugt wird, bis ein Verstärkervorgang durch den Kompressor 16 durchgeführt wird. Dementsprechend ist es möglich, den Arbeitsbereich der Kraftmaschine zu erweitern, der die Verbrennung bei niedriger Temperatur ermöglicht. Beim Festlegen der EGR-Rate auf das Niveau, das gleich oder größer als 55% in dem Bereich mit der angeforderten Last beträgt, die größer ist als L0, ist das EGR-Steuerventil 31 vollständig geöffnet, und das Drosselventil 20 ist geringfügig geschlossen.
  • Wie dies vorstehend beschrieben ist, zeigt die 6 den Fall einer Verbrennung des Kraftstoffes bei dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis, jedoch ist es möglich, die erzeugte Menge an NOx nahe 10 p.p.m. (g/t) oder weniger zu begrenzen, auch wenn die Luftmenge auf jenes Niveau festgelegt wird, das kleiner ist als die in der 6 gezeigte Luftmenge, das heißt wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis fett festgelegt wird, während eine Erzeugung des Russes begrenzt wird, und wenn auch des weiteren die Luftmenge auf jenes Niveau festgelegt wird, das größer ist als die in der 6 gezeigte Luftmenge, das heißt beim Festlegen eines Durchschnittswertes des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses auf einen mageren Wert wie zum Beispiel 17 bis 18, und es ist möglich, die erzeugte Menge an NOx nahe 10 p.p.m. (g/t) oder weniger zu begrenzen, während die Erzeugung des Russes begrenzt wird.
  • Wenn nämlich das Luft/Kraftstoff-Verhältnis fett gemacht wird, dann wird der Kraftstoff überschüssig, da jedoch die Verbrennungstemperatur auf eine niedrige Temperatur begrenzt ist, baut der überschüssige Kraftstoff keinen Russ auf. Der Russ wird somit nicht erzeugt. Des weiteren wird dabei ausschließlich eine bemerkenswert kleine Menge an NOx erzeugt. Wenn im Gegensatz dazu das durchschnittliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis mager ist, oder auch wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, dann wird eine kleine Menge an Russ erzeugt, falls die Verbrennungstemperatur hoch ist. Da jedoch gemäß der vorliegenden Erfindung die Verbrennungstemperatur auf die niedrige Temperatur begrenzt ist, wird überhaupt kein Russ erzeugt. Des weiteren wird ausschließlich eine bemerkenswert kleine Menge an NOx erzeugt.
  • Wie dies vorstehend beschrieben ist, wird ungeachtet des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses kein Russ erzeugt, das heißt ob das Luft/Kraftstoff-Verhältnis fett ist oder das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, oder ob das durchschnittliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis mager ist, wenn die Verbrennung bei niedriger Temperatur durchgeführt wird, so dass die erzeugte Menge an NOx bemerkenswert klein ist. Angesichts einer Verbesserung des spezifischen Kraftstoffverbrauches kann dementsprechend gesagt werden, dass es vorzuziehen ist, das durchschnittliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis mager zu gestalten.
  • In diesem Fall ist es auf einen Betrieb der Kraftmaschine bei mittlerer oder niedriger Last begrenzt, bei der die durch die Verbrennung erzeugte Wärmemenge relativ klein ist, um die Temperatur des Kraftstoffes und des Umgebungsgases bei der Verbrennung innerhalb der Brennkammer auf das Niveau zu begrenzen, das gleich oder kleiner als jene Temperatur ist, bei der das Aufbauen der Kohlenwasserstoffe im Laufe gestoppt wird. Dementsprechend wird bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung bei einem Betrieb der Kraftmaschine bei mittlerer oder niedriger Last die Temperatur des Kraftstoffes und des Umgebungsgases bei der Verbrennung auf jene Temperatur begrenzt, die gleich oder kleiner ist als jene Temperatur, bei der das Aufbauen der Kohlenwasserstoffe im Laufe gestoppt wird, so dass die erste Verbrennung durchgeführt wird, nämlich die Verbrennung bei niedriger Temperatur, und bei einem Betrieb der Kraftmaschine bei hoher Last wird die zweite Verbrennung durchgeführt, das heißt die herkömmlich durchgeführte Verbrennung. In diesem Fall bedeutet die erste Verbrennung, das heißt die Verbrennung bei niedriger Temperatur, eine Verbrennung, bei der die Menge des Inertgases innerhalb der Brennkammer größer ist als die Menge des Inertgases, bei der die erzeugte Menge des Russes einen Spitzenwert hat, und bei der kaum Russ erzeugt wird, wie dies aus der vorstehenden Beschreibung offensichtlich ist. Die zweite Verbrennung, das heißt die herkömmlich durchgeführte Verbrennung meint jene Verbrennung, bei der die Menge des Inertgases innerhalb der Brennkammer kleiner ist als die Menge des Inertgases, bei der die erzeugte Menge des Russes einen Spitzenwert hat.
  • Die 7 zeigt einen ersten Betriebsbereich I, in dem die erste Verbrennung, nämlich die Verbrennung bei niedriger Temperatur, durchgeführt wird, und einen zweiten Betriebsbereich II, bei dem die zweite Verbrennung durchgeführt wird, nämlich die Verbrennung gemäß dem herkömmlichen Verbrennungsverfahren. In diesem Fall zeigt in der 7 eine Ordinate L (TQ) einen Niederdrückungshub des Beschleunigungspedals 50, das heißt eine geforderte Last, und eine Abszisse N zeigt eine Kraftmaschinendrehzahl. Des weiteren zeigt in der 7 X(N) 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 Betriebsbereiches von dem ersten Betriebsbereich I zu dem zweiten Betriebsbereich II wird auf der Grundlage der ersten Grenze X(N) bestimmt, und eine Änderung des Betriebsbereiches von dem zweiten Betriebsbereich II zu dem ersten Betriebsbereich I wird auf der Grundlage der zweiten Grenze Y(N) bestimmt.
  • Wenn nämlich die geforderte Last L die erste Grenze X(N) entsprechend einer Funktion der Kraftmaschinendrehzahl N überschreitet, wenn der Betriebszustand der Kraftmaschine in dem ersten Betriebsbereich I ist und die Verbrennung bei niedriger Temperatur durchgeführt wird, dann wird bestimmt, dass sich der Betriebsbereich zu dem zweiten Betriebsbereich II bewegt hat, so dass die Verbrennung gemäß dem herkömmlichen Verbrennungsverfahren durchgeführt wird. Wenn die geforderte Last L kleiner wird als die zweite Grenze Y(N) entsprechend einer Funktion der Kraftmaschinendrehzahl N, dann wird als Nächstes bestimmt, dass der Betriebsbereich zu dem ersten Betriebsbereich I wandert, so dass die Verbrennung bei niedriger Temperatur erneut durchgeführt wird.
  • Wie dies vorstehend beschrieben ist, sind zwei Grenzen einschließlich der ersten Grenze X(N) und der zweiten Grenze Y(N), die näher an der niedrigen Last als die erste Grenze X(N) ist, aus den folgenden zwei Gründen vorgesehen. Der erste Grund ist, dass die Verbrennung bei niedriger Temperatur nicht unmittelbar dann durchgeführt werden kann, wenn die geforderte Last L niedriger als die erste Grenze X(N) in diesem Zeitraum wird, da die Verbrennungstemperatur an einer Seite der hohen Last in dem zweiten Betriebsbereich II relativ groß ist. Weil nämlich die Verbrennung bei niedriger Temperatur nur dann gestartet wird, wenn die geforderte Last L bemerkenswert niedrig ist, das heißt niedriger als die zweite Grenze Y(N). Der zweite Grund ist, dass eine Hysterese hinsichtlich der Änderung des Betriebsbereiches zwischen dem ersten Betriebsbereich I und dem zweiten Betriebsbereich II vorgesehen ist.
  • Wenn in diesem Fall der Kraftmaschinenbetriebszustand in dem ersten Betriebsbereich I vorhanden ist und die Verbrennung bei niedriger Temperatur durchgeführt wird, dann wird kaum Russ erzeugt, und anstelle dessen werden nicht verbrannte Kohlenwasserstoffe aus der Brennkammer 5 als der Vorläufer des Russes oder in dem Zustand davor ausgelassen. Dabei wird der nicht verbrannte Kohlenwasserstoff, der aus der Brennkammer 5 ausgelassen wird, durch den Katalysator 25 mit einer Oxidationsfunktion gut oxidiert. Als der Katalysator 25 kann ein Oxidationskatalysator, ein Drei-Wege-Katalysator oder ein NOx-Absorptionsmittel verwendet werden. Das NOx-Absorptionsmittel hat eine Funktion zum Absorbieren von NOx, wenn das durchschnittliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis innerhalb der Brennkammer 5 mager ist und zum Auslassen von NOx, wenn das durchschnittliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis innerhalb der Brennkammer 5 fett ist.
  • Das NOx-Absorptionsmittel ist so strukturiert, dass zum Beispiel Aluminiumoxid als ein Träger verwendet wird und ein Edelmetall wie zum Beispiel Platin Pt und zumindest eines, das aus der Gruppe bestehend aus einem Alkalimetall wie zum Beispiel Kalium K, Natrium Na, Lithium Li und Caesium Cs, einem Alkalierdmetall wie zum Beispiel Barium Ba und Kalzium Ca und einem Seltenerdmetall wie zum Beispiel Lanthan La und Yttrium an dem Träger getragen wird.
  • Wie der Oxidationskatalysator hat der Drei-Wege-Katalysator und das NOx-Absorptionsmittel eine Oxidationsfunktion, wie dies vorstehend beschrieben ist, der Drei-Wege-Katalysator und das NOx-Absorptionsmittel können als der Katalysator 25 verwendet werden.
  • Die 8 zeigt eine Beziehung zwischen einer abgegebenen elektrischen Spannung V des Luft/Kraftstoff-Verhältnissensors 27 und des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses A/F. Wie dies in der 8 gezeigt ist, wenn der Luft/Kraftstoff-Verhältnissensor 27 eine abgegebene elektrische Spannung V von ungefähr 0,9 (V) abgibt, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F kleiner ist als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis, und wenn eine abgegebene elektrische Spannung V von ungefähr 0,1 (V) erzeugt wird, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F größer als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist. Und zwar ist der Luft/Kraftstoff-Verhältnissensor 27 durch einen Sensor jener Bauart gebildet, bei der die abgegebene elektrische Spannung V bei dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis plötzlich geändert wird. Der Luft/Kraftstoff-Verhältnissensor 27 erzeugt eine stabile abgegebene elektrische Spannung V für eine lange Zeit, so dass es möglich ist, aus der abgegebenen elektrischen Spannung V des Luft/Kraftstoff-Verhältnissensors 27 genau zu erfassen, ob das Luft/Kraftstoff-Verhältnis mager oder fett ist.
  • Als Nächstes wird eine Betriebssteuerung in dem ersten Betriebsbereich I und in dem zweiten Betriebsbereich II unter Bezugnahme auf die 9 beschrieben.
  • Die 9 zeigt einen Öffnungsgrad des Drosselventils 20 hinsichtlich des geforderten Drehmomentes TQ, einen Öffnungsgrad des EGR-Steuerventils 31, eine EGR-Rate, ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis, eine Einspritzzeitgebung und eine Einspritzmenge.
  • Wie dies in der 9 gezeigt ist, wird in dem ersten Betriebsbereich I bei einem niedrigen geforderten Drehmoment TQ der Öffnungsgrad des Drosselventils 20 auf ungefähr 2 Drittel von einem nahezu vollständig geschlossenen Zustand allmählich erhöht, wenn das geforderte Drehmoment TQ erhöht wird, und der Öffnungsgrad des EGR-Steuerventils 31 wird auf einen vollständig geöffneten Zustand aus einem nahezu vollständig geschlossenen Zustand allmählich vergrößert, wenn das geforderte Drehmoment TQ vergrößert wird. Des weiteren wird bei dem in der 9 gezeigten Ausführungsbeispiel die EGR-Rate auf im Wesentlichen 70% in dem ersten Betriebsbereich I festgelegt, und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis wird auf ein mageres Luft/Kraftstoff-Verhältnis festgelegt, das geringfügig magerer ist.
  • Anders gesagt werden in dem ersten Betriebsbereich I der Öffnungsgrad des Drosselventils 20 und der Öffnungsgrad des EGR-Steuerventils 31 so gesteuert, dass die EGR-Rate im Wesentlichen 70% wird und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu dem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis wird, das geringfügig mager ist. Des weiteren wird in dem ersten Betriebsbereich I eine Kraftstoffeinspritzung vor einem oberen Totpunkt TDC der Verdichtung durchgeführt. In diesem Fall wird eine Einspritzstartzeitgebung θS gemäß der Vergrößerung der geforderten Last L verzögert und eine Einspritzendzeitgebung θE wird ebenfalls einer Verzögerung der Einspritzstartzeitgebung θS verzögert.
  • Des weiteren wird während eines Leerlaufbetriebs das Drosselventil 20 nahezu in den vollständig geschlossenen Zustand geschlossen, und dabei wird das EGR-Steuerventil 31 ebenfalls nahezu in den vollständig geschlossenen Zustand geschlossen. Beim Schließen des Drosselventils 20 nahezu in den vollständig geschlossenen Zustand wird ein Druck innerhalb der Brennkammer 5 beim Beginn der Verdichtung niedrig, so dass der Verdichtungsdruck klein ist. Wenn der Verdichtungsdruck klein ist, dann wird die Verdichtungsarbeit durch den Kolben 4 klein.
  • Infolgedessen werden Schwingungen des Kraftmaschinenhauptkörpers 1 reduziert. Um nämlich während des Leerlaufvorganges die Schwingungen des Kraftmaschinenhauptkörpers 1 zu begrenzen, wird das Drosselventil 20 nahezu in den vollständig geschlossenen Zustand geschlossen.
  • Im Gegensatz dazu ändert sich der Betriebsbereich der Kraftmaschine von dem ersten Betriebsbereich I zu dem zweiten Betriebsbereich II, der Öffnungsgrad des Drosselventils 20 wird von ungefähr zwei Dritteln des Öffnungsgrades zu der vollständig geöffneten Richtung stufenweise vergrößert. Dabei wird bei dem in der 9 gezeigten Ausführungsbeispiel die EGR-Rate von im Wesentlichen 70% auf 40% oder weniger stufenweise reduziert, und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis wird stufenweise vergrößert. Da nämlich die EGR-Rate über den EGR-Ratenbereich (5) steigt, in dem eine große Rauchmenge erzeugt wird, wird keine große Rauchmenge erzeugt, wenn der Betriebsbereich der Kraftmaschine von dem ersten Betriebsbereich I zu dem zweiten Betriebsbereich II geändert wird.
  • In dem zweiten Betriebsbereich II wird die zweite Verbrennung durchgeführt, nämlich die herkömmlich durchgeführte Verbrennung. Gemäß dem Verbrennungsverfahren wird ausschließlich eine kleine Menge an Russ und NOx erzeugt, jedoch ist im Vergleich mit der Verbrennung bei niedriger Temperatur der Wärmewirkungsgrad groß, so dass die Einspritzmenge stufenweise reduziert wird, wie dies in der 9 gezeigt ist, wenn der Betriebsbereich der Kraftmaschine zu dem zweiten Betriebsbereich II von dem ersten Betriebsbereich I geändert wird. In diesem zweiten Betriebsbereich II wird das Drosselventil 20 in den vollständig geöffneten Zustand außer einem Abschnitt davon gehalten, und der Öffnungsgrad des EGR-Steuerventils 31 wird allmählich reduziert, wenn sich das geforderte Drehmoment TQ vergrößert. Des weiteren wird in diesem Betriebsbereich II die EGR-Rate niedrig, wenn sich das geforderte Drehmoment TQ vergrößert, und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis wird klein, wenn sich das geforderte Drehmoment TQ vergrößert. Jedoch ist das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf das magere Luft/Kraftstoff-Verhältnis festgelegt, auch wenn das geforderte Drehmoment TQ groß wird. Des weiteren wird in dem zweiten Betriebsbereich II die Einspritzstartzeitgebung θS nahe dem oberen Totpunkt TDC der Verdichtung festgelegt.
  • Die 10A zeigt eine Beziehung des geforderten Drehmomentes TQ, eines Niederdrückungshubs L des Beschleunigungspedals 50 und einer Kraftmaschinendrehzahl N. In diesem Fall zeigt die 10A jeweils die Kurven, die einen konstanten Drehmomentenverlauf angeben, eine Kurve, die durch eine Formel TQ = 0 angegeben wird, bei dem das Drehmoment null ist und in den verbleibenden Kurven ist das geforderte Drehmoment nachfolgend in der Reihenfolge der Formeln TQ = a, TQ = b, TQ = c und TQ = d größer. Das geforderte Drehmoment TQ, das in der 10A gezeigt ist, wird im Voraus in den ROM 42 in der Form einer Abbildung als eine Beziehung zwischen dem Niederdrückungshub L des Beschleunigungspedals 50 und der Kraftmaschinendrehzahl N gespeichert, wie dies in der 10B gezeigt ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird zunächst das geforderte Drehmoment TQ entsprechend dem Niederdrückungshub L des Beschleunigungspedals 50 und der Kraftmaschinendrehzahl N zunächst aus der in der 10B gezeigten Abbildung berechnet, und die Kraftstoffeinspritzmenge und dergleichen werden auf der Grundlage des geforderten Drehmoments TQ berechnet.
  • Die 11 zeigt ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F in dem ersten Betriebsbereich I. In der 11 zeigen Kurven, die durch A/F = 15,5, A/F = 16, A/F = 17 und A/F = 18 angegeben sind, jeweils Zustände mit Luft/Kraftstoff-Verhältnissen von 15,5, 16, 17 und 18, wobei jedes Luft/Kraftstoff-Verhältnis zwischen den Kurven gemäß einer proportionalen Interpolation definiert ist. Wie dies in der 11 gezeigt ist, ist das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem ersten Betriebsbereich I mager, und des weiteren ist das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F in dem ersten Betriebsbereich I gemäß der Verringerung des geforderten Drehmoments TQ mager.
  • Die durch die Verbrennung erzeugte Wärmemenge wird nämlich reduziert, wenn sich das geforderte Drehmoment TQ verringert. Dementsprechend kann die Verbrennung bei niedriger Temperatur durchgeführt werden, auch wenn die EGR-Rate verringert wird, wenn sich das geforderte Drehmoment TQ verringert. Wenn die EGR-Rate verringert wird, dann wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis groß, so dass das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F vergrößert wird, wenn sich das geforderte Drehmoment TQ verringert, wie dies in der 11 gezeigt ist. Wenn das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F vergrößert wird, dann wird der spezifische Kraftstoffverbrauch verbessert, so dass gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F vergrößert wird, wenn sich das geforderte Drehmoment TQ verringert, um das Luft/Kraftstoff-Verhältnis so mager wie möglich zu gestalten.
  • Die 12A zeigt eine Soll-Einspritzmenge Q in dem ersten Betriebsbereich I, und die 12B zeigt eine Einspritzzeit V in dem ersten Betriebsbereich I.
  • Wie dies in der 12A gezeigt ist, ist die Soll-Einspritzmenge Q in dem ersten Betriebsbereich I in dem ROM 42 als eine Funktion des geforderten Drehmomentes TQ und der Kraftmaschinendrehzahl N in der Form einer Abbildung im voraus gespeichert, und wie dies in der 12B gezeigt ist, ist die Einspritzzeit TAU in dem ersten Betriebsbereich I in dem ROM 42 als eine Funktion des Soll-Kraftstoffdruckes P innerhalb der Common-Rail 34 und der Soll-Einspritzmenge Q in der Form einer Abbildung im voraus gespeichert.
  • Des weiteren ist ein Soll-Öffnungsgrad ST des Drosselventils 20, der zum Festlegen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses auf das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis erforderlich ist, wie dies in der 11 gezeigt ist, im voraus in dem ROM 42 als eine Funktion des geforderten Drehmomentes TQ und der Kraftmaschinendrehzahl N in der Form einer Abbildung im voraus gespeichert, wie dies in der 13A gezeigt ist, und ein Soll-Öffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 31, der zum Festlegen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses auf das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis erforderlich ist, was in der 11 gezeigt ist, ist in dem ROM 42 als eine Funktion des geforderten Drehmomentes TQ und der Kraftmaschinendrehzahl N in der Form einer Abbildung im voraus gespeichert, wie dies in der 13B gezeigt ist. Des weiteren ist der Kraftstoffeinspritzdruck in dem ersten Betriebsbereich I, nämlich der Soll-Kraftstoffdruck P innerhalb der Common-Rail 34 in dem Rom 42 als eine Funktion des geforderten Drehmomentes TQ und der Kraftmaschinendrehzahl N in der Form einer Abbildung im voraus gespeichert, wie dies in 13C gezeigt ist.
  • Die 14 zeigt ein Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis, wenn die zweite Verbrennung, nämlich die Verbrennung gemäß dem herkömmlichen Verbrennungsverfahren durchgeführt wird. In diesem Fall zeigen in der 14 Kurven, die durch A/F=24, A/F=35, A/F=45 und A/F=60 angegeben sind, jeweils Betriebszustände mit Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnissen von 24, 35, 45 und 60.
  • Die 15A zeigt eine Einspritzmenge Q in dem zweiten Betriebsbereich II, und die 15B zeigt eine Einspritzzeit in dem zweiten Betriebsbereich II. Die Einspritzmenge Q in dem zweiten Betriebsbereich II ist in dem ROM 42 als eine Funktion des geforderten Drehmomentes TQ und der Kraftmaschinendrehzahl N in der Form einer Abbildung im voraus gespeichert, wie dies in der 15A gezeigt ist, und die Einspritzzeit TAU in dem zweiten Betriebsbereich II ist in dem ROM 42 als eine Funktion des Soll-Kraftstoffdruckes P innerhalb der Common-Rail 34 und der Soll-Einspritzmenge Q in der Form einer Abbildung im voraus gespeichert, wie dies in 15B gezeigt ist.
  • Des weiteren ist ein Soll-Öffnungsgrad ST des Drosselventils 20, der zum Festlegen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses auf das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis erforderlich ist, wie dies in 14 gezeigt ist, in dem ROM 42 als eine Funktion des geforderten Drehmomentes TQ und der Kraftmaschinendrehzahl N in der Form einer Abbildung im voraus gespeichert, wie dies in 16A gezeigt ist, und ein Soll-Öffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 31, der zum Festlegen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses auf das Soll-Luft/Krafststoff-Verhältnis erforderlich ist, wie dies in 14 gezeigt ist, ist in dem ROM 42 als eine Funktion des geforderten Drehmomentes TQ und der Kraftmaschinendrehzahl N in der Form einer Abbildung im voraus gespeichert, wie dies in 16B gezeigt ist. Des weiteren ist der Kraftstoffeinspritzdruck in dem zweiten Betriebsbereich II, nämlich der Soll-Kraftstoffdruck P innerhalb der Common-Rail 34 in dem ROM 42 als eine Funktion des geforderten Drehmomentes TQ und der Kraftmaschinendrehzahl N in der Form einer Abbildung im voraus gespeichert, wie dies in 16C gezeigt ist.
  • Als nächstes wird eine Beziehung zwischen einer tatsächlichen Einspritzmenge Qf und einer Einspritzzeit TAU unter Bezugnahme auf die 17A und 17B nachfolgend beschrieben.
  • Die tatsächliche Einspritzmenge Qf ist hauptsächlich proportional zu der Einspritzzeit TAU, und dementsprechend kann die tatsächliche Einspritzmenge Qf durch eine Formel Qf = K × TAU ausgedrückt werden, wie dies durch eine durchgezogene Linie E gezeigt ist, wenn eine Proportionalitätskonstante auf K festgelegt wird. Wenn die Kraftmaschine neu ist, dann fällt die tatsächliche Einspritzmenge Qf mit der Soll-Einspritzmenge Q zusammen, wie dies in 12A gezeigt ist, indem die Kraftstoffeinspritzung gemäß der Einspritzzeit TAU durchgeführt wird, die auf der Grundlage der in der 12B gezeigten Abbildung berechnet wird, und die tatsächliche Einspritzmenge Qf fällt mit der Soll-Einspritzmenge Q zusammen, wie dies in 15A gezeigt ist, indem die Kraftstoffeinspritzung gemäß der Einspritzzeit TAU durchgeführt wird, die auf der Grundlage der in 15B gezeigten Abbildung berechnet wird.
  • Wenn jedoch das Kraftstoffeinspritzventil 6 für eine lange Zeit verwendet wird, dann wird die Beziehung zwischen der tatsächlichen Einspritzmenge Qf und der Einspritzzeit TAU zu einer anderen Beziehung als die Beziehung Qf = K × TAU, wie diese durch die durchgezogene Linie E gezeigt ist, und zwar aufgrund einer Verstopfung des Düsenanschlusses des Kraftstoffeinspritzventils 6 und dergleichen, wie dies durch eine durchgezogene Linie S in den 17A und 17B gezeigt ist. In diesem Fall ist offensichtlich, dass die tatsächliche Einspritzmenge Qf in jenen Fällen unterschiedlich ist, bei denen die Beziehung zwischen der tatsächlichen Einspritzmenge Qf und der Einspritzzeit TAU durch die durchgezogene Linie E angegeben ist und durch die durchgezogene Linie F angegeben ist, auch wenn die Einspritzzeit TAU gleich ist.
  • Wie dies in 17A gezeigt ist, tritt die durchgezogene Linie S im Allgemeinen nicht durch den Ursprung 0 hindurch, und dementsprechend kann die tatsächliche Einspritzmenge Qf, wenn diese durch die durchgezogene Linie F gezeigt ist, durch die folgende Formel ausgedrückt werden. Qf = K × A × τ + B
  • Wenn die vorstehend genannte Formel bestimmt wird, wenn nämlich die Werte A und B bestimmt werden, dann kann eine Einspritzzeit TAU, die zum Festlegen der tatsächlichen Einspritzmenge Qf auf die Soll-Einspritzmenge Q erforderlich ist, auf der Grundlage der vorstehend genannten Formel bestimmt werden.
  • Da nämlich eine Beziehung Q = Qf eingerichtet ist, wenn die Einspritzzeit auf TAU in jenem Zustand festgelegt wird, der durch die durchgezogene Linie E gezeigt ist, dann gilt die folgende Formel. Q = K × τ
  • Im Gegensatz dazu kann die Einspritzzeit TAU, die zum Erreichen der Beziehung Q = Qf in jenem Fall erforderlich ist, der durch die durchgezogene Linie F gezeigt ist, durch die folgende Formel ausgedrückt werden. Q = K × (A × TAU + B)
  • Die Einspritzzeit TAU wird folgendermaßen auf der Grundlage der beiden vorstehend genannten Formeln ausgedrückt. TAU = (1/A) × (τ – B)
  • Beim Berechnen der Werte A und B in der vorstehend beschriebenen Art und Weise ist es möglich, dass die tatsächliche Einspritzmenge Qf mit der Soll-Einspritzmenge Q zusammenfällt. In diesem Fall ist es bei der ersten Verbrennung gemäß der vorstehenden Beschreibung möglich, dass Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf das stöchiometrische Kraftstoffverhältnis festzulegen. Wenn im Gegensatz dazu das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis festgelegt wird, dann ist es möglich, die tatsächliche Einspritzmenge Qf auf der Grundlage eines Massendurchsatzes der Einlassluft zu berechnen, die durch die Massendurchsatzmessvorrichtung 21 erfasst wird (nachfolgend zur Vereinfachung als Einlassluftmenge bezeichnet). Wenn dementsprechend die tatsächliche Einspritzmenge Qf in zwei Betriebszuständen mit unterschiedlichen Einspritzmengen bestimmt wird, dann ist es möglich, die Koeffizienten A und B der Korrektur unter Verwendung der Einspritzzeit TAU dabei zu bestimmen.
  • Die 17B zeigt jenen Fall, bei dem die durchgezogene Linie F durch den Ursprung 0 hindurchtritt. Da dieser Fall jenem Fall entspricht, bei dem Formel B = 0 bei der durchgezogenen Linie F gemäß der 17A festgelegt ist, wird die Einspritzzeit TAU, die zum Festlegen der Einspritzmenge Qf, die durch die durchgezogene Linie ausgedrückt wird, auf die Soll-Einspritzmenge Q erforderlich ist, durch die folgende Formel ausgedrückt. TAU = (1/A) × τ
  • Dieser Fall entspricht nämlich jenem Fall, bei dem Koeffizient K der Korrektur auf einen Wert K/A korrigiert ist.
  • In diesem Fall wird bei dem nachfolgend gezeigten Ausführungsbeispiel der Fall zum Berechnen der Einspritzzeitgebung TAU gemäß dem Verfahren beschrieben, das auf der Grundlage der 17A beschrieben ist.
  • Als nächstes wird eine Betriebssteuerung unter Bezugnahme auf die 18 nachfolgend beschrieben.
  • Unter Bezugnahme auf die 18 wird zunächst bei einem Schritt 100 die Kraftmaschinendrehzahl N zu einem Wert ΣN hinzuaddiert. Dementsprechend gibt der Wert Σ N einen integrierten Wert der Kraftmaschinendrehzahl N an, und der integrierte Wert Σ N wird in dem Sicherungs-RAM 43a gespeichert. Als nächstes wird bei einem Schritt 101 bestimmt, ob eine Marke I gesetzt ist, die anzeigt, dass der Betriebsbereich der Kraftmaschine in dem ersten Betriebsbereich I ist. Wenn die Marke I gesetzt ist, das heißt, der Betriebbereich der Kraftmaschine ist in dem ersten Betriebsbereich I, dann schreitet der Betrieb zu einen Schritt 102 weiter, bei dem bestimmt wird, ob das geforderte Drehmoment TQ größer ist als die erste Grenze X1 (N) oder nicht. Wenn eine Beziehung TQ ≤ X1 (N) gilt, dann schreitet der Betrieb zu einen Schritt 104 weiter und die Verbrennung bei niedrigerer Temperatur wird durchgeführt.
  • Bei dem Schritt 104 wird nämlich das geforderte Drehmoment TQ auf der Grundlage der in der 10B gezeigten Abbildung berechnet. Als nächstes wird bei einem Schritt 105 der Soll-Öffnungsgrad ST des Drosselventils 20 auf der Grundlage der in der 13A gezeigten Abbildung berechnet. Als nächstes wird bei einem Schritt 106 der Soll-Öffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 31 auf der Grundlage der in 13B gezeigten Abbildung berechnet. Als nächstes wird bei einem Schritt 107 die Soll-Einspritzmenge Q auf der Grundlage der in der 12A gezeigten Abbildung berechnet. Als nächstes wird bei einem Schritt 108 der Soll-Kraftstoffdruck in der Common-Rail 34, nämlich der Einspritzdruck P auf der Grundlage der in 13C gezeigten Abbildung berechnet. Als nächstes wird bei einem Schritt 109 die Einspritzzeit TAU auf der Grundlage der in 12B gezeigten Abbildung berechnet, und zwar aus der Soll-Einspritzmenge Q und dem Soll-Kraftstoffdruck P. Als nächstes wird bei einem Schritt 110 die tatsächliche Einspritzzeit TAU gemäß der folgenden Formel berechnet. TAU = (1/A × τ – B)
  • Als nächstes wird bei einem Schritt 111 die Einspritzmengenkorrektur durchgeführt. Ein erstes Ausführungsbeispiel von dieser Einspritzmengenkorrektur ist in den 19 und 20 gezeigt.
  • Wenn im Gegensatz dazu bei dem Schritt 102 bestimmt wird, dass die Beziehung L < Y (N) gilt, dann schreitet der Betrieb zu einen Schritt 103 weiter, bei dem die Marke I zurückgesetzt wird, und der Betrieb schreitet zu einen Schritt 114 weiter, bei dem die zweite Verbrennung durchgeführt wird.
  • Bei dem Schritt 114 wird nämlich das geforderte Drehmoment TQ auf der Grundlage der in der 10B gezeigten Abbildung berechnet. Als nächstes wird bei einem Schritt 115 der Soll-Öffnungsgrad ST des Drosselventils 20 auf der Grundlage der in der 16A gezeigten Abbildung berechnet. Als nächstes wird bei einem Schritt 116 der Soll-Öffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 31 auf der Grundlage der in der 16B gezeigten Abbildung berechnet. Als nächstes wird bei einem Schritt 117 die Soll-Einspritzmenge Q auf der Grundlage der in der 15A gezeigten Abbildung berechnet. Als nächstes wird bei einem Schritt 118 der Soll-Kraftstoffdruck innerhalb der Common-Rail 34, nämlich der Einspritzdruck P auf der Grundlage der in der 16C gezeigten Abbildung berechnet. Als nächstes wird bei einem Schritt 119 die Einspritzzeit Tau auf der Grundlage der in der 15B gezeigten Abbildung aus der Soll-Einspritzmenge Q und des Soll-Kraftstoffdruckes P berechnet. Als nächstes wird bei einem Schritt 120 die tatsächliche Einspritzzeit Tau gemäß der folgenden Formel berechnet. Tau = (1/A) × (τ – B)
  • Wenn die Marke I bei dem nächsten Betriebszyklus zurückgesetzt wird, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 112 von dem Schritt 101, und es wird bestimmt, ob das geforderte Drehmoment TQ kleiner ist als die zweite Grenze Y (N) oder nicht. Wenn die Beziehung TQ ≥ Y (N) gilt, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 114 weiter, bei dem die zweite Verbrennung durchgeführt wird. Wenn im Gegensatz dazu bei dem Schritt 112 bestimmt wird, dass die Beziehung TQ < Y (N) gilt, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 113 weiter, bei dem die Marke I gesetzt wird, und der Betrieb schreitet zu einem Schritt 104 weiter, bei dem die Verbrennung mit niedriger Temperatur durchgeführt wird.
  • Als nächstes wird eine Einspritzmengenkorrekturroutine unter Bezugnahme auf die 19 und 20 beschrieben, die bei einem Schritt 111 gemäß der 18 ausgeführt wird.
  • Unter Bezugnahme auf die 19 und 20 wird zunächst bei einem Schritt 200 bestimmt, ob der integrierte Wert Σ N der Kraftmaschinendrehzahl größer ist als ein vorbestimmter Wert N0 oder nicht. Wenn eine Beziehung Σ N ≤ N0 gilt, dann wird der Betriebszyklus beendet. Wenn im Gegensatz dazu die Beziehung Σ N > N0 gilt, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 201 weiter, bei dem bestimmt wird, ob eine Beendigungsmarke gesetzt ist oder nicht. Da die Beendigungsmarke bei einer Anfangsstufe zurückgesetzt ist, schreitet der Betrieb zu einem Schritt 202 weiter.
  • Bei dem Schritt 202 wird bestimmt, ob die Soll-Einspritzmenge Q zwischen einem vorbestimmten unteren Grenzwert a und einem vorbestimmten oberen Grenzwert b ist oder nicht. Wenn die Beziehung a < Q < b gilt, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 203 weiter, bei dem bestimmt wird, ob die abgegebene elektrische Spannung V des Luft/Kraftstoff-Verhältnissensors 27 ≤ 0,45 (V) ist oder nicht, ob nämlich das Luft/Kraftstoff-Verhältnis mager ist oder nicht. Wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis mager ist, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 204 weiter, bei dem ein fester Wert a von einem Korrekturwert ΔST hinsichtlich des Drosselventils 20 subtrahiert wird, und als nächstes schreitet der Betrieb zu einem Schritt 206 weiter. Wenn im Gegensatz dazu das Luft/Kraftstoff-Verhältnis fett ist, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 205 weiter, bei dem der feste Wert α zu dem Korrekturwert ΔST hinzuaddiert wird, und der Betrieb schreitet zu einem Schritt 206 weiter.
  • Bei dem Schritt 206 wird ein endgültiger Soll-Öffnungsgrad ST (= ST + ΔST) des Drosselventils 20 dadurch berechnet, dass der Korrekturwert ΔST zu dem Soll-Öffnungsgrad ST des Drosselventils 20 hinzuaddiert wird, der bei dem Schritt 105 berechnet ist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis nämlich auf das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis dadurch geregelt, dass der Öffnungsgrad des Drosselventils 20 gesteuert wird. Als nächstes wird bei einem Schritt 207 bestimmt, ob die vorstehend erwähnte Regelung für eine feste Zeit fortlaufend ausgeführt wird oder nicht. Wenn die Regelung für die feste Zeit nicht fortlaufend ausgeführt wird, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 224, bei dem die Einspritzzeit auf einen Wert Tau festgelegt wird, und wenn sie fortlaufend für die feste Zeit ausgeführt wird, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 208.
  • Bei dem Schritt 208 wird eine Einlassluftmenge Ga eingelesen, die durch die Massendurchsatzmessvorrichtung 21 erfasst wird. Als nächstes wird bei einem Schritt 209 eine gegenwärtige tatsächliche Einspritzmenge Q1 auf der Grundlage der Einlassluftmenge Ga und des stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses berechnet. Als nächstes wird bei einem Schritt 210 die gegenwärtige Einspritzzeit Tau auf einen Wert Tau 1 festgelegt. Als nächstes wird bei einem Schritt 211 die Beendigungsmarke gesetzt. Dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 224 weiter.
  • Wenn die Beendigungsmarke gesetzt ist, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 212 von dem Schritt 201, und es wird bestimmt, ob die Soll-Einspritzmenge Q zwischen einem vorbestimmten unteren Grenzwert c (> b) und einem vorbestimmten oberen Grenzwert d ist oder nicht. Wenn die Beziehung c < Q < d gilt, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 213, bei dem bestimmt wird, ob die abgegebene elektrische Spannung V des Luft/Kraftstoff-Verhältnissensors 27 gleich oder kleiner als 0,45 (V) ist oder nicht, ob nämlich das Luft/Kraftstoff-Verhältnis mager ist. Wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis mager ist, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 214 weiter, bei dem ein fester Wert α von einem Korrekturwert ΔST hinsichtlich des Drosselventils 20 subtrahiert wird, und als nächstes schreitet der Betrieb zu einem Schritt 216. Wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis im Gegensatz dazu fett ist, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 215, und der feste Wert α wird zu dem Korrekturwert ΔST hinzuaddiert, und der Betrieb schreitet zu einem Schritt 216.
  • Bei dem Schritt 216 wird ein endgültiger Soll-Öffnungsgrad ST (= ST + ΔST) des Drosselventils 20 dadurch berechnet, dass der Korrekturwert ΔST zu dem Soll-Öffnungsgrad ST des Drosselventils 20 hinzuaddiert wird, der bei dem Schritt 105 berechnet ist. Außerdem wird nämlich in dieser Zeit das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis dadurch geregelt, dass der Öffnungsgrad des Drosselventils 20 gesteuert wird. Als nächstes wird bei einem Schritt 217 bestimmt, ob die vorstehend erwähnte Regelung für eine feste Zeit fortlaufend ausgeführt wird oder nicht. Wenn die Regelung nicht fortlaufend für die feste Zeit ausgeführt wird, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 224, und wenn sie für die feste Zeit fortlaufend ausgeführt wird, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 218.
  • Bei dem Schritt 218 wird eine Einlassluftmenge Ga eingelesen, die durch die Massendurchsatzmessvorrichtung 21 erfasst wird. Als nächstes wird bei einem Schritt 219 eine gegenwärtige tatsächliche Einspritzmenge Q2 auf der Grundlage der Einlassluftmenge Ga und des stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses berechnet. Als nächstes wird bei einem Schritt 220 die gegenwärtige Einspritzzeit Tau auf einen Wert Tau 2 festgelegt. Als Nächstes werden bei einem Schritt 221 Konstanten A und B von Koeffizienten gemäß den Formeln Q1 = (1/A) × (τ1-B) und Q2 = (1/A) × (τ2-B) berechnet. Hierbei wird eine Beschreibung von diesem Rechenverfahren weggelassen. Als Nächstes wird bei einem Schritt 222 die Beendigungsmarke zurückgesetzt, und als Nächstes wird bei einem Schritt 223 der Wert ΣN gelöscht.
  • Als Nächstes wird ein zweites Ausführungsbeispiel einer Einspritzmengenkorrekturroutine unter Bezugnahme auf die 21 und 22 beschrieben, die bei einem Schritt 111 gemäß der 18 ausgeführt wird.
  • Unter Bezugnahme auf die 21 und 22 wird zunächst bei einem Schritt 300 bestimmt, ob der integrierte Wert ΣN der Kraftmaschinendrehzahl größer ist als ein vorbestimmter Wert N0 oder nicht. Wenn eine Beziehung ΣN ≤ N0 gilt, dann wird der Betriebszyklus beendet. Wenn im Gegensatz dazu die Beziehung ΣN > N0 gilt, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 301, bei dem bestimmt wird, ob die Beendigungsmarke gesetzt ist oder nicht. Da die Beendigungsmarke bei einer Anfangsstufe zurückgesetzt ist, schreitet der Betrieb zu einem Schritt 302.
  • Bei dem Schritt 302 wird bestimmt, ob die Soll-Einspritzmenge Q zwischen einem vorbestimmten unteren Grenzwert A und einem vorbestimmten oberen Grenzwert B ist oder nicht. Wenn die Beziehung a < Q < b gilt, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 303 weiter, bei dem bestimmt wird, ob die abgegebene elektrische Spannung V des Luft/Kraftstoff-Verhältnissensors 27 gleich oder kleiner als 0,45 (V) ist oder nicht, ob nämlich das Luft/Kraftstoff-Verhältnis mager ist. Wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis mager ist, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 304, bei dem ein fester Wert β zu einem Korrekturwert Δτ hinsichtlich der Einspritzzeit hinzuaddiert wird, und als Nächstes schreitet der Betrieb zu einem Schritt 306. Wenn im Gegensatz dazu das Luft/Kraftstoff-Verhältnis fett ist, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 305, bei dem der feste Wert β von dem Korrekturwert Δτ subtrahiert wird, und der Betrieb schreitet zu einem Schritt 306.
  • Bei dem Schritt 306 wird eine endgültige Soll-Einspritzzeit τ (= τ + Δr) dadurch berechnet, dass der Korrekturwert Δτ zu der Einspritzzeit τ hinzuaddiert wird, die bei dem Schritt 109 berechnet ist. Als Nächstes wird bei einem Schritt 307 die Einspritzzeit auf einen Wert τ festgelegt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird nämlich das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis dadurch geregelt, dass die Einspritzzeit τ gesteuert wird. Als Nächstes wird bei einem Schritt 308 bestimmt, ob die vorstehend erwähnte Regelung für eine feste Zeit fortlaufen ausgeführt wird oder nicht. Wenn die Regelung für die feste Zeit fortlaufend ausgeführt wird, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 309 weiter.
  • Bei dem Schritt 309 wird eine Einlassluftmenge Ga eingelesen, die durch die Massendurchsatzmessvorrichtung 21 erfasst ist. Als Nächstes wird bei einem Schritt 310 eine gegenwärtige tatsächliche Einspritzmenge Q1 auf der Grundlage der Einlassluftmenge Ga und des stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses berechnet. Als Nächstes wird bei einem Schritt 311 eine Einspritzzeit τ1 berechnet, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis festgelegt ist, indem das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis 14,6 durch das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F dividiert wird, wie dies in der 11 gezeigt ist. Als Nächstes wird bei einem Schritt 312 die Beendigungsmarke gesetzt.
  • Wenn die Beendigungsmarke gesetzt ist, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 313 von dem Schritt 301, und es wird bestimmt, ob die Soll-Einspritzmenge Q zwischen einem vorbestimmten unteren Grenzwert c (> b) und einem vorbestimmten unteren Grenzwert d liegt oder nicht. Wenn die Beziehung c < Q < d gilt, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 314, bei dem bestimmt wird, ob die abgegebene elektrische Spannung V des Luft/Kraftstoff-Verhältnissensors 27 gleich oder kleiner als 0,45 (V) ist oder nicht, ob nämlich das Luft/Kraftstoff-Verhältnis mager ist. Wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis mager ist, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 315, bei dem ein fester Wert β zu dem Korrekturwert Δτ hinzuaddiert wird, und als Nächstes schreitet der Betrieb zu einem Schritt 317. Wenn im Gegensatz dazu das Luft/Kraftstoff-Verhältnis fett ist, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 316, bei dem der feste Wert β von dem Korrekturwert Δτ subtrahiert wird, und dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 317.
  • Bei dem Schritt 317 wird eine endgültige Soll-Einspritzzeit τ (= τ + Δτ) dadurch berechnet, dass der Korrekturwert Δτ zu der Einspritzzeit τ hinzuaddiert wird, die bei dem Schritt 109 berechnet ist. Als Nächstes wird bei einem Schritt 318 die Einspritzzeit auf einen Wert τ festgelegt. Außerdem wird bei dieser Zeit nämlich das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis dadurch geregelt, dass die Einspritzzeit τ gesteuert wird. Als Nächstes wird bei einem Schritt 319 bestimmt, ob die vorstehend erwähnte Regelung für eine feste Zeit fortlaufend ausgeführt wird oder nicht, und wenn die Regelung für die feste Zeit fortlaufend ausgeführt wird, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 320.
  • Bei dem Schritt 320 wird eine Einlassluftmenge Ga eingelesen, die durch die Massendurchsatzmessvorrichtung 21 erfasst ist. Als Nächstes wird bei einem Schritt 321 eine gegenwärtige tatsächliche Einspritzmenge Q2 auf der Grundlage der Einlassluftmenge Ga und des stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses berechnet. Als Nächstes wird bei einem Schritt 322 eine Einspritzzeit τ2 berechnet, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis festgelegt ist, indem das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis 14,6 durch das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F dividiert wird, wie dies in der 11 gezeigt ist. Als Nächstes werden bei einem Schritt 323 die Koeffizienten A und B der Korrektur gemäß den Formeln Q1 = (1/A) τ (τ1 – B) und Q2 = (1/A) × (τ2 – B) berechnet. Hierbei wird die Beschreibung von diesem Rechenverfahren weggelassen. Als Nächstes wird bei einem Schritt 324 die Beendigungsmarke zurückgesetzt, und bei einem Schritt 325 wird der Wert ΣN gelöscht.
  • Ein anderes Ausführungsbeispiel ist in den 23 bis 25 gezeigt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der Aufbau der Gestalt, dass die zweite Verbrennung normalerweise durchgeführt wird, und dass die erste Verbrennung dann durchgeführt wird, wenn die Einspritzmenge korrigiert werden soll.
  • Zunächst wird eine Betriebssteuerung unter Bezugnahme auf die 23 beschrieben.
  • Unter Bezugnahme auf die 23 wird zunächst bei einem Schritt 400 die Kraftmaschinendrehzahl N zu dem Wert ΣN hinzuaddiert. Dementsprechend drückt der Wert ΣN einen integrierten Wert der Kraftmaschinendrehzahl N aus, und der integrierte Wert ΣN wird innerhalb des Sicherungs-RAM's 43a gespeichert. Als Nächstes wird bei einem Schritt 401 bestimmt, ob der integrierte Wert ΣN der Kraftmaschinendrehzahl größer ist als der vorbestimmte Wert N0 oder nicht. Wenn die Beziehung ΣN ≤ N0 gilt, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 411, bei dem die zweite Verbrennung durchgeführt wird.
  • Bei einem Schritt 411 wird nämlich das geforderte Drehmoment TQ auf der Grundlage der in der 10B gezeigten Abbildung berechnet. Als Nächstes wird bei einem Schritt 412 der Soll-Öffnungsgrad ST des Drosselventils 20 auf der Grundlage der in der 16A gezeigten Abbildung berechnet. Als Nächstes wird bei einem Schritt 413 der Soll-Öffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 31 auf der Grundlage der in der 16B gezeigten Abbildung berechnet. Als Nächstes wird bei einem Schritt 414 die Soll-Einspritzmenge Q auf der Grundlage der in der 15A gezeigten Abbildung berechnet. Als Nächstes wird bei einem Schritt 415 der Soll-Kraftstoffdruck innerhalb der common-rail 34, nämlich der Einspritzdruck P auf der Grundlage der in der 16C gezeigten Abbildung berechnet. Als Nächstes wird bei einem Schritt 416 die Einspritzzeit τ auf der Grundlage der in der 15B gezeigten Abbildung aus der Soll-Einspritzmenge Q und aus dem Soll-Kraftstoffdruck P berechnet. Als Nächstes wird bei einem Schritt 417 die tatsächliche Einspritzzeit TAU gemäß der folgenden Formel berechnet. TAU = (1/A) × (τ – B)
  • Wenn im Gegensatz dazu die Beziehung ΣN > N0 gilt, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 402 von einem Schritt 401, und es wird bestimmt, ob das geforderte Drehmoment TQ kleiner ist als die zweite Grenze Y (N) oder nicht. Wenn die Beziehung TQ ≥ Y (N) gilt, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 411. Wenn im Gegensatz dazu die Beziehung TQ < Y (N) gilt, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 403, bei dem die Verbrennung mit niedriger Temperatur durchgeführt wird.
  • Bei einem Schritt 403 wird nämlich das geforderte Drehmoment TQ auf der Grundlage der in der 10B gezeigten Abbildung berechnet. Als Nächstes wird bei einem Schritt 404 der Soll-Öffnungsgrad ST des Drosselventils 20 auf der Grundlage der in der 13A gezeigten Abbildung berechnet. Als Nächstes wird bei einem Schritt 405 der Soll-Öffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 31 auf der Grundlage der in der 13B gezeigten Abbildung berechnet. Als Nächstes wird bei einem Schritt 406 die Soll-Einspritzmenge Q auf der Grundlage der in der 12A gezeigten Abbildung berechnet. Als Nächstes wird bei einem Schritt 407 der Soll-Kraftstoffdruck innerhalb der common-rail 34, nämlich der Einspritzdruck P auf der Grundlage der in der 13C gezeigten Abbildung berechnet. Als Nächstes wird bei einem Schritt 408 die Einspritzzeit τ auf der Grundlage der in der 12B gezeigten Abbildung aus der Soll-Einspritzmenge Q und aus dem Soll-Kraftstoffdruck P berechnet. Als Nächstes wird bei einem Schritt 409 die tatsächliche Einspritzzeit TAU gemäß der folgenden Formel berechnet. TAU = (1/A) × (τ – B)
  • Als Nächstes wird bei einem Schritt 410 die Einspritzmengenkorrektur durchgeführt. Eine Routine für diese Einspritzmengenkorrektur ist in den 24 und 25 gezeigt.
  • Als Nächstes wird eine Einspritzmengenkorrekturroutine unter Bezugnahme auf die 24 und 25 beschrieben, die bei dem Schritt 410 gemäß der 23 ausgeführt wird.
  • Unter Bezugnahme auf die 24 und 25 wird zunächst bei einem Schritt 500 bestimmt, ob die Beendigungsmarke gesetzt ist oder nicht. Da die Beendigungsmarke bei einer Anfangsstufe zurückgesetzt ist, schreitet der Betrieb zu einem Schritt 501 weiter. Bei dem Schritt 501 wird bestimmt, ob die Soll-Einspritzmenge Q zwischen einem vorbestimmten unteren Grenzwert A und einem vorbestimmten oberen Grenzwert B ist oder nicht. Wenn die Beziehung a < Q < b gilt, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 502 weiter, bei dem bestimmt wird, ob die abgegebene elektrische Spannung V des Luft/Kraftstoff-Verhältnissensors 27 gleich oder kleiner als 0,45 (V) ist oder nicht, ob nämlich das Luft/Kraftstoff-Verhältnis mager ist. Wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis mager ist, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 503 weiter, bei dem ein fester Wert β zu einem Korrekturwert Δτ hinsichtlich der Einspritzzeit hinzuaddiert wird, und als Nächstes schreitet der Betrieb zu einem Schritt 505. Wenn im Gegensatz dazu das Luft/Kraftstoff-Verhältnis fett ist, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 504, bei dem der feste Wert β von dem Korrekturwert Δτ subtrahiert wird, und der Betrieb schreitet zu einem Schritt 505 weiter.
  • Bei dem Schritt 505 wird eine endgültige Einspritzzeit τ (= τ + Δτ) dadurch berechnet, dass der Korrekturwert Δτ zu der Einspritzzeit τ hinzuaddiert wird, die bei dem Schritt 408 berechnet ist. Als Nächstes wird bei einem Schritt 506 die Einspritzzeit auf den Wert τ festgelegt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird nämlich das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis dadurch geregelt, dass die Einspritzzeit τ gesteuert wird. Als Nächstes wird bei einem Schritt 507 bestimmt, ob die vorstehend erwähnte Regelung für eine feste Zeit fortlaufend ausgeführt wird oder nicht, und wenn die Regelung für die feste Zeit fortlaufend ausgeführt wird, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 508.
  • Bei dem Schritt 508 wird eine Einlassluftmenge Ga eingelesen, die durch die Massendurchsatzmessvorrichtung 21 erfasst ist. Als Nächstes wird bei einem Schritt 509 eine gegenwärtige tatsächliche Einspritzmenge Q1 auf der Grundlage der Einlassluftmenge Ga und des stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses berechnet. Als Nächstes wird bei einem Schritt 510 die Einspritzzeit τ1 berechnet, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis festgelegt ist, indem das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis 14,6 durch das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F dividiert wird, wie dies in der 11 gezeigt ist. Als Nächstes wird bei einem Schritt 511 die Beendigungsmarke gesetzt.
  • Wenn die Beendigungsmarke gesetzt ist, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 512 von dem Schritt 500, und es wird bestimmt, ob die Soll-Einspritzmenge Q zwischen einem vorbestimmten unteren Grenzwert c (> b) und einem vorbestimmten oberen Grenzwert d ist oder nicht. Wenn die Beziehung c < Q < d gilt, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 513, bei dem bestimmt wird, ob die abgegebene elektrische Spannung V des Luft/Kraftstoff-Verhältnissensors 27 gleich oder kleiner als o,45 (V) ist oder nicht, ob nämlich das Luft/Kraftstoff-Verhältnis mager ist. Wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis mager ist, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 514, bei dem der feste Wert β zu dem Korrekturwert Δτ hinzuaddiert wird, und als nächstes schreitet der Betrieb zu einem Schritt 516. Wenn im Gegensatz dazu das Luft/Kraftstoff-Verhältnis fett ist, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 514, bei dem der feste Wert β von dem Korrekturwert Δτ subtrahiert wird, und als Nächstes schreitet der Betrieb zu einem Schritt 516.
  • Bei dem Schritt 516 wird eine endgültige Einspritzzeit τ (= τ + Δτ) dadurch berechnet, dass der Korrekturwert Δτ zu der Einspritzzeit τ hinzuaddiert wird, die bei dem Schritt 408 berechnet ist. Als Nächstes wird bei einem Schritt 517 die Einspritzzeit auf dem Wert τ festgelegt. Bei dieser Zeit wird außerdem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis nämlich auf das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis geregelt, indem die Einspritzzeit τ gesteuert wird. Als Nächstes wird bei einem Schritt 518 bestimmt, ob die vorstehend erwähnte Regelung für eine feste Zeit fortlaufend ausgeführt wird oder nicht, und wenn die Regelung für die feste Zeit fortlaufen ausgeführt wird, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 519.
  • Bei dem Schritt 519 wird eine Einlassluftmenge Ga eingelesen, die durch die Massendurchsatzmessvorrichtung 21 erfasst ist. Als Nächstes wird bei einem Schritt 520 eine gegenwärtige tatsächliche Einspritzmenge Q2 auf der Grundlage der Einlassluftmenge Ga und des stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses berechnet. Als Nächstes wird bei einem Schritt 521 die Einspritzzeit 2 berechnet, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis festgelegt ist, indem das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis 14,6 durch das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F dividiert wird, wie dies in der 11 gezeigt ist. Als Nächstes werden bei einem Schritt 522 Konstanten A und B von Koeffizienten gemäß den Formeln Q1 = (1/A) × (τ1 – B) und Q2 = (1/A) × (τ2 – B) berechnet. Hierbei wird die Beschreibung von diesem Rechenverfahren weggelassen. Als Nächstes wird bei einem Schritt 523 die Beendigungsmarke zurückgesetzt, und als Nächstes wird bei einem Schritt 524 der Wert ΣN gelöscht.
  • In diesem Fall wird die neue Verbrennung, die dem Gedanken der vorliegenden Erfindung entspricht, unter jener Bedingung durchgeführt, dass eine große Menge an EGR Gas zugeführt wird. Dementsprechend werden in einfacher Weise Ablagerungen an dem Drosselventil zum Steuern der Einlassluftmenge und dem EGR- Steuerventil zum Steuern der EGR-Gasmenge angesammelt, so dass die Beziehung zwischen dem Öffnungsgrad und der Strömungsmenge des Drosselventils und des EGR-Steuerventils im Laufe der Zeit geändert wird. Jedoch ist es bei der neuen Verbrennung erforderlich, die Einlassluftmenge und die EGR-Gasmenge fein zu steuern, so dass die Beschreibung einer Technologie zum Korrigieren des Öffnungsgrades des Drosselventils zum Steuern der Einlassluftmenge und des EGR-Steuerventils zum Steuern der EGR-Gasmenge vorgesehen wird, da hierbei ein Risiko besteht, dass es unmöglich ist, eine gute neue Verbrennung für eine lange Zeit zu gewährleisten, wenn die Beziehung zwischen dem Öffnungsgrad und der Strömungsmenge des Drosselventils und des EGR-Steuerventils verändert ist.
  • Die 26 zeigt den Fall, bei dem die vorliegende Erfindung auf eine selbstzündende Viertakt-Brennkraftmaschine entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorstehend erwähnten Technik angewendet wird.
  • Die gleichen Bezugszeichen wie bei dem Aufbau gemäß der 1 werden bei den gleichen Bauelementen verwendet, die in der 26 gezeigt sind, und deren Beschreibung wird weggelassen.
  • Der Abgaskrümmer 22 und der Zwischenbehälter 12 sind über den EGR-Kanal 29 miteinander verbunden, und das EGR-Steuerventil 31, das durch den Schrittmotor 30 angetrieben wird, ist innerhalb des EGR-Kanals 29 angeordnet.
  • Drucksensoren 36, 37 und 38 sind innerhalb des Zwischenbehälters 12, des Einlassluftkanals, der an einem stromaufwärtigen Abschnitt des Drosselventils 20 angeordnet ist, beziehungsweise des EGR-Kanals 29 angeordnet, der an einem stromaufwärtigen Abschnitt des EGR-Steuerventils 31 angeordnet ist, und Abgabesignale von den Drucksensoren 36, 37 und 38 werden in einen Eingabeanschluss 45 innerhalb einer elektronischen Steuereinheit 40 über entsprechende AD-Wandler 47 eingegeben.
  • Des weiteren ist ein Drucksensor 39 zum Erfassen eines Druckes innerhalb der Brennkammer 5 innerhalb der Brennkammer 5 angeordnet. Ein Abgabesignal von dem Drucksensor 39 wird in den Eingabeanschluss 45 über die jeweiligen AD-Wandler 47 eingegeben. Des weiteren ist ein Öffnungsgradsensor 20a zum Erfassen eines Öffnungsgrads des Drosselventils 20 an dem Drosselventil 20 angebracht, und ein Öffnungsgradsensor 31a zum Erfassen eines Öffnungsgrads des EGR-Steuerventils 31 ist an dem EGR-Steuerventil 31 angebracht. Abgegebene Signale von den Öffnungsgradsensoren 20a und 31a werden in den Eingabeanschluss 45 über die jeweiligen AD-Wandler 47 eingegeben.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Steuerung auf der Grundlage des geforderten Drehmoments TQ durchgeführt, jedoch wird gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel die Steuerung auf der Grundlage der geforderten Last L durchgeführt.
  • Die 27 zeigt ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F in dem ersten Betriebsbereich I. In der 27 zeigen Kurven, die durch A/F = 15,5, A/F = 16, A/F = 17 und A/F = 18 angegeben sind, jeweils Zustände mit Luft/Kraftstoff-Verhältnissen von 15,5, 16, 17 und 18, wobei jedes Luft/Kraftstoff-Verhältnis zwischen den Kurven gemäß einer proportionalen Interpolation definiert ist. Wie dies in der 27 gezeigt ist, ist das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in dem ersten Betriebsbereich I mager, und des weiteren ist das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F in dem ersten Betriebsbereich I gemäß einer Verringerung der geforderten Last L mager.
  • Die durch die Verbrennung erzeugte Wärmemenge wird nämlich reduziert, wenn die geforderte Last L verringert wird. Dementsprechend kann die Verbrennung bei niedriger Temperatur durchgeführt werden, auch wenn die EGR-Rate verringert wird, wenn sich die geforderte Last L verringert. Wenn die EGR-Rate verringert wird, dann wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis groß, wie dies in der 27 gezeigt ist, so dass das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F vergrößert wird, wenn die geforderte Last L verringert wird. Wenn das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F vergrößert wird, dann wird der spezifische Kraftstoffverbrauch verbessert, so dass das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F vergrößert wird, wenn sich die geforderte Last verringert, um so das Luft/Kraftstoff-Verhältnis gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung so mager wie möglich zu gestalten.
  • In diesem Fall wird ein Soll-Öffnungsgrad ST des Drosselventils 20, der zum Festlegen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses auf das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis erforderlich ist, wie dies in der 27 gezeigt ist, im voraus in dem ROM 42 als eine Funktion der geforderten Last L und der Kraftmaschinendrehzahl N in der Form einer Abbildung gespeichert, wie dies in der 28A gezeigt ist, und ein Soll-Öffnungsgrad SE des EGR-Ventils 31, der zum Festlegen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses auf das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis erforderlich ist, wie dies in der 27 gezeigt ist, wird in dem ROM 42 als eine Funktion der geforderten Last L und der Kraftmaschinendrehzahl N in der Form einer Abbildung im voraus gespeichert, wie dies in der 28B gezeigt ist.
  • Die 29 zeigt ein Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis, wenn die zweite Verbrennung, nämlich die Verbrennung gemäß dem herkömmlichen Verbrennungsverfahren durchgeführt wird. In diesem Fall zeigen in der 29 Kurven, die durch A/F = 24, A/F = 35, A/F = 45 und A/F = 60 angegeben sind, jeweils Zustände mit Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnissen von 24, 35, 45 und 60. Ein Soll-Öffnungsgrad SE des Drosselventils 20, der zum Festlegen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses auf dieses Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis erforderlich ist, ist in dem ROM 42 als eine Funktion der geforderten Last L und der Kraftmaschinendrehzahl N in der Form einer Abbildung im voraus gespeichert, wie dies in der 30a gezeigt ist, und ein Soll-Öffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 31, der zum Festlegen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses auf dieses Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis erforderlich ist, ist in dem ROM 42 als eine Funktion der geforderten Last L und der Kraftmaschinendrehzahl N in der Form einer Abbildung im voraus gespeichert, wie dies in der 30B gezeigt ist.
  • Als Nächstes wird die Betriebssteuerung unter Bezugnahme auf die 31 beschrieben.
  • Unter Bezugnahme auf die 31 wird zunächst bei einem Schritt 600 bestimmt, ob eine Marke I gesetzt ist oder nicht, die anzeigt, dass der Betriebsbereich der Kraftmaschine in dem ersten Betriebsbereich I ist. Wenn die Marke I gesetzt ist, das heißt der Betriebsbereich der Kraftmaschine ist in dem ersten Betriebsbereich I, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 601, bei dem bestimmt wird, ob die geforderte Last L größer ist als die erste Grenze X1 (N) oder nicht. Wenn eine Beziehung L ≤ X1 (N) gilt, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 603.
  • Bei dem Schritt 603 wird das Drosselventil 20 so gesteuert, dass die Einlassluftmenge zu einer normalen Einlassluftmenge wird. Als Nächstes wird bei einem Schritt 604 das EGR-Steuerventil 31 so gesteuert, dass die EGR-Gasmenge zu einer normalen EGR-Gasmenge wird. Prozesse werden später beschrieben, die bei den Schritten 603 und 604 durchgeführt werden. Als Nächstes wird bei einem Schritt 605 die Kraftstoffeinspritzung so durchgeführt, dass das Luft/Kraftstoff-Verhältnis erhalten wird, das in der 27 gezeigt ist. Dabei wird die Verbrennung bei niedriger Temperatur durchgeführt.
  • Im Gegensatz dazu schreitet bei einem Schritt 601 der Betrieb zu einem Schritt 602 weiter, wenn bestimmt wird, dass die Beziehung L > X(N) gilt, wobei eine Marke I zurückgesetzt wird und dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 608, bei dem die zweite Verbrennung durchgeführt wird.
  • Bei dem Schritt 608 wird nämlich der Soll-Öffnungsgrad ST des Drosselventils 20 aus einer in der 30A gezeigten Abbildung berechnet, und der Öffnungsgrad des Drosselventils 20 wird auf den Soll-Öffnungsgrad ST festgelegt. Als Nächstes wird bei einem Schritt 609 der Soll-Öffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils aus einer in der 30B gezeigten Abbildung berechnet, und der Öffnungsgrad des EGR-Steuerventils 31 wird auf den Soll-Öffnungsgrads SE festgelegt. Als Nächstes wird bei einem Schritt 610 die Kraftstoffeinspritzung so durchgeführt, das das magere Luft/Kraftstoff-Verhältnis erhalten wird, wie dies in der 29 gezeigt ist.
  • Wenn die Marke I zurückgesetzt wird, dann schreitet der Betrieb bei dem nächsten Prozesszyklus zu einem Schritt 606 von dem Schritt 600, und es wird bestimmt, ob die geforderte Last L kleiner als die zweite Grenze Y(N) ist oder nicht. Wenn die Beziehung L ≥ Y(N) gilt, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 608, bei dem die zweite Verbrennung durchgeführt wird. Wenn im Gegensatz dazu bei dem Schritt 606 bestimmt wird, dass die Beziehung L < Y(N) gilt, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 607, bei dem die Marke I gesetzt wird, und als Nächstes schreitet der Betrieb zu einem Schritt 603, bei dem die Verbrennung bei niedriger Temperatur durchgeführt wird.
  • Als Nächstes wird ein Ausführungsbeispiel einer Steuerung des Drosselventils unter Bezugnahme auf die 32 beschrieben, die bei einem Schritt 603 durchgeführt wird, wie dies in der 31 gezeigt ist.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird eine normale Einlassluftmenge Ga0 in einem vorbestimmten Betriebszustand der Kraftmaschine, bei dem das EGR-Steuerventil geschlossen ist, zum Beispiel in einem Zustand, bei dem die geforderte Last L gleich L0 beträgt und die Kraftmaschinendrehzahl N gleich N0 beträgt, im voraus gemessen. Die Einlassluftmenge Ga0 ist zum Beispiel auf einen Wert festgelegt, der durch die Massendurchsatzmessvorrichtung 21 unmittelbar nach der Montage der Kraftmaschine gemessen wird, und dementsprechend drückt die Einlassluftmenge Ga0 die normale Einlassluftmenge aus, wenn die geforderte Last L gleich L0 beträgt und die Kraftmaschinendrehzahl N gleich N0 beträgt.
  • Wenn gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Verbrennung bei niedriger Temperatur durchgeführt wird, dann wird der Öffnungsgrad des Drosselventils 20 auf den Soll-Öffnungsgrad ST festgelegt, wie dies in der 28A gezeigt ist. Wenn jedoch die Ablagerungen an dem Drosselventil 20 dabei angesammelt werden, dann ist die Einlassluftmenge nicht die normale Einlassluftmenge, so dass das Luft/Kraftstoff-Verhältnis und die EGR-Rate von den Soll-Werten versetzt sind. Dann wird der Aufbau gemäß dem Ausführungsbeispiel so gestaltet, dass in jenem Fall, wenn die Massendurchsatzmenge der Einlassluft (nachfolgend zur Vereinfachung als eine Einlassluftmenge bezeichnet) GA, die durch die Massendurchsatzmessvorrichtung 21 erfasst ist, wenn das EGR-Steuerventil 31 geschlossen ist, die geforderte Last L gleich L0 ist und die Kraftmaschinendrehzahl N gleich N0 ist, nicht länger mit einer normalen Einlassluftmenge Ga0 übereinstimmt, der Soll-Öffnungsgrad ST des Drosselventils 20 so korrigiert wird, dass die erfasste Einlassluftmenge Ga mit der normalen Einlassluftmenge Ga0 übereinstimmt.
  • Unter Bezugnahme auf die 32 wird zunächst bei einem Schritt 700 der Soll-Öffnungsgrad ST des Drosselventils 20 auf der Grundlage der Abbildung berechnet, die in der 28A gezeigt ist. Als Nächstes wird bei einem Schritt 701 bestimmt, ob ein Zustand zum Korrigieren des Öffnungsgrades des Drosselventils eingerichtet ist oder nicht. Wenn zum Beispiel eine feste Periode nach der vorherigen Korrektur verstrichen ist, dann wird bestimmt, dass der Zustand für die Korrektur eingerichtet ist.
  • Als Nächstes wird bei einem Schritt 702 bestimmt, ob die geforderte Last L gleich L0 beträgt und ob die Kraftmaschinendrehzahl N gleich N0 beträgt oder nicht. Wenn die Beziehung L = L0 und N = N0 eingerichtet ist, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 703, bei dem die Einlassluftmenge Ga aufgenommen wird, die durch die Massendurchsatzmessvorrichtung 21 erfasst ist. Als Nächstes wird bei einem Schritt 704 bestimmt, ob die erfasste Einlassluftmenge Ga größer als die normale Einlassluftmenge Ga0 ist oder nicht.
  • Wenn die Beziehung Ga > Ga0 gilt, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 705, bei dem ein fester Wert a von dem Korrekturwert ΔST hinsichtlich des Soll-Öffnungsgrades des Drosselventils 20 subtrahiert wird. Wenn im Gegensatz dazu die Beziehung Ga < Ga0 gilt, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 706, bei dem der feste Wert a zu dem Korrekturwert ΔST hinzu addiert wird. Als Nächstes schreitet der Betrieb zu einem Schritt 707, bei dem der Korrekturwert ΔST zu dem Soll-Öffnungsgrad ST des Drosselventils 20 hinzu addiert wird. Wenn im Gegensatz dazu bei dem Schritt 701 bestimmt wird, dass der Korrekturzustand nicht eingerichtet ist, oder wenn bei dem Schritt 702 bestimmt wird, dass die Beziehung L = L0 und N = N0 nicht gilt, dann springt der Betrieb zu einem Schritt 707.
  • Wenn nämlich die Beziehung Ga < Ga0 eingerichtet ist, zum Beispiel durch die Ansammlung der Ablagerungen in dem Drosselventil 20, dann wird der Korrekturbetrag ΔST erhöht, bis der Wert Ga im Wesentlichen gleich dem Wert Ga0 wird. Infolgedessen wird die tatsächliche Einlassluftmenge mit der normalen Einlassluftmenge übereinstimmen, wenn das Drosselventil 20 auf der Grundlage der in der 28A gezeigten Abbildung gesteuert wird.
  • Als Nächstes wird das andere Ausführungsbeispiel der Steuerung des Drosselventils unter Bezugnahme auf die 33 und 34 beschrieben, die bei dem Schritt 603 gemäß der 31 durchgeführt wird.
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel wird eine Beziehung zwischen einem tatsächlichen Öffnungsgrad STa des Drosselventils 20 und einem normalen effektiven Strömungsflächeninhalt S im voraus bestimmt, wie dies in der 33 gezeigt ist, und die Beziehung wird in dem ROM 42 im voraus gespeichert. Des weiteren wird ein Differentialdruck ΔP zwischen vorderen und hinteren Abschnitten des Drosselventils 20 auf der Grundlage des Abgabesignals von den Drucksensoren 36 und 37 berechnet. Falls der wirksame Strömungsflächeninhalt des Drosselventils 20 der normale wirksame Flächeninhalt S ist und der Differentialdruck zwischen dem vorderen und dem hinteren Abschnitt des Drosselventils 20 der Wert ΔP ist, dann wird erwartet, dass die Einlassluftmenge Ga0 dabei durch eine Formel S × (Quadralwurzel von ΔP) erhalten wird.
  • In jenem Fall, wenn die tatsächliche Einlassluftmenge Ga nicht mit dem Wert Ga0 übereinstimmt, wird der effektive Strömungsflächeninhalt des Drosselventils 20 dementsprechend nicht zu dem normalen Strömungsflächeninhalt S zum Beispiel aufgrund der Ansammlung der Ablagerungen. Dann wird gemäß dem Ausführungsbeispiel der Aufbau so gestaltet, dass der Soll-Öffnungsgrad ST des Drosselventils 20 reduziert wird, wenn die Beziehung Ga > Ga0 gilt, und der Soll-Öffnungsgrad ST des Drosselventils 20 wird vergrößert, wenn die Beziehung Ga < Ga0 gilt, wodurch die tatsächliche Einlassluftmenge mit der normalen Einlassluftmenge übereinstimmt, wenn das Drosselventil 20 auf der Grundlage in der 28A gezeigten Abbildung gesteuert wird.
  • Als Nächstes wird eine Steuerroutine des Drosselventils zum Ausführen von diesem Ausführungsbeispiel nachfolgend unter Bezugnahme auf die 34 beschrieben.
  • Unter Bezugnahme auf die 34 wird zunächst bei einem Schritt 800 der Soll-Öffnungsgrad ST des Drosselventils 20 auf der Grundlage der in der 28A gezeigten Abbildung berechnet. Als Nächstes wird bei einem Schritt 801 bestimmt, ob der Korrekturzustand für den Drosselventilöffnungsgrad eingerichtet ist oder nicht. Wenn zum Beispiel eine feste Periode nach der vorherigen Korrektur verstrichen ist, dann wird bestimmt, dass der Korrekturzustand eingerichtet ist. Als Nächstes wird bei einem Schritt 802 bestimmt, ob der Betriebszustand der Kraftmaschine ein vorbestimmter Betriebszustand ist oder nicht. Wenn der Betriebszustand der Kraftmaschine der vorbestimmte Betriebszustand ist, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 803 weiter, bei dem die Einlassluftmenge Ga aufgenommen wird, die durch die Massendurchsatzmessvorrichtung 21 erfasst ist. Als Nächstes wird bei einem Schritt 804 der tatsächliche Öffnungsgrad STa des Drosselventils 20 aufgenommen, der durch den Öffnungsgradsensor 20a erfasst ist.
  • Als Nächstes wird bei einem Schritt 805 der Korrekturwert ΔST hinsichtlich des Soll-Öffnungsgrades des Drosselventils 20 zu dem tatsächlichen Öffnungsgrad STa des Drosselventils 20 hinzu addiert. Als Nächstes wird bei einem Schritt 806 der normale effektive Strömungsflächeninhalt S hinsichtlich des Wertes STa (= STa + ΔST) auf der Grundlage der in der 33 gezeigten Beziehung berechnet. Als Nächstes wird bei einem Schritt 807 der Differentialdruck ΔP zwischen dem vorderen und dem hinteren Abschnitt des Drosselventils 20 auf der Grundlage der Abgabesignale von den Drucksensoren 36 berechnet. Als Nächstes wird bei einem Schritt 808 die Einlassluftmenge Ga0 (= S × (Quadratwurzel von ΔP)) bei der Annahme berechnet, dass der effektive Strömungsflächeninhalt des Drosselventils 20 der normale Strömungsflächeninhalt S ist. Als Nächstes wird bei einem Schritt 809 bestimmt, ob die erfasste Einlassluftmenge Ga größer als die Einlassluftmenge Ga0 ist oder nicht.
  • Wenn die Beziehung Ga > Ga0 gilt, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 810, bei dem ein fester Wert b von dem Korrekturwert ΔST hinsichtlich des Soll-Öffnungsgrades des Drosselventils 20 subtrahiert wird. Wenn im Gegensatz dazu die Beziehung Ga ≤ Ga0 gilt, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 811, bei dem der feste Wert b zu dem Korrekturwert ΔST hinzu addiert wird. Als Nächstes schreitet der Betrieb zu einem Schritt 812, und der Korrekturwert ΔST wird zu dem Soll-Öffnungsgrad ST des Drosselventils 20 hinzu addiert. Wenn im Gegensatz dazu bei dem Schritt 801 bestimmt wird, dass der Korrekturzustand nicht eingerichtet ist, oder wenn bei dem Schritt 802 bestimmt wird, dass der Betriebszustand der Kraftmaschine kein vorbestimmter Betriebszustand ist, dann springt der Betrieb zu einem Schritt 812.
  • Als Nächstes wird ein Ausführungsbeispiel zum Steuern eines EGR-Steuerventils nachfolgend beschrieben, das bei einem Schritt 604 gemäß der 31 durchgeführt wird.
  • Ein Druck innerhalb des Einlassluftkanals, der an einem stromabwärtigen Abschnitt des Drosselventils 20 angeordnet ist, wie zum Beispiel ein Druck innerhalb des Zwischenbehälters 12 wird als ein bestimmter Wert definiert, wenn die Einlassluftmenge und die Menge des EGR-Gases definiert sind. Gemäß dem Ausführungsbeispiel wird der Druck innerhalb des Zwischenbehälters 12 ein bestimmter normaler Druck PM0, wenn die Einlassluftmenge die normale Einlassluftmenge ist und die EGR-Gasmenge die normale EGR-Gasmenge ist, da der Soll-Öffnungsgrad des Drosselventils 20 und der Soll-Öffnungsgrad des EGR-Steuerventils 31 so bestimmt sind, dass das Luft/Kraftstoff-Verhältnis das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist und die EGR-Rate die Soll-EGR-Rate ist.
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel wird ein normaler Druck PMOij hinsichtlich einer geforderten Last Li (i = 1, 2, ...) und einer Kraftmaschinendrehzahl Nj (J = 1, 2, ...) in dem ROM 42 im Voraus gespeichert.
  • In diesem Fall wird gemäß dem Ausführungsbeispiel die Einlassluftmenge mit der normalen Einlassluftmenge aufgrund der Steuerung des Drosselventils 20 übereinstimmen, die bei einem Schritt 603 durchgeführt wird, wie dies in der 31 gezeigt ist. Falls der tatsächliche Druck PM innerhalb des Zwischenbehälters 12 nicht mit dem normalen Druck PMOij übereinstimmt, wenn die geforderte Last L ein Wert Li ist und die Kraftmaschinendrehzahl N ein Wert Nj ist, dann wird dementsprechend die EGR-Gasmenge nicht zu der normalen EGR-Gasmenge aufgrund der Ansammlung der Ablagerungen und dergleichen. In diesem Fall ist die EGR-Gasmenge größer als die normale EGR-Gasmenge, wenn die Beziehung PM > PM0ij gilt, und die EGR-Gasmenge ist kleiner als die normale EGR-Gasmenge, wenn die Beziehung PM < PM0ij gilt.
  • Dann ist der Aufbau gemäß diesem Ausführungsbeispiel dergestalt, dass der Soll-Öffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 31 reduziert ist, wenn die Beziehung PM > PM0ij gilt, und der Soll-Öffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 31 wird vergrößert, wenn die Beziehung PM ≤ PMOij gilt, wodurch die EGR-Gasmenge mit der normalen EGR-Gasmenge übereinstimmt.
  • Als Nächstes wird eine Steuerroutine des EGR-Steuerventils zum Ausführen des Ausführungsbeispieles nachfolgend unter Bezugnahme auf die 35 beschrieben.
  • Unter Bezugnahme auf die 35 wird zunächst bei einem Schritt 900 der Soll-Öffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 31 auf der Grundlage der in der 28B gezeigten Abbildung berechnet. Als Nächstes wird bei einem Schritt 901 bestimmt, ob der Korrekturzustand für den Öffnungsgrad des EGR-Steuerventils eingerichtet ist oder nicht. Wenn z.B. eine feste Periode nach der vorherigen Korrektur verstrichen ist, dann wird bestimmt, dass der Korrekturzustand eingerichtet ist. Als Nächstes wird bei einem Schritt 902 bestimmt, ob die geforderte Last L ein Wert Li ist oder nicht und ob die Kraftmaschinendrehzahl N ein Wert Nj ist oder nicht. Wenn die Beziehung L = Li und N = Nj gilt, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 903, bei dem ein normaler Druck PM0ij innerhalb des Zwischenbehälters 12 berechnet wird. Als Nächstes wird bei einem Schritt 904 bestimmt, ob der Druck PM innerhalb des Zwischenbehälters 12, der durch den Drucksensor 36 erfasst wird, größer ist als der normale Druck PM0ij oder nicht.
  • Wenn die Beziehung PM > PM0ij gilt, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 905 weiter, bei dem ein fester Wert c von dem Korrekturwert ΔSE hinsichtlich des Soll-Öffnungsgrades des EGR-Steuerventils 31 subtrahiert wird. Wenn im Gegensatz dazu die Beziehung PM ≤ PM0ij gilt, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 906, bei dem der feste Wert c zu dem Korrekturwert ΔSE hinzuaddiert wird. Als Nächstes schreitet der Betrieb zu einem Schritt 907, bei dem der Korrekturwert ΔSE zu dem Soll-Öffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 31 hinzuaddiert wird. Wenn im Gegensatz dazu bei dem Schritt 901 bestimmt wird, dass der Korrekturzustand nicht eingerichtet ist, oder wenn bei dem Schritt 902 bestimmt wird, dass die Beziehung L = Li und N = Nj nicht gilt, dann springt der Betrieb zu einem Schritt 907.
  • Als Nächstes wird das andere Ausführungsbeispiel zum Steuern des EGR-Steuerventils unter Bezugname auf die 36 bis 39 nachfolgend beschrieben, das bei dem Schritt 604 durchgeführt wird, wie dies in der 31 gezeigt ist.
  • Wie dies vorstehend beschrieben ist, wird der Druck innerhalb des Zwischenbehälters 12 auf einen bestimmten Wert bestimmt, wenn die Einlassluftmenge Ga und die EGR-Gasmenge Ge definiert sind. Dann wird gemäß dem Ausführungsbeispiel der Druck PM0 innerhalb des Zwischenbehälters 12, wenn die Einlassluftmenge ein Wert Ga ist und die EGR-Gasmenge ein Wert Ge ist, in dem ROM 42 als eine Funktion der Einlassluftmenge Ga und der EGR-Gasmenge Ge in der Form einer Abbildung im Voraus gespeichert, wie dies in der 36 gezeigt ist.
  • Im Gegensatz dazu wird gemäß dem Ausführungsbeispiel die Beziehung zwischen dem tatsächlichen Öffnungsgrad SEa des EGR- Steuerventils 31 und dem normalen effektiven Strömungsflächeninhalt Se, wie dies in der 36 gezeigt ist, im Voraus bestimmt, und die Beziehung wird im Voraus in dem ROM 42 gespeichert. Des weiteren wird der Differenzialdruck ΔPe zwischen dem vorderen und dem hinteren Abschnitt des EGR-Steuerventils 31 auf der Grundlage der Abgabesignale von den Drucksensoren 36 und 38 berechnet. Falls angenommen wird, dass der effektive Strömungsflächeninhalt des EGR-Steuerventils 31 der normale effektive Strömungsflächeninhalt Se ist und der Differenzialdruck zwischen dem vorderen und dem hinteren Abschnitt des EGR-Steuerventils 31 der Wert ΔPe ist, dann wird erwartet, dass die dabei zugeführte EGR-Gasmenge Ge0 durch die Formel Se × (die Quadratwurzel von ΔPe) ausgedrückt wird, und der Druck PM innerhalb des Zwischenbehälters 12 ist der Wert PMO gemäß der Abbildung, wie dies in der 36 gezeigt ist, während der Wert Ge0 auf den Wert Ge festgelegt ist.
  • Falls der Druck PM innerhalb des Zwischenbehälters 12 nicht mit dem Wert PMO gemäß der Abbildung in der 36 dabei übereinstimmt, dann wird dementsprechend definiert, dass der effektive Strömungsflächeninhalt des EGR-Steuerventils 31 nicht der normale Strömungsflächeninhalt Se z.B. aufgrund der Ansammlung der Ablagerungen ist. Dann ist der Aufbau gemäß diesem Ausführungsbeispiel dergestalt, dass der Soll-Öffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 31 reduziert ist, wenn die Beziehung PM > PM0 gilt, und der Soll-Öffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 31 wird vergrößert, wenn die Beziehung PM ≤ PM0 gilt, wodurch die tatsächliche EGR-Gasmenge mit der normalen EGR-Gasmenge übereinstimmt, wenn das EGR-Steuerventil 31 auf der Grundlage der in der 28B gezeigten Abbildung gesteuert wird.
  • Als Nächstes wird eine Steuerroutine des EGR-Steuerventils zum Ausführen von diesem Ausführungsbeispiel nachfolgend unter Bezugnahme auf die 38 und 39 beschrieben.
  • Unter Bezugnahme auf die 38 und 39 wird zunächst bei einem Schritt 1000 der Soll-Öffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 31 auf der Grundlage der in der 28B gezeigten Abbildung berechnet. Als Nächstes wird bei einem Schritt 1001 bestimmt, ob der Korrekturzustand für den Öffnungsgrad des EGR-Steuerventils eingerichtet ist oder nicht. Wenn z.B. eine feste Periode nach der vorherigen Korrektur verstrichen ist, dann wird bestimmt, dass der Korrekturzustand eingerichtet ist. Als Nächstes wird bei einem Schritt 1002 bestimmt, ob der Betriebszustand der Kraftmaschine ein vorbestimmter Betriebszustand ist oder nicht. Wenn der Betriebszustand der Kraftmaschine der vorbestimmte Betriebszustand ist, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 1003 weiter, bei dem der tatsächliche Öffnungsgrad SEa des EGR-Steuerventils 31 aufgenommen wird, der durch den Öffnungsgradsensor 31a erfasst wird.
  • Als Nächstes wird bei einem Schritt 1004 der Korrekturwert ΔSE hinsichtlich des Soll-Öffnungsgrads des EGR-Steuerventils 31 zu dem tatsächlichen Öffnungsgrad SEa des EGR-Steuerventils 31 hinzuaddiert. Als Nächstes wird bei einem Schritt 1005 der normale effektive Strömungsflächeninhalt Se hinsichtlich des Wertes SEa (= SEa + ΔSE) auf der Grundlage der Beziehung berechnet, die in der 37 gezeigt ist. Als Nächstes wird bei einem Schritt 1006 der Differenzialdruck ΔPe zwischen dem vorderen und dem hinteren Abschnitt des EGR-Steuerventils 31 auf der Grundlage der Abgabesignale von den Drucksensoren 36 und 38 berechnet. Als Nächstes wird bei einem Schritt 1007 die EGR-Gasmenge Ge0 (= Se × (die Quadratwurzel von ΔPe) unter der Annahme berechnet, dass der effektive Strömungsflächeninhalt des EGR-Steuerventils 31 der normale Strömungsflächeninhalt Se ist. Als Nächstes wird bei einem Schritt 1008 die Einlassluftmenge Ga aufgenommen, die durch die Massendurchsatzmessvorrichtung 21 erfasst ist. Als Nächstes wird bei einem Schritt 1009 der normale Druck PMO innerhalb des Zwischenbehälters 12 auf der Grundlage der in der 36 gezeigten Abbildung dadurch berechnet, dass der Wert Ge0 auf den Wert Ge festgelegt wird. Als Nächstes wird bei einem Schritt 1010 bestimmt, ob der Druck PM innerhalb des Zwischenbehälters 12, der durch den Drucksensor 36 erfasst ist, größer ist als der normale Druck PM0 oder nicht.
  • Wenn die Beziehung PM > PM0 gilt, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 1011, bei dem ein fester Wert D von dem Korrekturwert ΔSE hinsichtlich des Soll-Öffnungsgrades des EGR-Steuerventils 31 subtrahiert wird. Wenn im Gegensatz dazu die Beziehung PM ≤ PM0 gilt, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 1012 weiter, und der feste Wert D wird zu dem Korrekturwert ΔSE hinzuaddiert. Als Nächstes schreitet der Betrieb zu einem Schritt 1013, bei dem der Korrekturwert ΔSE zu dem Soll-Öffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 31 hinzuaddiert wird. Wenn im Gegensatz dazu bei dem Schritt 1001 bestimmt wird, dass der Korrekturzustand nicht eingerichtet ist, oder wenn bei dem Schritt 1002 bestimmt wird, dass der Betriebszustand der Kraftmaschine kein vorbestimmter Betriebszustand ist, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 1013.
  • Als Nächstes wird das andere Ausführungsbeispiel zum Steuern eines EGR-Steuerventils nachfolgend beschrieben, dass bei einem Schritt 604 durchgeführt wird, wie dies in der 31 gezeigt ist.
  • Ein Druck innerhalb der Brennkammer 5 bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel während eines Verdichtungshubs wird als ein bestimmter Wert definiert, wenn die Mängel der Einlassluft und die Menge des EGR-Gases definiert sind. Gemäß dem Ausführungsbeispiel wird ein Druck innerhalb der Brennkammer 5 bei dem vorbestimmten Kurbelwinkel während des Verdichtungshubes ein bestimmter normaler Druck CP0, wenn die Einlassluftmenge die normale Einlassluftmenge ist und die EGR-Gasmenge die normale EGR-Gasmenge ist, da der Soll-Öffnungsgrad des Drosselventils 20 und der Soll-Öffnungsgrad des EGR-Steuerventils 31 so bestimmt sind, dass das Luft/Kraftstoff-Verhältnis das Soll- Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist und die EGR-Rate die Soll-EGR-Rate ist. Gemäß dem Ausführungsbeispiel wird ein normaler Druck CP0ij hinsichtlich einer geforderten Last Li (i = 1, 2, ...) und einer Kraftmaschinendrehzahl Nj (J = 1, 2, ...) in dem ROM 42 im Voraus gespeichert.
  • In diesem Fall wird gemäß dem Ausführungsbeispiel die Einlassluftmenge mit der normalen Einlassluftmenge aufgrund der Steuerung des Drosselventils 20 übereinstimmen, die bei dem Schritt 603 durchgeführt wird, wie dies in der 31 gezeigt ist. Falls der tatsächliche Druck CP innerhalb der Brennkammer 5 bei dem vorbestimmten Kurbelwinkel während des Verdichtungshubes nicht mit dem normalen Druck CP0ij übereinstimmt, wenn die geforderte Last L ein Wert Li ist und die Kraftmaschinendrehzahl ein Wert Nj ist, dann wird dementsprechend die EGR-Gasmenge nicht zu der normalen EGR-Gasmenge aufgrund der Ansammlung der Ablagerungen und dergleichen. In diesem Fall ist die EGR-Gasmenge größer als die normale EGR-Gasmenge, wenn die Beziehung CP > CP0ij gilt, und die EGR-Gasmenge ist kleiner als die normale EGR-Gasmenge, wenn die Beziehung CP < CP0ij gilt.
  • Dann ist der Aufbau gemäß diesem Ausführungsbeispiel dergestalt, dass der Soll-Öffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 31 reduziert wird, wenn die Beziehung CP > CP0ij gilt, und dass der Soll-Öffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 31 vergrößert wird, wenn die Beziehung CP ≤ CP0ij gilt, wodurch die EGR-Gasmenge mit der normalen EGR-Gasmenge übereinstimmt.
  • Als Nächstes wird eine Steuerroutine des EGR-Steuerventils zum Ausführen des Ausführungsbeispieles nachfolgend unter Bezugnahme auf die 40 beschrieben.
  • Unter Bezugnahme auf die 40 wird zunächst bei einem Schritt 1100 der Soll-Öffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 31 auf der Grundlage der in der 28B gezeigten Abbildung berechnet. Als Nächstes wird bei einem Schritt 1101 bestimmt, ob der Korrekturzustand für den Öffnungsgrad des EGR-Steuerventils eingerichtet ist oder nicht. Wenn z.B. eine feste Periode nach der vorherigen Korrektur verstrichen ist, dann wird bestimmt, dass der Korrekturzustand eingerichtet ist. Als Nächstes wird bei einem Schritt 1102 bestimmt, ob die geforderte Last L ein Wert Li ist oder nicht und ob die Kraftmaschinendrehzahl N ein Wert Nj ist oder nicht. Wenn die Beziehung L = Li und N = Nj gilt, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 1103, bei dem ein normaler Druck CP0ij berechnet wird. Als Nächstes wird bei einem Schritt 1104 bestimmt, ob der Druck CP innerhalb der Brennkammer 5 bei dem vorbestimmten Kurbelwinkel während des Verdichtungshubes, der durch den Drucksensor 39 erfasst ist, größer ist als der normale Druck CP0ij oder nicht.
  • Wenn die Beziehung CP > CP0ij gilt, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 1105, bei dem ein fester Wert E von dem Korrekturwert ΔSE hinsichtlich des Soll-Öffnungsgrades des EGR-Steuerventils 31 subtrahiert wird. Wenn im Gegensatz dazu die Beziehung CP ≤ CP0ij gilt, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 1106 weiter, bei dem der feste Wert e zu dem Korrekturwert ΔSE hinzuaddiert wird. Als Nächstes schreitet der Betrieb zu einem Schritt 1107, bei dem der Korrekturwert ΔSE zu dem Soll-Öffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 31 hinzuaddiert wird. Wenn im Gegensatz dazu bei dem Schritt 1101 bestimmt wird, dass der Korrekturzustand nicht eingerichtet ist, oder wenn bei dem Schritt 1102 bestimmt wird, dass die Beziehung L = Li und N = Nj nicht eingerichtet ist, dann springt der Betrieb zu einem Schritt 1107.
  • Als Nächstes wird ein Ausführungsbeispiel zum Steuern des EGR-Steuerventils nachfolgend unter Bezugnahme auf die 41 bis 43 beschrieben, das bei dem Schritt 604 durchgeführt wird, wie dies in der 31 gezeigt ist.
  • Wie dies vorstehend beschrieben ist, ist der Druck innerhalb der Brennkammer 5 bei dem vorbestimmten Kurbelwinkel während des Verdichtungshubes auf einen bestimmten Wert bestimmt, wenn die Einlassluftmenge Ga und die EGR-Gasmenge Ge definiert sind. Dann wird gemäß dem Ausführungsbeispiel der Druck CP0 innerhalb der Brennkammer 5 bei dem vorbestimmten Kurbelwinkel während des Verdichtungshubes, wenn die Einlassluftmenge ein Wert Ga ist und die EGR-Gasmenge ein Wert Ge ist, in dem ROM 42 als eine Funktion der Einlassluftmenge Ga und der EGR-Gasmenge Ge in der Form einer Abbildung im Voraus gespeichert, wie dies in der 41 gezeigt ist.
  • Im Gegensatz dazu wird gemäß dem Ausführungsbeispiel die Beziehung zwischen dem tatsächlichen Öffnungsgrad SEa des EGR-Steuerventils 31 und dem normalen effektiven Strömungsflächeninhalt Se, der in der 37 gezeigt ist, im Voraus bestimmt, und die Beziehung wird in dem ROM 42 im Voraus gespeichert. Des weiteren wird der Differenzialdruck ΔTe zwischen dem vorderen und dem hinteren Abschnitt des EGR-Steuerventils 31 auf der Grundlage der Abgabesignale von den Drucksensoren 36 und 38 berechnet. Falls angenommen wird, dass der effektive Strömungsflächeninhalt des EGR-Steuerventils 31 der normale effektive Strömungsflächeninhalt Se ist und der Differenzialdruck zwischen dem vorderen und dem hinteren Abschnitt des EGR-Steuerventils 31 der Wert ΔPe ist, dann wird erwartet, dass die EGR-Gasmenge Ge0, die dabei zugeführt wird, durch die Formel Se × (die Quadratwurzel von ΔPe) ausgedrückt wird, und der Druck CP innerhalb der Brennkammer 5 bei dem vorbestimmten Kurbelwinkel während des Verdichtungshubs ist der Wert CP0 in der Abbildung, die in der 41 gezeigt ist, während der Wert Ge0 auf den Wert Ge festgelegt ist.
  • Falls der Druck CP nicht mit dem Wert CP0 in der Abbildung übereinstimmt, die in der 41 gezeigt ist, dann wird dabei definiert, dass der effektive Strömungsflächeninhalt des EGR-Steuerventils 31 nicht der normale Strömungsflächeninhalt Se ist, und zwar z.B. aufgrund der Ansammlung der Ablagerungen. Dann ist der Aufbau gemäß diesem Ausführungsbeispiel dergestalt, dass der Soll-Öffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 31 reduziert wird, wenn die Beziehung CP > CP0 gilt, und der Soll-Öffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 31 wird vergrößert, wenn die Beziehung CP ≤ CP0 gilt, wodurch die tatsächliche EGR-Gasmenge mit der normalen EGR-Gasmenge übereinstimmt, wenn das EGR-Steuerventil 31 auf der Grundlage der in der 28B gezeigten Abbildung gesteuert wird.
  • Als Nächstes wird eine Steuerroutine des EGR-Steuerventils zum Ausführen von diesem Ausführungsbeispiel nachfolgend unter Bezugnahme auf die 42 und 43 beschrieben.
  • Unter Bezugnahme auf die 42 und 43 wird zunächst bei einem Schritt 1200 der Soll-Öffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 31 auf der Grundlage der in der 28B gezeigten Abbildung berechnet. Als Nächstes wird bei einem Schritt 1201 bestimmt, ob der Korrekturzustand für den Öffnungsgrad EGR-Steuerventils eingerichtet ist oder nicht. Wenn zum Beispiel eine feste Periode nach der vorherigen Korrektur verstrichen ist, dann wird bestimmt, dass der Korrekturzustand eingerichtet ist. Als Nächstes wird bei einem Schritt 1202 bestimmt, ob der Betriebszustand der Kraftmaschine ein vorbestimmter Betriebszustand ist. Wenn der Betriebszustand der Kraftmaschine der vorbestimmte Betriebszustand ist, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 1203 weiter, bei dem der tatsächliche Öffnungsgrad SEa des EGR-Steuerventils 31 aufgenommen wird, der durch den Öffnungsgradsensor 31a erfasst ist.
  • Als Nächstes wird bei einem Schritt 1204 der Korrekturwert ΔSE hinsichtlich des Soll-Öffnungsgrads des EGR-Steuerventils 31 zu dem tatsächlichen Öffnungsgrad SEa des EGR-Steuerventils 31 hinzuaddiert. Als Nächstes wird bei einem Schritt 1205 der normale effektive Strömungsflächeninhalt Se hinsichtlich des Wertes SEa (= SEa + ΔSE) auf der Grundlage der Beziehung berechnet, die in der 37 gezeigt ist. Als Nächstes wird bei einem Schritt 1206 der Differenzialdruck ΔPe zwischen dem vorderen und dem hinteren Abschnitt des EGR-Steuerventils 31 auf der Grundlage der Abgabesignale von den Drucksensoren 36 und 38 berechnet. Als Nächstes wird bei einem Schritt 1207 die EGR-Gasmenge Ge0 (= Se ×(die Quadratwurzel von Δpe)) unter der Annahme berechnet, dass der effektive Strömungsflächeinhalt des EGR-Steuerventils 31 der normale Strömungsflächeninhalt Se ist. Als Nächstes wird bei einem Schritt 1208 die Einlassluftmenge Ga aufgenommen, die durch die Massendurchsatzmessvorrichtung 21 erfasst ist. Als Nächstes wird bei einem Schritt 1209 der normale Druck CP0 auf der Grundlage der in der 41 gezeigten Abbildung dadurch berechnet, dass der Wert Ge0 auf den Wert Ge festgelegt ist. Als Nächstes wird bei einem Schritt 1210 bestimmt, ob der Druck CP innerhalb der Brennkammer 5 bei dem vorbestimmten Kurbelwinkel während des Verdichtungshubs, der durch den Drucksensor 39 erfasst ist, größer ist als der normale Druck CP0 oder nicht.
  • Wenn die Beziehung CP > CP0 gilt, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 1211, bei dem ein fester Wert f von dem Korrekturwert ΔSE hinsichtlich des Soll-Öffnungsgrads des EGR-Steuerventils 31 subtrahiert wird. Wenn im Gegensatz dazu CP ≤ CP0 gilt, dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt 1212, bei dem der feste Wert f zu dem Korrekturwert ΔSE hinzuaddiert wird. Als Nächstes schreitet der Betrieb zu einem Schritt 1213, bei dem der Korrekturwert ΔSE zu dem Soll-Öffnungsgrad SE des EGR-Steuerventils 31 hinzuaddiert wird. Wenn im Gegensatz dazu bei dem Schritt 1201 bestimmt wird, dass der Korrekturzustand nicht eingerichtet ist, oder wenn bei dem Schritt 1202 bestimmt wird, dass der Betriebszustand der Kraftmaschine kein vorbestimmter Betriebszustand ist, dann springt der Betrieb zu einem Schritt 1213.
  • Ein Auswahlschaltvorgang wird zwischen einem ersten Verbrennungsmodus, bei dem die Brennkammer (5) EGR-Gas mit einer Menge enthält, die größer ist als eine Menge, bei der eine erzeugte Menge an Ruß ihren Spitzenwert erreicht, so dass kaum Ruß erzeugt wird, und einem zweiten Verbrennungsmodus durchgeführt, bei dem die Brennkammer (5) EGR-Gas mit einer Menge enthält, die kleiner ist als jene Menge, bei der eine erzeugte Menge an Ruß ihren Spitzenwert erzeugt. Die Einspritzzeit τ gemäß dem Betriebszustand der Kraftmaschine wird gespeichert. Während des ersten Verbrennungsmodus wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis gesteuert, bei dem die tatsächliche Einspritzmenge aus der Einlassluftmenge hergeleitet wird. Die Einspritzzeit τ wird auf der Grundlage der tatsächlichen Einspritzmenge derart korrigiert, dass die Einspritzmenge während eines Einspritzens von Kraftstoff auf der Grundlage der gespeicherten Einspritzzeit die Soll-Einspritzmenge gemäß dem Betriebszustand der Kraftmaschine erreicht.
  • 1
  • Ein Auswahlschaltvorgang wird zwischen einem ersten Verbrennungsmodus, bei dem die Brennkammer (5) EGR-Gas mit einer Menge enthält, die größer ist als jene Menge, bei der eine erzeugte Menge an Ruß ihren Spitzenwert erreicht, so dass kaum Ruß erzeugt wird, und einem zweiten Verbrennungsmodus durchgeführt, bei dem die Brennkammer (5) EGR-Gas mit einer Menge enthält, die kleiner ist als jene Menge, bei der eine erzeugte Menge an Ruß ihren Spitzenwert erreicht. Die Einspritzzeit τ gemäß dem Betriebszustand der Kraftmaschine wird gespeichert. Während des ersten Verbrennungsmodus wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis gesteuert, bei dem die tatsächliche Einspritzmenge von der Einlassluftmenge hergeleitet wird. Die Einspritzzeit τ wird auf der Grundlage der tatsächlichen Einspritzmenge so korrigiert, dass die Einspritzmenge während des Einspritzens des Kraftstoffes auf der Grundlage der gespeicherten Einspritzzeit die Soll-Einspritzmenge gemäß dem Betriebszustand der Kraftmaschine erreicht.

Claims (18)

  1. Brennkraftmaschine, die so aufgebaut ist, dass eine erzeugte Menge an Ruß allmählich auf einen Spitzenwert vergrößert wird, wenn eine Menge eines inaktiven Gases vermehrt wird, das in eine Brennkammer (5) zugeführt wird, mit: einer Speichereinrichtung zum Speichern einer Einspritzzeit τ gemäß einem Betriebszustand der Kraftmaschine beim Vermehren der Menge des inaktiven Gases, das in die Brennkammer zugeführt wird, die größer ist als jene Menge des inaktiven Gases, wenn die erzeugte Menge des Rußes den Spitzenwert hat; einer Einlassluftmengenerfassungseinrichtung (21) zum Erfassen einer Einlassluftmenge; und einer Einspritzmengenberechnungseinrichtung zum Berechnen einer tatsächlichen Einspritzmenge aus der Einlassluftmenge, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis gesteuert ist, gekennzeichnet durch eine Luft/Kraftstoff-Verhältnissteuereinrichtung (27) zum Steuern eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses auf ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis; eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren der Einspritzzeit τ auf der Grundlage der tatsächlichen Einspritzmenge, so dass die Einspritzmenge während eines Einspritzens des Kraftstoffes auf der Grundlage der gespeicherten Einspritzzeit die Soll-Einspritzmenge Q gemäß dem Betriebszustand der Kraftmaschine wird.
  2. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1, wobei: die Soll-Einspritzmenge Q vorläufig gespeichert wird und die Einspritzzeit τ als eine Funktion der Soll-Einspritzmenge Q gespeichert wird.
  3. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 2, wobei: die Einspritzzeit τ als eine Funktion der Soll-Einspritzmenge Q und eines Einspritzdruckes P gespeichert wird.
  4. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1, wobei: ein Drosselventil (20) innerhalb eines Kraftmaschineneinlasskanals (17) angeordnet ist; und eine Luft/Kraftstoff-Verhältnissteuereinrichtung (27) das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis dadurch steuert, dass ein Öffnungsgrad des Drosselventils (20) gesteuert wird.
  5. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 4, wobei: ein Luft/Kraftstoff-Verhältnissensor (27) innerhalb eines Kraftmaschinenabgaskanals (24) angeordnet ist; und die Luft/Kraftstoff-Verhältnissteuereinrichtung (27) eine Regelung eines Öffnungsgrades des Drosselventils (20) auf der Grundlage eines Abgabesignals von dem Luft/Kraftstoff-Verhältnissensor (27) ausführt.
  6. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 5, wobei: der Luft/Kraftstoff-Verhältnissensor (27) aus einem Sensor jener Bauart gebildet ist, bei dem sich eine abgegebene elektrische Spannung bei dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis abrupt ändert.
  7. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1, wobei: die Luft/Kraftstoff-Verhältnissteuereinrichtung (27) das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis dadurch steuert, dass die Einspritzzeit τ gesteuert wird.
  8. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 7, wobei: ein Luft/Kraftstoff-Verhältnissensor (27) innerhalb eines Kraftmaschinenabgaskanals (24) angeordnet ist, wobei die Luft/Kraftstoff-Verhältnissteuereinrichtung (27) eine Regelung der Einspritzzeit τ auf der Grundlage eines Abgabesignals von dem Luft/Kraftstoff-Verhältnissensor (27) so ausführt, dass das Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu dem Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis wird.
  9. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 8, wobei: der Luft/Kraftstoff-Verhältnissensor (27) aus dem Sensor jener Bauart gebildet ist, bei dem sich eine abgegebene elektrische Spannung bei dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis abrupt ändert.
  10. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1, wobei: eine Beziehung zwischen einer tatsächlichen Einspritzmenge Qf und der Einspritzzeit τ durch eine Formel Q = K × (Aτ + B) unter Verwendung von Korrekturfaktoren K, A und B ausgedrückt wird; die Korrektureinrichtung die Korrekturfaktoren A und B auf der Grundlage der tatsächlichen Einspritzmenge Qf korrigiert; und die tatsächliche Einspritzzeit durch eine Formel (1/A) × (τ – B) ausgedrückt wird.
  11. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 10, wobei: Korrekturfaktoren A und B unter Verwendung der tatsächlichen Einspritzmenge Qf und der Einspritzzeit τ bei zwei unterschiedlichen vorbestimmten Betriebszuständen der Kraftmaschine berechnet werden.
  12. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1, wobei: eine Beziehung zwischen der tatsächlichen Einspritzmenge Qf und der Einspritzzeit τ durch eine Formel Q = K × t unter Verwendung des Korrekturfaktors K ausgedrückt wird; und die Korrektureinrichtung den Korrekturfaktor K auf der Grundlage der tatsächlichen Einspritzmenge Qf korrigiert.
  13. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1, wobei: die Brennkraftmaschine mit einer Vorrichtung (29, 31) zum Rückführen von Abgas, das aus der Brennkammer (5) ausgelassen wird, in einen Kraftmaschineneinlasskanal (17) versehen ist; und das inaktive Gas aus dem rückgeführten Abgas besteht.
  14. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 13, wobei: das Verhältnis der Abgasrückführung auf ungefähr 55% oder mehr gesteuert wird.
  15. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1, wobei: ein Katalysator (25) mit der Oxidationsfunktion innerhalb des Kraftmaschinenabgaskanals (24) angeordnet ist.
  16. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 15, wobei: der Katalysator (25) zumindest aus einem Oxidationskatalysator, einem Drei-Wege-Katalysator oder einem NOx-Absorber besteht.
  17. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1, wobei: die Brennkraftmaschine mit einer Schalteinrichtung zum wahlweisen Schalten zwischen einem ersten Verbrennungsmodus und einem zweiten Verbrennungsmodus versehen ist, wobei während des ersten Verbrennungsmodus die Brennkammer (5) inaktives Gas mit einer Menge enthält, die größer ist als jene Menge, bei der eine erzeugte Menge an Ruß ihren Spitzenwert erreicht, so dass kaum Ruß erzeugt wird, und wobei während des zweiten Verbrennungsmodus die Brennkammer (5) inaktives Gas mit einer Menge enthält, die kleiner ist als jene Menge, bei der eine erzeugte Menge an Ruß ihren Spitzenwert erreicht.
  18. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 17, wobei ein Betriebsbereich der Kraftmaschine in einen ersten Betriebsbereich I an einer Niedriglastseite und in einen zweiten Betriebsbereich II in einer Hochlastseite aufgeteilt ist, und die erste Verbrennung wird in dem ersten Betriebsbereich I durchgeführt und die zweite Verbrennung wird in dem zweiten Betriebsbereich II durchgeführt.
DE69919473T 1998-10-06 1999-10-05 Brennkraftmaschine Expired - Lifetime DE69919473T2 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28412398A JP3336974B2 (ja) 1998-10-06 1998-10-06 内燃機関
JP28412398 1998-10-06
JP32090798 1998-11-11
JP32090798A JP3348663B2 (ja) 1998-11-11 1998-11-11 内燃機関

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69919473D1 DE69919473D1 (de) 2004-09-23
DE69919473T2 true DE69919473T2 (de) 2005-09-08

Family

ID=26555329

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69919473T Expired - Lifetime DE69919473T2 (de) 1998-10-06 1999-10-05 Brennkraftmaschine

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP0992667B1 (de)
DE (1) DE69919473T2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006059167B4 (de) 2005-12-15 2019-05-16 Ford Global Technologies, Llc System und Verfahren zur HCCI-Temperaturregelung

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2866390B1 (fr) * 2004-02-18 2006-05-19 Siemens Vdo Automotive Dispositif pour surveiller la pression du carburant dans le circuit d'alimentation en carburant d'un moteur thermique a injection de carburant
DE102007032509A1 (de) * 2007-07-12 2009-01-15 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffeinspritzsystems, insbesondere einer Brennkraftmaschine
JP6296810B2 (ja) 2014-01-24 2018-03-20 ヤンマー株式会社 ガスエンジン
US10316783B2 (en) * 2015-05-11 2019-06-11 Ge Global Sourcing Llc Fuel injector wear correction methodology
CN112594073B (zh) * 2020-12-15 2022-09-23 潍柴动力股份有限公司 一种发动机空燃比的控制方法及发动机

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
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
EP0803645B1 (de) * 1996-04-23 2004-02-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Selbstzündende Brennkraftmaschine
EP0824188B1 (de) * 1996-08-09 2003-06-04 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Steuereinrichtung für Brennkraftmaschine mit Einspritzung in den Zylinder

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006059167B4 (de) 2005-12-15 2019-05-16 Ford Global Technologies, Llc System und Verfahren zur HCCI-Temperaturregelung

Also Published As

Publication number Publication date
EP0992667B1 (de) 2004-08-18
DE69919473D1 (de) 2004-09-23
EP0992667A2 (de) 2000-04-12
EP0992667A3 (de) 2001-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60108298T2 (de) Brennkraftmaschine und Verfahren zur Steuerung
DE69819651T2 (de) Selbstzündende Brennkraftmaschine
DE60108006T2 (de) Brennkraftmaschine und Methode für Abgasrückführung
DE69926700T2 (de) Brennkraftmaschine
DE69602222T2 (de) Abgasreiningungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE69820167T2 (de) Steuerung für Verbrennung und Abgasrückführung in einer Brennkraftmaschine
DE60024762T2 (de) Brennkraftmaschine
DE60011157T2 (de) Brennkraftmaschine
DE69809492T2 (de) Brennkraftmaschine
DE60318344T2 (de) Verbrennungssteuerapparat für einen Dieselmotor, Dieselmotor, Verbrennungssteuerverfahren dafür, Speichermedium und Computerprogramm
DE69927445T2 (de) Steuerungssystem für eine Brennkraftmaschine
DE102006044523B4 (de) Übergangsstrategie für Motorbetrieb mit den Betriebsarten Fremdzündung und homogene Kompressionszündung
DE69835059T2 (de) Selbstzündende Brennkraftmaschine
DE69915921T2 (de) Brennkraftmaschine
DE69905111T2 (de) Abgasreinigungssystem für eine Brennkraftmaschine
DE69820401T2 (de) Brennkraftmaschine mit Kompressionszündung
DE60021447T2 (de) Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung
DE69722527T2 (de) Steuereinrichtung für Brennkraftmaschine mit Einspritzung in den Zylinder
DE19534770C2 (de) Dieselmotor insbesondere mit einem Abgasrückführungssystem
DE19755348A1 (de) Abgastemperatur-Anstiegssystem für einen Zylinder-Inneneinspritzungs-Innenverbrennungsmotor
DE69929743T2 (de) Verbrennungssteuerapparat für einen Dieselmotor
DE69816245T2 (de) Dieselbrennkraftmaschine
DE112007000409B4 (de) Verfahren zum Steuern von Turbinenauslasstemperaturen in einem Dieselmotor
DE69917966T2 (de) Selbszündende Brennkraftmaschine
DE19650518C1 (de) Verfahren zum Steuern einer direkteinspritzenden Brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition