DE69905682T2

DE69905682T2 - Steuerverfahren für eine Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung

Info

Publication number: DE69905682T2
Application number: DE69905682T
Authority: DE
Inventors: Tomoaki Aki-gun Saito; Katsuaki Aki-gun Yasutomi; Hideki Aki-gun Hosoya; Keiji Aki-gun Araki
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1998-11-12
Filing date: 1999-11-12
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2019-11-13
Also published as: JP3767211B2; ES2193648T3; DE69905682D1; JP2000145507A; EP1001153B1; EP1001153A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffeinspritzungs-Steuersystem für einen Direkteinspritzungstyp eines Motors, in welchem Kraftstoff direkt in Zylinder des Motors geliefert wird, und genauer auf ein Direkteinspritzungs-Brennkraftmaschinen-Kraftstoffeinspritzungs-Steuersystem zum Absenken von Niveaus von schädlichen Emissionen im Abgas von dem Motor.
Typischerweise war als ein Motorsteuersystem für Direkteinspritzungsmotoren dieser Art beispielsweise aus der japanischen, nicht-geprüften Patentveröffentlichung Nr. 8-144867 ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuersystem bekannt; welches indirekt ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis (oder ein Überschußluftverhältnis) in einer Verbrennungskammer eines Dieselmotors durch ein Regulieren der Menge an Abgas regelt bzw. steuert, welches in einen Einlaßluftstrom rezirkuliert wird. Dieses Luft-Kraftstoff-Steuersystem, welches einen Abgasrezirkulationsdurchtritt (EGR-Durchtritt), durch welchen Abgas teilweise in ein Einlaßsystem eingelassen wird, und ein durch ein Stellglied betätigtes Abgasrezirkulationsventil (EGR-Ventil) beinhaltet, welches arbeitet, um die Menge an Abgas zu regulieren, welche durch den EGR-Durchtritt strömt bzw. fließt, regelt bzw. steuert eine Öffnung oder einen Ventilhub des EGR-Ventils in Übereinstimmung mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Verbrennungskammer, welches mit Hilfe eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor detektiert wird. In dem Licht von Merkmalen des Dieselmotors, daß, während die Menge an NOx-Emissionen geregelt bzw. gesteuert wird, um mit einer Abnahme in dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Verbrennungskammer geringer zu werden, und ein starker, quantitativer Anstieg an Rauch auftritt, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu niedrig ist, realisiert das Luft-Kraftstoff-Steuersystem gemäß dem Stand der Technik eine quantitative Reduktion an NOx-Emissionen und von Rauch im Abgas, indem ein Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis so gering wie möglich innerhalb eines Ausmaßes eingestellt bzw. festgelegt wird, wo kein scharfer, quantitativer Anstieg an Rauch auftritt.
In jüngsten Jahren besteht unter Berücksichtigung des Umweltschutzes eine starke Nachfrage zur Reinigung von Abgasen von Kraftfahrzeugmotoren. In dem Fall von Dieselmotoren und Magerverbrennungs-Benzinmotoren wird, da es insbesondere schwierig ist, NOx-Emissionen in den Abgasen zu reduzieren und umzuwandeln, welche Sauerstoff im Überschuß enthalten, gefordert, eine Abnahme in der Erzeugung von NOx selbst bei der Verbrennung zu bewirken. Nichtsdestotrotz ist es, da der Dieselmotor Abgas bei einer sehr hohen Temperatur von einer sehr starken Verbrennung erzeugt, welche als ein Resultat einer Zufuhr einer großen Kraftstoffmenge in einem Motorbetriebsbereich von mehr als mittleren bzw. moderaten Motorlasten und in einem beschleunigenden Fahrzustand bewirkt wird, wo von dem Dieselmotor gefordert wird, eine hohe Leistung abzugeben bzw. zur Verfügung zu stellen, übermäßig schwierig, eine Abnahme in der NOx-Erzeugung effizient in diesen Motorbetriebsbereichen zu bewirken. Es ist daran gedacht, bei einem Bewirken einer Abnahme in der NOx-Erzeugung effektiv bzw. wirksam zu sein, indem eine starke Entwicklung einer Verbrennung durch ein Verzögern des Zeitpunkts einer Kraftstoffeinspritzung in dem Motorbetriebsbereich von mehr als mittleren bzw. moderaten Motorlasten im Vergleich mit demjenigen in einem Motorbetriebsbereich von niedrigeren Motorlasten gesteuert bzw. geregelt wird. Das Verzögern des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts bewirkt möglicherweise einen scharfen, quantitativen Anstieg von Rauch aufgrund einer langsamen Verbrennung, welche der Grund einer Erzeugung von schwerem, schwarzem Rauch ist.
Es ist daher ein Ziel der Erfindung, eine signifikante, quantitative Reduktion sowohl von NOx-Emissionen als auch von Rauch im Abgas von einem Dieselmotor und einem Direkteinspritzungs-Zündfunkentyp eines Benzinmotors durch ein Verbessern einer Kraftstoffverbrennung durch einen Kunstgriff bzw. Eingriff einer Kraftstoffeinspritzung zu erzielen.
Das vorangehende Ziel der Erfindung wird durch ein Kraftstoffeinspritzungs-Steuersystem für einen Motor erzielt; welcher eine mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung durchführt, welche sich auf eine Kraftstoffeinspritzung, welche in eine Vielzahl von Teilen unterteilt ist, in einem Verbrennungshub eines Verbrennungszyklus von jedem Zylinder bezieht, während der Motor in einem Motorbetriebsbereich arbeitet, wo es schwierig ist, eine quantitative Reduktion sowohl von NOx-Emissionen als auch von Rauch zur Verfügung zu stellen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bewirken in dem Kraftstoffeinspritzungs-Steuersystem für einen Direkteinspritzungsmotor, welcher ausgerüstet ist mit Kraftstoffeinspritzeinrichtungen, welche in Betrieb sind bzw. arbeiten, um Kraftstoff jeweils in Verbrennungskammern der Zylinder zu liefern, einem Abgasrezirkulationsdurchtritt, durch welchen Abgas teilweise in einem Ansaug- bzw. Einlaßluftstrom in einen Ansaug- bzw. Einlaßdurchtritt zugelassen wird, einem Abgasrezirkulationsventil, welches in Betrieb ist bzw. arbeitet, um eine Menge an Abgas zu regeln bzw. zu steuern, welche rezirkuliert wird, und Regel- bzw. Steuermitteln zum Regeln bzw. Steuern der Menge an Kraftstoff, welche durch die Kraftstoffeinspritzeinrichtung in Übereinstimmung mit einem Weg eines Gaspedals geliefert wird, und zum Regeln bzw. Steuern eines Ventilhubs des Abgasrezirkulationsventils, so daß sich eine Variable betreffend eine Abgasrezirkulation einem Zielwert annähert, welcher entsprechend Motorbetriebsbedingungen vorgeschrieben bzw. vorbestimmt ist, die Regel- bzw. Steuermittel, daß sich das Abgasrezirkulationsventil zu einer Ventilschließseite bewegt, wenn sich der Motor im Fahrzustand von einem gewöhnlichen Fahrzustand zu einem beschleunigenden Fahrzustand verändert, und bewirken, daß jede der Kraftstoffeinspritzeinrichtungen Kraftstoff durch eine geteilte Kraftstoffeinspritzung liefert, welche aus einer frühen, unterteilten Kraftstoffeinspritzung, welche eine Kraftstoffeinspritzung in einem Kompressionshub von jedem Verbrennungshub des Zylinders beendet, und einer späteren, unterteilten Kraftstoffeinspritzung besteht, welche eine Kraftstoffeinspritzung an einem Punkt nahe einem oberen Totpunkt des Kompressionshubs durchführt, wenn der Motor sich im Fahrzustand von dem gewöhnlichen Fahrzustand zu dem beschleunigenden Fahrzustand ändert. Als ein Resultat eines Durchführens der mehrfach unterteilten Kraftstoffeinspritzung bei einem Auftreten eines Übergangs einer Motorbetriebsbedingung zu dem beschleunigenden Fahrzustand von dem gewöhnlichen Fahrzustand, wird, während ein Anstieg in der Verwendungseffizienz von Luft in der Verbrennungskammer, welche in dem Extremfall groß ist, realisiert wird, eine extreme Abnahme in der NOx-Erzeugung aufgrund von geeignet unterdrückten Anstiegen im Verbrennungsdruck und der Verbrennungstemperatur während einer vorgemischten Verbrennung be wirkt. Darüber hinaus tritt, während ein quantitativer Anstieg. von Kraftstoff nachfolgend auf einen Übergang einer Motorbetriebsbedingung zu dem beschleunigenden Fahrzustand mit sich gebracht wird, ein quantitativer Anstieg an frischer Einlaßluft aufgrund einer quantitativen Reduktion von Abgas auf, welche resultierend aus einem Betätigen des Abgasrezirkulationsventils zu einer schließenden Seite zugelassen wird, so daß ein quantitativer Anstieg von Rauch unterdrückt wird, während der Motor eine erhöhte Leistung zur Verfügung stellt. Obwohl der Effekt beim Steuern bzw. Regeln einer NOx-Erzeugung etwas weniger signifikant nachfolgend auf die quantitative Reduktion von Abgas wird, trägt dennoch die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung zu einer starken Abnahme in der NOx-Erzeugung bei, wobei dies in einer ausreichenden, quantitativen Reduktion von NOx-Emissionen resultiert. Dementsprechend wird selbst bei einem Auftreten eines Übergangs einer Motorbetriebsbedingung zu dem beschleunigenden Fahrzustand von dem gewöhnlichen Fahrzustand, d. h. in einem Motorbetriebsbereich, wo die starke Möglichkeit besteht, daß ein quantitativer Anstieg an Rauch neben der Schwierigkeit eines Regelns bzw. Steuerns einer quantitativen Zunahme an NOx-Emissionen bewirkt wird, es erzielt bzw. erreicht, eine quantitative Reduktion sowohl von NOx-Emissionen als auch von Rauch zu unterdrücken.
Das Direkteinspritzungs-Motorsteuersystem kann Detektionsmittel bzw. -einrichtungen zum Detektieren bzw. Feststellen beinhalten, daß das Abgasrezirkulationsventil zu der das Ventil schließenden Seite betätigt wurde. In diesem Direkteinspritzungs-Motorsteuersystem bewirken die Steuermittel, daß die Kraftstoffeinspritzeinrichtung die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung beginnt, wenn die Detektions mittel eine Betätigung des Abgasrezirkulationsventils zu der das Ventil schließenden Seite detektieren. Dies deshalb, da der Motor möglicherweise einen quantitativen Anstieg an Rauch aufgrund einer Verschlechterung der Verbrennung mit sich bringt, wenn die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung zu einem Zeitpunkt unmittelbar nach einem Übergang einer Motorbetriebsbedingung zu dem beschleunigenden Zustand begonnen wird, bei welchem die Menge an Abgas, welche in den Einlaßluftstrom zugelassen wird, möglicherweise im Überschuß aufgrund einer Betätigungsverzögerung des Abgasrezirkulationsventils vorliegt. Ein Beginnen der mehrfach unterteilten Kraftstoffeinspritzung nach einer Betätigung des Abgasrezirkulationsventils zu der das Ventil schließenden Seite verhindert einen quantitativen Anstieg von Rauch bei einem Auftreten eines Übergangs einer Motorbetriebsbedingung zu dem beschleunigenden Fahrzustand.
Das Direkteinspritzungs-Motorsteuersystem kann einen Sensor, wie beispielsweise einen Luftdurchflußsensor, beinhalten, welcher arbeitet, um eine Menge an Einlaßluft zu detektieren bzw. festzustellen, welche in den Einlaßdurchtritt eingebracht wird. In diesem Direkteinspritzungs-Motorsteuersystem bewirken die Steuermittel, daß die Kraftstoffeinspritzeinrichtung die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung beginnt, wenn ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Verbrennungskammer, welches auf der Basis einer geregelten bzw. gesteuerten Menge an Kraftstoff und der Menge an Einlaßluft erhalten wird, welche durch den Luftströmungssensor detektiert wird, über ein vorbestimmtes Luft-Kraftstoff-Verhältnis gelangt. Ein Beginnen der mehrfach unterteilten Kraftstoffeinspritzung, wenn eine Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses über das vorgeschriebene bzw. vorbestimmte Verhältnis detektiert wird, mit anderen Worten nach einer Verifikation bzw. Feststellung der Tatsache, daß die Menge an Abgas, welche rezirkuliert wird, nicht ein entsprechendes bzw. geeignetes Volumen übersteigt, verhindert einen quantitativen Anstieg von Rauch aufgrund einer Kraftstoffeinspritzung unmittelbar nach einem Auftreten eines Übergangs einer Motorbetriebsbedingung in den beschleunigenden Fahrzustand.
Die Steuermittel können eine Kraftstoffeinspritzung zu der Überlagerungs-Kraftstoffeinspritzung an dem Punkt nahe dem oberen Totpunkt eines Kompressionshubs von jedem Verbrennungszyklus nach einem Verstreichen einer vorgeschriebenen Zeitperiode umschalten, in welcher die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird. Die vorgeschriebene Zeitperiode kann ein Verstreichen einer vorgeschriebenen Zeit von dem Übergang einer Motorbetriebsbedingung zu dem beschleunigenden Fahrzustand oder andernfalls eine Zeit sein, welche notwendig ist, damit sich die Kurbelwelle um einen vorgeschriebenen Winkel dreht. Ein Verstreichen der vorgeschriebenen Zeitperiode kann auf der Basis eines Ausmaßes eines Anstiegs in der Motordrehzahl oder Fahrzeuggeschwindigkeit oder einer quantitativen Änderung von Kraftstoff nachfolgend auf den Anstieg in der Motordrehzahl oder Fahrzeuggeschwindigkeit verifiziert werden. Während die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung durch eine geringe Verschlechterung der Kraftstoffverbrauchsrate aufgrund der Tatsache begleitet ist, daß Verbrennungsenergie von Kraftstoff, welcher durch die frühe, unterteilte Kraftstoffeinspritzung geliefert wird, teilweise als eine Gegenantriebskraft wirkt, unterdrückt das Umschalten zu der Überlagerungs-Kraftstoffeinspritzung von der mehrfach unterteilten Kraftstoffeinspritzung während einer Beschleuni gung eine derartige Verschlechterung der Kraftstoffverbrauchsrate.
Das Direkteinspritzungs-Motorsteuersystem kann ein Einlaßdrosselventil beinhalten, welches in dem Einlaßdurchtritt stromaufwärts von einer Verbindung bzw. einem Anschluß an den Abgasrezirkulationsdurchtritt angeordnet ist. In diesem Direkteinspritzungs-Motorsteuersystem regeln bzw. steuern die Steuermittel das Einlaßdrosselventil, um zu einer schließenden Seite von einer vollständig offenen Position davon in einem Motorbetriebsbereich von niedrigeren Motordrehzahlen und niedrigeren Motorlasten zu arbeiten und die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung durchzuführen, wenn der Motor seinen Betriebszustand zu dem beschleunigenden Fahrzustand von dem Motorbetriebsbereich von niedrigeren Motordrehzahlen und niedrigeren Motorlasten ändert. Im allgemeinen sind Dieselmotoren mit einem Einlaßdrosselventil ausgerüstet, um eine entsprechende Druckdifferenz zwischen dem Einlaß- und Auslaßdurchtritt aus dem Grund einer Schwierigkeit beim Zuführen einer sichergestellten Menge an Abgas in den Einlaßdurchtritt aufgrund eines geringen Unterdrucks in dem Einlaßdurchtritt zur Verfügung zu stellen. Ein derartiger Dieselmotor hat eine große Möglichkeit, daß er eine große Menge an Rauch aufgrund eines Fehlens bzw. Mangels an Einlaßluft erzeugt, welche in die Verbrennungskammer eingebracht wird, wobei dies resultierend aus einem Anstieg in dem Fluidwiderstand der Einlaßluft bei einem Auftreten eines Übergangs einer Motorbetriebsbedingung zu dem beschleunigenden Fahrzustand an dem Beginn eines Starts des Fahrzeugs bewirkt wird. Daher bringt in dem Direkteinspritzungs-Motorsteuersystem, welches das Drosselventil beinhaltet, ein Durchführen der mehrfach unterteilten Kraftstoffeinspritzung bei einem Auftreten eines Übergangs einer Motorbetriebsbedingung zu dem beschleunigenden Fahrzustand gleichzeitig mit der Abgasrezirkulationssteuerung einen signifikanten Effekt eines Bereitstellens einer quantitativen Reduktion von NOx-Emissionen als auch von Rauch.
Das Direkteinspritzungs-Motorsteuersystem kann einen Turbolader beinhalten, welcher eine Turbine, welche durch Abgas von dem Motor angetrieben ist, und einen Auflader bzw. Verdichter umfaßt, welcher operativ mit der Turbine für eine Rotation gemeinsam mit der Turbine verbunden ist und arbeitet, um Einlaßluft zu komprimieren bzw. zu verdichten, welche in den Einlaßdurchtritt eingebracht wird. Im allgemeinen haben Motoren, welche mit einem Turbolader ausgerüstet sind, Zylinder, deren Verdichtungsverhältnisse niedriger sind als diejenigen von Motoren, welche nicht mit einem Turbolader ausgerüstet sind, woraus resultierend ein derartiger Motor mit Turbolader einen verdächtigen Abfall in einer Luftbeladeeffizienz während eines Motorbetriebs in einem Motorbetriebsbereich von niedrigeren Drehzahlen antrifft, wo ein Aufladedruck niedrig ist. Dementsprechend besteht dort eine starke Möglichkeit, einen quantitativen Anstieg von Rauch aufgrund eines Mangels an Einlaßluft in der Verbrennungskammer zu bewirken, wenn der Motor seinen Betriebszustand zu dem beschleunigenden Zustand bei einem Start des Fahrzeugs ändert. Daher ist es, um eine quantitative Reduktion von NOx-Emissionen und eine quantitative Reduktion von Rauch zur Verfügung zu stellen, effektiv bzw. wirksam in dem Extremfall für den Direkteinspritzungsmotor, welcher mit dem Turbolader ausgerüstet ist, die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung gleichzeitig mit einem Durchführen der Abgasrezirkulationssteuerung bei einem Auf treten eines Übergangs einer Motorbetriebsbedingung zu dem beschleunigenden Zustand durchzuführen.
Das Direkteinspritzungs-Motorsteuersystem kann weiters einen Common-Rail-Typ eines Kraftstoffeinspritzsystems bzw. ein Kraftstoffeinspritzsystem mit gemeinsamer Druckleitung, welches eine gemeinsame Druckleitung zum Speichern von Kraftstoff aufweist, welcher höher als ein Einspritzungsdruck verdichtet bzw. unter Druck gesetzt ist, zusätzlich zu dem Luftströmungssensor, dem Turbolader und dem Einlaßdrosselventil umfassen. In diesem Direkteinspritzungs-Motorsteuersystem feedback-steuern die Steuermittel das Abgasrezirkulationsventil, um einen Ventilhub zu erzielen, mit welchem sich ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Verbrennungskammer einem Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis annähert, welches gemäß Motorbetriebsbedingungen vorgeschrieben ist, steuern das Einlaßdrosselventil, um es zu einer schließenden Seite von einer vollständig offenen Position davon zu betätigen, während sich der Motor in dem gewöhnlichen Fahrzustand befindet, d. h. in dem Motorbetriebsbereich von niedrigeren Motordrehzahlen und niedrigeren Motorlasten, und führen die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung durch, wenn der Motor seine Betriebsbedingung von dem gewöhnlichen Fahrzustand zu dem beschleunigenden Fahrzustand ändert. In diesem Direkteinspritzungs-Motorsteuersystem wird die Menge an Abgas, welche rezirkuliert wird, durch ein Regulieren des Ventilhubs des Abgasrezirkulationsventils gemäß der Menge an Einlaßluft geregelt bzw. gesteuert, woraus resultierend das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Verbrennungskammer präzise feedback-gesteuert wird. In der Motorbetriebsbedingung von niedrigeren Motordrehzahlen wird das Einlaßdrosselventil gesteuert, um einen Einlaßluftdruck in dem Einlaßdurchtritt abzusenken, um eine sichergestellte Menge an Abgas in den Einlaßdurchtritt einzulassen. In diesem Fall wird für das Verdichtungsverhältnis von jedem Zylinder vorgeschrieben, daß es niedriger ist als dasjenige eines Motors, welcher nicht mit einem Turbolader ausgerüstet ist. Darüber hinaus stellt das Direkteinspritzungs-Motorsteuersystem einerseits einen quantitativen Anstieg an Kraftstoff gemäß einer Motoranforderung bei einem Auftreten eines Übergangs eines Motorbetriebszustands einer Motorbetriebsbedingung zu dem beschleunigenden Fahrzustand von dem gewöhnlichen Fahrzustand zur Verfügung und bewirkt andererseits eine momentane Abnahme in dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Verbrennungskammer im Überschuß oder eine Änderung in dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Verbrennungskammer zu einer angereicherten bzw. reichen Seite, welche aus einer Verzögerung im Ansprechen der Kraftstoffeinspritzsteuerung resultiert. Zusätzlich ist, da ein Anstieg in dem Fluidwiderstand der Einlaßluft vorliegt, welcher durch das Einlaßdrosselventil bewirkt wird, der Motor anfällig, einen Mangel an Einlaßluft anzutreffen, welche in die Verbrennungskammer einzubringen ist. Darüber hinaus ist der Motor auch anfällig, einen Mangel an Einlaßluft anzutreffen, welche in die Verbrennungskammer einzubringen ist, da er eine niedrigere Luftbeladeeffizienz in sich selbst als ein Motor aufweist, welcher nicht mit einem Turbolader ausgerüstet ist. Dementsprechend besteht eine starke Möglichkeit bzw. Wahrscheinlichkeit, daß ein momentaner, quantitativer Anstieg an Rauch aufgrund eines derartigen Mangels an Einlaßluft in der Verbrennungskammer während eines Übergangs einer Motorbetriebsbedingung zu dem beschleunigenden Fahrzustand bewirkt wird. Dementsprechend realisiert ein Durchführen der mehrfach unterteilten Kraftstoffeinspritzung gleichzeitig mit einem Bereitstellen einer quantitativen Reduktion an Abgas, welches rezirku liert wird, bei einem Auftreten eines Übergangs einer Motorbetriebsbedingung zu dem beschleunigenden Fahrzustand eine effektive Unterdrückung eines quantitativen Anstiegs an Rauch gleichzeitig mit einer quantitativen Reduktion an NOx-Emissionen.
Das Direkteinspritzungs-Motorsteuersystem kann die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung durchführen, während der Motor in einem Motorbetriebsbereich arbeitet, wo ein Abgasrezirkulationsverhältnis einer Menge an Abgas, welche in den Einlaßluftstrom zugeführt wird, relativ zu einer Gesamtmenge an Abgas von dem Motor geringer ist als ein Referenz- bzw. Bezugsverhältnis. In diesem Direkteinspritzungs-Motorsteuersystem, welches die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung in dem Motorbetriebsbereich durchführt, wo das Abgasrezirkulationsverhältnis niedriger ist als das Bezugsverhältnis, bringt dies einen Anstieg in der Verwendungseffizienz an Luft, welche in dem Extremfall groß ist, und entsprechend unterdrückte Anstiege im Verbrennungsdruck und der Verbrennungstemperatur während einer vorgemischten Verbrennung mit sich. Als ein Resultat der sich gegenseitig verstärkenden Wirkungen dieser Effekte wird realisiert, daß eine starke Abnahme in der NOx-Erzeugung bewirkt wird und eine quantitative Reduktion an Rauch zur Verfügung gestellt wird, selbst wenn eine große Kraftstoffmenge geliefert bzw. zugeführt wird. Dementsprechend bewirkt das Direkteinspritzungs-Motorsteuersystem eine starke Abnahme in der NOx-Erzeugung gleichzeitig mit einem Unterdrücken einer quantitativen Zunahme an Rauch selbst in einer Motorbetriebsregion, wo das Abgasrezirkulationsverhältnis niedriger ist als das Bezugsverhältnis, d. h. in dem Motorbetriebsbereich von höheren Motorlasten, wo die Schwierigkeit eines Bereitstellens einer quantitativen Reduktion an NOx- Emissionen besteht, welche aufgrund einer großen Menge an Abgas mit sich gebracht wird, welche eingelassen wird. In dem Motorbetriebsbereich von mehr als moderaten bzw. mittleren Motorlasten, wo das Abgasrezirkulationsverhältnis höher sein kann als das Bezugsverhältnis, wird realisiert, eine quantitative Reduktion an Rauch durch ein Durchführen der mehrfach unterteilten Kraftstoffeinspritzung zur Verfügung zu stellen, woraus resultiert, daß eine starke Abnahme in der NOx-Erzeugung bewirkt wird und weiters das Abgasrezirkulationsverhältnis niedriger als das Bezugsverhältnis gemacht wird, indem eine Reduktion an rezirkuliertem Abgas um eine Menge entsprechend der Abnahme in der NOx-Erzeugung bewirkt wird. Dementsprechend realisiert das Direkteinspritzungs-Motorsteuersystem eine Abnahme sowohl bei der Erzeugung von NOx als auch von Rauch auf einem höheren Niveau als das Steuersystem gemäß dem Stand der Technik.
Das Direkteinspritzungs-Motorsteuersystem kann das Abgasrezirkulationsventil feedback-steuern, um einen Ventilhub zu erreichen, mit welchem sich ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Verbrennungskammer, welches auf der Basis der Menge an Kraftstoff und der Menge an Einlaßluft erhalten wird, welche durch den Luftströmungssensor detektiert wird, einem Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis annähert, welches entsprechend Motorbetriebsbedingungen vorgeschrieben ist. Dieser Motorbetriebsbereich ist ein Bereich bzw. eine Region, wo das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Verbrennungskammer höher ist als das vorgeschriebene Verhältnis. In diesem Direkteinspritzungs-Motorsteuersystem ist die Luft-Kraftstoff-Feedbacksteuerung präzise, da ein aktuelles bzw. tatsächliches Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Verbrennungskammer auf der Basis einer aktuellen bzw. tatsächlichen Menge an Einlaßluft, welche durch den Luftströmungs sensor detektiert wird, und einer geregelten bzw. gesteuerten Menge einer Kraftstoffeinspritzung erhalten wird, und die Menge an Abgas, welches eingelassen wird, geregelt bzw. gesteuert wird, so daß sich das derart erhaltene, tatsächliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis einem Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis annähert. Darüber hinaus wird, da ein Abgasrezirkulationsverhältnis auf der Basis des tatsächlichen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses detektiert bzw. festgestellt wird, ein Motorbetriebsbereich, wo das Abgasrezirkulationsverhältnis niedriger ist als das Referenzverhältnis, als der Motorbetriebsbereich beurteilt, wo das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Verbrennungskammer höher ist als das vorgeschriebene Verhältnis. In dem Motorbetriebsbereich von niedrigeren Motordrehzahlen, wo es schwieriger ist im Vergleich zu dem Motorbetriebsbereich von höheren Motorlasten, im allgemeinen eine quantitative Abnahme bei der Erzeugung von NOx und Rauch aufgrund einer großen Änderung im Luft-Kraftstoff-Verhältnis relativ zu einer quantitativen Änderung der Kraftstoffeinspritzung zur Verfügung zu stellen, welche aus einem Mangel an Einlaßluft resultiert, welche aufgrund einer niedrigen Einlaßluftbeladeeffizienz bewirkt wird, ist ein Durchführen der mehrfach unterteilten Kraftstoffeinspritzung effektiv, eine Abnahme bei der Erzeugung von NOx und Rauch zu bewirken.
Das Direkteinspritzungs-Motorsteuersystem kann weiters die Überlagerungs-Kraftstoffeinspritzung an einem Punkt nahe dem oberen Totpunkt eines Kompressionshubs von jedem Zylinder in einem Motorbetriebsbereich durchführen, wo das Abgasrezirkulationsverhältnis höher ist als das Bezugsverhältnis. Dieses Direkteinspritzungs-Motorsteuersystem eliminiert eine Verschlechterung der Kraftstoffverbrauchsrate, welche dadurch bewirkt wird, daß die Verbrennungsenergie von Kraftstoff, welche durch die frühe, unterteilte Kraftstoffeinspritzung geliefert wird, teilweise als eine Gegenantriebskraft in diesem Motorbetriebsbereich wirkt.
Das Direkteinspritzungs-Motorsteuersystem kann die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung durchführen, während der Motor in einem Motorbetriebsbereich von niedrigeren Motordrehzahlen und höheren als mittleren bzw. moderaten Motorlasten während einer Ausführung bzw. Ausübung der Abgasrezirkulation arbeitet. In diesem Direkteinspritzungs-Motorsteuersystem wird während einer Durchführung der Abgasrezirkulation in dem Motorbetriebsbereich von niedrigeren Motordrehzahlen und höheren als moderaten Motorlasten die Kraftstoffeinspritzung (frühe Kraftstoffeinspritzung) wenigstens einmal in einem Kompressionshub derart durchgeführt, daß die erste Kraftstoffeinspritzung innerhalb des Kompressionshubs endet. Der Kraftstoff, welcher früher zugeführt wird, wird mit Luft gemischt, welche in den Zylinder fließt bzw. strömt, und dann ausreichend verdampft und zerstäubt, um zunehmend mit Sauerstoff mit einem Anstieg im Zylinderdruck zu reagieren, welcher durch eine Aufwärtsbewegung des Kolbens bewirkt wird. Sobald die Temperatur des gesamten Bereichs bzw. der gesamten Fläche der Verbrennungskammer eine Selbstentzündungstemperatur in der Endstufe des Verbrennungshubs erreicht, tritt eine explosive bzw. explosionsartige Verbrennung auf. Wenn die abschließende Kraftstoffeinspritzung (spätere Kraftstoffeinspritzung) an einem Punkt nahe dem oberen Totpunkt des Verbrennungshubs durchgeführt wird, wird ein Sprühnebel des verbleibenden Teils bzw. Anteils an Kraftstoff rasch nach einem Verstreichen einer kurzen Zündungsverzögerungszeit verbrannt. In einer derartigen Verbrennungsbedingung wird, da der Kraftstoff, welcher durch die frühe, unterteilte Kraftstoffeinspritzung geliefert wird und relativ weit in der Verbrennungskammer verteilt ist, ausreichend verdampft und zerstäubt mit einem Effekt eines Mischens mit Luft und dann zufriedenstellend zuerst verbrannt wird, woraus resultierend die Verwendungseffizienz von Luft in der Verbrennungskammer stark erhöht wird, und die Kraftstoffverbrennung wächst explosionsartig nachfolgend auf eine graduelle bzw. zunehmende Reduktion mit Sauerstoff. Dementsprechend sind die Anstiege der Verbrennungstemperatur und des Verbrennungsdrucks nicht scharf im Übermaß, nachdem die Selbstentzündungstemperatur erreicht wurde, um eine starke Abnahme bei der NOx-Erzeugung zur Verfügung zu stellen. Darüber hinaus ist, da eine große Kraftstoffmenge durch die frühe, unterteilte Einspritzung geliefert wird, die Menge an Kraftstoff, welche durch die spätere, unterteilte Kraftstoffeinspritzung geliefert wird, nicht sehr groß, selbst wenn eine ziemlich große Gesamtmenge an Kraftstoff zu liefern ist. Darüber hinaus wird der Kraftstoffnebel in die Verbrennungskammer bei einer hohen Temperatur eingebracht, wo eine Verbrennung begonnen hat, und dann rasch verdampft und zerstäubt, woraus resultierend die Kraftstoffverbrennung rasch und zufriedenstellend ist. Dementsprechend wird ein quantitativer Anstieg an Rauch geregelt bzw. gesteuert, selbst wenn eine große Gesamtmenge an Kraftstoff geliefert wird. Entsprechend dem Direkteinspritzungs-Motorsteuersystem ermöglicht ein Durchführen der mehrfach unterteilten Kraftstoffeinspritzung in einem Motorbetriebsbereich, wo die Menge an Einlaßluft aufgrund einer geringen Einlaßluftbeladeeffizienz aufgrund von niedrigeren Motordrehzahlen gering ist und die Menge an Kraftstoff, welche zu liefern ist, aufgrund einer Motoranforderung für eine hohe Leistung aufgrund von höheren als moderaten Motorlasten hoch ist, d. h. in dem Motorbetriebsbereich, wo es sehr schwierig ist, eine quantitative Reduktion sowohl von NOx-Emissionen als auch von Rauch zur Verfügung zu stellen, ein ausreichendes Unterdrücken einer NOx- und Raucherzeugung. Insbesondere wird in dem Direkteinspritzungs-Motorsteuersystem, welches darauf abzielt, eine quantitative Reduktion an NOx-Emissionen durch die Abgasrezirkulation wie in dem Motorsteuersystem gemäß dem Stand der Technik zur Verfügung zu stellen, da eine große Abnahme in der NOx-Erzeugung durch ein Durchführen der mehrfach unterteilten Kraftstoffeinspritzung realisiert wird, eine quantitative Reduktion an Rauch durch ein Reduzieren an Abgas, welches rezirkuliert wird, um eine Menge entsprechend der Abnahme in der NOx-Erzeugung erzielt. Dementsprechend wird eine quantitative Abnahme sowohl bei NOx-Emissionen als auch bei Rauch in dem Abgas auf einem höheren Niveau realisiert.
Das Zylindereinspritzungs-Motorsteuersystem kann die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung durchführen, um mehr als ein Drittel einer vollständigen bzw. gesamten Menge an Kraftstoff, welche in einem Verbrennungszyklus von jedem Zylinder zu liefern ist, durch die frühe, unterteilte Kraftstoffeinspritzung vor einem Kurbelwellenwinkel von 30° vor dem oberen Totpunkt eines Kompressionshubs des Verbrennungszyklus und den verbleibenden Teil an Kraftstoff durch die spätere, unterteilte Kraftstoffeinspritzung an einem Punkt nahe dem oberen Totpunkt des Kompressionshubs zu liefern. Ein Durchführen der frühen, unterteilten Einspritzung vor einem Kurbelwellenwinkel 30? vor dem oberen Totpunkt eines Kompressionshubs des Verbrennungszyklus ermöglicht ein ausreichend weites Verteilen eines Kraftstoffnebels, um den Kraftstoffnebel mit Luft zufriedenstellend zu mischen und den Kraftstoff zu verdampfen und zu zerstäuben, wodurch die Verbrennungseffizienz von Luft verbessert wird. Gleich zeitig hält ein Liefern von mehr als einem Drittel der Gesamtmenge an Kraftstoff durch die frühe, unterteilte Kraftstoffeinspritzung den Kraftstoffnebel bei einer Dichte, welche so dick bzw. groß ist, daß der Kraftstoffnebel zu einer Selbstentzündung fähig ist. Darüber hinaus ermöglicht, da der verbleibende Teil weniger als ein Drittel der gesamten Kraftstoffmenge ist, ein Durchführen der späteren, unterteilten Kraftstoffeinspritzung an einem Punkt nahe dem oberen Totpunkt des Kompressionshubs ein rasches und vollständiges Verbrennen des verbleibenden Teils, ohne daß nicht-verbrannter Kraftstoff zurückbleibt.
Die vorangehenden und andere Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden klar beim Lesen der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung betreffend die bevorzugte Ausführungsform davon im Zusammenhang mit den beigeschlossenen Zeichnungen verständlich werden, in welchen:
1 eine schematische Illustration ist, welche eine Gesamtstruktur eines Motors zeigt, welche mit einem Motorsteuersystem der vorliegenden Erfindung ausgerüstet bzw. ausgestattet ist;
2A eine schematische Querschnittsansicht einer Turbine eines Turboladers mit variabler Geometrie ist, in welchem A/R klein ist;
2B eine schematische Querschnittsansicht der Turbine des Turboladers mit variabler Geometrie ist, in welchem A/R groß ist;
3 ein Illustration ist, welche eine Struktur eines Abgasrezirkulationsventils und seines zugehörigen Betätigungs- bzw. Stellgliedsystems zeigt;
4A ein graphisches Diagramm ist, welches den Zusammenhang zwischen einem Antriebsstrom und einem Antriebsvakuum für das Abgasrezirkulationsventil zeigt;
4B ein graphisches Diagramm ist, welches den Zusammenhang zwischen einem Antriebsstrom und einem Ventilhub des Abgasrezirkulationsventils zeigt;
5 ein Blockdiagramm ist, welches eine funktionelle Struktur des Motorsteuersystems zeigt;
6 ein graphisches Diagramm ist, welches den Zusammenhang zwischen einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis und einem NOx-Emissionsniveau zeigt;
7 ein graphisches Diagramm ist, welches den Zusammenhang zwischen einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis und einem Rauchwert zeigt;
8 ein Flußdiagramm ist, welches eine Basissequenzroutine einer Abgasrezirkulation und einer Kraftstoffeinspritzsteuerung illustriert;
9 ein graphisches Diagramm ist, welches eine Änderung in der Menge einer Einlaßluftströmung in bezug auf die Zeit zeigt;
10A–10E ein Flußdiagramm sind, welches eine Sequenzroutine einer Abgasrezirkulationssteuerung illustriert, in welcher eine Beurteilung eines Übergangs eines Motorbetriebs, eine Kraftstoffeinspritzsteuerung und eine Voreinstellsteuerung durchgeführt werden;
11 ein graphisches Diagramm ist, welches den Zusammenhang zwischen einem Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis während eines gewöhnlichen Motorbetriebs, einem Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis während eines Übergangs einer Motorbetriebsbedingung und einem Grenz-Luft-Kraftstoff-Verhältnis während eines Übergangs einer Motorbetriebsbedingung zeigt;
12A und 12B ein Flußdiagramm sind, welches eine Sequenzroutine einer Steuerung einer Kraftstoffeinspritzung während eines Übergangs einer Motorbetriebsbedingung und einer Steuerung einer Verstärkungs- bzw. Zunahmekorrektur in der Abgasrezirkulationssteuerung illustriert;
13 eine Illustration einer Verstärkungsfaktor-Korrekturkarte relativ zu der Drosselmenge an Einlaßluft und der Motordrehzahl ist;
14 eine Illustration einer Karte der Drosselmenge an Einlaßluft relativ zu der Kraftstoffeinspritzmenge und Motordrehzahl ist;
15 eine Illustration einer Regionen- bzw. Bereichskarte ist, welche bei einer Beurteilung einer mehrstufigen Kraftstoffeinspritzung und einer Überlagerungs-Kraftstoffeinspritzung verwendet wird;
16 ein Zeitdiagramm einer mehrstufigen Kraftstoffeinspritzung und einer Überlagerungs-Kraftstoffeinspritzung ist;
17A–17C ein Flußdiagramm sind, welches eine Sequenzroutine einer Kraftstoffeinspritz-Zeitpunktsteuerung illustriert;
18 ein Diagramm ist, welches Verbrennungsdruckwellenformen für eine mehrstufige Kraftstoffeinspritzung und eine Überlagerungs-Kraftstoffeinspritzung zeigt;
19 ein graphisches Diagramm ist, welches eine NOx-Dichte und Rauchdichte im Abgas relativ zu einer Änderung im Abgasrezirkulationsverhältnis in einem Bezugsbereich für eine mehrstufige Kraftstoffeinspritzung und eine Überlagerungs-Kraftstoffeinspritzung zeigt;
20 ein graphisches Diagramm ist, welches eine Änderung in der Kraftstoffverbrauchsrate relativ zu einer Änderung im Abgasrezirkulationsverhältnis für eine mehrstufige Kraftstoffeinspritzung und eine Überlagerungs-Kraftstoffeinspritzung zeigt;
21 ein Flußdiagramm ist, welches eine Abänderung eines Teils der Sequenzroutine der Kraftstoffeinspritz-Zeitpunktsteuerung illustriert, welche in 17A gezeigt ist;
22 eine Illustration einer Bereichskarte ähnlich zu derjenigen ist, welche in 15 gezeigt ist;
23 ein Flußdiagramm ist, welches eine andere Abwandlung eines Teils der Sequenzroutine einer Kraftstoffeinspritz-Zeitpunktsteuerung illustriert, welche in 17A gezeigt ist;
24 ein Flußdiagramm ist, welches eine Sequenzroutine einer Kraftstoffeinspritzungsmodus-Änderungssteuerung in der Abwandlung der Sequenzroutine der Kraftstoffeinspritz-Zeitpunktsteuerung illustriert, welche in 17A gezeigt ist; und
25 eine Illustration einer Bereichskarte ähnlich zu derjenigen ist, welche in 15 gezeigt ist.
Es wird auf die Zeichnungen im Detail und insbesondere 1 Bezug genommen, welche eine Gesamtstruktur eines Regel- bzw. Steuersystems A gemäß einer Ausführungsform der Erfindung für einen Direkteinspritzungstyp eines Dieselmotors 1 zeigt, welcher vier Zylinder 2 aufweist (von welchen nur einer gezeigt ist), welcher an einem beispielsweise mit einem händischen Getriebe (nicht gezeigt) ausgerüsteten bzw. ausgestatteten Fahrzeug installiert ist. Eine Verbrennungskammer 4 ist in dem Zylinder 2 oberhalb der Oberseite eines Kolbens 3 ausgebildet. Eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung 5, welche angeordnet ist, wobei ihre Düse in die Verbrennungskammer 4 vorragt, arbeitet, um zu einem vorgeschriebenen Zeitpunkt zu öffnen und zu schließen, um Kraftstoff direkt in die Verbrennungskammer 4 zu liefern. Der Dieselmotor 1 ist mit einem Common-Rail-Einspritzsystem ausgerüstet, welches eine Common Rail bzw. gemeinsame Druckleitung 6 beinhaltet, an welcher die Einspritzeinrichtungen 5 gemeinsam angeschlossen sind. Die gemeinsame Druckleitung 6 ist mit einer Hochdruck-Lieferpumpe 8, wel che durch eine Kurbelwelle 7 angetrieben ist, und einem Drucksensor 6a versehen, welcher arbeitet, um einen Kraftstoffdruck (Common-Rail-Druck) zu überwachen. Die Hochdruckpumpe 8 arbeitet, um den Common-Rail-Druck auf einem vorgeschriebenen Niveau, welches beispielsweise 40 MPa während eines Leerlaufs und 80 MPa während einer anderen Motorbetriebsbedingung ist, aufrecht zu erhalten. Ein Winkelsensor 9 ist an einem Ende der Kurbelwelle 7 vorgesehen, um einen Rotationswinkel der Kurbelwelle 7 zu überwachen. Spezifisch erzeugt der Winkelsensor 9, welcher beispielsweise eine detektierte Scheibe (nicht gezeigt), welche mit am Umfang vorgesehenen Vorsprüngen oder Kerben ausgebildet ist, welche in regelmäßigen Intervallen angeordnet ist, und eine elektromagnetische Aufnahme (nicht gezeigt) umfaßt, welche so positioniert ist, um durch die Kerben gekreuzt oder durch die Vorsprünge unterbrochen zu werden, einen Puls jedesmal, wenn die elektromagnetische Aufnahme durch die Kerbe gekreuzt bzw. gequert oder durch den Vorsprung unterbrochen wird, d. h. bei jeder regelmäßigen Winkelrotation der Welle 7.
Luft wird in die Verbrennungskammer 4 des Zylinders 2 durch einen Einlaßdurchtritt eingebracht, welcher eine gemeinsame Leitung 10c umfaßt, welche einen Druckausgleichsbehälter an ihrem stromabwärtigen Ende und einen Einlaßverteiler 10m aufweist, durch welchen die entsprechenden Zylinder 4 mit der gemeinsamen Einlaßleitung 10c über den Druckausgleichsbehälter verbunden sind. Der Einlaßdurchtritt 10 ist mit einer Luftreinigungseinrichtung (nicht gezeigt), einem Luftdurchflußsensor 11, einem Verdichter 12, einem Zwischenkühler 13 und einem Einlaßluftdrosselventil 14 in dieser Reihenfolge von dem stromaufwärtigen Ende der gemeinsamen Leitung 10c ausgerüstet. Der Verdichter 12 wird durch eine Turbine 21 angetrieben, welche später beschrieben wird, um das Vakuum zu unterstützen, indem der Druck der einlangenden Luft angehoben wird. Ein Drucksensor 10a ist vorgesehen, um einen Aufladedruck zu überwachen, welcher in jeden Zylinder 2 zugeführt wird. Das Einlaßdrosselventil 14 nimmt die Form einer Drosselklappe bzw. Drehklappe an, welche mit einer Kerbe ausgebildet ist, welche zuläßt, daß Einlaßluft durch die Kerbe fließt bzw. strömt, selbst wenn es vollständig geschlossen ist, und wird im Ventilhub oder der Öffnung durch ein Regulieren des Vakuums geregelt bzw. gesteuert, welches auf ein Diaphragma 15 durch ein Vakuumgesteuertes, elektromagnetisches Ventil 16 als auch ein Abgasrezirkulationsventil 24 wirkt, welches später im Detail beschrieben werden wird. Der Luftströmungssensor 11, welcher von einem Konstanttemperatur-Heißfilmtyp ist, welcher fähig ist, sicher die Menge eines Luftstroms zu detektieren bzw. festzustellen, selbst während eine Änderung in der Luftströmungsrate vorliegt, umfaßt eine Heizeinrichtung (nicht gezeigt), welche normal auf eine Richtung des Einlaßluftstroms angeordnet ist, und Heißfilme (nicht gezeigt), welche an gegenüberliegenden Seiten der Heizeinrichtung angeordnet sind, und arbeitet, um eine Vorwärtsströmung der Einlaßluft von der stromaufwärtigen Seite zu der stromabwärtigen Seite bzw. ein Rückströmen an Einlaßluft zu der stromaufwärtigen Seite jeweils auf der Basis von Fluktuationen in der Filmtemperatur zu überwachen. Die Menge eines Einlaßluftstroms wird genau auf der Basis dieser Vorwärts-Rückwärts-Ströme an Einlaßluft gemessen, wobei dies verhindert, daß eine Regelung bzw. Steuerung der Menge an Abgas, welche zu rezirkulieren ist, einen Fehler aufgrund des Rückstroms an Einlaßluft bewirkt.
Abgas wird durch einen Abgasdurchtritt 20 ausgebracht, welcher einen Abgasverteiler 20m, welcher an die entsprechenden Zylinder 2 angeschlossen ist, und eine gemeinsame Abgasleitung 20c umfaßt, welche in der Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite mit der Turbine 21, welche durch Abgas angetrieben ist und den Verdichter 12 antreibt, und einem Vierweg-Katalysator bzw. katalytischen Wandler 22 ausgerüstet ist, welcher arbeitet, um Kohlenwasserstoffe (HC), Kohlenmonoxid (CO), Stickoxide (NOx) und Teilchen zu reinigen. Ein Turbolader (VGT) 25 mit variabler Geometrie besteht aus dem Verdichter 12 und der Turbine 21.
Unter Bezugnahme auf 2A und 2B, welche die Turbine 21 zeigen, ist ein Turbinenrotor 21c mit einer Anzahl von bewegbaren Turbinenschaufeln 21b, welche an regelmäßigen Winkelintervallen angeordnet sind, in einem Turbinengehäuse 21a installiert. Diese bewegbaren Turbinenschaufeln 21b werden bewegt, um ihre Winkel in bezog auf eine Rotationsrichtung des Turbinenrotors zu ändern, welcher als Turbinenschaufelwinkel bezeichnet wird. Ein Turbinendüsenquerschnitt, welcher ein sogenanntes A/R-Verhältnis beherrscht, hängt von dem Turbinenschaufelwinkel ab. D. h., der Turbinenschaufelwinkel ist ein Maß, wie hoch das A/R-Verhältnis der Turbine ist – je größer der Turbinenschaufelwinkel ist, desto höher ist das A/R-Verhältnis. Während der Turbinenschaufelwinkel gering gehalten ist, wie dies in 2A gezeigt ist, um ein niedriges A/R-Verhältnis zur Verfügung zu stellen, wird die Aufladeeffizienz bzw, -leistung in einem Bereich niedrigerer Motordrehzahlen erhöht, wo die Menge eines Abgasstroms gering ist. Im Gegensatz dazu wird, während der Turbinenschaufelwinkel groß gehalten ist, wie dies in 2B gezeigt ist, um ein hohes A/R-Verhältnis zur Verfügung zu stellen, die Aufladeeffizienz in dem Bereich von niedrigeren Motordrehzahlen abgesenkt.
Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Abgasrezirkulations- oder EGR-Durchtritt 23, durch welchen Abgas teilweise in einen Einlaßluftstrom rezirkuliert wird, zwischen der gemeinsamen Abgasleitung 20c stromaufwärts von der Turbine 21 und dem Einlaßverteiler 10m stromabwärts weit von dem Zwischenkühler 13 angeschlossen. Der Abgasrezirkulationsdurchtritt 23 ist mit einem Vakuum-betätigten Diaphragmatyp eines Abgasrezirkulationsventils 24 versehen, um teilweise Abgas in den Einlaßluftstrom einzulassen. Der Ventilhub oder die Ventilöffnung des Abgasrezirkulationsventils 24 ist variabel, um ein Abgasrezirkulationsverhältnis zu variieren bzw. zu ändern. Wie im Detail in 3 gezeigt, umfaßt das Abgasrezirkulationsventil 24 ein Ventilgehäuse 24e, ein Diaphragma 24a, durch welches der Ventilkasten bzw. das Ventilgehäuse 24e in eine obere oder Unterdruckkammer und eine Druckkammer niedrigeren Drucks 24f und 24g unterteilt ist, einen Ventilstößel 24b, welcher fix an dem Diaphragma 24a installiert ist und fix an gegenüberliegenden Enden mit einem Ventilkörper 24c und einem Ventilhub- oder -öffnungssensor 26 versehen ist, und eine Schraubenfeder 24d, welche den Ventilkörper 24c in einer Richtung beaufschlagt, in welcher er den Abgasrezirkulationsdurchtritt 23 schließt. Der Ventilkörper 24c bewegt sich nach oben und unten, um linear eine Öffnungsgröße des Abgasrezirkulationsdurchtritts 23 zu ändern. Die obere Druckkammer (Vakuumkammer) 24f ist mit einem elektromagnetischen Vakuumsteuerventil 28 verbunden, um eine Vakuumkontrolle bzw. -steuerung durch einen Vakuumdurchtritt 27 durchzuführen. Eine Vakuumpumpe 29 als eine Vakuumquelle ist mit einem elektromagnetischen Ventil 28 verbunden. Eine elektronische Regel- bzw. Steuereinheit (ECU) 35, welche später beschrieben werden wird, stellt ein Regel- bzw. Steuersignal oder einen Regel- bzw. Steuerstrom zur Verfügung, mit welchem das elektromagnetische Ventil 28 betrieben bzw. betätigt wird, um den Vakuumdurchtritt 27 zu öffnen oder zu schließen. Ein Öffnen und Schließen des Vakuumdurchtritts 27 reguliert das Vakuum als eine Antriebskraft des Abgasrezirkulationsventils in der oberen Druckkammer 24f des Abgasrezirkulationsventils 24, um dadurch linear die Apertur- bzw. Öffnungsgröße des Abgasrezirkulationsdurchtritts 23 zu ändern. Spezifisch wird, wie in 4A gezeigt, das Antriebsvakuum für das Abgasrezirkulationsventil in der oberen Druckkammer 24f ansteigend geändert, mit anderen Worten, es wird der Druck in der oberen Druckkammer 24f abgesenkt, wenn bzw. da der Steuerstrom ansteigt. Wie in 4B gezeigt, nimmt der Ventilhub des Ventilkörpers 24c zu und ab in Abhängigkeit von einer Änderung in dem Antriebsvakuum des Abgasrezirkulationsventils. Die Änderung im Ventilhub hat eine Hysteresis zwischen einem Anstieg und einem Abfall in dem Antriebsvakuum des Abgasrezirkulationsventils. Ein Ventil 30 desselben Typs wie ein Abgasrezirkulationsventil 24 ist an der Turbine 21 des Turboladers 25 aufgenommen, um das Vakuum, welches auf ein Diaphragma des Ventils 30 wirkt, durch ein elektromagnetisches Ventil 31 zu regulieren, um dadurch den Turbinenschaufelwinkel einzustellen.
Wie schematisch in 1 gezeigt, ist die elektronische Steuereinheit (ECU) 35 konzeptmäßig in verschiedene, funktionelle Mittel bzw. Einrichtungen unterteilt, beinhaltend Kraftstoffeinspritz-Steuermittel bzw. -einrichtungen 35a, Abgasrezirkulations-Steuermittel 35b, Kraftstoffeinspritzzeitpunkt-Steuermittel 35c und Einlaßdrosselventil-Steuer mittel 35d. Die elektronische Steuereinheit (ECU) 35 erhält bzw. empfängt Signale von verschiedenen Sensoren, beinhaltend den Drucksensor 6a, den Winkelsensor 9, den Luftdurchflußsensor 11a, den Hubsensor 26, einen Gaspedalwegsensor 32, welcher einen Weg eines Gaspedals (nicht gezeigt) detektiert, und einen Temperatursensor (nicht gezeigt), welcher eine Temperatur eines Motorkühlmittels Te detektiert bzw. feststellt, und stellt Regel- bzw. Steuersignale zur Verfügung, mit welchen die Einspritzeinrichtung 5, die Hochdruckpumpe 8, das Einlaßdrosselventil 14, das Abgasrezirkulationsventil 24, die Turbine 21 und dgl. jeweils betätigt und geregelt bzw. gesteuert werden.
5 ist ein schematisches, funktionelles Blockdiagramm, welches die elektronische Steuereinheit (ECU) 35 illustriert. In einer zugrundeliegenden bzw. Basis-Motorsteuerung durch die elektronische Steuereinheit 35 werden, während eine Basismenge einer Kraftstoffeinspritzung auf der Basis eines Gaspedalwegs bestimmt wird, Luft-Kraftstoff-Verhältnisse für die entsprechenden Zylinder 2 geregelt bzw. gesteuert, um genau einheitlich bzw. gleichmäßig zu sein, indem ein EGR-Verhältnis durch eine Betätigung des Abgasrezirkulationsventils 24 reguliert wird. Die elektronische Steuereinheit 35 führt weiters eine Regelung bzw. Steuerung des Common-Rail-Drucks durch eine Betätigung der Hochdruckpumpe 8, eine Betätigungs- bzw. Betriebssteuerung des Einlaßdrosselventils 14 und eine Steuerbetätigung der Turbinenschaufeln 21b der Turbine 21 durch, d. h. eine Regelung bzw. Steuerung des Turboladers 25 variabler Geometrie. Das Abgasrezirkulationsverhältnis (EGR-Verhältnis) ist als ein Verhältnis der Menge einer Abgasrezirkulation relativ zu der Gesamtmenge an Abgas vorgeschrieben und wird durch die folgende Gleichung gegeben:
Da die Verteilung an Abgas, welches in den Einlaßdurchtritt 10 zugelassen wird, unter den Zylindern 2 ungleichmäßig ist und zusätzlich die Lufteinlaßmerkmale unter den Zylindern 2 unterschiedlich sind, treten Variationen bzw. Änderungen im Abgasrezirkulationsverhältnis und der Menge an Einlaßluft unter den Zylindern selbst bei gleichen Ventilhüben des Abgasrezirkulationsventils 24 auf. Zylinder 2, welche hohe Abgasrezirkulationsverhältnisse aufweisen, werden mit geringen Mengen an Einlaßluft versorgt, und Zylinder, welche geringe Abgasrezirkulationsverhältnisse aufweisen, werden mit großen Mengen an Einlaßluft versorgt. Daher wird zugrundeliegend ein Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis, welches allen der Zylinder 2 gemeinsam ist, aufgebaut bzw. eingestellt und die Menge einer Abgasrezirkulation wird für jeden Zylinder geregelt bzw. gesteuert, um das Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis in einen Zylinder für die Menge an Einlaßluft zu liefern, welche in den Zylinder eingebracht wird. Mit anderen Worten wird eine Vergleichmäßigung und Präzision von Luft-Kraftstoff-Verhältnissen für die entsprechenden Zylinder 2 nicht durch ein Ausgleichen von Anteilen an rezirkulierendem Abgas relativ zu Mengen an Einlaßluft, welche in die entsprechenden Zylinder 2 eingebracht werden, sondern durch ein Regeln bzw. Steuern der Menge an Abgas für jeden Zylinder 2 erzielt, um das Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu liefern. Spezifischer weist die elektronische Steuereinheit (ECU) 35 verschiedene Karten auf, beinhaltend eine zweidimensionale Karte 36, in welcher ein optimales Ziel-Motorausgangsdrehmoment (welches nachfolgend als ein Ziel-Motordrehmoment der Einfachheit halber bezeichnet wird) Trqsol experimentell in bezug auf eine Änderung in einem Gaspedalweg Acc und einer Änderung in der Motordrehzahl Ne vorgeschrieben ist, eine dreidimensionale Karte 37, in welcher eine optimale Zielmenge einer Kraftstoffeinspritzung Fsol experimentell in bezug auf eine Änderung in der Motordrehzahl Ne, eine Änderung im Ziel-Motordrehmoment Trqsol und eine Änderung in der Menge an frischer Einlaßluft Fair mit Ausnahme von Kraftstoff vorgeschrieben ist, und eine zweidimensionale Karte 38, in welcher ein optimales Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/Fsol experimentell in bezug auf eine Änderung in der Motordrehzahl Ne und eine Änderung in dem Ziel-Motordrehmoment Trqsol vorgeschrieben ist, welche in ihrem Speicher elektronisch gespeichert sind. Das Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/Fsol wird als ein Zielwert einer Regelung bzw. Steuerung verwendet, worauf basierend die Menge einer Abgasrezirkulation, welche notwendig ist, um eine quantitative Reduktion von NOx-Emissionen und von Rauch zu bewirken, bestimmt wird. Wie in 6 ersichtlich, welche den Zusammenhang zwischen einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Dieselmotors 1 und der Menge an NOx-Emissionen in dem Abgas von dem Dieselmotor 1 zeigt, besteht eine Tendenz für NOx, einen quantitativen Anstieg mit einem Anstieg im Luft-Kraftstoff-Verhältnis zur Verfügung zu stellen. Unter Berücksichtigung desselben wird eine NOx-Erzeugung durch ein Absenken des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit Hilfe einer erhöhten Menge an Abgas geregelt bzw. gesteuert. Wie in 7 ersichtlich, welche den Zusammenhang zwischen einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis und einem Rauchwert eines Abgases zeigt, steigt jedoch die Menge an Rauch scharf bzw. stark an, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis unter einen kritischen Punkt absinkt. Dies zeigt an, daß eine Grenze besteht, bis zu welcher die Menge an Abgas, welche zu rezirkulieren ist, angehoben wird. Daher wird, um eine quantitative Reduktion sowohl einer NOx-Emission als auch von Rauch zu realisieren, das Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis zum Regeln bzw. Steuern der Menge einer Abgasrezirkulation so bestimmt, um so nahe wie möglich, jedoch geringer als ein kritisches Verhältnis auf einer reichen bzw. angereicherten Seite zu sein, bei welcher ein scharfer Anstieg in der Menge an Rauch auftritt.
Spezifisch wird in dieser Ausführungsform ein Ziel-Motordrehmoment Trqsol auf der Basis eines Gaspedalwegs Acc, welcher durch den Gaspedalwegsensor 32 detektiert wird, und einer Motordrehzahl Ne, welche durch einen Kurbelwellenwinkel repräsentiert wird, welcher durch den Winkelsensor 9 detektiert bzw. festgestellt wird, unter Bezugnahme auf die Ziel-Motordrehmomentkarte 36 in einem funktionellen Block 41 für eine Bestimmung des Ziel-Motordrehmoments bestimmt. Nachfolgend wird eine Zielmenge einer Kraftstoffeinspritzung Fsol auf der Basis der Motordrehzahl Ne, des Ziel-Motordrehmoments Trqsol und einer Menge an frischer Einlaßluft Fair, welche durch den Luftströmungssensor 11 detektiert wird, unter Bezugnahme auf die Karte der Zielmenge einer Kraftstoffeinspritzung 37 in einem funktionellen Block 42 für eine Bestimmung der Zielmenge einer Kraftstoffeinspritzung bestimmt. Darüber hinaus wird eine Dauer einer Erregung der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 5 auf der Basis der Zielmenge einer Kraftstoffeinspritzung Fsol und eines Common-Rail-Drucks CPR bestimmt, welcher geregelt bzw. gesteuert wird, wie dies später beschrieben wird. Andererseits wird ein Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/Fsol auf der Basis der Motordrehzahl Ne und des Ziel-Motordrehmoments Trqsol unter Bezugnahme auf die Ziel-Luft-Kraft- stoff-Verhältnis-Karte 38 in einem funktionellen Block 43 für eine Bestimmung des Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bestimmt. Eine Zielmenge an frischer Einlaßluft FAsol, welche verwendet wird, um eine Regelung bzw. Steuerung der frischen Einlaßluft in einem funktionellen Block 45 durchzuführen, wird durch ein Multiplizieren der Zielmenge einer Kraftstoffeinspritzung Fsol mit dem Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/Fsol in einem funktionellen Block 44 für eine Bestimmung der Zielmenge an Einlaßluft bestimmt. Diese Einlaßluftregelung bzw. -steuerung reguliert nicht direkt eine zuzuführende Menge an frischer Einlaßluft selbst, sondern reguliert die Menge einer Abgasrezirkulation, um dadurch eine Änderung im Ausmaß bzw. Anteil an frischer Einlaßluft zur Verfügung zu stellen. Spezifisch wird das Abgasrezirkulationsventil 24 in einem Ventilhub gemäß einer Zielmengeeines Ventilhubs Ktegrsol geregelt bzw. gesteuert, welche auf der Basis der Zielmenge an frischer Einlaßluft FAsol anstelle eines Korrekturwerts für die Menge an frischer Einlaßluft bestimmt wird.
Die elektronische Regel- bzw. Steuereinheit (ECU) 35 weist eine zweidimensionale Karte 50 auf, in welcher ein optimaler Common-Rail-Druck CRPsol experimentell unter Bezugnahme auf Änderungen im Ziel-Motordrehmoment Trqsol und einer Motordrehzahl Ne vorgeschrieben wurde, und welche elektronisch in dem Speicher gespeichert ist. Ein Ziel-Common-Rail-Druck CRPsol wird basierend auf der Motordrehzahl Ne und dem Ziel-Motordrehmoment Trqsol, welches in dem Ziel-Motordrehmoment-Bestimmungsblock 41 bestimmt wird, unter Bezugnahme auf die Common-Rail-Druck-Karte 50 in einem funktionellen Block 46 für eine Bestimmung des Common-Rail-Drucks bestimmt und wird verwendet, um einen Common-Rail-Druck CRP zu regeln bzw. zu steuern. Die Common-Rail-Druck- Karte 50 schreibt einen Ziel-Common-Rail-Druck CRPsol derart vor, daß der Ziel-Common-Rail-Druck CRPsol höher mit einem Anstieg in der Motordrehzahl Ne und im Ziel-Motordrehmoment Trqsol wird. Dies deshalb, da es, da eine Einspritzzeit, für welche die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 5 offen gehalten wird, relativ zu einem Anstieg in der Motordrehzahl Ne verkürzt werden muß, notwendig ist, einen Kraftstoffeinspritzdruck anzuheben, um eine ausreichende Menge einer Kraftstoffeinspritzung sicherzustellen. Andererseits ist es in einem Bereich von niedrigeren Motordrehzahlen bevorzugt, einen Kraftstoffnebel weit durch den Strom an Luft in der Verbrennungskammer 4 durch ein Liefern bzw. Zuführen des Kraftstoffs zu verteilen, welches eine relativ lange Zeit in Anspruch nimmt. Daher wird die Kraftstoffeinspritzzeit bis zu einem gewissen Ausmaß verlängert und der Kraftstoffeinspritzdruck wird entsprechend der Verlängerung einer Kraftstoffeinspritzzeit abgesenkt. Im Hinblick auf das Motordrehmoment wird, da es notwendig ist, die Menge einer Kraftstoffeinspritzung mehr mit einem Anstieg in der Motorlast zu erhöhen, der Kraftstoffeinspritzdruck angehoben, um die Menge einer Kraftstoffeinspritzung sicherzustellen.
Die elektronische Steuereinheit (ECU) 35 weist weiters eine zweidimensionale Karte 51 auf, in welcher eine optimale Zieldrosselmenge eines Einlaßdrosselventils THsol experimentell in bezug auf eine Änderung in der Zielmenge einer Kraftstoffeinspritzung Fsol und einer Motordrehzahl Ne vorgeschrieben ist, welche elektronisch in dem Speicher gespeichert ist. Eine Ziel-Drosselmenge eines Einlaßdrosselventils THsol wird basierend auf der Motordrehzahl Ne und der Zielmenge einer Kraftstoffeinspritzung Fsol, welche in einem Block 42 für eine Bestimmung der Zielmenge einer Kraftstoffeinspritzung bestimmt wird, unter Bezugnahme auf die Karte 51 der Ziel-Drosselmenge des Einlaßdrosselventils in einem funktionellen Block 47 für eine Bestimmung einer Zieldrosselmenge eines Einlaßdrosselventils bestimmt und verwendet, um eine Drosselmenge eines Einlaßdrosselventils TH zu steuern.
Die elektronische Steuereinheit (ECU) 35 weist weiters eine zweidimensionale Karte 52 auf, in welcher ein optimaler Aufladedruck Boostsol experimentell unter Bezugnahme auf Änderungen im Ziel-Motordrehmoment Trqsol und der Motordrehzahl Ne vorgeschrieben wurde, welche elektronisch in dem Speicher gespeichert ist. Ein Ziel-Aufladedruck Boostsol wird basierend auf der Motordrehzahl Ne und dem Ziel-Motordrehmoment Trqsol, welches in dem Bestimmungsblock 41 für das Ziel-Motordrehmoment bestimmt wird, unter Bezugnahme auf die Ziel-Aufladedruckkarte 52 in einem funktionellen Block 48 für eine Bestimmung eines Ziel-Aufladedrucks bestimmt und gemeinsam mit einem Einlaßluftdruck Boost in dem Druckausgleichsbehälter verwendet, welcher durch den Drucksensor 10a detektiert bzw. festgestellt wird, um einen Turbinenschaufelwinkel VGTsol der Turbinenschaufeln 21b der Turbine 21 für den Ziel-Aufladedruck Boostsol zu bestimmen. Der Turbolader VGT 25 variabler Geometrie wird gesteuert, so daß der Einlaßluftdruck Boost den Ziel-Aufladedruck Boostsol erreicht.
8 ist ein Flußdiagramm, welches eine allgemeine Sequenzroutine einer Abgasrezirkulationssteuerung und einer Kraftstoffeinspritzsteuerung illustriert, welche durch die elektronische Steuereinheit (ECU) 35 durchgeführt wird. Wenn die Sequenzlogik beginnt, gelangt die Steuerung direkt zu einem Block bei Schritt S1, wo eine Menge an Einlaßluft durch den Luftströmungssensor 11 detektiert bzw. festgestellt wird, und dann zu einem Block bei Schritt S2, wo ein Rotationswinkel der Kurbelwelle 7 durch den Winkelsensor 9 detektiert wird. Regel- bzw. Steuerparameter werden bei Schritt S3 bis Schritt S6 berechnet und bestimmt. Spezifisch wird eine Menge an frischer Einlaßluft Fair für jeden Zylinder 2 auf der Basis der Menge an Einlaßluft und des Rotationswinkels der Kurbelwelle 7 bei Schritt S3 berechnet, und eine Motordrehzahl Ne wird entsprechend dem Rotationswinkel der Kurbelwelle 7 bei Schritt S4 bestimmt. Darüber hinaus wird bei Schritt S6 eine Zielmenge einer Kraftstoffeinspritzung Fsol auf der Basis eines Gaspedalwegs Acc, welcher durch den Gaspedalwegsensor 32 bei Schritt S5 detektiert wird, und der Menge an frischer Einlaßluft Fair berechnet. Nachfolgend wird auf der Basis des Gaspedalwegs Acc und der Menge an frischer Einlaßluft Fair bei Schritt S7 eine Beurteilung von Fahrzuständen durchgeführt, nämlich ob der Dieselmotor 1 in einen beschleunigenden Zustand übergegangen ist, wo der Dieselmotor 1 bei höheren Motorlasten arbeitet, oder in einem gewöhnlichen Fahrzustand verbleibt, wo der Dieselmotor 1 bei niedrigeren oder mittleren Lasten arbeitet. In dem gewöhnlichen Fahrzustand wird ein Basis-Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis bei Schritt S9 bestimmt und dann wird eine Zielmenge an frischer Einlaßluft auf der Basis des Basis-Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses bei Schritt S9 bestimmt. Nachfolgend wird eine Basissteuerung des Abgasrezirkulationsventils 24 bei Schritt S10 durchgeführt und dann wird eine Korrektursteuerung des Abgasrezirkulationsventils 24 gemäß der Menge an frischer Einlaßluft Fair für jeden Zylinder 2 bei Schritt S11 durchgeführt. Andererseits wird in dem beschleunigenden Fahrzustand nach einem Bestimmen eines Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses für eine Beschleunigung bei Schritt S12 eine Regelung bzw. Steuerung des Abgasrezirkulationsventils 24 für eine Beschleunigung bei Schritt S13 durchgeführt und dann wird eine Steuerung der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 5 nachfolgend bei Schritt S14 durchgeführt.
9 zeigt eine Änderung der Menge an Einlaßluft, welche durch den Luftströmungssensor 11 mit dem Verstreichen der Zeit detektiert wird. Ein schattierter bzw. schraffierter Teil zeigt eine Rückströmung ein Einlaßluft an. Die Menge an Einlaßluft, welche tatsächlich in jeden Zylinder 2 eingebracht wird, wird als ein integrierter Wert des Rests in der Menge zwischen einer Vorwärtsströmung und einer Rückströmung gegeben. Es ist klar ersichtlich, daß die tatsächlich eingebrachte Menge an Einlaßluft geringfügig fluktuiert.
10A bis 10E sind ein Flußdiagramm, welches eine Sequenzroutine einer Abgasrezirkulationssteuerung illustriert.
Unter Bezugnahme auf 10A, welche ein Teil der Abgasrezirkulationsventil-Steuersequenzroutine für eine Berechnung der Menge an frischer Einlaßluft Fair für jeden Zylinder 2 auf der Basis einer Menge an Einlaßluft, welche durch den Luftströmungssensor 11 detektiert wird, und eines Rotationswinkels der Kurbelwelle 7, welche durch den Winkelsensor 9 detektiert wird, ist, welche bei Schritt S3 in der allgemeinen Routine des Abgasrezirkulationsventils durchgeführt wird, welche in 8 gezeigt ist, werden, wenn die Sequenzlogik beginnt, Messungen durchgeführt, um eine integrierte Menge an Einlaßluft Q und eine verstrichene Zeit T zu finden. Bei Schritt S101 wird eine Beurteilung durchge führt, ob sich die Kurbelwelle 7 um 180° gedreht hat. Die Messungen der integrierten Menge an Einlaßluft und Zeit werden wiederholt bei Schritt S102 bzw. S103 durchgeführt, bis sich die Kurbelwelle 7 um 180° gedreht hat. Jedesmal, wenn sich die Kurbelwelle 7 um 180° dreht, wird die Zylinderzahl i durch eine Erhöhung um 1 bei Schritt S104 geändert. Den vier Zylindern 2 werden Nummern #1, #2, #3 und #4 in der Reihenfolge ihrer Zündung zugeordnet. Wenn die geänderte Zylindernummer i mehr als 3 beträgt, dann wird sie auf null in dem Fall geändert, wo Zylinder des Vierzylinder-Dieselmotors 1 als null, eins, zwei bzw. drei numeriert sind. Die integrierte Menge an Einlaßluft Q, welche in einen bestimmten Zylinder 2 während einer 180°-Drehung der Kurbelwelle 7 eingebracht wird, wird als eine Menge an Einlaßluft Q(i) für den bestimmten Zylinder 2 der Zylindernummer i bei Schritt S105 genommen, und das Intervall T, welches während der 180°-Drehung der Kurbelwelle 7 gezählt wird, wird als ein Kurbelwellenintervall T(i) für den bestimmten Zylinder 2(i) bei Schritt S106 genommen. Bei Schritt S107 wird eine durchschnittliche Menge an Einlaßluft für die vier Zylinder als eine Basismenge an Einlaßluft Qav berechnet. Danach werden Berechnungen durchgeführt, um eine quantitative Änderungsrate an Einlaßluft ΔQ(i) (welche als eine Einlaßluftänderungsrate bezeichnet wird) und eine Änderungsrate eines Kurbelwellenintervalls ΔT(i) (welche als eine Kurbelwellenintervall-Änderungsrate bezeichnet wird) für den bestimmten Zylinder 2(i) in bezug auf die Menge an Einlaßluft Q(i – 1) und das Kurbelwellenintervall T(i – 1) für den Zylinder 2(i – 1), dessen Einlaßhub direkt vor demjenigen des bestimmten Zylinders 2(i) ist, bei Schritt S108 bzw. S109 zu bestimmen. Ein Verhältnis der Menge an Einlaßluft Q(i) relativ zu der Kurbelwellenintervall-Änderungsrate ΔT(i), welche die Menge an Einlaßluft Q(i) beeinflußt durch die Kurbelwellenintervall-Änderungsrate ΔT(i) bezeichnet, wird als ein Einlaßluftänderungsindex Qt(i) bei Schritt S110 berechnet. Ein Verändern bzw. Beeinflussen der Menge an Einlaßluft Q(i) mit der Kurbelwellenintervall-Änderungsrate ΔT(i), welche darauf abzielt, eine Störung aufgrund von Fluktuationen im Motordrehmoment oder in der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 7 so gering wie möglich zu machen, zeigt sich als effektiv während eines Motorleerlaufs, welcher signifikante Fluktuationen im Motorausgangsdrehmoment bzw. Motorleistungsdrehmoment bewirkt. Eine quantitative Einlaßluftcharakteristik Qt'(i) für den bestimmten Zylinder 2(i) wird basierend auf dem Einlaßluftänderungsindex ΔQt'(i) bei Schritt S111 bestimmt. Die quantitative Einlaßluftcharakteristik ΔQt'(i) wird durch den folgenden Ausdruck bzw. die folgende Gleichung gegeben:
ΔQt'(i) = ΔQt(i) × r + ΔQt(i)' × (1 – r)
Wo r die Konstante ist, welche größer als 0, jedoch gleich oder kleiner als 1 ist; und
ΔQt(i)' der Einlaßluftänderungsindex ist, welcher in dem vorangehenden Zyklus der Sequenzroutine erhalten wurde.
Die quantitative Einlaßluftcharakteristik ΔQt'(i) wird durch ein Wiederholen der Berechnung des obigen Ausdrucks erhalten, um den vorangehenden Einlaßluftänderungsindex und den gegenwärtigen Einlaßluftänderungsindex bei bestimmten bzw. vorgeschriebenen Anteilen zu reflektieren. Dementsprechend werden individuelle Unterschiede der quantitativen Einlaßluftcharakteristik ΔQt(i) zunehmend deutlich gemacht.
Unter Bezugnahme auf 10B, welche ein Teil der Abgasrezirkulationsventil-Steuersequenzroutine für die Motorbetriebsbedingungs-Übergangsbeurteilung ist, welche bei Schritt S7 in der allgemeinen Routine der Abgasrezirkulationsventilsteuerung durchgeführt wird, welche in 8 gezeigt ist, wird, da eine Anforderung für einen Anstieg in der Menge an Einlaßluft gemäß einem Anstieg in der Menge einer Kraftstoffeinspritzung besteht, während der Dieselmotor 1 seinen Fahrzustand von dem gewöhnlichen Fahrzustand zu dem beschleunigenden Fahrzustand ändert, das Abgasrezirkulationsventil 24 notwendigerweise geschlossen, um die Menge an Abgas zu verringern, welche in den Einlaßluftstrom rezirkuliert wird. Aus diesem Grund wird die Motorbetriebsbedingungs-Übergangsbeurteilung durchgeführt, um das Abgasrezirkulationsventil 24 zu regeln bzw. zu steuern. Wenn das Fahrzeug verzögert wird, wird eine Kraftstoffeinspritzung in dem Bereich von Motorbetriebsbedingungen mit einer Ausnahme von einigen Motorbetriebsbedingungen unterbrochen und zu diesem Zeitpunkt wird das Abgasrezirkulationsventil 24 geschlossen, um Abgas daran zu hindern, rezirkuliert zu werden.
Wenn die Sequenzlogik zu Schritt S112 fortschreitet, wird ein Gaspedalweg Acc eingelesen. Nach einem Bestimmen einer Menge einer Kraftstoffeinspritzung F (einer Zielmenge einer Kraftstoffeinspritzung: Fsol) aus der Karte einer Zielmenge einer Kraftstoffeinspritzung 37, welche in 5 gezeigt ist, auf der Basis des Ziel-Motordrehmoments Trqsol, der Motordrehzahl Ne und der Basismenge an Einlaßluft Qav bei Schritt S113 wird eine Änderung im Gaspedalweg (eine Gaspedalwegänderung) ?Acc des gegenwärtigen Gaspedalwegs Acc von dem letzten Gaspedalweg Acc' bei Schritt S114 durchgeführt, und ein kritischer Gaspedalweg αcc für eine Beurteilung eines Übergangs einer Motorbetriebsbedingung zu dem beschleunigenden Zustand wird aus einer zweidimensionalen Karte (nicht gezeigt) bestimmt, welche elektronisch in dem Speicher gespeichert ist, welche kritische Gaspedalwege in bezug auf eine Menge einer Kraftstoffeinspritzung F und eine Motordrehzahl Ne bei Schritt S115 vorschreibt. Der kritische Gaspedalweg αcc wird experimentell derart bestimmt, um einerseits größer mit einem Anstieg in der Motordrehzahl Ne zu werden, so daß eine Bestimmung eines Übergangs einer Motorbetriebsbedingung in den beschleunigenden Zustand geeignet ist, kaum aufzutreten, und um andererseits geringer mit einem Anstieg in der Zielmenge einer Kraftstoffeinspritzung Fsol zu werden, so daß eine Bestimmung eines Übergangs einer Motorbetriebsbedingung zu dem beschleunigenden Zustand leicht auftreten kann. Da die Menge einer Abgasrezirkulation von Natur aus groß ist, während der Dieselmotor 1 bei geringen Motorlasten arbeitet, wird der Gaspedalweg Acc geringer mit einem Anstieg in der Menge einer Kraftstoffeinspritzung gemacht, so daß eine das Abgas verringernde Steuerung rasch bewirkt wird, wenn ein zunehmender Anstieg im Gaspedalweg (eine zunehmende Änderung in der Menge einer Kraftstoffeinspritzung) groß ist. Nach einem Berechnen eines Beschleunigungskoeffizienten α, welcher die Gaspedalwegänderung ΔACC dividiert durch den Gaspedalweg ΔACC (ΔAcc/αcc) ist, bei Schritt S116, wird bei Schritt S117 eine Beurteilung durchgeführt, ob der Beschleunigungskoeffizient α größer ist als eins (1). Wenn der Beschleunigungskoeffizient α größer ist als eins (1), wird bestimmt bzw. festgestellt, daß der Dieselmotor 1 seine Betriebsbedingung bzw. seinen Betriebszustand zu dem beschleunigenden Fahrzustand geändert hat, worauf eine Zielmenge einer Abgasrezirkulationsventilsteuerung KTegr aus einer Karte (nicht gezeigt) bei Schritt S118 bestimmt wird, welche eine Menge an einer Abgasrezirkulationsventilsteuerung in bezug auf einen Beschleunigungskoeffizienten α und ein Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/Fsol vorschreibt und elektronisch in dem Speicher gespeichert ist. Da, je größer die zunehmende Gaspedalwegänderung ΔACC ist, umso rascher die abnehmende Änderung in der Menge einer Abgasrezirkulation sein muß, wird die Zielmenge einer Abgasrezirkulationsventilsteuerung KTegr experimentell in der Abgasrezirkulationsventil-Steuerkarte so bestimmt, daß eine Öffnung des Abgasrezirkulationsventils 24 mit einem Anstieg im Beschleunigungskoeffizienten α geringer wird.
Wenn der Beschleunigungskoeffizient α gleich oder kleiner als eins (1) ist, wird eine Motorbetriebsbedingungs-Übergangsbeurteilung auf der Basis einer Änderung in der Menge einer Kraftstoffeinspritzung durchgeführt. Während in dem Fall einer Motorbetriebsbedingungs-Übergangsbeurteilung, welche auf der Basis eines Gaspedalwegs Acc durchgeführt wird, die Zielmenge einer Abgasrezirkulationsventilsteuerung KTegr sozusagen erwarteterweise gemäß einem Resultat der Motorbetriebsbedingungs-Übergangsbeurteilung bestimmt wird, wird jedoch in der Motorbetriebsbedingungs-Übergangsbeurteilung, welche auf der Basis einer Änderung in der Menge einer Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird, eine tatsächliche Motoranforderung für eine Beschleunigung basierend auf der Menge einer Kraftstoffeinspritzung überprüft und die Abgasrezirkulationsventilsteuerung wird so durchgeführt, um in Übereinstimmung mit der tatsächlichen Motoranforderung zu sein.
Spezifisch wird, wenn der Beschleunigungskoeffizient α gleich oder kleiner als eins (1) bei Schritt S117 ist, oder nachdem die Zielmenge einer Abgasrezirkulationsventilsteue rung KTegr bei Schritt S118 bestimmt wurde, eine quantitative Änderungsrate einer Kraftstoffeinspritzung ΔF durch ein Dividieren der gegenwärtigen Menge einer Kraftstoffeinspritzung F durch die letzte Menge einer Kraftstoffeinspritzung F' bei Schritt S119 berechnet. Nachfolgend wird bei Schritt S120 eine Standardmenge einer Kraftstoffeinspritzung Fk für eine Motorbetriebsbedingungs-Übergangsbeurteilung aus einer zweidimensionalen Karte (nicht gezeigt) bestimmt, welche eine Standardmenge einer Kraftstoffeinspritzung für eine Beurteilung eines Übergangs eines Motorbetriebszustands in den beschleunigenden Fahrzustand in bezug auf eine Menge einer Kraftstoffeinspritzung F und eine Motordrehzahl Ne vorschreibt und elektronisch in dem Speicher gespeichert ist. Nach einem Berechnen eines quantitativen Änderungskoeffizienten α für eine Kraftstoffeinspritzung, welcher durch ein Dividieren der quantitativen Kraftstoffeinspritzungs-Änderungsrate ΔF durch die Standardmenge einer Kraftstoffeinspritzung Fk bei Schritt S121 gegeben ist, wird bei Schritt S122 eine Beurteilung durchgeführt, ob der quantitative Änderungskoeffizient α der Kraftstoffeinspritzung größer ist als eins (1). Es wird beurteilt, daß der Dieselmotor 1 unverändert in dem gewöhnlichen Fahrzustand verbleibt, wenn der quantitative Änderungskoeffizient α der Kraftstoffeinspritzung gleich oder kleiner als eins (1) ist, oder es wird beurteilt, daß der Dieselmotor 1 seinen Fahrzustand zu dem beschleunigenden Fahrzustand geändert hat, wenn der quantitative Änderungskoeffizient α einer Kraftstoffeinspritzung größer ist als eins (1).
Unter Bezugnahme auf 10C, welche ein Teil der Sequenzroutine einer Abgasrezirkulationsventilsteuerung für eine Berechnung eines Ventilhubs des Abgasrezirkulationsventils ist, welche durchgeführt wird, wenn sich der Dieselmotor 1 in dem gewöhnlichen Fahrzustand befindet, wird nach einem Bestimmen eines Ziel-Motordrehmoments Trgsol aus der Ziel-Motordrehmomentkarte 36 auf der Basis des Gaspedalwegs Acc und der Motordrehzahl Ne bei Schritt S123 und eines Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses TA/F (A/Fsol) aus der Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Karte 38 auf der Basis des Ziel-Motordrehmoments Trqsol und der Motordrehzahl Ne bei Schritt S124 eine Zielmenge einer Einlaßluft TQ durch ein Multiplizieren der Menge einer Kraftstoffeinspritzung F mit dem Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis TA/F bei Schritt S125 berechnet. Dieses Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis TA/F wird auf einen Wert eingestellt bzw. festgelegt, welcher eine quantitative Reduktion sowohl einer NOx-Emission als auch von Rauch realisiert, wie dies vorher beschrieben wurde. Der Wert unterscheidet sich geringfügig entsprechend von Bereichen bzw. Regionen von Motorbetriebsbedingungen, nämlich Motordrehzahlen Ne und einem Motordrehmoment Trq oder von Mengen einer Kraftstoffeinspritzung F. Beispielsweise wird in einem Bereich von Motorbetriebsbedingungen, wo der Turbolader 25 variabler Geometrie wirksam bzw. ausreichend auflädt, aufgrund eines Auftretens eines starken Luftstroms zusätzlich zu einem Anstieg der Zylinderkompressionstemperatur, welche aufgrund einer hohen Luftbeladeeffizienz bewirkt wird, Kraftstoff gut mit Luft gemischt, woraus eine Abnahme in einer Raucherzeugung resultiert. Dementsprechend ist es möglich, ein Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis einzustellen bzw. festzulegen, welches viel geringer (auf einer angereicherten bzw. reichen Seite) in einem Bereich von höheren Motordrehzahlen (wo der Aufladedruck hoch ist) als in einem Bereich von niedrigeren Motordrehzahlen ist.
Nachfolgend wird nach einem Berechnen einer quantitativen Abweichung Qerr der Zielmenge an Einlaßluft TQ von der Basismenge an Einlaßluft Qav bei Schritt S126 eine Basismenge einer Abgasrezirkulationsventilsteuerung Tegr (EGRsol) entsprechend einem PIO-Steuergesetz berechnet, um die quantitative Abweichung Qerr an Einlaßluft bei Schritt S127 null anzunähern. D. h., beispielsweise wird die Basismenge einer Abgasrezirkulationsventilsteuerung Tegr durch ein Addieren eines proportionalen Steuerterms, welcher durch ein Multiplizieren der quantitativen Abweichung Qerr an Einlaßluft mit einer proportionalen Steuerverstärkung (P-Verstärkung) gegeben ist, eines integralen Steuerterms, welcher durch ein Multiplizieren eines integrierten Werts der quantitativen Abweichung Qerr an Einlaßluft mit einer Integrations-Steuerverstärkung (I-Verstärkung) gegeben ist, und eines Differential-Steuerterms bestimmt, welcher durch ein Multiplizieren eines differenzierten Werts der quantitativen Abweichung Qerr an Einlaßluft mit einer differentiellen Steuerverstärkung (D-Verstärkung) insgesamt bestimmt wird. Die proportionale Steuerverstärkung (P-Verstärkung) wird durch ein Multiplizieren eines zugrundeliegenden bzw. Basisverstärkungsfaktors mit einem Verstärkungsfaktor K erhalten, welcher zunehmend oder abnehmend geändert wird, um das Ansprechverhalten und die Konvergenz der PID-Steuerung zu variieren.
Nachfolgend auf die Bestimmung der Basismenge der Abgasrezirkulationsventilsteuerung Tegr bei Schritt S117 wird bei Schritt S128 eine Beurteilung betreffend eine Bedingung zum Überprüfen eines gewöhnlichen Fahrzustands durchgeführt, daß ein Absolutwert des Gaspedalwegs ΔACC geringer als ein vorbestimmter Schwellwert-Gaspedalweg Thacc für eine vorbestimmte Anzahl von Durchgängen n von aufeinanderfolgenden Zyklen verbleibt, und zur selben Zeit wird eine Kraftstoffeinspritzung bewirkt. Wenn die Bedingung für den gewöhnlichen Fahrzustand verifiziert ist, wird eine Korrekturmenge einer Abgasrezirkulationsventilsteuerung ΔTegr für jeden Zylinder 2(i) in der Reihenfolge von Zylindernummern #1, #2, #3 und #4 aus dem folgenden Ausdruck bei Schritt S129 berechnet:
ΔTegr(i) = ΔQt'(i) × E(i) + ΔTegr'(i)
worin ΔQt'(i) die letzte quantitative Einlaßluftcharakteristik ist;
E(i) die korrektive Verstärkung ist; und
ΔTegr'(i) die letzte Korrekturmenge einer Abgasrezirkulationsventilsteuerung ist.
In dem Ausdruck wird die letzte quantitative Einlaßluftcharakteristik ΔQt'(i), welche in sich selbst verstärkt wird, verwendet, um weiters die Korrekturmenge einer Abgasrezirkulationsventilsteuerung ΔTegr auf eine geeignete Korrekturmenge gemäß einer individuellen Differenz der Zylinder 2(i) zu bringen. Wenn die korrigierenden bzw. Korrekturmengen einer Abgasrezirkulationsventilsteuerung ΔTegr für alle Zylinder bei Schritt S130 berechnet werden, wird eine durchschnittliche, korrigierende Menge einer Abgasrezirkulationsventilsteuerung ΔTegr-av für die vier Zylinder berechnet. Obwohl die durchschnittliche, korrigierende Menge einer Abgasrezirkulationsventilsteuerung ΔTegr-av im wesentlichen null ist, nimmt sie einen Minus- oder einen Pluswert aufgrund von verschiedenen Gründen als ein Resultat eines Berechnens einer korrigierenden Menge einer Abgasrezirkulationsventilsteuerung ΔTegr aus dem obigen Aus druck bei Schritt S131 an. Der wesentliche Zweck in einer korrigierenden Steuerung der Menge einer Abgasrezirkulationsventilsteuerung Tegr für jeden Zylinder 2 unter Verwendung der Basismenge einer Abgasrezirkulationsventilsteuerung Tegr als ein Kriterium ist möglicherweise verfälscht bzw. gestört. Daher wird die durchschnittliche, korrigierende Menge einer Abgasrezirkulationsventilsteuerung ΔTegr-av immer auf null gehalten, indem der Absolutwert der durchschnittlichen, korrigierenden Menge einer Abgasrezirkulationsventilsteuerung ΔTegr-av zu der korrigierenden Menge einer Abgasrezirkulationsventilsteuerung ΔTegr-av(i) für jeden Zylinder 2(i) hinzugefügt bzw. addiert wird, wenn sie einen Minuswert annimmt, oder indem der Absolutwert der durchschnittlichen, korrigierenden Menge einer Abgasrezirkulationsventilsteuerung ΔTegr-av von der korrigierenden Menge einer Abgasrezirkulationsventilsteuerung ΔTegr(i) für jeden Zylinder 2(i) abgezogen wird, wenn sie einen Pluswert bei Schritt S131 annimmt. Die korrigierende Menge einer Abgasrezirkulationsventilsteuerung ΔTegr(i), welche derart erhalten wird, wird zu der Basismenge einer Abgasrezirkulationsventilsteuerung Tegr als eine gegenwärtige, korrigierende Menge einer Abgasrezirkulationsventilsteuerung ΔTegr(i) bei Schritt S132 addiert.
10D ist ein Teil der allgemeinen Routine einer Abgasrezirkulationsventilsteuerung für ein Voreinstellen des Abgasrezirkulationsventils 24, wenn für den Dieselmotor 1 bestimmt wird, daß er seinen Fahrzustand zu dem beschleunigenden Fahrzustand geändert hat, basierend auf einem Beschleunigungskoeffizienten α bei Schritt S117 in der Motorbetriebsbedingungs-Übergangsbeurteilungs-Sequenzroutine, welche in 10B gezeigt ist, wobei die Zielmenge einer Abgasrezirkulationsventilsteuerung KTegr, welche derart bei Schritt S118 bestimmt wird, verschieden von Beschleunigungskoeffizienten α und Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnissen TA/F ist. Das Abgasrezirkulationsventil 24 wird vollständig für Beschleunigungskoeffizienten α geschlossen, welche um ein bestimmtes Ausmaß größer als ein vorbestimmter Wert sind. D. h., die Abgasrezirkulation wird unterbrochen, wenn eine Anforderung eines Fahrers für eine Beschleunigung stark ist, wobei eine maximale Menge an Einlaßluft in jeden Zylinder 2 eingebracht wird, um zu bewirken, daß der Dieselmotor 1 seine Leistung erhöht, indem die Menge einer Kraftstoffeinspritzung erhöht wird, ohne die Menge an Rauch zu erhöhen. Zusätzlich wird in einem derartigen Fall eine Regelung bzw. Steuerung zum Voreinstellen des Abgasrezirkulationsventils 24 durchgeführt, um rasch in die Abgasrezirkulationssteuerung einzutreten, wenn der Dieselmotor 1 zu dem gewöhnlichen Fahrzustand von dem beschleunigenden Fahrzustand zurückkehrt. Spezifisch gleicht das Abgasrezirkulationsventil 24 eine Kraft der Feder 24d, welche auf den Ventilkörper 24c in einer Schließrichtung wirkt, mit einem Ventilsteuerungs-Unterdruck aus, indem ein vorbestimmter Ventilsteuerungs-Unterdruck (voreingestellter, negativer bzw. Unterdruck) in die obere oder Unterdruckkammer 24f zugeführt wird, so daß eine Druckkraft, mit welcher der Ventilkörper 24c gegen den Ventilsitz durch die Feder 24d gedrückt wird, so schwach wie möglich oder andernfalls null ist, selbst während das Abgasrezirkuhationsventil 24 den Abgasrezirkulationsdurchtritt 23 schließt. Der voreinstellende Unterdruck ist ein Ventilsteuerungs-Unterdruck zu einem Zeitpunkt, zu welchem der Ventilhub null erreicht, wenn die Abgasrezirkulation 24 in der Schließrichtung beaufschlagt wird, wie dies in 4B gezeigt ist.
Wie in l0D gezeigt, welche Schritte zum Versorgen des Abgasrezirkulationsventils 24 mit voreingestelltem Unterdruck illustriert, wenn die Menge einer Abgasrezirkulationsventilsteuerung Tegr weniger als eine bestimmte Menge einer Abgasrezirkulationsventilsteuerung Tegr0 ist, welche einen Ventilhub von null EGRV0 bei Schritt S133 zur Verfügung stellt, wird ein Ventilhub EGRVlift, welcher durch den Ventilhubsensor 26 detektiert wird, bei Schritt S134 eingelesen. Wenn der Ventilhub EGRVlift größer ist als der Nullventilhub EGRV0 bei Schritt S135, wird der Ventilsteuerdruck abgesenkt, bis das Abgasrezirkulationsventil 24 den Nullventilhub EGRV0 bei Schritt S136 erreicht. Andererseits schreitet, wenn die Menge einer Abgasrezirkulationsventilsteuerung Tegr größer ist als die bestimmte Menge einer Abgasrezirkulationsventilsteuerung Tegr0, die Steuerung direkt zu Schritt S225 fort, um den Ventilsteuerdruck abzusenken, bis das Abgasrezirkulationsventil 24 den Nullventilhub EGRV0 erreicht.
10E zeigt einen Teil der allgemeinen Sequenzroutine einer Abgasrezirkulationssteuerung für eine Kraftstoffeinspritzsteuerung, welche durchgeführt wird, wenn für den Dieselmotor 1 bestimmt wird, daß er in seinem Fahrzustand zu dem beschleunigenden Fahrzustand gewechselt hat. Wenn für den Dieselmotor 1 bei Schritt S122 bestimmt wird, daß er sich in dem beschleunigenden Fahrzustand befindet, wird ein optimales Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis KTA/F aus einer Karte (nicht gezeigt) gemäß dem quantitativen Änderungskoeffizienten α einer Kraftstoffeinspritzung, der Menge einer Kraftstoffeinspritzung F und der Motordrehzahl Ne bei Schritt S137 bestimmt. Das Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis KTA/F bei einem Auftreten eines Übergangs einer Motorbetriebsbedingung zu dem beschleunigenden Fahrzustand wird eingestellt, daß es in dem beschleunigenden Fahrzustand größer ist als in dem gewöhnlichen Fahrzustand, um rasch das Motordrehmoment mit einem Effekt einer Steuerung bzw. Kontrolle einer Raucherzeugung durch ein Absenken der Menge einer Abgasrezirkulation anzuheben. Die Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Karte, welche elektronisch in dem Speicher gespeichert ist, schreibt ein Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis KTA/F vor, so daß es größer ist gemäß den Mengen einer Kraftstoffeinspritzung F mit einem Abfall in der Motorlast, einer zunehmenden Änderung in dem quantitativen Änderungskoeffizienten α der Kraftstoffeinspritzung oder in einem Abfall einer Motordrehzahl Ne. Nachfolgend wird eine Zielmenge an Einlaßluft TQ bei einem Verschieben bzw. Wechsel zu dem beschleunigenden Fahrzustand basierend auf dem Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis KTA/F und der Menge einer Kraftstoffeinspritzung F bei Schritt S138 berechnet. Eine Menge einer Abgasrezirkulationsventilsteuerung Tegr wird basierend auf der Zielmenge an Einlaßluft TQ bestimmt, wie sie in dem gewöhnlichen Fahrzustand bestimmt wird, um einen Anstieg in der Menge an Einlaßluft mit Hilfe eines raschen Absenkens der Menge einer Abgasrezirkulation durch Schritte S126–S128 und S133–S136 zur Verfügung zu stellen. Derart wird, obwohl das Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis KTA/F größer ist oder sich auf der mageren Seite in dem beschleunigenden Fahrzustand als in dem gewöhnlichen Fahrzustand befindet, wenn der Dieselmotor 1 seinen Fahrzustand zu dem beschleunigenden Fahrzustand ändert, Kraftstoff möglicherweise momentan im Überschuß zu jedem Zylinder 2 geliefert. Daher wird ein vorbestimmtes Limit einer Erhöhung der Menge an Kraftstoff auferlegt, um den Anstieg in der Menge an Kraftstoff durch die Schritte S139–S141 zu regeln bzw. zu steuern. Spezifisch wird ein Grenz-Luft-Kraft stoff-Verhältnis LimitA/F zum Regeln bzw. Steuern einer Raucherzeugung unter Bezugnahme auf eine Karte (nicht gezeigt) bestimmt, welche elektronisch in dem Speicher gespeichert ist, in welcher ein Grenz-Luft-Kraftstoff-Vehältnis in bezug auf eine Menge einer Kraftstoffeinspritzung F und eine Motordrehzahl Ne bei Schritt S139 vorgeschrieben ist. Nachfolgend wird nach einem Berechnen einer Grenzmenge einer Kraftstoffeinspritzung FLimit auf der Basis des Grenz-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses LimitA/F und der Menge an Einlaßluft Q(i) bei Schritt S140 eine Zielmenge einer Kraftstoffeinspritzung TF auf den geringsten Wert unter einer Basismenge einer Kraftstoffeinspritzung F, der Grenzmenge einer Kraftstoffeinspritzung FLimit und einer maximalen Menge einer Kraftstoffeinspritzung Fmax bei Schritt S141 eingestellt.
Wie in 11 gezeigt, wird das Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis TA/F während eines Übergangs einer Motorbetriebsbedingung zu dem beschleunigenden Fahrzustand eingestellt, um größer als oder auf der mageren Seite des Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses KTA/F in dem gewöhnlichen Fahrzustand zu sein, und das Grenz-Luft-Kraftstoff-Verhältnis LimitA/F wird eingestellt, um geringer als oder auf der reichen Seite des Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses KTA/F in dem gewöhnlichen Fahrzustand zu sein. Die Grenzmenge an Rauch entsprechend dem Grenz-Luft-Kraftstoff-Verhältnis LimitA/F ist etwas größer in dem beschleunigenden Fahrzustand als in dem gewöhnlichen Fahrzustand und beträgt beispielsweise ungefähr 2BU. Das Grenz-Luft-Kraftstoff-Verhältnis LimitA/F kann zugrundeliegend eingestellt sein, um auf der mageren Seite mit einem Anstieg in der Menge einer Kraftstoffeinspritzung größer zu sein und auf der reichen Seite mit einem Anstieg in der Motordrehzahl geringer zu sein, und wurde experimentell in bezug auf Änderungen in der Menge einer Kraftstoffeinspritzung F und Motordrehzahl Ne definiert und elektronisch in dem Speicher gespeichert. In diesem Fall wird die Basismenge einer Kraftstoffeinspritzung F auf der Basis einer Motordrehzahl Ne und des Gaspedalwegs Acc bestimmt, und die maximale Menge einer Kraftstoffeinspritzung Fmax ist das obere Limit bzw. die obere Grenze, welche nicht zu Schäden bzw. Beschädigungen des Dieselmotors 1 führt.
12A und 12B sind ein Flußdiagramm, welches eine Sequenzroutine einer Einlaßdrosselventilsteuerung zeigt, welches synchron mit einer Rotation des Dieselmotors 1 gemäß einem Steuerprogramm läuft, welches in dem Speicher gespeichert ist. Nach einem Detektieren eines Gaspedalwegs Acc und einer Motordrehzahl Ne bei Schritt S201 bzw. S202 wird eine Menge einer Kraftstoffeinspritzung F bei Schritt S203 eingelesen. Nachfolgend wird eine Beurteilung auf der Basis einer Ausgabe von dem Gaspedalwegsensor 32 bei Schritt S204 durchgeführt, ob das Gaspedal freigegeben ist oder nicht. Wenn das Gaspedal rasch um einen Weg mehr als ein vorgeschriebener Rückkehrweg losgelassen und vollständig freigegeben wird, wird ein Beschleunigungsflag Flag auf hoch oder in einen Zustand von "1" bei Schritt S205 gesetzt und ein Zähler wird bei der Zählung auf null rückgesetzt und neu gestartet, um ein Verstreichen einer Zeit Tup seit der Detektion eines vollständigen Freigebens des Gaspedals zu zählen. Andererseits wird, wenn das Gaspedal unverändert betätigt bzw. niedergetreten verbleibt, nachfolgend bei Schritt S207 eine weitere Beurteilung durchgeführt, ob das Beschleunigungsflag Flag auf hoch ist. Wenn das Beschleunigungsflag Flag auf hoch verbleibt, ändert der Zähler seine Zählung Tup um eine Erhöhung von Δt bei Schritt S208. Nach einem Rücksetzen des Zählers bei Schritt S206 oder einem Ändern der Zählung Tup des Zählers um eine Erhöhung von Δt bei Schritt S208, wird bei Schritt S209 eine Beurteilung durchgeführt, ob die Zählung bzw. der Zählwert Tup eine vorbestimmte Zählung Tup1 überschritten hat. Während die Zählung Tup gleich oder geringer als die vorbestimmte Zählung Tup1 ist, wird ein Verstärkungskorrekturkoeffizient γ1 für eine Abgasrezirkulationssteuerungsverstärkung aus einer ersten Verstärkungskorrekturmappe eingelesen. Wie in 13 gezeigt, wurde in der Verstärkungskorrekturmappe der Verstärkungskorrekturkoeffizient γ1 experimentell gemäß der letzten Drosselmenge des Einlaßdrosselventils TH und der Motordrehzahl Ne vorgeschrieben, um ein verbessertes Ansprechen einer Abgasrezirkulationssteuerung auf ein Freigeben des Gaspedals zur Verfügung zu stellen. Der Verstärkungskorrekturkoeffizient γ1 nimmt einen Wert zwischen null und eins an, welcher geringer wird, wenn bzw. da die Motordrehzahl Ne ansteigt oder wenn die Drosselmenge des Einlaßdrosselventils TH ansteigt. Andererseits wird, wenn die Zählung Tup den Schwellwert Tup1 überschritten hat, das Beschleunigungsflag Flag auf tief oder in einen Zustand von "0" bei Schritt S211 rückgesetzt. Wenn eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, d. h. wenn die vorbestimmte Zählung Tup1 seit der Detektion eines Freigebens des Gaspedals gezählt wurde, verbleibt das Beschleunigungsflag Flag auf niedrig bei Schritt S207 in dem folgenden Zyklus rückgesetzt, darauf gelangt die Steuerung zu einem Block bei Schritt S212, wo ein Verstärkungskorrekturkoeffizient γ2 für die Abgasrezirkulationssteuerungsverstärkung aus einer zweiten Verstärkungskorrekturkarte gelesen wird. Die zweite Verstärkungskorrekturkarte schreibt den Verstärkungskorrekturkoeffizienten γ2 vor, welcher größer ist als der Ver stärkungskorrekturkoeffizient γ1 in dem gesamten Bereich von Motorbetriebsbedingungen für eine Abgasrezirkulationssteuerungsverstärkung, welche in dem gewöhnlichen Fahrzustand verwendet wird. Nach einem Rücksetzen des Beschleunigungsflags Flag auf niedrig bei Schritt S209 oder nach einem Lesen eines Verstärkungskorrekturkoeffizienten γ1 oder γ2 bei Schritt S210 oder S212 wird bei Schritt S213 eine Beurteilung durchgeführt, ob sich der Dieselmotor 1 in einem Leerlaufzustand befindet, wo das Fahrzeug anhält, wobei das Gaspedal freigelassen verbleibt. Während sich der Dieselmotor 1 im Leerlauf befindet, wird eine Drosselmenge eines Einlaßdrosselventils TH bestimmt, um das Einlaßdrosselventil 14 zu zwingen bzw. zu beaufschlagen, vollständig bei Schritt S217 zu schließen. Andererseits wird, wenn sich der Dieselmotor 1 außerhalb eines Leerlaufzustands befindet, eine zweidimensionale, digitale Karte (welche der Einlaßdrosselventil-Drosselkarte 51 entspricht, welche in 5 gezeigt ist), in welcher eine optimale Drosselmenge eines Einlaßdrosselventils TH (d. h. eine Ziel-Drosselmenge eines Einlaßdrosselventils THsol) experimentell unter Bezugnahme auf die Menge der Kraftstoffeinspritzung F und die Motordrehzahl Ne vorgeschrieben wurde, Bezug genommen. Wie in 14 gezeigt, ist die optimale Drosselmenge des Einlaßdrosselventils TH auf null (0) festgelegt, um das Einlaßdrosselventil 14 zu regeln bzw. zu steuern, um vollständig zu öffnen, wenn wenigstens eine der Menge der Kraftstoffeinspritzung F und der Motordrehzahl Ne groß ist, während der Motor bei hohen Lasten arbeitet. Spezifisch besteht eine Befürchtung eines Mangels an Einlaßluft aufgrund einer erhöhten Menge an Abgas, welche in dem Einlaßdurchtritt zugelassen wird, wobei dies aufgrund einer großen Druckdifferenz zwischen der Einlaßluft und dem Abgas während eines Betriebs des Dieselmotors 1 in einem Bereich von hohen Mo tordrehzahlen bewirkt wird, und andererseits besteht eine Besorgnis eines Fehlens an Einlaßluft in bezug auf Kraftstoff bei einer erhöhten Menge an Kraftstoff während eines Betriebs des Dieselmotors 1 in einem Bereich von hohen Motorlasten. Gemäß dem Steuersystem der Erfindung wird jedoch ein Anstieg in der Rauchmenge aufgrund eines Mangels an Einlaßluft verhindert, indem das Einlaßdrosselventil 14 vollständig offen gehalten bleibt, um eine ausreichende Menge an Einlaßluft einzubringen. In einem Bereich von relativ niedrigen Motorlasten wird die Drosselmenge des Einlaßdrosselventils TH größer mit einer Abnahme einer Menge einer Kraftstoffeinspritzung F oder in der Motordrehzahl Ne gemacht. D. h., obwohl die Motordrehzahl niedriger ist, um so geringer ist die Druckdifferenz zwischen der Einlaßluft und Abgas, wird eine ausreichende Menge an Abgas, welches in den Einlaßdurchtritt zugelassen wird, durch ein Absenken der Drosselmenge des Einlaßdrosselventils TH sichergestellt, um die Druckdifferenz selbst während eines Betriebs des Dieselmotors in einem Bereich von niedrigeren Motorlasten anzuheben.
Danach wird bei Schritt S215 eine Entscheidung durchgeführt, ob die Einlaßluft gedrosselt werden muß. Diese Entscheidung wird auf der Basis des Zustands des Beschleunigungsflags Flag und der Drosselmenge des Einlaßdrosselventils TH durchgeführt. Wenn die Antwort bejahend bzw, zustimmend ist, zeigt dies an, daß das Beschleunigungsflag Flag auf hoch ist und der Motor außerhalb des Bereichs von hohen Motordrehzahlen oder hohen Motorlasten arbeitet, wobei eine Drosselmenge des Einlaßdrosselventils TH unter Bezugnahme auf die Drosselkarte bei Schritt S216 bestimmt wird. Nach der Bestimmung einer Drosselmenge des Einlaßdrosselventils TH bei Schritt S216 oder S317 wird ein Steuersignal, welches für die Drosselmenge des Einlaßdrosselventils TH repräsentativ ist, an das elektromagnetische Vakuumsteuerventil 16 gesandt, um das Einlaßdrosselventil 14 zu steuern, um die Drosselmenge des Einlaßdrosselventils TH bei Schritt S218 zu erreichen. Nach einem Antreiben des Einlaßdrosselventils 14 bei Schritt S218, oder wenn die Antwort auf die bei Schritt S215 durchgeführte Entscheidung negativ ist, zeigt dies an, daß das Beschleunigungsflag Flag auf niedrig ist oder der Motor in dem Bereich von hohen Motordrehzahlen oder hohen Motorlasten arbeitet, selbst während das Beschleunigungsflag Flag auf hoch ist, wird ein Verstärkungskoeffizient K, auf welchem basierend eine Abgasrezirkulationsventilsteuerverstärkung bestimmt wird und welcher durch die folgende Gleichung gegeben ist, bei Schritt S219 berechnet.
K = K × (1 + γ)
Wenn der Verstärkungskorrekturkoeffizient γ1 für das Gaspedal, welches vollkommen freigegeben ist, gelesen wurde, wird der Verstärkungskoeffizient K um eine Differenz zwischen dem Verstärkungskorrekturkoeffizienten γ1 und dem Verstärkungskorrekturkoeffizienten γ2 für die Abgasrezirkulationssteuerungsverstärkung erhöht. Der Verstärkungskoeffizient K ist größer im Vergleich zu demjenigen für gewöhnliche Fahrbedingungen. Daraus resultierend wird eine Steuerungsverstärkung für die proportionale Steuerung für die Abgasrezirkulationssteuerung erhöht, so daß das Ansprechen auf eine Betätigung des Abgasrezirkulationsventils 24 verstärkt bzw. erhöht wird. D. h., in einer vorgeschriebenen Zeitperiode von einer Detektion eines Freigebens des Gaspedals, in welcher sich der Gaspedalweg abrupt ändert, wird das Abgasrezirkulationsventil 24 beaufschlagt, um sicher nachfolgend auf die abrupte Änderung in dem Gaspedalweg ohne eine Verzögerung zu arbeiten. Die vorgeschriebene Zeit kann relativ kurz sein, beispielsweise eine oder zwei Sekunden, welche verbraucht wird, um ein Handgetriebe für ein Gangschalten zu betätigen. In der kurzen Zeit ist ein Auftreten einer Verschlechterung der Konvergenz der Steuerung nicht von Bedeutung.
Mit der Einlaßdrosselventilsteuerung wird beispielsweise, wenn vorhergesehen bzw. vorhergesagt wird, daß das Gaspedal niedergetreten oder niedergedrückt wird, um das Fahrzeug zu starten, während sich der Motor 1 im Leerlauf befindet, das Abgasrezirkulationsventil 24 bei einem relativ geringen Ventilhub (beispielsweise eine Hälfte des vollständigen Ventilhubs) durch ein vollständiges Schließen des Einlaßdrosselventils 14 mit einem Effekt eines Erhöhens einer Druckdifferenz zwischen Einlaßluft und Abgas reguliert. Wenn das Fahrzeug startet und der Dieselmotor 1 seinen Fahrzustand von einem gewöhnlichen Zustand zu dem beschleunigenden Fahrzustand ändert, während das Einlaßdrosselventil 14 rasch geöffnet wird, wird das Abgasrezirkulationsventil 24 beaufschlagt zu schließen, wenn bzw. da die Menge einer Kraftstoffeinspritzung ansteigt. Zu diesem Zeitpunkt wird jedoch, da das Abgasrezirkulationsventil 24 vorher bei einem kleinen Ventilhub reguliert wurde, eine Betätigungsverzögerung des Abgasrezirkulationsventils 24 herabgesetzt, so daß Kraftstoff daran gehindert wird, momentan mit einem Effekt einer Steuerung einer Raucherzeugung angereichert zu werden.
Zusätzlich zu der indirekten Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses durch ein Regeln bzw. Steuern der Menge einer Abgasrezirkulation führt das Steuersystem für den Diesel motor 1 eine mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzsteuerung durch, welche sich auf eine Lieferung einer Gesamtmenge an Kraftstoff durch eine frühe, unterteilte Kraftstoffeinspritzung und eine spätere, unterteilte Kraftstoffeinspritzung in einem Kompressionshub von jedem Verbrennungszyklus für jeden Zylinder bezieht, welche eine quantitative Reduktion sowohl von NOx-Emissionen als auch von Rauch auf einem höheren Niveau im Vergleich zu den Steuersystemen gemäß dem Stand der Technik realisiert. Um die Steuerung einer mehrfach unterteilten Kraftstoffeinspritzung durchzuführen, werden Motorfahrbedingungen, d. h. Motordrehzahl Ne und Menge einer Kraftstoffeinspritzung F, in drei Bereiche unterteilt, nämlich einen Motorbetriebsbereich (I) für eine mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung, einen Motorbetriebsbereich (II) für eine Überlagerungs-Kraftstoffeinspritzung, wo eine vollständige Menge an Kraftstoff auf einmal in jedem Verbrennungszyklus für jeden Zylinder eingesprüht wird, und einen Motorbetriebsbereich (III) für eine Pilot-Kraftstoffeinspritzung, wo eine vorgeschriebene, geringe Menge an Kraftstoff geliefert wird, bevor eine vollständige Menge einer Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird. Diese Kraftstoffeinspritzsteuerbereiche werden in der Form einer Kraftstoffeinspritzungs-Steuerkarte 53 vorgeschrieben, wie sie beispielsweise in 15 gezeigt ist. Spezifischer wird, wie dies in 16 gezeigt ist, in dem Motorbetriebsbereich (I) einer mehrfach unterteilten Kraftstoffeinspritzung, welche selektiv für niedrigere Motordrehzahlen und moderate bzw. mittlere Motorlasten verwendet wird, Kraftstoff durch die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 5 durch die frühe, unterteilte Kraftstoffeinspritzung, welche ungefähr bei der Mitte eines, d. h. bei einem Kurbelwellenwinkel von 90° vor dem oberen Totpunkt (BTDC90°CA), eines Kompressionshubs von jedem Verbrennungs zyklus durchgeführt wird, und die spätere, unterteilte Kraftstoffeinspritzung geliefert, welche bei einem Punkt nahe dem oberen Totpunkt, beispielsweise bei einem Kurbelwellenwinkel von 2° nach dem oberen Totpunkt, des Kompressionshubs von jedem Verbrennungszyklus durchgeführt wird, und in dem Motorbetriebsbereich (II) einer Überlagerungs-Kraftstoffeinspritzung und dem Motorbetriebsbereich (III) einer Pilot-Kraftstoffeinspritzung wird Kraftstoff auf einmal durch die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 5 durch eine primäre Kraftstoffeinspritzung, welche an einem Punkt nahe dem oberen Totpunkt, beispielsweise bei einem Kurbelwellenwinkel von 4° nach dem oberen Totpunkt, eines Kompressionshubs von jedem Verbrennungszyklus durchgeführt wird. In dem Motorbetriebsbereich (III) der Pilot-Kraftstoffeinspritzung, welche selektiv beispielsweise während eines Leerlaufs des Motors verwendet wird, wird eine vorgeschriebene, geringe Menge durch die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 5 durch eine Pilot-Kraftstoffeinspritzung unmittelbar vor der primären Kraftstoffeinspritzung vorher geliefert.
17A–17C sind ein Flußdiagramm, welches eine Sequenzroutine einer Kraftstoffeinspritz-Zeitgebersteuerung illustriert, welche synchron mit einer Rotation der Kurbelwelle bei jedem vorgeschriebenen Rotationswinkel der Kurbelwelle gemäß einem Steuerprogramm läuft, welches in dem Speicher gespeichert ist. In diesem Fall soll sich der Ausdruck "späterer, unterteilter Einspritzzeitpunkt TW2", welcher hier verwendet wird, auf einen Zeitpunkt einer Beendigung einer späteren Kraftstoffeinspritzung beziehen und diesen bedeuten, und der Ausdruck "primärer Einspritzzeitpunkt TWm", welcher hier verwendet wird, soll einen Zeitpunkt einer Beendigung einer primären Kraftstoffeinspritzung bedeuten und sich auf diesen beziehen.
Wenn die Sequenzlogik beginnt, wird nach einem Detektieren eines Gaspedalwegs Acc, einer Motordrehzahl Ne und einer Temperatur eines Motorkühlmittels Te bei Schritt S301, S302 bzw. S303 eine Menge einer Kraftstoffeinspritzung F bei Schritt S304 eingelesen. Nachfolgend wird nach einem Detektieren eines Common-Rail-Drucks CRP bei Schritt S305 einer der Motorbetriebsbereiche (I)–(III), in welchen die Menge einer Kraftstoffeinspritzung F und die Motordrehzahl Ne fallen, bei Schritt S306 ausgewählt. Die Motorbetriebsbereiche bzw. -regionen (I), (II) und (III). Bei Schritt S307 wird eine Beurteilung durchgeführt, ob der ausgewählte Bereich der Motorbetriebsbereich (I) einer mehrfach unterteilten Kraftstoffeinspritzung ist.
Wenn der Dieselmotor 1 in dem Motorbetriebszustand (I) einer mehrfach unterteilten Kraftstoffeinspritzung arbeitet, wird eine Gesamtpulsbreite Wall auf der Basis des Common-Rail-Drucks CRP und der Menge einer Kraftstoffeinspritzung F von einer Kraftstoffeinspritzpulsbreiten-Steuerkarte (nicht gezeigt) bei Schritt S308 bestimmt. In diesem Fall besteht die gesamte Pulsbreite Wall aus einer Pulsbreite W1 einer frühen Einspritzung für die frühe, unterteilte Kraftstoffeinspritzung und eine Pulsbreite W2 einer späteren Einspritzung für die spätere, unterteilte Kraftstoffeinspritzung. In der Kraftstoffeinspritzpulsbreiten-Steuerkarte wurde eine optimale, gesamte Pulsbreite Wall experimentell in bezug auf den Common-Rail-Druck CRP und die Menge einer Kraftstoffeinspritzung F derart vorgeschrieben, daß, je größer die Menge einer Kraftstoffeinspritzung F ist, die Pulsbreite umso größer ist, und je höher der Common-Rail-Druck CRP ist, umso geringer die Pulsbreite ist, und ist elektrisch in dem Speicher gespei chert. Danach wird eine Pulsbreite W2 einer späteren Einspritzung für die spätere, unterteilte Kraftstoffeinspritzung gemäß der gesamten Pulsbreite Wall bei Schritt S309 bestimmt. Diese Pulsbreite W2 einer späteren Einspritzung wurde experimentell unter Bezugnahme auf die gesamte Pulsbreite Wall vorgeschrieben und elektrisch in der Form einer Pulsbreitensteuerkarte einer späteren Kraftstoffeinspritzung in dem Speicher gespeichert. In diesem Fall wird die Pulsbreite W2 einer späteren Einspritzung gleich der gesamten Pulsbreite Wall innerhalb eines Bereichs von relativ geringen, gesamten Pulsbreiten Wall gemacht und jedoch mit einer zunehmenden Rate erhöht, wenn die gesamte Pulsbreite größer in einem Bereich von relativ großen, gesamten Pulsbreiten Wall wird. Die zunehmende Rate wird zunehmend abgesenkt bzw. herabgesetzt, um eine abschließende Pulsbreite W2 einer späteren Einspritzung ungefähr die Hälfte der gesamten Einspritzpulsbreite Wall zu machen. Nachfolgend auf die Bestimmung der Pulsbreite W2 der späteren Einspritzung wird ein späterer Unterteilungseinspritzzeitpunkt TW2 auf der Basis der Motorkühlflüssigkeitstemperatur Te und des Common-Rail-Drucks CRP bei Schritt S310 bestimmt. Dieser spätere Unterteilungseinspritzzeitpunkt TW2 wurde experimentell unter Bezugnahme auf die Motordrehzahl Ne, die Motorkühlmitteltemperatur Te und den Common-Rail-Druck CRP vorgeschrieben und elektrisch in der Form einer Zeitgebersteuerkarte einer späteren, unterteilten Einspritzung in dem Speicher gespeichert. In diesem Fall wird einerseits der Zeitpunkt TW2 einer späteren, unterteilten Einspritzung vorverlegt, wenn die Motorkühlmitteltemperatur Te ansteigt oder wenn die Motordrehzahl Ne absinkt, und andererseits verzögert, wenn der Common-Rail-Druck CRP sinkt bzw. fällt. Dies deshalb, da eine Zündverzögerungszeit entsprechend einer Änderung in der Motorkühlmitteltemperatur Te variiert und die Nebeldurchdringung sich entsprechend einer Änderung im Common-Rail-Druck CRP unterscheidet. Bei Schritt S311 werden die Pulsbreite W2 der späteren Einspritzung und der Zeitpunkt TW2 der späteren, unterteilten Einspritzung festgelegt. Ein Zeitpunkt eines Beginns der Kraftstoffeinspritzung wird weiter in bezug auf den Zeitpunkt TW2 einer späteren, unterteilten Einspritzung als ein Bezugspunkt vorverlegt, wenn die Pulsbreite W2 der späteren Einspritzung größer wird, oder weiter als ein Bezugspunkt verzögert bzw. rückverlegt, wenn die Pulsbreite W2 einer späteren Einspritzung geringer wird. Bei Schritt S312 wird eine Pulsbreite W1 für eine frühe Einspritzung für die frühe, unterteilte Kraftstoffeinspritzung durch ein Subtrahieren der Pulsbreite W2 der späteren Einspritzung von der gesamten Pulsbreite Wall bestimmt. Nachfolgend auf die Bestimmung der Pulsbreite W1 der frühen Einspritzung wird ein Zeitpunkt TW1 einer frühen, unterteilten Einspritzung auf der Basis der Motorkühlmitteltemperatur Te und des Common-Rail-Drucks CRP aus einer Zeitgebersteuerkarte einer frühen, unterteilten Einspritzung (nicht gezeigt) ähnlich zu der Steuerkarte einer späteren, unterteilten Einspritzung bei Schritt S313 bestimmt und dann werden die Pulsbreite W1 der frühen Einspritzung und der Zeitpunkt TW1 einer frühen, unterteilten Einspritzung bei Schritt S314 festgelegt. Der abschließende Schritt ordnet eine Rückkehr an, um eine andere bzw. weitere Sequenzroutine zu wiederholen.
Andererseits wird, wenn der Dieselmotor 1 außerhalb des Motorbetriebsbereichs (I) einer mehrfach unterteilten Kraftstoffeinspritzung arbeitet, mit anderen Worten in dem Motorbetriebsbereich (II) einer Überlagerungs-Kraftstoffeinspritzung oder in dem Motorfahrbereich (III) einer Pilot-Kraftstoffeinspritzung arbeitet, eine Pulsbreite Wm einer primären Einspritzung auf der Basis des Common-Rail-Drucks CRP und der Menge einer Kraftstoffeinspritzung F aus der Kraftstoffeinspritzungspulsbreiten-Steuerkarte bei Schritt S315 bestimmt und ein primärer Einspritzzeitpunkt TWm wird auf der Basis der Motorkühlmitteltemperatur Te und des Common-Rail-Drucks CRP bei Schritt S316 bestimmt. Diese Pulsbreite Wm einer primären Einspritzung zum Erregen der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 5, um eine vollständige Menge an Kraftstoff auf einmal durch die primäre Kraftstoffeinspritzung an einem Punkt nahe dem oberen Totpunkt eines Kompressionshubs zu liefern, ist äquivalent zu der gesamten Pulsbreite Wall und wird aus einer Kraftstoffeinspritzungs-Pulsbreiten-Steuerkarte ähnlich zu derjenigen bestimmt, welche verwendet wird, um die gesamte Pulsbreite bei Schritt S308 zu bestimmen. Nach einem Festlegen der Pulsbreite Wm der primären Einspritzung und des Zeitpunkts TWm der primären Einspritzung bei Schritt S317 und einem Auswählen von einem der Motorbetriebsbereiche (I)–(III), in welchem die Menge einer Kraftstoffeinspritzung F und die Motordrehzahl Ne fallen, bei Schritt S318, wird bei Schritt S319 eine Beurteilung durchgeführt, ob der ausgewählte Motorbetriebsbereich der Motorbetriebsbereich (III) der Pilot-Kraftstoffeinspritzung ist. Wenn sich die Motorfahrbedingung in dem Motorbetriebsbereich (III) der Pilot-Kraftstoffeinspritzung befindet, wird eine Pulsbreite Wp einer Piloteinspritzung aus einer Piloteinspritzungs-Pulsbreiten-Steuerkarte (nicht gezeigt) bei Schritt S320 bestimmt. Diese Pulsbreite Wp einer Piloteinspritzung ist so gering wie etwa 10% der Pulsbreite Wm der primären Einspritzung und wird verkürzt, wenn der Common-Rail-Druck CRP fällt. Nachfolgend wird ein Zeitpunkt TWp einer Piloteinspritzung auf der Basis der Pulsbreite Wp der Piloteinspritzung und des Zeitpunkts TWm der primären Einspritzung bei Schritt S321 bestimmt. Dieser Zeitpunkt TWp einer Piloteinspritzung wird derart bestimmt, daß ein vorgeschriebenes Zeitintervall zwischen der Pilot-Kraftstoffeinspritzung und der primären Kraftstoffeinspritzung vorliegt. Nach einem Festlegen der Pulsbreite Wp der Piloteinspritzung und des Zeitpunkts TWp der Piloteinspritzung bei Schritt S322 ordnet der abschließende Schritt eine Rückkehr an, um eine andere Sequenzroutine zu wiederholen.
Wie dies aus dem Obigen ersichtlich ist, wird, während der Dieselmotor 1 in dem Motorbetriebsbereich (II) der Überlagerungs-Kraftstoffeinspritzung und in dem Motorbetriebsbereich (III) der Pilot-Kraftstoffeinspritzung arbeitet, eine vollständige Menge an Kraftstoff auf einmal an einem Punkt nahe dem oberen Totpunkt eines Kompressionshubs von jedem Verbrennungszyklus geliefert, und insbesondere während der Motor in dem Motorbetriebsbereich (III) einer Pilot-Kraftstoffeinspritzung, wie während eines Leerlaufs, arbeitet, wird die Pilot-Kraftstoffeinspritzung durchgeführt, um einen scharfen Anstieg im Kraftstoffdruck und der Verbrennungstemperatur während einer vorgemischten Verbrennung von Kraftstoff, welcher durch die primäre Kraftstoffeinspritzung geliefert wird, zu mildern, wobei dies zu einem Absenken von Motorgeräuschen führt.
Es wird nun auf 18 und 19 für den Zweck eines Bereitstellens der Effekte einer Kraftstoffeinspritzsteuerung Bezug genommen, welche ein Verständnis des Merkmals des Steuersystems der Erfindung unterstützen wird.
Während der Dieselmotor 1 mit einer Motordrehzahl und Last arbeitet, welche in den Motorbetriebsbereich (I) einer mehrfach unterteilten Kraftstoffeinspritzung fallen, wird mehr als ein Drittel einer gesamten Menge an Kraftstoff durch eine frühe Kraftstoffeinspritzung bei der Mitte eines Kompressionshubs in einem Verbrennungszyklus für jeden Zylinder 2 geliefert. Dieser Kraftstoff, welcher durch die frühe, unterteilte Kraftstoffeinspritzung geliefert wird, wird mit Luft gemischt, welche in den Zylinder 2 fließt bzw. strömt, und dann ausreichend verdampft und zerstäubt, um zunehmend mit Sauerstoff mit einem Anstieg im Zylinderdruck zu reagieren, welcher durch eine Aufwärtsbewegung des Kolbens 3 bewirkt wird. Sobald die Temperatur der gesamten Fläche bzw. des gesamten Bereichs der Verbrennungskammer 4 eine Selbstentzündungstemperatur an einem nahen Ende des Verbrennungshubs erreicht, tritt eine explosive Verbrennung auf. Andererseits wird ein Nebel bzw. Sprühnebel des verbleibenden Teils an Kraftstoff, welcher durch die spätere Kraftstoffeinspritzung an einem Punkt nahe dem oberen Totpunkt des Verbrennungshubs durchgeführt wird, rasch nach einem Verstreichen einer kurzen Zündungsverzögerungszeit verbrannt. Gemäß der Verbrennung von Kraftstoff, welcher durch die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung geliefert wird, wird der Kraftstoffnebel, welcher durch die frühe, unterteilte Kraftstoffeinspritzung gemacht wird, relativ weit mit einem Effekt eines Mischens mit Luft verteilt und ausreichend verdampft und zerstäubt, um die Verwendungseffizienz von Luft in der Verbrennungskammer 4 zu erhöhen. Darüber hinaus wächst die Kraftstoffverbrennung explosionsartig nachfolgend auf die zunehmende Reaktion mit Sauerstoff, so daß die vorgemischte Verbrennung nach einer Selbstentzündung daran gehindert wird, sich übermäßig stark zu entwickeln. Mit anderen Worten entwickelt sich, wie in 18 gezeigt, der Zylinderdruck P1, wie durch eine durchgezogene Linie gezeigt, wenn die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird, und wird an einem Punkt nahe dem oberen Totpunkt des Kompressionshubs höher als der Zylinderdruck P2, welcher sich entwickelt, wie dies durch eine durchbrochene Linie gezeigt ist, wenn die Überlagerungs-Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird, und erreicht danach einen Peak- bzw. Spitzendruck aufgrund der explosiven bzw. explosionsartigen Verbrennung. Nach der explosiven Verbrennung wird der Zylinderdruck P1 niedriger als der Zylinderdruck P2. Der Anstieg des Verbrennungsdrucks ist leichter bzw. sanfter, wenn die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird, als wenn die Überlagerungs-Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird. Dementsprechend ist eine quantitative Reduktion von NOx-Emissionen beträchtlich. Andererseits wird als ein Resultat eines Zuführens eines großen Anteils an Kraftstoff durch die frühe, unterteilte Kraftstoffeinspritzung, da die Menge an Kraftstoff, welche durch die spätere, unterteilte Kraftstoffeinspritzung geliefert wird, nicht so hoch bzw. viel ist, selbst wenn die Menge an Kraftstoff F, welche in einem Verbrennungszyklus geliefert bzw. zugeführt wird, beträchtlich groß ist und der Kraftstoff durch die spätere, unterteilte Kraftstoffeinspritzung in die Verbrennungskammer 4 geliefert wird, in welcher eine Verbrennung begonnen hat und welche sich unter hoher Temperatur und hohem Druck befindet, der Kraftstoff rasch verdampft und zerstäubt und rasch und zufriedenstellend verbrannt, woraus resultierend ein Anstieg an Rauch verhindert wird, selbst wenn eine Menge an Kraftstoff geliefert wird.
19 und 20 zeigen jeweils beispielhafte Resultate von Experimenten, welche durch die Erfinder durchgeführt wurden, betreffend den Zusammenhang zwischen Mengen an NOx-Emissionen und Rauch und den Zusammenhang zwischen einer Kraftstoffverbrauchsrate und einem Abgasrezirkulationsver hältnis in dem Fall, wo Kraftstoff durch die Überlagerungs-Kraftstoffeinspritzung geliefert wurde, und dem Fall, wo Kraftstoff durch die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung geliefert wurde. Messungen wurden an der NOx-Dichte und Rauchdichte in dem Abgas von einem Vierzylinder-Reihen-Dieselmotor gemacht, welcher mit konstanter, niedriger Motordrehzahl und konstanter, moderater Motorlast betrieben wurde, während das Abgasrezirkulationsverhältnis innerhalb eines gewissen Ausmaßes gemeinsam mit einer Änderung in der Kraftstoffverbrauchsrate relativ zu einer Änderung im Abgasrezirkulationsverhältnis geändert wurde. Es zeigt sich aus 19, daß ein Liefern von Kraftstoff durch die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung die Dichte an NOx in dem Abgas mehr als ein Vernebeln von Kraftstoff durch die Überlagerungs-Kraftstoffeinspritzung absenkt. Darüber hinaus zeigt bzw. erweist sich, daß ein Liefern von Kraftstoff durch die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung, wobei ein Abgasrezirkulationsverhältnis geringer als ein Wert an einem Punkt X gehalten wird, die Menge an Rauch verringert. Mit anderen Worten ermöglicht in dem Fall, wo die Menge an Abgas, welche in die Verbrennungskammer 4 rezirkuliert wird, nicht notwendigerweise so groß ist, ein Liefern von Kraftstoff durch eine mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung, während ein Steuern bzw. Regeln des Abgasrezirkulationsverhältnisses, daß eine signifikante, quantitative Reduktion von NOx-Emissionen bewirkt wird, ohne einen quantitativen Anstieg an Rauch zu bewirken oder eine quantitative Reduktion sowohl von NOx-Emissionen als auch von Rauch zu bewirken. Daher ist die Menge an NOx-Emissionen, welche in die Atmosphäre ausgebracht bzw. ausgestoßen werden, während der Dieselmotor 1 mit niedrigeren Motordrehzahlen und höher als mittleren Motorlasten arbeitet, stark durch ein Liefern von Kraftstoff durch die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung abgesenkt. Die Menge an Rauch in dem Abgas wird verringert, indem ein Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis größer (eine Änderung zu einer mageren Seite) in der Abgasrezirkulationssteuerung während eines Durchführens der mehrfach unterteilten Kraftstoffeinspritzung gemacht wird, um die Menge an Abgas, welche rezirkuliert wird, im Vergleich zu einer Steuerung gemäß dem Stand der Technik für dieselbe Motorbetriebsbedingung abzusenken. Dementsprechend wird eine quantitative Reduktion sowohl von NOx-Emissionen als auch von Rauch in dem Abgas bei einem höheren Niveau im Vergleich zu der Steuerung gemäß dem Stand der Technik realisiert.
In dieser Ausführungsform tritt insbesondere, da das Einlaßdrosselventil 14, welches in dem Einlaßdurchtritt 10 stromaufwärts von der Verbindung bzw. dem Anschluß an den Abgasrezirkulationsdurchtritt 23 angeordnet ist, um eine vorgeschriebene Menge geschlossen wird, während der Dieselmotor 1 bei niedrigeren Motordrehzahlen und niedrigeren Motorlasten arbeitet, um einen Anstieg im Unterdruck in dem Einlaßdurchtritt 10 zu bewirken, ein Fehlen an Einlaßluft auf, welche in die Verbrennungskammer 4 zugelassen wird, aufgrund eines Anstiegs im Fluidwiderstand der Einlaßluft, welcher durch das Einlaßdrosselventil 14 in einem Fall bewirkt wird, wo der Dieselmotor 1 seinen Fahrzustand zu dem beschleunigenden Fahrzustand von dem Fahrzustand mit niedrigeren Motordrehzahlen und derart ändert, als ob das Fahrzeug startet, so daß eine große bzw. starke Möglichkeit besteht, einen Anstieg in der Menge von Rauch zu bewirken. Selbst in einem derartigen Fall stellt das Kraftstoffeinspritzsteuersystem der Erfindung effektiv bzw. wirksam eine extreme, quantitative Reduktion an NOx-Emissionen zur Ver fügung, während eine Raucherzeugung unter Kontrolle gehalten wird, indem die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird, während die Menge an Abgas reduziert wird, welches rezirkuliert wird. Darüber hinaus bewirkt in dieser Ausführungsform, da der Dieselmotor 1 mit dem Turbolader 25 mit variabler Geometrie ausgerüstet bzw. ausgestattet ist, welcher durch einen Abgasstrom angetrieben wird, um Einlaßluft zu komprimieren, und stellt ein Kompressionsverhältnis des Zylinders 2 geringer als ein Motor zur Verfügung, welcher nicht mit einem Turbolader ausgerüstet ist, dies eine signifikante Abnahme an einer Einlaßluftbeladeeffizienz in einem Bereich von niedrigeren Motordrehzahlen, wo der Aufladedruck gering ist. Aus diesem Grund tritt in einem Fall, wo sich der Dieselmotor 1 in seinem Fahrzustand zu dem beschleunigenden Zustand derart ändert, beispielsweise wenn das Fahrzeug startet, ein starker Mangel an Einlaßluft in der Verbrennungskammer 4 auf, wobei dies einen Anstieg in der Menge an Rauch bewirkt. Selbst in einem derartigen Fall stellt das Kraftstoffeinspritzsteuersystem der Erfindung effektiv eine extreme, quantitative Reduktion an NOx-Emission zur Verfügung, während die Raucherzeugung unter Kontrolle gehalten wird, indem die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird, während die Menge an Abgas reduziert wird, welche rezirkuliert wird.
Zusätzlich führt in dieser Ausführungsform das Kraftstoffeinspritzsteuersystem der Erfindung die Überlagerungs-Kraftstoffeinspritzung an einem Punkt nahe dem oberen Totpunkt eines Kompressionshubs wie üblich in dem Motorbetriebsbereich (II) für die Überlagerungs-Kraftstoffeinspritzung mit Ausnahme von niedrigeren Motordrehzahlen und höher als moderaten Motorlasten durch. D. h., wenn die mehr fach unterteilte Kraftstoffeinspritzung in diesem Motorbetriebsbereich durchgeführt wird, wird Verbrennungsenergie von Kraftstoff, welcher durch die frühe, unterteilte Kraftstoffeinspritzung geliefert wird, teilweise als eine Gegenantriebskraft verloren, wobei dies eine Verschlechterung der Kraftstoffverbrauchsrate unabhängig von einem Abgasrezirkulationsverhältnis im Vergleich zum Durchführen der Überlagerungs-Kraftstoffeinspritzung bewirkt, wie dies in 20 gezeigt ist. Daher führt das Kraftstoffeinspritzsteuersystem der Erfindung einerseits die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung in dem Motorbetriebsbereich (I) mit dem Zweck eines Ergebens einer Reinigung des Abgases und andererseits die Überlagerungs-Kraftstoffeinspritzung in dem Motorbetriebsbereich (II) durch. Dementsprechend wird die Verschlechterung einer Kraftstoffvers brauchsrate, wie sie aufgrund der mehrfach unterteilten Kraftstoffeinspritzung bewirkt wird, geregelt bzw. gesteuert.
Anstelle eines Durchführens der mehrfach unterteilten Kraftstoffeinspritzung in dem Motorbetriebsbereich von niedrigeren Motordrehzahl und höheren als moderaten Motorlasten (I) kann auf der Basis eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in der Verbrennungskammer 4 bestimmt werden, ob die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung durchgeführt werden muß, wie dies in 21 gezeigt ist.
Unter Bezugnahme auf 21, welche ein Flußdiagramm ist, welches teilweise die Sequenzroutine einer Kraftstoffeinspritzsteuerung zeigt, welche in 17A–17C illustriert ist, werden, wenn die Sequenzlogik beginnt, nach einem Detektieren eines Gaspedalwegs Acc, einer Motordrehzahl Ne und einer Temperatur eines Motorkühlmittels Te jeweils bei Schritt S301, S302 bzw. S303 eine Menge einer Kraftstoffeinspritzung F bei Schritt S304 eingelesen. Nachfolgend wird nach einem Detektieren eines Common-Rail-Drucks CRP bei Schritt S305 und einer Menge an Einlaßluft Qi bei Schritt S306(1) ein tatsächliches Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F in der Verbrennungskammer 4 durch ein Dividieren der Menge an Einlaßluft Qi durch die Menge einer Kraftstoffeinspritzung F bei Schritt S306(2) bestimmt. Nachfolgend wird einer von Motorbetriebsbereichen (A) und (B), in welchen die Motordrehzahl Ne und das tatsächliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F fallen, bei Schritt S306(3) ausgewählt. Die Motorbetriebsregionen (A) und (B) werden für die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung bzw. die Überlagerungs-Kraftstoffeinspritzung jeweils vorgeschrieben und in der Form einer Kraftstoffeinspritzungs-Steuerkarte 54, wie sie beispielsweise in 22 gezeigt ist, in dem Speicher gespeichert. Bei Schritt S307 wird eine Beurteilung durchgeführt, ob die ausgewählte Region bzw. der ausgewählte Bereich der Motorbetriebsbereich (A) einer mehrfach unterteilten Kraftstoffeinspritzung für die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung ist.
Die Kraftstoffeinspritzungs-Steuerkarte 54 unterteilt tatsächliche bzw. aktuelle Luft-Kraftstoff-Verhältnisse A/F in Verhältnisse auf einer mageren Seite höher als ein Grenz-Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F*, welche in die Motorbetriebsregion (A) fallen, und Verhältnisse auf einer reichen bzw. angereicherten Seite niedriger als das Grenz-Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F*, welche in die Motorbetriebsregion (B) fallen. In diesem Fall zeigt, da das tatsächliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F indirekt durch ein Regulieren der Menge an Abgas gesteuert wird, welche in einen Einlaßluftstrom eingelassen wird, der Zustand eines Motorbe triebs, welcher zur Verfügung stellt, daß ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F in den Motorbetriebsbereich (A) oberhalb des Grenz-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses A/F* fällt, an, daß das Abgasrezirkulationsverhältnis geringer ist als das Referenzverhältnis. Gemäß der Kraftstoffeinspritzsteuerung, welche modifiziert wird, wie dies in 21 gezeigt ist, wird die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung durchgeführt, wenn der Dieselmotor 1 mit einem Abgasrezirkulationsverhältnis von weniger als ein Standard-Abgasrezirkulationsverhältnis arbeitet, welches durch den Punkt X angezeigt bzw. angedeutet ist, welcher in 19 gezeigt ist, wenn das Grenz-Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F* vorgeschrieben wird, so daß es einen Wert entsprechend dem Standard-Abgasrezirkulationsverhältnis annimmt. Auf diese Weise realisiert, wie in 19 ersichtlich, das Kraftstoffeinspritzsteuersystem eine quantitative Reduktion sowohl von NOx-Emissionen als auch von Rauch in dem Abgas auf einem höheren Niveau als auch in der vorangehenden Ausführungsform. Darüber hinaus wird in dem Motorbetriebsbereich (B), wo ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F einen höheren Wert als das Grenz-Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F* einnimmt, die Überlagerungs-Kraftstoffeinspritzung durchgeführt, um die Verschlechterung einer Kraftstoffverbrauchsrate zu regeln bzw. zu steuern, wie sie aufgrund der mehrfach unterteilten Kraftstoffeinspritzung bewirkt wird. Der Grund dafür, daß das Grenz-Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F* abnimmt, wenn die Motordrehzahl Ne zunimmt, ist, daß die Einlaßluftbeladeeffizienz in einem Bereich von niedrigeren Motordrehzahlen abnimmt und die Stabilität einer Verbrennung nicht verschlechtert wird, selbst obwohl das Abgasrezirkulationsverhältnis auf höher in dem Bereich von höheren Motordrehzahlen im Vergleich zu denjenigen in dem Bereich von niedrigeren Motordrehzahlen geändert wird.
23 ist ein Flußdiagramm, welches teilweise eine Sequenzroutine einer Kraftstoffeinspritzsteuerung gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform illustriert, durch welche das Teil des Kraftstoffeinspritzsteuersystems ersetzt wird, welches vorher in 17A–17C illustriert wurde. Dieses Kraftstoffeinspritzsteuersystem ist darauf gerichtet, eine Erhöhung in der Menge an Rauch und an dem Beginn einer Beschleunigung zu beschränken bzw. zu begrenzen, während eine quantitative Reduktion von NOx-Emission größer im Vergleich zu Steuersystemen gemäß dem Stand der Technik durch ein Durchführen einer mehrfach unterteilten Kraftstoffeinspritzung zur Verfügung gestellt wird, während die Menge an Abgas reduziert wird, welche rezirkuliert wird.
Unter Bezugnahme auf 23 wird, wenn die Sequenzlogik beginnt, nach einem Detektieren eines Gaspedalwegs Acc, einer Motordrehzahl Ne und einer Temperatur eines Motorkühlmittels Te bei Schritt S401, S402 bzw. S403 eine Menge einer Kraftstoffeinspritzung F bei Schritt S404 eingelesen. Nachfolgend wird nach einem Detektieren eines Common-Rail-Drucks CRP bei Schritt S405 eine Beurteilung bei Schritt S406 durchgeführt, ob der Dieselmotor 1 eine Beschleunigung startet. Diese Beurteilung wird auf der Basis eines Beschleunigungskoeffizienten α und eines quantitativen Änderungskoeffizienten β einer Kraftstoffeinspritzung auf dieselbe Weise wie eine Bestimmung eines Übergangs einer Motorbetriebsbedingung zu dem beschleunigenden Zustand durchgeführt wird, wie es in der Abgasrezirkulationssteuerung gemacht wird, welche in 10A–10E gezeigt ist. D. h., wenn der Dieselmotor 1 seinen Fahrzustand von dem gewöhnlichen Fahrzustand, wo sowohl der Beschleunigungskoeffizient α als auch der quantitative Änderungskoeffizient β der Kraftstoffeinspritzung gleich oder geringer als eins (1) sind, zu dem beschleunigenden Fahrzustand geändert hat, wo wenigstens einer des Beschleunigungskoeffizienten α und des quantitativen Änderungskoeffizienten β der Kraftstoffeinspritzung größer als eins (1) ist, wird, nach einem Einstellen des Flags einer mehrfach unterteilten Kraftstoffeinspritzung Flagsp nach oben in einen Zustand von "1", welcher anzeigt, daß es sich in der Periode eines Durchführens der mehrfach unterteilten Kraftstoffeinspritzung bei Schritt S407 befindet, und nach einem Rücksetzen eines Zählwerts Tdown eines Zählers auf einen ursprünglichen bzw. Ausgangszählwert Tdown0 bei Schritt S408, eine Beurteilung auf der Basis eines Ventilhubs durchgeführt, welcher durch den Ventilhubsensor 26 bei Schritt S409 detektiert wird, ob das Abgasrezirkulationsventil 24 zu einer Ventilschließseite seit einem Zeitpunkt vor der Beurteilung betreffend einen Übergang einer Motorbetriebsbedingung zu dem beschleunigenden Fahrzustand betätigt wurde. D. h., wenn beispielsweise das Abgasrezirkulationsventil 24 seinen Ventilhub um eine Zunahme von mehr als einer vorgeschriebenen Menge seit dem Zeitpunkt geändert hat, bei welchem die Beurteilung einer Beschleunigung durchgeführt wurde, oder andernfalls wird ein Ventilhub geringer als ein vorgeschriebener Ventilhub bestimmt, daß sich das Abgasrezirkulationsventil zu der Ventilschließseite betätigt hat, und dann gelangt die Sequenzroutine zu den Schritten S308– S314, welche durch das Flußdiagramm in 17B illustriert sind, um die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung durchzuführen. Andererseits wird bei Schritt S409 bestimmt, daß das Abgasrezirkulationsventil noch nicht zu der Ventilschließseite betätigt wurde, und dann gelangt die Sequenzroutine zu den Schritten S315 bis S322, welche durch das Flußdiagramm in 17C gezeigt sind, um die Überlage rungs-Kraftstoffeinspritzung durchzuführen. Zusammenfassend wird, wenn der Dieselmotor 1 seinen Betriebszustand von dem gewöhnlichen Fahrzustand zu dem beschleunigenden Fahrzustand ändert, die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung nach einer Überprüfung bzw. Verifizierung der Tatsache durchgeführt, daß das Abgasrezirkulationsventil zu der Ventilschließseite betätigt wurde.
Andererseits wird, wenn der Dieselmotor 1 in dem gewöhnlichen Fahrzustand arbeitet oder kontinuierlich in dem beschleunigenden Fahrzustand verbleibt, bei Schritt S410 eine Beurteilung durchgeführt, ob das Flag einer mehrfach unterteilten Kraftstoffeinspritzung Flagsp auf hoch verbleibt. Wenn das Flag einer mehrfach unterteilten Kraftstoffeinspritzung Flagsp auf tief steht oder in einen Zustand von "0" rückgesetzt wurde, zeigt dies an, daß es sich außerhalb der Periode eines Durchführens der mehrfach unterteilten Kraftstoffeinspritzung befindet, worauf die Sequenzroutine zu den Schritten S315 bis S322 fortschreitet, welche durch das Flußdiagramm in 17C illustriert sind, um die Überlagerungs-Kraftstoffeinspritzung durchzuführen. Wenn das Flag einer mehrfach unterteilten Kraftstoffeinspritzung Flagsp auf hoch verbleibt, wird jedoch nach einem Ändern des Zählwerts Tdown um eine vorbestimmte Abnahme bei Schritt S411 eine andere Beurteilung bei Schritt S412 durchgeführt, ob der Zählwert Tdown null (0) erreicht hat. Wenn er sich vor null (0) befindet, dann gelangt die Sequenzroutine zu der Beurteilung betreffend den Schließvorgang des Abgasrezirkulationsventils 24 bei Schritt S409. Andererseits gelangt, wenn der Zählwert Tdown null (0) erreicht hat, dann nach einem Rücksetzen des Flags für eine mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung Flagsp auf niedrig bei Schritt S413 die Sequenzroutine zu den Schrit ten S315 bis S322, um die Überlagerungs-Kraftstoffeinspritzung durchzuführen. D. h., bis zu einem Verstreichen einer vorgeschriebenen Zeit, welche durch einen Zähler gezählt wird, seit einem Umschalten eines Kraftstoffeinspritzmodus von der Überlagerungs-Kraftstoffeinspritzung zu der mehrfach unterteilten Kraftstoffeinspritzung nachfolgend auf einen Übergang einer Motorbetriebsbedingung bzw. eines Motorbetriebszustands von dem gewöhnlichen Fahrzustand zu dem beschleunigenden Fahrzustand, wird die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung kontinuierlich durchgeführt. Andererseits wird nach einem Verstreichen der vorgeschriebenen Zeit die Überlagerungs-Kraftstoffeinspritzung zwingend durchgeführt, selbst während der Dieselmotor 1 in dem beschleunigenden Fahrzustand verbleibt. Dies ermöglicht nicht nur ein Regeln bzw. Steuern eines quantitativen Anstiegs von Rauch nachfolgend auf einen quantitativen Anstieg an Kraftstoff an dem Beginn einer Beschleunigung durch ein Durchführen der mehrfach unterteilten Kraftstoffeinspritzung, sondern auch ein Beschränken einer Verschlechterung einer Kraftstoffverbrauchsrate, wie sie beispielsweise aufgrund der mehrfach unterteilten Kraftstoffeinspritzung durch ein Umschalten des Kraftstoffeinspritzmodus zu der Überlagerungs-Kraftstoffeinspritzung nach einem Verstreichen einer vorbestimmten bzw. vorgeschriebenen Zeit bewirkt wird.
Wie oben beschrieben, ist gemäß der Kraftstoffeinspritzsteuerung dieser Ausführungsform die quantitative Reduktion an NOx-Emissionen sehr beträchtlich durch ein Durchführen der mehrfach unterteilten Kraftstoffeinspritzung bei einem Auftreten eines Übergangs einer Motorbetriebsbedingung von dem gewöhnlichen Fahrzustand zu dem beschleunigenden Fahrzustand. Darüber hinaus stellt, resultierend nicht nur aus einem Betätigen des Abgasrezirkulationsventils 24 zu einer Ventilschließseite nachfolgend auf einen quantitativen Anstieg an Kraftstoff aufgrund des Übergangs einer Motorbetriebsbedingung zu dem beschleunigenden Fahrzustand, sondern auch von einem quantitativen Anstieg an frischer Einlaßluft aufgrund eines Betätigens des Einlaßdrosselventils 14 in eine vollständig geschlossene Position der Dieselmotor 1 eine Leistung zur Verfügung, welche eine Anforderung für eine Beschleunigung erfüllt. Ein Durchführen der mehrfach unterteilten Kraftstoffeinspritzung gleichzeitig mit einem Absenken des Abgasrezirkulationsverhältnisses ermöglicht ein ausreichendes Beschränken eines quantitativen Anstiegs an Rauch während einer Beschleunigung. Darüber hinaus ermöglicht ein zwangsweises Durchführen der Überlagerungs-Kraftstoffeinspritzung nach einem Verstreichen einer vorgeschriebenen Zeit seit dem Übergang einer Motorbetriebsbedingung zu dem beschleunigenden Zustand selbst während einer Beschleunigung nicht nur eine Steuerung des quantitativen Anstiegs an Rauch nachfolgend auf einen quantitativen Anstieg an Kraftstoff am Beginn der Beschleunigung, sondern ermöglicht auch ein Beschränken einer Verschlechterung einer Kraftstoffverbrauchsrate, wie sie aufgrund der mehrfach unterteilten Kraftstoffeinspritzung nach der Mitte der Beschleunigung bewirkt wird. Zusätzlich besteht in dieser Ausführungsform, da die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung nach einer Verifizierung der Tatsache durchgeführt wird, daß das Abgasrezirkulationsventil zu der Ventilschließseite betätigt wurde, auf der Basis eines Signals des Hub- bzw. Anhebesensors 26, nachdem ein Auftreten eines Übergangs einer Motorbetriebsbedingung zu dem beschleunigenden Zustand detektiert wird, die starke Möglichkeit, einen quantitativen Anstieg an Rauch aufgrund einer Verschlechterung einer Verbrennung zu bewirken, wel che durch die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung unter Abgabe bewirkt wird, welches momentan im Überschuß zugeführt bzw. eingelassen wird, wobei dies daraus resultiert, daß das Abgasrezirkulationsventil 24 mit einer Verzögerung arbeitet. Ein derartiger schädlicher Effekt wird kaum perfekt selbst durch ein Verringern der Verzögerung in der Betätigung des Abgasrezirkulationsventils 24 durch die Einlaßdrosselventilsteuerung aufgelöst bzw. gelöst, wie sie in 12A und 12B gezeigt ist. In dieser Ausführungsform wird jedoch der quantitative Anstieg an Rauch aufgrund einer Verschlechterung einer Verbrennung durch einen Beginn der mehrfachen Kraftstoffeinspritzung nach einem tatsächlichen Schließen des Abgasrezirkulationsventils 24 eliminiert.
Die Kraftstoffeinspritzsteuerung, welche in 23 gezeigt ist, kann modifiziert werden, um eine Beurteilung eines Beginns der mehrfach unterteilten Kraftstoffeinspritzung auf der Basis eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in der Verbrennungskammer 4 zu machen.
Es wird auf 24 Bezug genommen, welche Schritte einer Sequenzroutine der Kraftstoffeinspritzsteuerung zeigt, mit welcher Schritt S409 in 23, wo eine Beurteilung betreffend ein Schließen des Abgasrezirkulationsventils 24 durchgeführt wird, um die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung durchzuführen, ersetzt wird. In der modifizierten Kraftstoffeinspritzsteuerung wird eine Beurteilung eines Beginns der mehrfach unterteilten Kraftstoffeinspritzung auf der Basis eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in der Verbrennungskammer 4 durchgeführt.
Wie in 24 gezeigt, wird, wenn der Dieselmotor 1 seinen Fahrzustand zu dem beschleunigenden Zustand ändert, nachfolgend auf ein Rücksetzen des Zählers auf den Ausgangszählwert Tdown0 bei Schritt S408, oder wenn der Zählwert Tdown noch nicht null (0) bei Schritt S412 erreicht hat, eine Menge an Einlaßluft Qi bei Schritt S409(1) detektiert. Nach einem Bestimmen eines tatsächlichen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses A/F in der Verbrennungskammer 4 durch ein Dividieren der Menge an Einlaßluft Qi durch die Menge einer Kraftstoffeinspritzung F bei Schritt S409(2), wird einer der Motorbetriebsbereiche (A) und (B), in welchen die Motordrehzahl Ne und das tatsächliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F fallen, bei Schritt S409(3) ausgewählt. Die Motorbetriebsregionen (A) und (B) werden für die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung bzw. die Überlagerungs-Kraftstoffeinspritzung vorgeschrieben und in der Form einer Kraftstoffeinspritz-Steuerkarte 55, wie sie beispielsweise in 25 gezeigt ist, in dem Speicher gespeichert. Danach wird bei Schritt S409(4) eine Beurteilung durchgeführt, ob die ausgewählte Region die Motorbetriebsregion (A) einer mehrfach unterteilten Kraftstoffeinspritzung für die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung ist. Wenn in dem Motorbetriebsbereich (A), dann gelangt die Sequenzroutine zu den Schritten S308 bis S314, welche durch das Flußdiagramm in 17B illustriert sind, um die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung durchzuführen. Andererseits gelangt, wenn außerhalb des Motorbetriebsbereichs (A), die Sequenzroutine dann zu den Schritten S315 bis S322, welche durch das Flußdiagramm in 17C illustriert sind, um die Überlagerungs-Kraftstoffeinspritzung durchzuführen.
Die Kraftstoffeinspritz-Steuerkarte 55 ist ähnlich zu derjenigen, welche in 22 gezeigt ist, mit der Ausnahme, daß ein Grenz-Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F* zu einer reichen bzw. angereicherten Seite verschoben ist. In dem beschleunigenden Fahrzustand wird von dem Dieselmotor 1 üblicherweise gefordert, daß er eine erhöhte Leistung zur Verfügung stellt, um der Anforderung des Fahrers für eine Beschleunigung zu entsprechen. Aus diesem Grund ermöglicht, obwohl es im Hinblick auf eine Realisierung einer quantitativen Abnahme von Rauch nachteilig ist, eine Erweiterung der Motorbetriebsregion (A) für die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung zu einer reicheren bzw. angereicherteren Seite, daß der Dieselmotor 1 einen ausreichenden Anstieg in der Leistung zur Verfügung stellt. Gemäß der Variante wird die mehrfache Unterteilung mit einem abgesenkten Abgasrezirkulationsverhältnis durchgeführt, wenn der Dieselmotor seinen Fahrzustand zu dem beschleunigenden Fahrzustand von dem gewöhnlichen Fahrzustand ändert, so daß realisiert wird, um eine ausreichende Abnahme bei der Erzeugung sowohl von NOx als auch Rauch zu bewirken, während der Dieselmotor 1 eine Leistung zur Verfügung stellt, welche entsprechend beschleunigenden Bedingungen ansteigt. Die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung wird nach einer Verifizierung der Tatsache begonnen, daß ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F in der Verbrennungskammer 4 über einen vorgeschriebenen Wert nach einem Übergang einer Motorbetriebsbedingung zu dem beschleunigenden Fahrzustand gelangt ist. Daher wird, selbst wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F momentan zu einer reichen bzw. angereicherten Seite aufgrund eines Mangels an Einlaßluft geändert wird, wobei dies durch eine Betriebsverzögerung des Einlaßdrosselventils 14 und/oder einen Anstieg in der Betätigungs- bzw. Betriebsverzögerung des Abgasrezirkulationsventils 24 bei einem Auftreten eines Übergangs einer Motorbetriebsbedingung zu dem beschleunigenden Fahrzustand von dem gewöhnlichen Fahrzustand bewirkt wird, die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung unter derartigen Motorbetriebsbedingungen unterbrochen, jedoch begonnen, nachdem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F das Grenz-Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F* erreicht hat, woraus resultierend das Motorsteuersystem gemäß der Variante es sicherer daran hindert, einen quantitativen Anstieg an Rauch an dem Beginn einer Beschleunigung im Vergleich zu dem Steuersystem gemäß der vorangehenden Ausführungsform zu liefern.
Verschiedene Varianten und andere Ausführungsformen können Fachleuten in der Technik erscheinen. In der mehrfach unterteilten Kraftstoffeinspritzung kann anstelle eines einmaligen Erzwingens bzw. Durchsetzens der frühen, unterteilten Kraftstoffeinspritzung, um mehr als ein Drittel einer vollständigen Menge an Kraftstoff zu liefern, und einmal der späteren, unterteilten Kraftstoffeinspritzung, um den verbleibenden Teil an Kraftstoff in einem Verbrennungszyklus zu liefern, die frühe, unterteilte Kraftstoffeinspritzung zweimal oder mehr als zweimal wiederholt werden. In einem derartigen Fall wird die Vielzahl von Durchgängen einer frühen, unterteilten Kraftstoffeinspritzung bei einem Kurbelwellenwinkel von 30° vor dem oberen Totpunkt eines Verbrennungshubs eines Verbrennungszyklus erzwungen, um vorzugsweise mehr als ein Drittel einer Gesamtmenge an Kraftstoff zu liefern bzw. zuzuführen. Obwohl in den oben beschriebenen Ausführungsformen die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung entweder in dem Bereich von niedrigeren Motordrehzahlen und höheren als moderaten Motorlasten oder bei einem Auftreten eines Übergangs einer Motorbetriebsbedingung zu dem beschleunigenden Fahrzustand von dem gewöhnlichen Fahrzustand erzwungen wird, kann sie sowohl in dem Bereich von niedrigeren Motordrehzahlen und höheren als moderaten Motorlasten und bei dem Auftreten eines Übergangs der Motorbetriebsbedingung zu dem beschleunigenden Fahrzustand von dem gewöhnlichen Fahrzustand erzwungen werden. Weiters kann anstelle eines Steuerns von Luft-Kraftstoff-Verhältnissen in den entsprechenden Zylindern, daß sie einheitlich werden und sich einem Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis annähern, es verwendet bzw. eingesetzt werden, um die Luft-Kraftstoff-Verhältnisse insgesamt zu regeln bzw. zu steuern. Motoren, welche kein Abgasrezirkulationsmerkmal aufweisen, können niedrige Niveaus von schädlichen Emissionen davon absenken, wenn das Steuersystem der Erfindung darin installiert wird.
Motoren, auf welche das Steuersystem der Erfindung anwendbar ist, sind nicht auf einen Direkteinspritzungs-Dieselmotor beschränkt, welcher mit einem Turbolader ausgerüstet ist, wobei ein Einlaßdrosselventil in einem Einlaßdurchtritt installiert ist, und einen Typ beschränkt, welcher Kraftstoff direkt in Verbrennungskammern der entsprechenden Zylinder mit Hilfe eines Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystems liefert. D. h., Motoren, auf welche das Steuersystem der Erfindung angewandt werden kann, müssen nicht mit einem Turbolader oder einen Einlaßdrosselventil ausgerüstet bzw. ausgestattet sein. Darüber hinaus kann das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem durch eine Einspritzeinheit ersetzt sein, welche an jedem Zylinder installiert ist. Das Steuersystem kann auch an Direkteinspritzungs-Fremdzündungs-Benzinmotoren installiert sein.

Claims

Direkteinspritzungs-Brennkraftmaschine mit Kraftstoffeinspritzeinrichtungen (5), welche in Betrieb sind bzw. arbeiten, um Kraftstoff in Verbrennungskammern (4) von Zylindern (2) zu liefern, und mit einem Abgas-Rezirkulationsdurchtritt (23), durch welchen Abgas teilweise in einen Ansaug- bzw. Einlaßluftstrom in einen Ansaug- bzw. Einlaßdurchtritt (10) zugelassen wird, einem Abgas-Rezirkulationsventil (24), welches in Betrieb ist bzw. arbeitet, um eine Menge an Abgas zu regeln bzw. zu steuern, welche rezirkuliert wird, und Regel- bzw. Steuermitteln (9, 11, 28, 32, 35) zum Regeln bzw. Steuern der Menge an Kraftstoff, welche durch die Krafstoffeinspritzeinrichtung in Übereinstimmung mit einem Weg eines Beschleunigers bzw. eines Gaspedals geliefert wird, und zum Regeln bzw. Steuern eines Ventilhubs des Abgas-Rezirkulationsventils, so daß sich eine Variable betreffend eine Abgas-Rezirkulation einem Zielwert annähert, welcher entsprechend Motorbetriebsbedingungen beschrieben bzw. vorbestimmt ist, gekennzeichnet dadurch: daß die Regel- bzw. Steuermittel (9, 11, 28, 32, 35) bewirken, daß sich das Abgas-Rezirkulationsventil (24) zu einer Ventilschließseite bewegt, wenn der Motor (1) seinen Fahrzustand von einem gewöhnlichen Fahrzustand zu einem beschleunigenden Fahrzustand verändert, und bewirken, daß jede Kraftstoffeinspritzeinrichtung (5) ein Liefern von Kraftstoff durch eine geteilte Kraftstoffeinspritzung beginnt, welche eine frühe Kraftstoffeinspritzung, welche eine Kraftstoffeinspritzung in einem Kompressionshub von jedem Zylinder (2) beendet, und eine spätere Kraftstoffeinspritzung beinhaltet, welche eine Kraftstoffeinspritzung an einem Punkt nahe einem oberen Totpunkt des Kompressionshubs durchführt, wenn der Motor (1) seinen Fahrzustand von dem gewöhnlichen Fahrzustand zu dem beschleunigenden Fahrzustand ändert.
Motor nach Anspruch 1 und weiterhin umfassend Detektionsmittel bzw. -einrichtungen (26, 35) zum Detektieren bzw. Feststellen, daß das Abgas-Rezirkulationsventil (24) sich zu der Ventilschließseite bewegt hat, worin die Regel- bzw. Steuermittel (9, 11, 28, 32, 35) bewirken, daß die Kraftstoffeinspritzeinrichtung (5) die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung beginnt, wenn die Detektionsmittel (26, 35) ein Schließen des Abgas-Rezirkulationsventils (24) zu der Ventilsschließseite detektieren.
Motor nach Anspruch 1 und weiterhin umfassend einen Sensor (11), welcher arbeitet, um eine Menge an Einlaßluft zu detektieren, welche in den Einlaßdurchtritt (10) eingebracht wird, worin die Regel- bzw. Steuermittel (9, 11, 28, 32, 35) bewirken, daß die Kraftstoffeinspritzeinrichtung (5) die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung beginnt, wenn ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Verbrennungskammer (4), welches auf der Basis der Menge an Kraftstoff und der Menge an Einlaßluft erhalten wird, über ein vorbestimmtes Luft-Kraftstoff-Verhältnis gelangt.
Motor nach Anspruch 1, worin die Regel- bzw. Steuermittel (9, 11, 28, 32, 35) eine Kraftstoffeinspritzung zu der Abschluß- bzw. Überlagerungskraftstoffeinspritzung an dem Punkt nahe dem oberen Totpunkt des Kompressionshubs nach einer vorbestimmten Periode der mehrfach unterteilten Kraftstoffeinspritzung umschalten.
Motor nach Anspruch 1 und weiterhin umfassend ein Ansaug- bzw. Einlaßdrosselventil (14), welches in dem Ansaug- bzw. Einlaßquerschnitt (10) stromaufwärts von einem Anschluß bzw. einer Verbindung an den Abgas-Rezirkulationsdurchtritt (23) angeordnet ist, worin die Regel- bzw. Steuermittel (9, 11, 16, 28, 32, 35) das Einlaßdrosselventil (14) regeln bzw. steuern, um sich zu einer Schließseite von einer vollständig offenen Position davon in einem normalen bzw. gewöhnlichen Betriebs- bzw. Betätigungsbereich von niedrigeren Motordrehzahlen und niedrigerer Motorlast zu betätigen bzw. zu bewegen, und bewirken, daß die Kraftstoffeinspritzeinrichtung Kraftstoff durch die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung liefert bzw. zuführt, wenn der Motor (1) seinen Fahrzustand von dem gewöhnlichen Fahrzustand mit niedrigeren Motordrehzahlen und niedrigeren Motorlasten zu dem beschleunigenden Fahrzustand ändert.
Motor nach Anspruch 1 und weiterhin umfassend einen Turbolader (25), welcher eine Turbine (21), welche durch Abgas von dem Motor (1) angetrieben ist, und einen Verdichter bzw. Auflader (12) umfaßt, welcher betrieblich mit der Turbine (21) für eine Rotation gemeinsam mit der Turbine (21) verbunden ist und arbeitet, um Einlaß- bzw. Ansaugluft zu komprimieren, welche in den Einlaß- bzw. Ansaugdurchtritt (10) eingebracht wird.
Motor nach Anspruch 6 und weiterhin umfassend einen Common-Rail-Typ bzw. Speichereinspritzungs-Typ von Kraftstoffeinspritzsystemen (5, 6, 6a, 8) mit gemeinsamen Druckleitungen, welche eine gemeinsame Druckleitung (6) zum Speichern von Kraftstoff unter Druck höher als ein Einspritzdruck, mit welcher die Kraftstoffeinspritzungen (5) verbunden sind, einen Sensor (11), welcher arbeitet, um eine Menge an Ansaug- bzw. Einlaßluft zu detektieren, welche in den Einlaßdurchtritt (10) aufgenommen wird, einen Turbolader, welcher eine Turbine und einen Verdichter umfaßt, welcher in dem Ansaugdurchtritt (10) angeordnet ist und arbeitet, um Einlaßluft zu komprimieren, welche in den Einlaßdurchtritt (10) eingebracht wird, und ein Einlaßdrosselventil (14) aufweist, welches in dem Einlaßdurchtritt (10) stromaufwärts von einer Verbindung mit der Abgas-Rezirkulationsleitung (23) angeordnet ist, wobei die Regel- bzw. Steuermittel (9, 11, 16, 28, 32, 35) das Abgas-Rezirkulationsventil (24) feedbacksteuern bzw. -regeln, um einen Ventilhub zu erhalten, mit welchem ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Verbrennungskammer (4), welches auf der Basis der Menge an Kraftstoff und der Menge an Einlaßluft erhalten wird, sich einem Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis annähert, welches gemäß Motorbetriebsbedingungen vorgeschrieben ist, das Einlaßdrosselventil (14) regeln bzw. steuern, um es einer Schließseite von einer vollständigen Öffnungsposition davon zu betätigen bzw. zu bewegen, während der Motor (1) in einem gewöhnlichen Betriebsbereich von niedrigeren Motordrehzahlen und niedrigerer Motorlast arbeitet, und bewirken, daß die Kraftstoffeinspritzeinrichtung Kraftstoff durch die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung liefert, wenn der Motor (1) seinen Fahrzustand von seinem gewöhnlichen Fahrzustand von niedrigeren Motordrehzahlen und niedrigeren Motorlasten zu dem beschleunigenden Fahrzustand ändert.
Motor nach Anspruch 1, worin die Regel- bzw. Steuermittel (9, 11, 28, 32, 35) bewirken, daß die Kraftstoffeinspritzeinrichtung (5) Kraftstoff durch die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung liefert bzw. zuführt, während der Motor (1) in einem Motorbetriebsbereich arbeitet, wo ein Abgas-Rezirkulationsverhältnis einer Menge von Abgas, welche in einen Ansaug- bzw. Einlaßluftstrom zugelassen wird, relativ zu einer Gesamtmenge an Abgas von dem Motor (1) geringer als ein Referenz- bzw. Bezugsverhältnis ist.
Motor nach Anspruch 8 und weiterhin umfassend einen Sensor (11), welcher arbeitet, um eine Menge an Einlaßluft zu detektieren, welche in den Einlaßdurchtritt (10) eingebracht wird, wobei die Regel- bzw. Steuermittel (9, 11, 28, 32, 35) das Abgas-Rezirkulationsventil (24) feedbackregeln bzw. -steuern, um einen Ventilhub zu erreichen, mit welchem ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Verbrennungskammer (4), welches auf der Basis der Menge an Kraftstoff und der Menge an Einlaßluft erhalten wird, sich einem Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis annähert, welches gemäß Motorbetriebsbedingungen vorgeschrieben ist, und der Motorbetriebsbereich ein Bereich bzw. eine Region ist, wo das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Verbrennungskammer (4) höher als ein vorgeschriebenes Verhältnis ist.
Motor nach Anspruch 8, worin die Regel- bzw. Steuermittel (9, 11, 28, 32, 35) bewirken, daß die Kraftstoffeinspritzeinrichtung (5) Kraftstoff durch die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung liefert, während der Motor (1) in einem Motorbetriebsbereich von niedrigeren Motordrehzahlen arbeitet.
Motor nach Anspruch 8, worin die Regel- bzw. Steuermittel (9, 11, 28, 32, 35) bewirken, daß die Kraftstoffeinspritzeinrichtung (5) Kraftstoff durch die Überlagerungskraftstoffeinspritzung an einem Punkt nahe dem oberen Totpunkt eines Kompressionshubs von jedem Zylinder in einem Motorbetriebsbereich liefert, wo das Abgas-Rezirkulationsverhältnis höher als das Referenz- bzw. Bezugsverhältnis ist.
Motor nach Anspruch 1, worin die Regel- bzw. Steuermittel (9, 11, 28, 32, 35) bewirken, daß die Kraftstoffeinspritzeinrichtung (5) Kraftstoff durch die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung liefert, während der Motor (1) in einem Motorbetriebsbereich von niedrigeren Motordrehzahlen und höher als mittlere Motorlasten während einer Durchführung der Abgas-Rezirkulation arbeitet.
Motor nach Anspruch 12, worin die Regel- bzw. Steuermittel (9, 11, 28, 32, 35) bewirken, daß die Kraftstoffeinspritzeinrichtung (5) Kraftstoff durch die mehrfach unterteilte Kraftstoffeinspritzung liefert, wobei mehr als ein Drittel einer Gesamtmenge an Kraftstoff, welcher in einem Verbrennungszyklus jedem Zylinder (2) zuzuführen ist, durch die frühe unterteilte Kraftstoffeinspritzung vor einem Kurbelwellenwinkel 30° vor dem oberen Totpunkt eines Kompressionshubs des Verbrennungszyklus und die verbleibende Menge an Kraftstoff durch die spätere unterteilte Kraftstoffeinspritzung an einem Punkt nahe dem oberen Totpunkt des Kompressionshubs zugeführt wird.
Motor nach Anspruch 12 und weiterhin umfassend einen Sensor (11), welcher arbeitet, um eine Menge an Einlaßluft zu detektieren, welche in den Einlaßdurchtritt (10) zugeführt wird, worin die Regel- bzw. Steuermittel (9, 11, 28, 32, 35) das Abgas-Rezirkulationsventil (24) feedbackregeln bzw. -steuern, um einen Ventilhub zu erhalten, mit welchem ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der Verbrennungskammer (4), welches auf der Basis der Menge an Kraftstoff und der Menge an Einlaßluft erhalten wird, sich einem Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis annähert.