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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für eine interne Verbrennungsmaschine vom Kompressionszündungstyp.
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US 5 433 074 A und
EP 0 962 638 B1 zeigen beispielhaft eine interne Verbrennungsmaschine mit einem NOx-Speicher-Reduktions-Katalysator (NOx storagereduction catalyst). Der NOx-Speicher-Reduktions-Katalysator speichert Stickstoffoxid (NOx) zu einem Zeitpunkt, bei der eine Magerverbrennung durchgeführt wird. Wenn das gespeicherte NOx einen vorbestimmten Wert überschreitet, wird eine fette Verbrennung zum Säubern des gespeicherten Stickoxides durchgeführt.
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Ein Einlasssystem der Maschine wird schematisch in 6 gezeigt. Eine Einlassleitung 101 ist mit einer Leitung 102 für eine Abgasrückführung (Exhaust Gas Recirculation = EGR) verbunden. Ein Drosselventil 103 ist in der Einlassleitung 101 vorgesehen. Das Drosselventil 103 erzeugt eine Druckdifferenz ΔP zwischen einem stromaufwärtigen Druck Pa und einem stromabwärtigen Druck Pb.
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Wenn eine fette Verbrennung durchgeführt wird, ist relativ viel frische Luft (Einlassluft) notwendig, um ein entsprechendes Drehmoment zu erzeugen. Für den Fall jedoch, dass der Einlassdruck bei einer großen Höhe relativ niedrig ist, verringert sich der stromaufwärtige Druck Pa und die Druckdifferenz ΔP wird klein, so dass die Einlassluftgröße bzw. -menge sich verringert.
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Um die Druckdifferenz ΔP auch bei großer Höhe im gleichen Umfang aufrechtzuerhalten, sollte der stromabwärtige Druck Pb verringert werden und eine EGR-Gasmenge bzw. Abgasrückführmenge verringert werden. Falls jedoch die EGR-Gasmenge verringert wird, wird eine Sauerstoffkonzentration der Einlassluft in der Verbrennungskammer vergrößert, so dass die Verbrennung aktiviert wird.
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7 zeigt eine graphische Darstellung, die eine Beziehung zwischen einem Kurbelwellenwinkel und einer Wärmeerzeugungsrate darstellt. Die durchgezogene Kurvenlinie stellt dabei den Fall einer großen Höhe dar und die unterbrochen gezeichnete Kurvenlinie stellt den Fall einer niedrigen Höhe dar. Im Falle der großen Höhe, bei der die Sauerstoffkonzentration der Einlassluft aufgrund der Verringerung der EGR-Gasmenge erhöht ist, tritt die Verbrennung schnell auf, so dass die Wärmeerzeugungsrate schnell ansteigt. Somit wird bei großer Höhe ein Druckgradient (ΔP/Δφ), der eine Änderung des Verbrennungsdrucks relativ zu einer Änderung des Kurbelwellenwinkels anzeigt, groß verglichen mit dem bei niedriger Höhe.
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Ein derartiger Anstieg des Druckgradienten verursacht eine Erhöhung in der NOx-Menge und dem Verbrennungsgeräusch. Um das Verbrennungsgeräusch zu verringern, kann der Kraftstoffeinspritzdruck verringert werden. Wenn jedoch der Kraftstoffeinspritzdruck verringert wird, wird ebenso die Kraftstoffeinspritzmenge verringert und es kann verstärkt Rauch bzw. Ruß auftreten.
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Ein System gemäß der
US 2009 / 0 249 783 A1 umfasst in bestimmten Ausführungsformen ein Niederdruck-Abgasrückführungssystem (AGR-System), das konfiguriert ist, um Abgas stromaufwärts eines Kompressors zu leiten, der mit einem Einlass eines Motors in einer Niedertemperaturumgebung gekoppelt ist. Das System umfasst auch ein Hochdruck-AGR-System, das so konfiguriert ist, dass Abgas stromabwärts des Kompressors und stromaufwärts des Einlasses in großer Höhe und / oder in einer Niederdruckumgebung geleitet wird. In einigen Ausführungsformen kann das System auch eine Strömungssteuerung enthalten, die konfiguriert ist, um die Strömung des Abgases der Niederdruck- und Hochdruck-AGR-Systeme basierend auf Betriebsgrenzen und Umgebungsbedingungen einschließlich Temperatur und Druck zu ändern.
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Die
WO 2007/ 142 367 A1 beschreibt ein Verfahren zum Unterdrücken von NOx-Emissionen, während gleichzeitig eine Zunahme von unverbrannten Kraftstoffemission und eine versehentliche Flammenbildung in einem Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor, der einen Turbolader und eine AGR-Vorrichtung aufweist, unterdrückt werden, wenn sich der Verbrennungsmotor sich in einem Übergangsbetriebszustand befindet. In der vorliegenden Erfindung werden ein Zielladedruck und eine Ziel-AGR-Gasmenge basierend auf dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors berechnet. Wenn der tatsächliche Ladedruck den Zielladedruck nicht erreicht hat, während die interne Verbrennung in einem Übergangszustand arbeitet, wird die AGR-Gasmenge auf eine Menge geregelt, die kleiner als die Ziel-AGR-Gasmenge ist.
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Die vorliegende Erfindung ist in Anbetracht der vorhergehend erläuterten Probleme entstanden und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuervorrichtung für eine interne Verbrennungsmaschine vom Kompressionszündungstyp vorzusehen, welche in der Lage ist, einen Anstieg in der NOx-Menge und dem Verbrennungsgeräusch auch dann zu vermeiden, falls ein Einlassdruck relativ niedrig ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Steuervorrichtung zur Anwendung bei einer Verbrennungsmaschine vom Kompressionszündungstyp mit einer EGR-Einrichtung zum Rückführen eines Teils des Abgases zu einer Einlassleitung sowie mit einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in die Verbrennungskammer ausgerüstet. Die Steuervorrichtung enthält eine Einlassdruckerfassungseinrichtung zum Erfassen des Einlassdrucks in der Einlassleitung, eine EGR-Steuereinrichtung zum Steuern eines Abgasrückführungsverhältnisses gemäß dem durch die Einlassdruckerfassungseinrichtung erfassten bzw. detektierten Einlassdruck, sowie eine Kraftstoffeinspritzzeitsteuereinrichtung zum Verzögern des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts gemäß einem Einlassdruckabfall, der durch die Einlassdruckerfassungseinrichtung erfasst wird.
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Gewöhnlicherweise wird die Kraftstoffeinspritzung derart ausgeführt, dass ein Kraftstoff zu einem Zeitpunkt gezündet wird, wenn ein Kolben sich in der Nähe des oberen Totpunktes befindet. Zu diesem Zeitpunkt sind Druck und Temperatur in der Verbrennungskammer maximal und der Kraftstoff kann am wirksamsten verbrannt werden. Falls die Kraftstoffeinspritzung verzögert ist, verringern sich Druck und Temperatur in der Verbrennungskammer, so dass die Kraftstoffverbrennung deaktiviert ist.
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Demnach ist die Aktivierung der Verbrennung, selbst wenn das EGR-Verhältnis verringert und eine Sauerstoffkonzentration der Einlassluft erhöht wird, durch eine Verzögerung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts beschränkt. Als Ergebnis können, da eine schnelle Kraftstoffverbrennung zur Verringerung eines Druckgradienten eines Verbrennungsdrucks vermieden werden kann, NOx und Verbrennungsgeräusch ohne ein Nachlassen bzw. eine Verringerung eines Drehmoments verringert werden.
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Selbst wenn der Einlassdruck niedrig ist, können NOx und ein Verbrennungsgeräusch zum Erhalten einer komfortablen Fahrbarkeit verringert werden.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt in einer solchen Art und Weise verzögert, dass ein erster Druckgradient eines Verbrennungsdrucks in einem Falle eines ersten Einlassdrucks im Wesentlichen gleich zu einem zweiten Druckgradienten eines Verbrennungsdrucks im Falle eines zweiten Einlassdrucks, welcher geringer als der erste Einlassdruck ist, ist.
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Selbst wenn der Einlassdruck abfällt, ist der Druckgradient des Verbrennungsdrucks unverändert, so dass das Verbrennungsgeräusch auf ein Ausmaß beschränkt ist, wie vor dem Einlassdruckabfall.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt durch ein Steuerkennfeld und/oder eine Steuerformel, welche eine Beziehung zwischen dem Einlassdruck und dem Kraftstoffeinspritzzeitpunkt anzeigt, gesetzt.
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Ein geeigneter Kraftstoffeinspritzzeitpunkt kann gemäß dem Steuerkennfeld und/oder der Steuerformel erhalten werden.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt verzögert, wenn eine fette Verbrennung durchgeführt wird. Die oben erwähnte Kraftstoffeinspritzzeitpunktsteuerung wird nur für eine fette Verbrennung durchgeführt, in welcher NOx und das Verbrennungsgeräusch erhöht sind. Die Zunahme von NOx und Verbrennungsgeräusch werden effizient beschränkt.
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Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung offensichtlicher, welche angefertigt wurde unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in welchen gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet werden und in welchen:
- 1 ein Blockschaltbild ist, welches den Aufbau eines Maschinensteuersystems zeigt;
- 2 ein Flussdiagramm ist, welches eine Kraftstoffeinspritzzeitpunkt-Steuerroutine zeigt;
- 3 ein Kennfeld ist, welches einen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt zeigt;
- 4 eine graphische Darstellung ist, welche eine Beziehung zwischen einem Kurbelwellenwinkel, einem Einspritzsteuerpulssignal und einer Wärmeerzeugungsrate zeigt;
- 5 eine graphische Darstellung ist, die eine Beziehung zwischen einem Kurbelwellenwinkel und einem Verbrennungsdruck zeigt;
- 6 ein konzeptionelles Diagramm ist, welches einen Aufbau eines Einlasssystems zeigt; und
- 7 eine graphische Darstellung ist, welche eine Beziehung zwischen einem Kurbelwellenwinkel und einer Wärmeerzeugungsrate gemäß dem Stand der Technik zeigt.
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in der Folge beschrieben.
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(1) Gesamtaufbau:
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Ein Maschinensteuersystem 1 weist eine Vierzylinder-Dieselmaschine 10 auf, welche durch eine elektronische Kontrolleinheit (ECU, Electronic Control Unit) 60 gesteuert wird. 1 zeigt einen von vier Zylindern.
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Ein Drosselventil 12, welches durch einen DC-Motor angetrieben wird und ein Drosselventilstellungssensor 13, welcher eine Drosselstellung erfasst, befinden sich in einer Einlassleitung 11. Die Einlassleitung 11 ist mit einer Einlassmündung jedes Zylinders verbunden.
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Ein Einlassdrucksensor 14 ist in der Einlassleitung 11 zum Erfassen eines Einlassdrucks in der Einlassleitung 11 vorgesehen. Das Signal, das den erfassten Druck angibt, wird zu der ECU 60 gesendet. Die Maschine 10 ist mit einem Injektor 15 für jeden Zylinder ausgerüstet. Der Injektor 15 ist mit einer gemeinsamen Kraftstoffleitung (Common Rail) 16 fluid-verbunden, welche mit einer Hochdruckpumpe 17 verbunden ist. Die Hochdruckpumpe 17 fördert Kraftstoff von einem Kraftstofftank (nicht gezeigt) und bringt den unter hohem Druck stehenden Kraftstoff in die gemeinsame Kraftstoffleitung 16 ein. Die gemeinsame Kraftstoffleitung 16 speichert den unter hohem Druck stehenden Kraftstoff. Die gemeinsame Kraftstoffleitung 16 ist mit einem Drucksensor 18 für die gemeinsame Kraftstoffleitung (Common Rail-Drucksensor) ausgerüstet, welcher einen Druck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 16 erfasst.
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Ein Einlassventil 21 und ein Auslassventil 22 sind für eine Einlassmündung und eine Auslassmündung der Maschine 10 vorgesehen. Wenn das Einlassventil 21 geöffnet wird, wird die Einlassluft in eine Verbrennungskammer 23 eingeführt zum Mischen mit Kraftstoff, welcher durch den Injektor 15 eingesprizt wird. Das Abgas wird in eine Auslass- bzw. Abgasleitung 31 ausgestoßen, wenn das Auslassventil 22 geöffnet ist.
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Die Auslassleitung 31 ist mit einem Dieselpartikelfilter (DPF, Diesel Particulate Filter) 32 und einem NOx-Speicher-Reduktions-Katalysator 33 ausgerüstet. Der NOx-Speicher-Reduktions-Katalysator 33 schließt NOx ein bzw. speichert NOx zu einem Zeitpunkt einer Magerverbrennung. Wenn das gespeicherte NOx bzw. die gespeicherte NOx-Menge einen bestimmten Wert überschreitet, wird eine fette Verbrennung zum Säubern des gespeicherten NOx durchgeführt. Dann kann der NOx-Speicher-Reduktions-Katalysator 33 wieder NOx speichern. Weiterhin wird das gesäuberte NOx durch ein Hydrocarbon (HC) und/oder Kohlenmonoxid (CO) zu Sauerstoff (O2) und Stickstoff (N2) reduziert.
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Die Maschine 10 ist mit einem Abgasrückführungssystem (EGR-System, Exhaust Gas Recirculation System) zur Rückführung eines Teils des Abgases in das Einlasssystem ausgerüstet. Das heißt, eine EGR-Leitung 34 verbindet die Einlassleitung 11 stromabwärts des Drosselventils 12 und die Auslassleitung 31 fluidisch. Ein EGR-Kühler 35 ist in der EGR-Leitung 34 zum Kühlen des EGR-Gases, welches in der EGR-Leitung 34 zurückgeführt wird, vorgesehen. Ein EGR-Ventil 36 ist an einem Verbindungsteilbereich zwischen der EGR-Leitung 34 und der Einlassleitung 11 zum Steuern einer zurückzuführenden EGR-Gasmenge vorgesehen. Das in das Einlasssystem zurückgeführte EGR-Gas reduziert eine Verbrennungstemperatur und beschränkt eine Bildung von NOx. Die ECU 60 steuert einen Öffnungsgrad des EGR-Ventils 36 basierend auf einer Maschinenlast, einer Maschinengeschwindigkeit und dergleichen.
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Ein Verbrennungsdrucksensor 51 ist in der Verbrennungskammer 23 zum Erfassen eines Verbrennungsdrucks vorgesehen. Weiterhin weist das Maschinensteuersystem 1 einen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 52, welcher ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem Abgas erfasst, einen Kurbelwellenwinkelsensor 53, welcher einen Kurbelwellenwinkel erfasst und einen Gaspedalstellungssensor 54, welcher eine Gaspedalstellung erfasst, auf.
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Die ECU 60 beinhaltet einen Mikrocomputer, welcher eine CPU, ein ROM, und ein RAM aufweist. Die ECU 60 führt Steuerprogramme, welche in dem ROM gespeichert sind, zum Steuern der Kraftstoffeinspritzung gemäß dem Maschinenzustand aus. Die ECU erhält Messsignale von dem Drosselventilstellungssensor 13, dem Einlassdrucksensor 14, dem Drucksensor 18 für die gemeinsame Kraftstoffleitung, dem Verbrennungsdrucksensor 51, dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 52, dem Kurbelwellenwinkelsensor 53, dem Gaspedalstellungssensor 54 und dergleichen.
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Weiterhin berechnet die ECU 60 einen Zündungszeitpunkt basierend auf dem Messsignal von dem Verbrennungsdrucksensor 51. Die ECU 60 berechnet besonders basierend auf dem Messsignal von dem Kurbelwellenwinkelsensor 53 ein Zylindervolumen, welches einhergehend mit einer hin- und herbewegten Stellung eines Kolbens variiert. Dann berechnet die ECU 60 ein Wärmeerzeugungsverhältnis basierend auf dem Zylindervolumen und dem Verbrennungsdruck. Die ECU 60 definiert einen Zeitpunkt als den Zündzeitpunkt, zu welchem die Wärmeerzeugungsrate einen vorbestimmten Wert überschreitet.
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Weiterhin führt die ECU 60 eine fette Verbrennung zum Säubern des in dem NOx-Speicher-Reduktions-Katalysator 33 gespeicherten NOx durch. Um ein entsprechendes Drehmoment zu halten, auch wenn die fette Verbrennung bei einem niedrigen Einlassdruck durchgeführt wird, führt die ECU 60 folgende Kraftstoffeinspritzzeitpunktsteuerung durch.
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(2) Kraftstoffeinspritzzeitpunktsteuerung während einer fetten Verbrennung bei niedrigem Einlassdruck:
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(2.1) EGR-Verhältnissteuerung
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Wie obenstehend unter Bezugnahme auf 6 beschrieben, werden der stromaufwärtige Druck Pa und die Druckdifferenz ΔP klein, so dass die Menge der Einlassluft verringert wird, wenn der Einlassdruck bei einer großen Höhe niedrig ist. Wenn die ECU 60 einen Einlassdruckabfall basierend auf dem Ausgangssignal von dem Einlassdrucksensor 14 erfasst, führt die ECU 60 eine EGR-Verhältnis-Steuerung durch, in welcher das EGR-Verhältnis zum Verringern der EGR-Gasmenge verringert wird, wobei der stromabwärtige Druck verringert wird und die Druckdifferenz ΔP als ein Fall der geringen Höhe aufrechterhalten wird.
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(2.2) Kraftstoffeinspritzzeitpunktsteuerung:
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2 ist ein Flussdiagramm, welches eine Kraftstoffeinspritzzeitpunktsteuerung zeigt, welche die ECU 60 ausführt. Obwohl diese Kraftstoffeinspritzzeitpunktsteuerung zu bestimmten regelmäßigen Zeitintervallen durchgeführt wird, wird der berechnete Kraftstoffeinspritzzeitpunkt auf einen Fall einer fetten Verbrennung bei einem niedrigen Einlassdruck angewandt. Im Falle einer Magerverbrennung wird eine normale Kraftstoffeinspritzzeitpunktsteuerung ohne Berücksichtigung des Einlassdruckes ausgeführt.
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In Schritt S1 wird ein Einlassdruck in der Einlassleitung 11 durch den Einlassdrucksensor 14 erfasst. Eine Kraftstoffeinspritzmenge, welche für eine fette Verbrennung notwendig ist, wird basierend auf der Gaspedalstellung und der Maschinengeschwindigkeit gemäß einer anderen Steuerroutine (nicht gezeigt) berechnet. Ebenso wird die EGR-Gasmenge basierend auf der berechneten Kraftstoffeinspritzmenge und dem erfassten Einlassdruck bestimmt.
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In Schritt S2 wird ein Ziel-Zündungszeitpunkt bestimmt. Das ROM speichert ein Steuer-Kennfeld, das eine Beziehung zwischen dem Einlassdruck und dem Ziel-Zündungszeitpunkt anzeigt, wie in 3 gezeigt ist. In diesem Steuer-Kennfeld wird der Ziel-Zündungszeitpunkt, wenn der Einlassdruck niedriger wird, mehr verzögert, so dass eine Zündungs-Wellenform sich vor und nach dem Einlassdruckabfall nicht ändert. Es sollte angemerkt sein, dass eine Mehrzahl von Steuer-Kennfeldern entsprechend der Kraftstoff-Einspritz-Menge gespeichert werden. Ein geeignetes Steuer-Kennfeld wird gemäß der berechneten Kraftstoff-Einspritz-Menge ausgewählt.
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Entsprechend dem Ziel-Zündungszeitpunkt wird vorher bzw. im Vorfeld ein Kraftstoffeinspritzzeitpunkt bestimmt und die ECU 60 steuert den Injektor 15 in einer solchen Art und Weise, dass er den Kraftstoff zu dem zuvor ermittelten Kraftstoffeinspritzzeitpunkt einspritzt.
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In Schritt S3, wird ein gegenwärtiger Zündzeitpunkt basierend auf einem Messsignal des Verbrennungs-Druck-Sensors 51 erfasst. In Schritt S4 wird der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt in einer derartigen Weise angepasst, dass der erfasste Zündzeitpunkt mit dem Ziel-Zündungszeitpunkt übereinstimmt. Besonders, wenn der erfasste Zündungszeitpunkt früher als der Ziel-Zündungszeitpunkt ist, verzögert die ECU 60 einen Ausgabezeitpunkt eines Einspritzsteuerpulssignals an den Injektor 15. Falls der erfasste Zündungszeitpunkt später als der Ziel-Zündungszeitpunkt ist, verlegt die ECU den Ausgabezeitpunkt des Einspritzsteuerpulssignals vor.
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In Schritt S5 wird bestimmt, ob der erfasste Zündungszeitpunkt gleich zu dem Ziel-Zündungszeitpunkt ist. Wenn die Antwort NEIN ist, geht das Verfahren bzw. die Prozedur zurück zu Schritt S3.
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Wenn die Antwort JA ist, endet das Verfahren bzw. die Prozedur.
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(3) Vorteile:
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4 ist eine graphische Darstellung, die eine Beziehung zwischen dem Einspritzsteuerpulssignal, der Wärmeerzeugungsrate und dem Kurbelwellenwinkel zeigt. In einem Fall, in dem der Einlassdruck ein normaler bzw. planmäßiger Wert ist, gibt die ECU 60 ein Einspritzsteuerpulssignal IPS1 an einen Treiberkreis (nicht gezeigt) des Injektors 15 zu einem Zeitpunkt „A“ aus. Eine Wellenform der Wärmeerzeugungsrate wird wie durch „HGR1“ bezeichnet gebildet.
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In einem Fall, in dem eine fette Verbrennung bei einem niedrigen Einlassdruck durchgeführt wird, ist es notwendig, eine Frischluftmenge wie gewöhnlich für die Maschine 10 bereitzustellen, so dass die Druckdifferenz zwischen stromaufwärts und stromabwärts des Drosselventils 20 wie gewöhnlich erhalten bleibt.
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Gemäß dem Maschinensteuersystem 1 der vorliegenden Ausführungsform wird die zurückgeführte EGR-Gas-Menge zum Erhalten der Druckdifferenz reduziert, wenn der Druck stromaufwärts des Drosselventils 20 (Einlassdruck) abfällt. In einem Fall, in dem die Maschine 10 mit einem Verstelllader (VNT, Variable Nozzle Turbo) ausgerüstet ist, kann der Einlassdruck auf den gewöhnlichen Druck erhöht werden. Wenn der VNT jedoch im Falle einer geringen Maschinengeschwindigkeit nicht zureichend arbeitet, ist es notwendig, die EGR-Gas-Menge wie obenstehend zu verringern.
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Da die Verringerung der EGR-Gas-Menge die Sauerstoffkonzentration der Einlassluft, welche in die Verbrennungskammer 23 eingelassen wird, erhöht, wird die Verbrennung so aktiv, dass die Wärmeerzeugungsrate schnell ansteigt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird jedoch der Ausgabezeitpunkt des Einspritzsteuerpulssignals auf einen Zeitpunkt „B“ verzögert, wie in 4 gezeigt ist. Demnach wird der eingespritzte Kraftstoff verbrannt, nachdem die Temperatur und der Druck in der Verbrennungskammer 23 verringert sind, so dass die Aktivierung der Verbrennung beschränkt wird.
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Als Ergebnis wird, auch wenn die Sauerstoffkonzentration in der Einlassluft erhöht wird, aufgrund der Abnahme des EGR-Verhältnisses, die Aktivierung der Verbrennung durch eine Verzögerung des Verbrennungszeitpunkts beschränkt. Eine Wellenform der Wärmeerzeugungsrate wird durch „HGR2“ in 4 bezeichnet.
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5 ist eine graphische Darstellung, die eine Änderung des Verbrennungsdrucks bezüglich eines Kurbelwellenwinkels zeigt. In einem Fall, in dem der Einlassdruck ein planmäßiger oder gewöhnlicher Wert ist, wird eine Wellenform des Verbrennungsdrucks durch „CP1“ in 5 bezeichnet, welche der Wellenform „HGR2“ der Wärmeerzeugungsrate entspricht. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die Wellenform des Verbrennungsdrucks, da die Wärmeerzeugungsrate später als normal beginnt zuzunehmen, als „CP2“ bezeichnet. Weiterhin sind ein Druckgradient (dp/dθ) von CP1 und ein Druckgradient (dp/dθ) von CP2 gleich, so dass eine Zunahme im Verbrennungsgeräusch beschränkt werden kann.
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Demnach kann, auch in einem Fall, in dem der Einlassdruck in einer hohen Höhe niedrig ist, eine komfortable Fahrbarkeit aufrechterhalten werden und ein Anstieg im Verbrennungsgeräusch kann beschränkt werden, ohne den Kraftstoffeinspritzdruck und ohne die Kraftstoffeinspritzmenge zu verringern.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden die Anstiege im NOx und dem Verbrennungsgeräusch effektiv beschränkt, da die obenstehend erwähnte Kraftstoffeinspritzzeitpunktsteuerung nur für eine fette Verbrennung durchgeführt wird, in welcher NOx und das Verbrennungsgeräusch erhöht sind.
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Wenn die obenstehend erwähnte Kraftstoffeinspritzzeitpunktsteuerung in einem Fall eines niedrigen Einlassdrucks in einer großen Höhe nicht durchgeführt wird und das EGR-Verhältnis verringert wird, um die zurückzuführende EGR-Gas-Menge zu verringern, wird die Sauerstoffkonzentration in der Einlassluft erhöht, und die Verbrennung wird aktiv, so dass die Wärmeerzeugungsrate schnell ansteigt, um eine Wellenform der Wärmeerzeugungsrate, welche durch „HGR3“ in 4 bezeichnet wird, zu bilden.
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In diesem Fall wird, wie durch „CP3“ in 5 bezeichnet, der Verbrennungsdruck schnell erhöht und ein Druckgradient (dp/dθ) von CP3 wird im Vergleich zu dem planmäßigen bzw. normalen Fall größer. Solch ein Anstieg im Druckgradienten verursacht die Anstiege in NOx und einem Verbrennungsgeräusch.
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(4) Modifikationen:
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Die vorliegende Erfindung sollte nicht auf die offenbarte Ausführungsform beschränkt werden, sondern kann auf einem anderen Weg ohne ein Verlassen des Gedankens und des Ziels der Erfindung implementiert werden
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In der obenstehend beschriebenen Ausführungsform wird der Zündungszeitpunkt als ein Index, der den Verbrennungszeitpunkt anzeigt, benutzt. Es kann jedoch auch ein anderer Index verwendet werden. Zum Beispiel wird ein Zeitpunkt von MFB50 (Mass Fraction Band 50), zu welchem 50 Massenprozent des Kraftstoffes verbrannt sind, in einem Zündungszyklus durch den Verbrennungsdrucksensor 51 erfasst. Dieser Zeitpunkt nach MFB50 kann als der Verbrennungszeitpunkt verwendet werden.
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In der obenstehenden Ausführungsform wird der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt auf der Basis des Steuerkennfeldes, welches in 3 gezeigt ist, bestimmt. Der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt kann basierend auf einem Steuerkennfeld und einer bestimmten bzw. spezifizierten Formel bestimmt werden.