DE69213583T2

DE69213583T2 - Schichtladungsbrennkraftmaschine mit Einspritzzeitpunktsteuerung

Info

Publication number: DE69213583T2
Application number: DE69213583T
Authority: DE
Inventors: Syunsuke Matsuo
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1991-06-28
Filing date: 1992-06-29
Publication date: 1997-04-10
Anticipated expiration: 2012-06-30
Also published as: EP0520833A3; AU1867992A; EP0520833B1; DE69213583D1; JPH0510174A; JP2929781B2; AU644530B2; KR940011340B1; EP0520833A2; US5277165A; KR930000805A

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine laminar verbrennende Brennkraftmaschine, bei welcher ein Luft/Brennstoffgemisch und Luft aus Lufteinlaßöffnungen in eine Verbrennungskammer derart eingeführt werden, daß sie laminare Trommelwirbel in der Brennkammer bilden können, um die Verbrennung des Luft/Kraftstoffgemisches herbeizuführen, und sie betrifft insbesondere eine Schichtladungsbrennkraftmaschine mit einer Steuerfunktion für die Kraftstoff-Einspritzzeit, bei welcher der Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung in unterschiedlicher Weise eingestellt wird, je nachdem, ob die Arbeitsbedingung der Maschine nahe bei Vollast-Arbeitsbedingungen liegt oder nicht.

Beschreibung früherer Arbeiten

Um die Verbrennung einer Brennkraftmaschine zu verbessern, kann man z.B. mit gutem Erfolg beim Ansaughub derartige vertikale wirbelnde Strömungen in einem Zylinder erzeugen, wie dies in Figur 7 gezeigt ist. Derartige Strömungen werden Trommelwirbel genannt.
Figur 7 zeigt schematisch den Aufbau eines Zylinders einer Brennkraftmaschine, welche derartige Trommelwirbel Fa und Fm erzeugen kann. In Figur 7 ist mit dem Bezugszeichen 22 ein Zylinderblock bezeichnet, mit 24 eine Zylinderbohrung, mit 26 ein Kolben, mit 28 ein Zylinderkopf und mit 30 eine Brennkammer. Ein fünfkantiges Dach 34 ist an der oberen Wand der Brennkammer 30 ausgebildet, und für jeden der Zylinder sind ein Paar von Einlaßöffnungen 40 und 42 für Lufteinlaßkanäle vorgesehen. Ein nicht dargestelltes Einlaßventil ist für jede der Einlaßöffnungen 40 und 42 vorgesehen.
Ein Injektor 66 ist in der Nähe der Einlaßöffnung 42 vorgesehen, so daß von dem Injektor 66 her eingespritzter Kraftstoff mit einem Luftstrom vermischt werden kann, der von der Einlaßöffnung 42 herkommt, wodurch ein Luft/Kraftstoff-Gemisch erzeugt wird, welches weiter nach innen in die Brennkammer 30 hineinbewegt wird.
Das Fünfkant-Dach 34 hat geneigte Flächen, welche Luft und Luft/Kraftstoff-Gemisch, welche von den Einlaßöffnungen und 42 herkommen, nach unten längs einer innenliegenden Wandfläche der Zylinderbohrung 24 auf Verlängerungslinien der axialen Linien der Einlaßöffnungen 40 und 42 führen können.
Die Ströme von Luft und Luft/Kraftstoff-Gemisch, welche von den Einlaßöffnungen 40 und 42 abgegeben werden, bilden also auch durch das Führen durch das Fünfkant- Dach 34 derartige laminare Trommelwirbel, wie sie in der Brennkammer 30 durch den Pfeil Fa bzw. Fm angedeutet sind.
Ein Ergebnis dieser Maßnahme ist, daß das Kraftstoff/Luftgemisch mit großer Wahrscheinlichkeit vollständig verbrannt wird. Ist z.B. das Luft/Kraftstoff-Verhältnis der Gesamtmischung aus Luft und Luft/Kraftstoff höher als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis, oder kurz gesagt, auch dann, wenn die Luft/Kraftstoffmischung insgesamt mager ist, kann das Luft/Kraftstoffgemisch verbrannt werden. Infolgedessen sind nicht nur die Kraftstoffkosten für die Brennkraftmaschine verbessert, man kann auch eine Verminderung der schädlichen Abgassubstanzen wie CO oder NOx, welche im Abgas der Maschine enthalten sind, vermindern und ein Klopfen der Maschine verhindern.
In der EP-A-0 390 589 (vergleiche Oberbegriff von Anspruch 1) ist eine Schichtladungsbrennkraftmaschine offenbart, bei welcher laminare Trommelwirbel in der Brennkammer vorwärts bewegt werden (vgl. Figur 5). Die Brennkraftmaschine ist auch mit einer Einstelleinrichtung für die Kraftstoff-Einspritzzeit versehen, durch welche ein Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung so eingestellt wird, daß er immer während des Einlaßhubes liegt. Ferner wird eine Zeitspanne für die Kraftstoffeinspritzung eingestellt und ein Startzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung. Ein Luftstromfühler wird dazu verwendet, die Menge der in die Brennkammer eintretenden Luft zu messen. Da die Menge der in die Brennkammer eintretenden Luft direkt ein Maß für die Drosselklappenstellung oder die Last ist, kann der Luftfühler als Einrichtung angesehen werden, die feststellt, ob Vollast oder Teillast vorliegt (vgl. Spalte 6, Zeilen 32-58). Es sind keine Vorkehrungen getroffen, welche zur Reduzierung der Rauchentwicklung unter Vollastbedingungen dienen.
Eine derartige laminar brennende Brennkraftmaschine (die auch als Schichtladungsbrennkraftmaschine bekannt ist), wie sie oben beschrieben wurde, ist insofern nachteilig, als dann, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis bei hoher Last oder dergleichen fett wird, im Abgas Rauch erzeugt wird. Dieser Nachteil tritt insbesondere dann auf, wenn der Kraftstoff nur von einer von zwei Einlaßöffnungen einer Brennkraftmaschine her eingespritzt wird, die zwei Einlaßventile aufweist.
Es ist zwar eine erfolgversprechende Idee, Mittel vorzusehen, welche die Erzeugung solchen Rauches unterdrückt, indem sie den Sprüh-Öffnungswinkel des Kraftstoffes an einem Injektor derart begrenzt, daß der von dem Injektor eingespritzte Kraftstoff nicht an einer inneren Wand einer Einlaßöffnung hängen bleibt, da die Erzeugung von Rauch von den Verbrennungsbedingungen des Kraftstoffes in der Verbrennungskammer abhängt und die Raucherzeugung durch eine Kraftstoff-Einspritzzeit reduziert werden kann.

Kurzbeschreibung der Erfindung

Durch die vorliegende Erfindung soll eine laminar verbrennende Brennkraftmaschine mit einer Steuerfunktion für die Kraftstoff-Einspritzzeit geschaffen werden, bei welcher die Erzeugung von Rauch bei Betrieb unter hoher Last der Maschine dadurch vermindert werden kann, daß die Kraftstoff-Einspritzzeit gesteuert wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung eine Schichtladungsbrennkraftmaschine mit Einspritzzeitpunktsteuerung geschaffen, bei welcher für jeden einer Mehrzahl von Zylindern der Brennkraftmaschine zwei Einlaßöffnungen vorgesehen sind und für eine der Einlaßöffnungen ein Injektor vorgesehen ist, welcher zu einem vorgegebenen Zeitpunkt aufgesteuert wird, so daß ein Luft/Kraftstoffgemisch und Luft von den Einlaßöffnungen so in eine Verbrennungskammer gespült werden, daß man in der Verbrennungskammer laminare Trommelwirbel erhält, um die Verbrennung des Luft/Kraftstoffgemisches zu bewerkstelligen, welche aufweist: eine Kraftstoffeinspritzzeit-Vorgabeeinrichtung, die einen Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung und einen Startzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung gemäß dem so vorgegebenen Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung und einer benötigten Kraftstoffmenge vorgibt; eine Injektor-Treibereinrichtung, durch welche der Injektor gemäß den Kraftstoffeinspritzzeitpunkten, welche durch die Kraftstoffeinspritzzeitpunkt-Vorgabeeinrichtung vorgegeben sind, angesteuert wird, und eine Prüfeinrichtung, welche prüft, ob die Arbeitsbedingungen der Brennkraftmaschine nahe bei Vollastbedingungen liegen oder nicht, wobei die Kraftstoffeinspritzzeit-Vorgabeeinrichtung eine Teillast-Zeitvorgabeeinrichtung aufweist, welche dann, wenn von der Prüfeinrichtung festgestellt wird, daß die Arbeitsbedingungen der Brennkraftmaschine nicht in der Nähe der Vollastbedingungen liegen, einen Teillast-Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung vorgibt, und eine Vollast-Zeitvorgabeeinrichtung aufweist, die dann, wenn von der Prüfeinrichtung festgestellt wird, daß die Arbeitsbedingungen der Brennkraftmaschine nahe bei den Vollastbedingungen liegen, einen Vollast-Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung vorgibt, welcher sich vom Teillast-Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung unterscheidet, und wobei die Vollast-Zeitvorgabeeinrichtung den Volllast-Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung auf eine vorgegebene Zeit nach dem Beginn eines Ansaughubes einstellt, so daß die Rauchbildung vermindert wird, welche bedingt durch einen Vollastbetrieb der Brennkraftmaschine erfolgt.
In der Schichtladungsbrennkraftmaschine, die mit der erfindungsgemäßen Steuerfunktion für die Kraftstoffeinspritzzeit versehen ist, gibt die Kraftstoffeinspritzzeit-Vorgabeeinrichtung einen Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung vor und gibt einen Startzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung aus dem so vorgegebenen Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung und einer benötigten Kraftstoffmenge vor, und die Injektor-Treibereinrichtung steuert den Injektor gemäß den so vorgegebenen Kraftstoffeinspritzzeiten so an, daß Kraftstoff von dem Injektor aus eingespritzt wird. Infolgedessen werden das Luft/Kraftstoffgemisch und Luft von den Einlaßöffnungen her derart in die Brennkammer gespült, daß sie laminare Trommelwirbel bilden, wodurch man eine laminare Verbrennung erhält, bei welcher das Luft/Kraftstoffgemisch unter laminaren Bedingungen verbrannt wird. Wird durch die Prüfeinrichtung festgestellt, daß die Arbeitsbedingungen der Brennkraftmaschine nicht in der Nähe der Vollastbedingungen liegen, so gibt dann in diesem Falle die Teillast-Zeitvorgabeeinrichtung einen Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung für Teillast-Betriebszeit vor; stellt dagegen die Prüfeinrichtung fest, daß die Arbeitsbedingungen der Brennkraftmaschine in der Nähe der Vollastbedingungen liegen, so gibt die Vollast-Zeitvorgabeeinrichtung einen Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung für Vollast- Betriebszeit vor. Da die Vollast-Zeitvorgabeeinrichtung den Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung für Vollast-Betriebszeit auf eine vorgegebene Zeit nach dem Beginn eines Einlaßhubes festlegt, wird dann somit die Erzeugung von Rauch vermindert, und der Injektor wird gemäß dem so vorgegebenen Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung bei Vollast-Betriebszeit betätigt. Auf diese Weise wird die Erzeugung von Rauch im Abgas dann, wenn die Brennkraftmaschine in der Nähe der Volllastbedingungen arbeitet, vermindert.
Vorzugsweise gibt die die volle öffnungszeit vorgebende Einrichtung der Kraftstoffeinspritzzeit-Vorgabeeinrichtung dann, wenn die Prüfeinrichtung feststellt, daß die Arbeitsbedingungen der Brennkraftmaschine in der Nähe der Vollastbedingungen liegen, den Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung auf einen vorgegebenen Zeitpunkt vor, der innerhalb eines Bereiches liegt, welcher sich zwischen einem Kurbelwellenwinkel von etwa 60º hinter dem oberen Kolbentotpunkt (abgekürzt: OT) nach Beginn eines Ansaughubes bis zu einem Kurbelwellenwinkel von etwa 120º nach dem oberen Kolbentotpunkt erstreckt. Da der Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung dann, wenn die Arbeitsbedingungen der Brennkraftmaschine in der Nähe der Vollastbedingungen liegen, durch die Vollast-Zeitvorgabeeinrichtung der Kraftstoffeinspritzzeit-Vorgabeeinrichtung auf den vorgegebenen Zeitpunkt innerhalb des Bereiches von einem Kurbelwellenwinkel von etwa 60º nach dem oberen Totpunkt des Kolbens nach Beginn eines Einlaßhubes bis zu einem Kurbelwellenwinkel von etwa 120º nach dem oberen Kolbentotpunkt eingestellt wird, wird die Erzeugung von Rauch mit größerer Sicherheit verhindert.
Vorzugsweise gibt die Teillast-Zeitvorgabeeinrichtung dann, wenn die Prüfeinrichtung feststellt, daß die Arbeitsbedingungen der Brennkraftmaschine nicht in der Nähe der Vollastbedingungen liegen, einen Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung bei Teillastbetrieb vor, der eine vorgegebene Zeit innerhalb eines anderen Bereiches darstellt, welcher sich von einem Kurbelwellenwinkel von etwa 60º vor dem oberen Kolbentotpunkt bei Beginn eines Ansaughubes bis zu einem anderen Kurbelwellenwinkel erstreckt, welcher ungefähr 100º nach dem oberen Kolbentotpunkt liegt. Da der Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung bei Teillast-Betriebszeit unter Teillastarbeitsbedingungen, wenn die Arbeitsbedingungen der Brennkraftmaschine nicht in der Nähe der Vollastbedingungen liegen, durch die Teillast-Zeitvorgabeeinrichtung der Kraftstoffeinspritzzeit-Vorgabeeinrichtung auf die vorgegebene Zeit eingestellt wird innerhalb eines Bereiches von einem Kurbelwellenwinkel von etwa 60º vor dem oberen Kolbentotpunkt bei Beginn eines Ansaughubes bis zu einem Kurbelwellenwinkel von etwa 100º nach dem oberen Kolbentotpunkt, erfolgt die Verbrennung bei Teillastbetrieb der Brennkraftmaschine unter guten Bedingungen.
Vorzugsweise ist ein Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung bei Teillast-Betriebszeit, der durch die Teillast-Zeitvorgabeeinrichtung der Kraftstoffeinspritzzeit-Vorgabeeinrichtung vorgegeben ist, auf eine Seite eingestellt, welche ausgedrückt als Kurbelwellenwinkel gegenüber einem anderen Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung vorverlegt ist, welcher durch die Vollast- Zeitvorgabeeinrichtung vorgegeben ist. In diesem Falle wird von der Vollast-Zeitvorgabeeinrichtung der Kraftstoffeinspritzzeit-Vorgabeeinrichtung ein Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung vorgegeben, der einem vorgegebenen Zeitpunkt entspricht, der innerhalb eines Bereiches von einem Kurbelwellenwinkel von etwa 60º hinter dem oberen Totpunkt des Kolbens bei Beginn eines Einlaßhubes bis zu einem anderen Kurbelwellenwinkel von etwa 120º nach dem oberen Kolbentotpunkt reicht, und ein anderer Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung, der durch die Teillast-Zeitvorgabeeinrichtung vorgegeben wird, ist ein vorgegebener Zeitpunkt, der innerhalb eines anderen Bereiches liegt, der sich von einem Kurbelwellenwinkel von etwa 60º vor dem oberen Totpunkt des Kolbens bei Beginn eines Einlaßhubes bis zu einem anderen Kurbelwellenwinkel von etwa 100º nach dem oberen Kolbentotpunkt erstreckt. Da der Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung, der durch die Teillast- Zeitvorgabeeinrichtung der Kraftstoffeinspritzzeit-Vorgabeeinrichtung eingestellt wird, im Kurbelwellenwinkel gegenüber demjenigen Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung vorverlegt ist, der durch die Vollast-Zeitvorgabeeinrichtung vorgegeben wird, wird das im Abgas bei Teillastbetrieb der Brennkraftmaschine angefundene NOx vermindert.
Die oben erläuterten und anderen Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen zusammen mit den beigelegten Zeichnungen klar. In der Zeichnung tragen entsprechende Teile durchweg die gleichen Bezugszeichen.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Figur 1 ist eine schematische Aufsicht, in welcher der Aufbau einer Brennkammer eines Zylinders und die zugeordneten Komponenten einer Schichtladungsbrennkraftmaschine zusammen mit einer Steuerung für die Kraftstoffeinspritzzeit gezeigt sind, auf welche sich die vorliegende Erfindung bezieht;
Figur 2 ist ein Diagramm, in welchem die Vollast-Arbeitszone des Volumen-Wirkungsgrades der Schichtladungsbrennkraftmaschine nach Figur 1 dargestellt ist;
Figur 3 ist ein Flußdiagramm, in welchem der Ablauf der Steuerung für die Bestimmung des Endzeitpunktes der Kraftstoffeinspritzzeit bei der Kraftstoff-Einspritzzeit- Steuerung der in Figur 1 gezeigten Schichtladungsbrennkraftmaschine dargestellt ist;
Figur 4 ist ein Flußdiagramm, in welchem der Ablauf der Steuerung für die Kraftstoffeinspritzzeit der in Figur 1 gezeigten Schicht ladungsbrennkraftmaschine dargestellt ist;
Figur 5 ist ein Diagramm, in welchem ein Beispiel für die Raucherzeugungscharakteristik der Schichtladungsbrennkraftmaschine nach Figur 1 dargestellt ist;
Figur 6 ist ein Diagramm, in welchem ein anderes Beispiel für eine Raucherzeugungscharakteristik der in Figur 1 gezeigten Schichtladungsmaschine wiedergegeben ist; und
Figur 7 ist eine schematische perspektivische Ansicht, welche die Erzeugung von Trommelwirbeln in einer Brennkammer eines Zylinders einer Schichtladungs-Brennkraftmaschine erläutert.

Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispieles

In Figur 1 sind eine Brennkammer eines der Zylinder einer Schichtladungsbrennkraftmaschine sowie die diesem zugeordneten Elemente dargestellt, auf welche sich die vorliegende Erfindung bezieht. Die Schichtladungsbrennkraftmaschine kann z.B. auf einem nicht dargestellten Kraftfahrzeug angebracht sein, und jeder ihrer Zylinder hat im wesentlichen den gleichen Grundaufbau, wie er z.B. in Figur 7 dargestellt ist. Teile, die in Figur 1 nicht dargestellt sind, werden daher unter Bezugnahme auf Figur 7 beschrieben.
Wie aus den Figuren 1 und 7 ersichtlich, hat jeder der Zylinder einer Brennkraftmaschine eine Brennkrammer 30, die durch eine in einem Zylinderblock 22 ausgebildete Zylinderbohrung 24, einen Kolben 26 sowie einen Zylinderkopf 28 begrenzt ist. Einlaßöffnungen 40 und 42 erstrecken sich in die Brennkammer 30 hinein. Einlaßventile 56 und 58 sind in der Einlaßöffnung 40 bzw. 42 vorgesehen. Mit dem Bezugszeichen 60 ist ein Auslaßventil bezeichnet, das Bezugszeichen 62 gehört zu einer Auslaßöffnung
Hervorzuheben ist, daß ein Fünfkant-Dach 34 (vgl. Figur 7) derart geneigte Flächen aufweist, daß es die Luft und das Luft/Kraftstoffgemisch von den Einlaßffnungen und 42 nach unten längs einer inneren Wandfläche der Zylinderbohrung 24 auf Verlängerungslinien der axialen Linien der Einlaßöffnungen 40 bzw. 42 nach unten führen kann.
Wie Figur 1 zeigt, ist nur für die Einlaßöffnung 42 ein Injektor 66 vorgesehen, und in der Nachbarschaft der Einlaßöffnung 42, die somit mit dem Injektor 66 versehen ist, ist eine Zündkerze 70 angeordnet. Infolgedessen wird von dem Injektor 66 eingespritzter Kraftstoff in einen von der Einlaßöffnung 42 herkommenden Luftstrom hineingemischt, wodurch man ein Luft/Kraftstoffgemisch erhält, welches in die Brennkammer 30 weiterbewegt wird.
Der Injektor 66 wird durch einen Injektortreiber 72 (Injektortreiberenrichtung) betätigt. Der Injektortreiber 72 betätigt den Injektor 66 gemäß einer Kraftstoff- Einspritzzeit, welche durch eine Kraftstoffeinspritzzeit-Vorgabeeinrichtung 74 vorgegeben wird.
Die Kraftstoffeinspritzzeit-Vorgabeeinrichtung 74 ist z.B. in einer elektrischen Steuereinheit (ECU = electronic control unit) 80 enthalten, die verschiedene Steueraufgaben der Brennkraftmaschine erledigt, z.B. die Steuerung des Zündzeitpunktes. Die Kraftstoffeinspritzzeit- Vorgabeeinrichtung 74 setzt somit einen Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung fest und bestimmt ferner einen Startzeitpunkt gemäß dem so vorgegebenen Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung und gemäß einer benötigten Kraftstoffmenge.
Es sei darauf hingewiesen, daß die benötigte Kraftstoffmenge diejenige Kraftstoffmenge ist, die von dem Injektor 66 innerhalb jedes Verbrennungszyklus eingespritzt werden muß. Diese Menge kann durch die Betätigungszeit des Injektors 66 (Ventilöffnungszeit) variiert werden. Die Ventilöffnungszeit des Injektors 66 wird dann aus der Drehzahl Ne der Brennkraftmaschine und der Menge der angesaugten Luft berechnet. Hierzu wird Meßinformation von einem (nicht dargestellten) Motor-Drehzahlfühler und einem Fühler für die Menge der angesaugten Luft (Luftströmungsfühler) (nicht gezeigt) an die ECU 80 übermittelt.
Hier berechnet die Kraftstoffeinspritzzeit-Vorgabeeinrichtung 74 eine Grundbetätigungszeit für den Injektor 66 aus der Motordrehzahl Ne und der Menge der angesaugten Luft und korrigiert den so berechneten Grundwert für die Betätigungszeit in Abhängigkeit von der Temperatur des Kühlwassers, wobei eine erhöhende Korrektur erfolgt, wenn die Maschine in kaltem Zustand läuft (Wassertemperatur erhöhende Korrektur), eine eine Zunahme darstellende Korrektur beim Starten der Brennkraftmaschine und danach oder eine eine Zunahme darstellende Korrektur nach Betrieb unter Leerlaufbedingungen, wodurch man eine Betätigungszeit für den Injektor 66 erhält. Dann rechnet die Kraftstoffzeitpunkt-Vorgabeeinrichtung 74 die so bestimmte Betätigungszeit für den Injektor 66 in einen Kurbelwellenwinkel um.
Ferner liest die Kraftstoffzeitpunkt-Vorgabeeinrichtung 74 einen einer Mehrzahl voreingestellter Endzeitpunkte für die Kraftstoffeinspritzung ein, welche in einem (nicht dargestellten) ROM (Festwertspeicher) der ECU 80 gespeichert sind, wodurch ein Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung bestimmt wird, und rechnet dann os rückwärts aus dem so vorgegebenen Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung und der Injektor-Betätigungszeit nach Umwandlung in Kurbelwellenwinkel einen Startzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung aus. Kurz gesagt wird ein Zeitpunkt, der vor dem durch die Injektorbetätigungszeit vorgegebenen Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung liegt, als Startzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung vorgegeben.
Für jeden Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung sind in dem ROM der ECU 80 zwei verschiedene Werte abgelegt, darunter ein Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung für Normalbetrieb, also Teillastbetrieb der Brennkraftmaschine, und ein anderer Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung für Vollastbetrieb oder Betrieb nahe bei Vollastbedingungen der Brennkraftmaschine.
Der Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung bei Teillastbetrieb ist auf einen Zeitpunkt eingestellt, der innerhalb eines Bereiches liegt, der sich von einem Kurbelwellenwinkel von etwa 60º vor dem oberen Totpunkt des Kolbens nach Beginn eines Einlaßhubes (60º VOT = vor OT) und einem anderen Kurbelwellenwinkel von etwa 100º hinter dem oberen Kolben Totpunkt (100º HOT = hinter OT) liegt (beispielsweise) wobei die Einstellung auf einen Zeitpunkt erfolgt, bei welchem die Verbrennung vollständig abläuft.
Andererseits wird der Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung bei Vollastbetrieb auf einen Zeitpunkt eingestellt, der innerhalb eines Bereiches liegt, der sich von einem Kurbelwellenwinkel von etwa 60º hinter dem oberen Totpunkt des Kolbens bei Beginn eines Einlaßhubes (60º HOT) bis zu einem anderen Kurbelwellenwinkel von etwa 120º nach dem oberen Totpunkt des Kolbens (120º HOT) liegt (z.B.), und zwar auf einen solchen derartigen Zeitpunkt gelegt, zu welchem die Erzeugung von Rauch im Abgas vermindert ist.
Beim hier betrachteten Ausführungsbeispiel wird der Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung bei Teillastbetrieb auf etwa 40º hinter dem oberen Kolbentotpunkt (40º HOT) und der Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung bei Vollastbetrieb auf etwa 120º nach dem oberen Kolbentotpunkt (120º HOT) eingestellt.
Es sei darauf hingewiesen, daß dann, wenn nur eine magere Verbrennung betrachtet wird, der Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung bei Teillastbetrieb vorzugsweise weiter zurückverlegt werden sollte als 40º hinter dem oberen Kolbentotpunkt. Der Grund, weshalb der Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung trotzdem für Teillastbetrieb auf diesen Wert eingestellt wird, ist der, daß dann, wenn der Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung auf diese Weise früh eingestellt ist, ein bei der Verbrennung auftretender Anstieg des Druckes und der Temperatur vermindert werden kann, so daß die Erzeugung von NOx deutlich vermindert werden kann. Es sei darauf hingewiesen, daß der Wert von 40º hinter dem oberen Kolbentotpunkt, auf welchen der Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung bei Teillastbetrieb eingestellt wird, zur Gewährleistung einer mageren Verbrennung ausreichend wirksam ist, so daß man kurz gesagt ein Herabsetzen der Kraftstoffkosten erhält.
Nunmehr soll der Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung bei Teillastbetrieb weiter beschrieben werden. Wenn die Brennkraftmaschine mit einer Abgas-Emissions-Verminderungseinrichtung wie einem Katalysator verbunden ist, um NOx im Abgas ausreichend herabzusetzen, kann man den Effekt der mageren Verbrennung noch verbessern, wenn der Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung weiter als 40º hinter den oberen Kolbentotpunkt zurückverlegt wird. In diesem Zusammenhang soll die Beziehung zwischen dem Endzeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung bei Teillastbetrieb und dem Endzeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung bei Vollastbetrieb beschrieben werden. Betrachtet man die Herabsetzung von NOx im Abgas, so wurde durch Versuche nachgewiesen, daß der Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung bei Teillastbetrieb vorzugsweise früher liegen sollte als der Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung bei voll offenem Betrieb. Auf jeden Fall wird jedoch der Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung bei Teillastbetrieb so bestimmt, daß man den Effekt der mageren Verbrennung in Betracht zieht und ferner, falls notwendig, die Verminderung von NOx in Betracht zieht. Der Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung bei Vollastbetrieb wird unter Berücksichtigung der Verminderung des Rauches bestimmt.
Um festzustellen, ob die Maschine im Teillastbetrieb oder Vollastbetrieb arbeitet, ist eine Prüfeinrichtung 76 in der ECU vorgesehen. Die Prüfeinrichtung 76 überprüft, ob z.B. ein momentan vorliegender volumetrischer Wirkungsgrad innerhalb einer Vollast-Arbeitszone (WOT- Zone) liegt, in welcher der volumetrische Wirkungsgrad höher ist als ein vorgegebener volumetrischer Wirkungsgrad ηv (ηv ist ein fest vorgegebener Wert), der in der Nachbarschaft des volumetrischen Wirkungsgrades bei Vollast (WOT) liegt, wie in Figur 2 gezeigt. Unter diesen Umständen arbeitet dann die Maschin in voll offenem Betrieb. Liegt dagegen der momentane volumetrische Wirkungsgrad nicht innerhalb der WOT-Zone, so stellt die Prüfeinrichtung 76 fest, daß die Brennkraftmaschine unter Teillastbetriebsbedingungen arbeitet. Es versteht sich, daß man den volumetrischen Wirkungsgrad aus der Menge angesaugter Luft oder dergleichen berechnen kann.
Da die Schichtladungsbrennkraftmaschine mit einer Kraftstoffeinspritzzeit-Steuerung versehen ist, die so aufgebaut ist, wie unter Bezugnahme auf das Ausführungsbeispiel der Erfindung oben beschrieben, bilden Ströme aus Luft und Luft/Kraftstoffgemisch, die von den Einlaßöffnungen 40 und 42 ausgehen, derartige laminare Trommelwirbel in der Brennkammer 30, wie sie durch den Pfeil Fa bzw. Fm angedeutet sind (vergleiche Figur 7). Hierdurch wird eine vollständige Verbrennung des Luft/Kraftstoffgemisches gefördert. Damit wird auch dann, wenn z.B. das Luft/Kraftstoffverhältnis des gesamten Luftund Luft/Kraftstoff-Gemisches größer ist als das stöchiometrische Verhältnis zwischen Luft und Kraftstoff (kurz gesagt auch dann, wenn das Luft/Kraftstoffgemisch insgesamt mager ist), eine Verbrennung des Luft/Kraftstoffgemisches möglich. Hierdurch wird der Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine pro Kilometer erniedrigt und man erhält darüber hinaus eine Verminderung von schädlichen Substanzen im Abgas wie CO und NOx, die im Abgas der Brennkraftmaschine gegenwärtig sind, und es wird ein Klopfen des Motors verhindert.
Da die Kraftstoffeinspritzzeit-Vorgabeeinrichtung 74 unter Teillastbetrieb, wenn die Maschine nicht in der Nähe des Vollastbetriebes arbeitet, insbesondere den Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung (Teillast- Einspritzungs-Endzeitpunkt) auf einen Zeitpunkt legt, bei welchem die Verbrennung vollständig abläuft, wird der Wirkungsgrad der Maschine verbessert und man kann die oben beschriebenen Effekte mit Sicherheit erreichen.
Da die Kraftstoffeinspritzungzeit-Vorgabeinrichtung os 74 andererseits dann, wenn das Luft/Kraftstoffgemisch bei hoher Belastung oder in der Nähe von Vollast fett wird, den Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung so bestimmt, daß im Abgas kein Rauch erzeugt wird und da dann die Kraftstoffeinspritzung gemäß dem auf diese Weise vorgegebenen Verhältnis zwischen Luft und Kraftstoff erfolgt, ist es wenig wahrscheinlich, daß im Abgas Rauch erzeugt wird.
Die Arbeitsweise der Kraftstoffeinspritzzeit-Vorgabeeinrichtung 74 ist kurz in Figur 3 dargestellt. Wie aus Figur 3 ersichtlich, überprüft die Prüfeinrichtung 76 der Kraftstoffeinspritzzeit-Vorgabeeinrichtung 74 zunächst in einem ersten Schritt al ausgehend vom volumetrischen Wirkungsgrad, ob sich der Motor in der WOT-Zone (Vollastarbeitsbedingungen) befindet oder nicht. Befindet sich der Motor der WOT-Zone, gibt die Kraftstoffeinspritzungszeit-Vorgabeinrichtung 74 einen WOT-Einspritzendzeitpunkt vor (z.B. 120º HOT), der als Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung dient, was im Schritt a2 erfolgt. Befindet sichaberder Motor nicht in der WOT-Zone, so gibt die Kraftstoffeinspritzzeit-Vorgabeeinrichtung 74 in einem Schritt a3 eine Teileinspritzungsendzeit (Z.B. 40º HOT) vor, die als Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung dient.
Dann wird die Kraftstoffeinspritz-Zeitsteuerung abgewickelt, was z.B. wie in Figur 4 dargestellt erfolgen kann. Wie Figur 4 zeigt, wird zunächst in einem Schritt b1 die Motordrehzahl Ne eingelesen. Dann wird in einem Schritt b2 die Menge der angesaugten Luft eingelesen.
Anschließend wird in einem Schritt b3 die Grund-Betätigungszeit für den Injektor 66 berechnet.
Anschließend werden in einem Schritt b4 von einer Tabelle os (MAP) Korrekturdaten eingelesen und unter Verwendung dieser Korrekturdaten wird eine Korrektur der Grund- Betätigungszeit vorgenommen. Dies kann z.B. eine von der Wassertemperatur abhängende erhöhende Korrektur die beim oder nach dem Start vorgenommen wird oder eine erhöhende Korrektur sein, die nach Betrieb im Leerlauf vorgesehen wird. Diese Korrekturen werden im Schritt b5 durchgeführt.
Danach wird die Betätigungszeit des Injektors 66, welche man nach der Korrektur der Grund-Betätigungszeit erhält, in einem Schritt b6 in einen Kurbelwellenwinkel umgerechnet. In einem Schritt b7 wird dann ein Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung, wie oben unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm von Figur 3 beschrieben vorgegeben ist, eingelesen, und anschließend wird in einem Schritt b8 aus dem Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung und der Betätigungszeit für den Injektor 66 nach Umwandlung in einen Kurbelwellenwinkel rückwärts ein Startzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung berechnet.
Der Injektor 66 wird gemäß dem Startzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung und dem Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung betätigt und bewerkstelligt entsprechend das Einspritzen von Kraftstoff.
Infolge dessen wird die Erzeugung von Rauch dann vermindert wenn das Luft/Kraftstoffgemisch fett wird, wie dies z.B. beim Arbeiten unter voller Last der Maschine erfolgt, und hierdurch wird eine Reinigung des Abgases erhalten.
Es sei darauf hingewiesen, daß der Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung, oder kurz gesagt der WOT- Einspritz-Endzeitpunkt, dann, wenn das Luft/Kraftstoffverhältnis fett wird, von den charakteristischen Eigenschaften der Brennkraftmaschine abhängt und daher auf einen Wert eingestellt wird, der gemäß diesen Arbeitscharakteristiken gewählt ist.
So zeigen z.B. die Figuren 5 und 6 die Raucherzeugungs- Charakteristiken bestimmter Brennkraftmaschinen. In den Figuren 5 und 6 bezeichnen O Daten, die bei einer Motordrehzahl von 1 000 Upm erhalten wurden; Δ charakterisiert Daten, die bei einer Motordrehzahl von 2 000 UPM erhalten wurden; und X bezeichnet Daten, die bei einer Motordrehzahl von 3 000 Upm erhalten wurden. Eine durchgezogene Linie stellt die Kennlinie dar, die aus den Daten O erhalten wurde; eine gestrichelte Linie zeigt die Kennlinie, die aus den Daten X erhalten wurde; und eine abwechselnd kurz und lang gestrichelte Linie zeigt die Kennlinie, die aus den Daten X erhalten wurde. In Figur sind diejenigen Daten (O, Δ, X), die im oberen Bereich wiedergegeben sind, diejenigen Daten, die erhalten wurden, wenn das Luft-Kraftstoffverhältnis (L/K = Luft/Kraftstoff) 11 ist, und die im unteren Abschnitt gezeigten Daten (O, Δ, X) sind diejenigen Daten, die erhalten wurden, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis (L/K) 12,5 beträgt. Im übrigen sind die in Figur 6 gezeigten Daten (O, Δ X) diejenigen Daten, die erhalten werden, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis (L/K) 11 beträgt.
Die Brennkraftmaschine nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat solche Kennlininen, wie sie in Figur 5 gezeigt sind. Aus Figur 5 ist ersichtlich, daß der Rauch dann sein Minimum hat, wenn der Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung bei 120º oder in der Nachbarschaft von 120º HOT liegt. Wenn das Luft/Kraftstoff- Verhältnis fett wird, stellt man folglich den Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung auf einen Wert ein, der gleich 120º HOT oder in der Nachbarschaft von 120º HOT liegt, und auf diese Weise wird dann der Rauch im Abgas sehr klein gehalten.
Hat man dagegen eine Brennkraftmaschine mit einer Kennlinine, wie sie in Figur 6 gezeigt sind, so ist die Raucherzeugung dann mengenmäßig klein, wenn der Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung bei 60º HOT oder in der Nähe von 60º HOT liegt. Wird das Luft/Kraftstoffverhältnis fett, so wird in diesem Falle der Endzeitpunkt für Kraftstoffeinspritzung auf einen entsprechenden Zeitpunkt (bei oder nahe bei 60º HOT) eingestellt, und dann kann wieder Rauch im Abgas minimal gehalten werden.
Es versteht sich, daß es natürlich eine erfolgversprechende Idee ist, zusätzlich zu einer solchen Steuerung für den Endzeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung, wie sie oben beschrieben wurde, Mittel vorzusehen, die dazu dienen, die Raucherzeugung dadurch zu vermindern, daß sie den Strahlöffnungswinkel am Injektor derart begrenzen, daß vom Injektor eingespritzter Kraftstoff nicht an einer inneren Wand der Einlaßöffnung hängen bleiben kann. In diesem Falle kann man dann eine stärkere Verminderung des Rauches erwarten.
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde ein Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung so gewählt, daß man eine Verminderung der Raucherzeugung erhält. Dies erfolgte dann, wenn der volumetrische Wirkungsgrad des Motors innerhalb der WOT-Zone liegt. Diese Einstellung wird aus dem Gesichtspunkt durchgeführt, daß dann wenn der volumetrische Wirkungsgrad im Inneren der WOT-Zone liegt, auch das Luft/Kraftstoffverhältnis des Luft/Kraftstoffgemisches viel Kraftstoff enthält und damit zu erwarten ist, daß die Erzeugung von Rauch zunimmt.
Das Einstellen eines Endzeitpunktes für die Kraftstoffeinspritzung zum Zwecke einer Rauchverminderung kann auch basierend auf einem Mischungsverhältnis mit einem Überschuß an Luft erfolgen. Zum Beipsiel wird ein Zustand, in welchem das Luftüberschußverhältnis kleiner als 1,0 ist, als fetter Zustand betrachtet, und bei einem solchen fetten Zustand wird der Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung auf einen Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung eingestellt, wie er im Hinblick auf die Rauchverminderung gewählt ist.
Darüber hinaus entspricht die oben beschriebene WOT-Zone einem Zustand,. bei welchem das Luftüberschußverhältnis kleiner ist als 1,0, und der volumetrische Wirkungsgrad ηv, welcher eine untere Grenze der WOT-Zone vorgibt, wird auf einen Wert eingestellt, welcher im wesentlichen gleich 80% des volumetrischen Wirkungsgrades von WOT ist.
Auf nochmals andere Weise kann man einen angestrebten Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung auf einen Endzeitpunkt für Kraftstoffeinspritzung einstellen, wie er dann für die Rauchverminderung gewählt wird, wenn der volumetrische Wirkungsgrad im Inneren der WOT- Zone liegt und das Luftüberschußverhältnis kleiner als 1,0 ist.
Wie soweit im Detail beschrieben, wird durch vorliegende Erfindung eine Schichtladungsbrennkraftmaschine geschaffen, welche mit einer Steuerung für Kraftstoffeinspritzzeit versehen ist, wobei die Brennkraftmaschine eine Mehrzahl von Zylindern aufweist, die jeweils zwei Einlaßöffnungen und einen Injektor haben. Der letztere wird beim Einlaßhub des Zylinders aufgesteuert. Der Injektor ist für eine der Einlaßöffnungen vorgesehen, so daß von den Einlaßöffnungen einerseits ein Luft/Kraftstoffgemisch und andererseits Luft in die Brennkammer gespült wird. Dies erfolgt derart, daß man in der Brennkammer laminare Trommelwirbel erhält, durch welche das Luft/Kraftstoffgemisch verbrannt wird. Die Schichtleitungsbrennkraftmaschine hat ferner eine Vorgabeeinrichtung für die Kraftstoffeinspritzzeit. Diese gibt einen Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung sowie einen Startzeitpunkt für Kraftstoffeinspritzung vor. Der Startzeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung wird aus dem vorgegebenen Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung und einer benötigten Kraftstoffmenge ermittelt. Es ist eine Treibereinrichtung für den Injektor vorgesehen, welche den Injektor gemäß den durch die Kraftstoffeinspritzzeit-Vorgabeeinrichtung vorgegebenen Kraftstoffeinspritzzeiten betätigt. Eine Prüfvorrichtung überprüft, ob die Arbeitsbedingungen der Brennkraftmaschine in der Nähe der Vollastbedingungen liegen. Die Kraftstoffeinspritzzeit-Vorgabeeinrichtung umfaßt eine Teillast- Zeitvorgabeinrichtung, die dann einen Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung bei Teillast-Betriebszeit vorgibt, wenn die Prüfeinrichtung feststellt, daß die Arbeitsbedingungen der Brennkraftmaschine nicht in der Nähe der Vollastbedingungen liegen. Ferner umfaßt die Kraftstoffeinspritzzeit-Vorgabeeinrichtung eine Vollast- Zeitvorgabeeinrichtung, welche einen Endzeitpunkt für Kraftstoffeinspritzung vorgibt, wenn die Prüfeinrichtung feststellt, daß die Arbeitsbedingungen der Brennkraftmaschine in der Nähe der Vollastbedingungen liegen. Die Vollast-Zeitvorgabeeinrichtung stellt dann den Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung bei Vollast-Betriebszeit auf eine vorgegebene Zeit nach Beginn eines Einlaßhubes derart ein, daß die Erzeugung von Rauch vermindert wird, welche bei Vollastbedingungen der Brennkraftmaschine stattfinden kann. Auf diese Weise kann die Erzeugung von Rauch im Abgas bei Vollastbetriebsbedingungen der Schicht ladungsbrennkraftmaschine vermindert werden. Dies bedeutet, daß man eine Reinigung der Abgase erhält.
Ist die Vollast-Zeitvorgabeeinrichtung der Kraftstoffeinspritzzeit-Vorgabeeinrichtung so aufgebaut, daß sie einen Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung dann, wenn die Prüfeinrichtung feststellt, daß der volumetrische Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine in der Nähe der Vollastbedingungen liegt, auf einen vorgegebenen Zeitpunkt festlegt, der innerhalb eines Bereiches liegt, der von einem Kurbelwellenwinkel von etwa 60º nach Beginn eines Einlaßhubes bis zu einem anderen Kurbelwellenwinkel von 120º nach dem oberen Kolbentotpunkt reicht, so wird eine Abgasreinigung durch Herabsetzung der Erzeugung von Rauch mit höherer Gewißheit erhalten.
Ist ferner die Teillast-Zeitvorgabeeinrichtung der Kraftstoffeinspritzzeit-Vorgabeinrichtung so aufgebaut, daß sie dann, wenn die Prüfeinrichtung feststellt, daß der volumetrische Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine nicht in der Nähe der Vollastbedingungen liegt, den Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung auf einen vorgegebenen Zeipunkt einstellt, der innerhalb eines anderen Winkelbereiches liegt, welcher sich von einem Kurbelwellenwinkel von etwa 60º vor dem oberen Kolbentotpunkt bei Beginn eines Einlaßhubes bis zu einem anderen Kurbelwellenwinkel von etwa 100º nach dem oberen Kolbentotpunkt erstreckt, so erfolgt das Arbeiten der Brennkraftmaschine unter Teillast unter guten Bedingungen und die Leistung der Brennkraftmaschine wird verbessert.
Ist ferner die mit einer Kraftstoffeinspritzzeit-Steuerung versehene Schichtladungsbrennkraftmaschine so aufgebaut, daß durch eine Teillast-Zeitvorgabeeinrichtung der Kraftstoffeinspritzzeit-Vorgabeeinrichtung ein Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinrichtung vorgegeben wird, der kurbelwellenwinkelmäßig auf eieer anderen Seite als der Endzeitpunkt für die Krafteinspritzung liegt, welcher durch die Vollast-Zeitvorgabeeinrichtung vorgegeben ist, (d.h.insbesondere dann, wenn dieser Zustand vorliegt, wird durch die Vollast-Zeitvorgabeeinrichtung ein Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung vorgegeben, welcherein vorgegebener Zeitpunkt ist, der innerhalb eines Bereiches liegt, der sich von einem Kurbelwellenwinkel von etwa 60º nach dem oberen Kolbentotpunkt bei Beginn eines Einlaßhubes bis zu einem anderen Kurbelwellenwinkel von etwa 120º nach dem oberen Kolbentotpunkt erstreckt, und durch die Teillast-Zeitvorgabeeinrichtung wird ein anderer Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung gesetzt, welcher ein vorgegebener Zeitpunkt ist, der innerhalb eines anderen Bereiches liegt, welcher sich von einem Kurbelwellenwinkel von etwa 60º vor dem oberen Kolbentotpunkt bei Start eines Einlaßhubes bis zu einem anderen Kurbelwellenwinkel von etwa 100º nach dem oberen Kolbentotpunkt erstreckt,) erhält man auf diese Weise eine Abgasreinigung durch Unterdrückung der Erzeugung von Rauch unter Vollastbetriebsbedingungen der Brennkraftmaschine, wobei jedoch bei Teillast-Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine unter guten Bedingungen eine magere Verbrennung durchgeführt wird, wobei zugleich die Erzeugung von NOx nennenswert vermindert ist.

Claims

1. Schichtladungsbrennkraftmaschine mit Einspritzzeitpunktsteuerung, bei welcher für jeden einer Mehrzahl von Zylindern (24) der Brennkraftmaschine zwei Einlaßöffnungen (40, 42) vorgesehen sind und für eine der Einlaßöffnungen (40, 42) ein Injektor (66) vorgesehen ist, welcher zu einem vorgegebenen Zeitpunkt aufgesteuert wird, so daß ein Luft/Kraftstoffgemisch und Luft von den Einlaßöffnungen (40, 42) so in eine Verbrennungskammer (30) gespült werden, daß man in der Verbrennungskammer (30) laminare Trommelwirbel erhält, um die Verbrennung des Luft/Kraftstoffgemisches zu bewerkstelligen, mit

einer Kraftstoffeinspritzzeit-Vorgabeeinrichtung (74), welche vorgibt: einen Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung und - aus dem so vorgegebenen Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung und einer benotigten Kraftstoffmenge - einen Startzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung;

einer Injektor-Treibereinrichtung (72), durch welche der Injektor gemäß den Kraftstoffeinspritzzeitpunkten, welche durch die Kraftstoffeinspritzzeitpunkt-Vorgabeeinrichtung (74) vorgegeben sind, angesteuert wird; und mit

einer Prüfeinrichtung (76) welche prüft, ob die Arbeitsbedingungen der Brennkraftmaschine nahe bei Vollastbedingungen liegen oder nicht;

wobei die Kraftstoffeinspritzzeit-Vorgabeeinrichtung (74) eine Teillast-Zeitvorgabeeinrichtung aufweist, welche dann, wenn von der Prüfeinrichtung (76) festgestellt wird, daß die Arbeitsbedingungen der Brennkraftmaschine nicht in der Nähe der Vollastbedingungen liegen, einen Teillastzeit-Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinsprit zung vorgibt, und eine Vollast-Zeitvorgabeeinrichtung aufweist, die dann, wenn von der Prüfeinrichtung (76) festgestellt wird, daß die Arbeitsbedingungen der Brennkraftmaschine nahe bei den Vollastbedingungen liegen, einen Vollastzeit-Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung vorgibt, welcher sich vom Teillastzeit-Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung unterscheidet, und wobei die Vollast-Zeitvorgabeinrichtung den Vollastzeit- Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung auf eine vorgegebene Zeit nach dem Beginn eines Ansaughubes einstellt, so daß die Rauchbildung vermindert wird, welche bedingt durch einen Vollastbetrieb der Brennkraftmaschine erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung, welcher durch die Teillast- Zeitvorgabeeinrichtung vorgegeben ist, auf eine Seite eingestellt ist, welche im Kurbelwellen-Drehwinkel gegenüber einem anderen Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung vorverlegt ist, der durch die Vollast-Zeitvorgabeeinrichtung (74) vorgegeben ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, bei welcher die Vollast-Zeitvorgabeeinrichtung dann, wenn die Prüfeinrichtung feststellt, daß die Arbeitsbedingungen der Brennkraftmaschine in der Nähe der Vollastbedingungen liegen, den Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung auf einen vorgegebenen Zeitpunkt einstellt, der innerhalb eines Bereiches liegt, welcher sich zwischen einem Kurbelwellenwinkel von etwa 60º hinter dem oberen Kolbentotpunkt nach Beginn eines Ansaughubes bis zu einem Kurbel wellenwinkel von etwa 120º nach dem oberen Kolbentotpunkt erstreckt.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, bei welcher die

Teillast-Zeitvorgabeeinrichtung dann, wenn die Prüfeinrichtung (76) feststellt, daß die Arbeitsbedingungen der Brennkraftmaschine nicht in der Nähe der Vollastbedingungen liegen, einen Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung für Teillastbetrieb vorgibt, der eine vorgegebene Zeit innerhalb eines anderen Bereiches darstellt, welcher sich von einem Kurbelwellenwinkel von etwa 60º vor dem oberen Kolbentotpunkt bei Beginn eines Ansaughubes bis zu einem anderen Kurbelwellenwinkel erstreckt, welcher ungefähr 100º nach dem oberen Kolbentotpunkt liegt.

4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1,

2 oder 3, bei welcher der Bndpunkt für die Kraftstoffeinspritzung, welcher durch die Vollast-Zeitvorgabeeinrichtung vorgegeben ist, bei einer vorgegebenen Zeit liegt, die innerhalb eines Bereiches von einem Kurbelwellenwinkel von etwa 60º nach dem oberen Kolbentotpunkt bei Beginn eines Ansaughubes bis zu einem anderen Kurbelwellenwinkel von etwa 120º nach dem oberen Kolbentotpunkt liegt, und ein anderer Endzeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung durch die Teillast-Zeitvorgabeeinrichtung vorgegeben ist, welcher einen vorgegebenen Zeitpunkt darstellt, der innerhalb eines anderen Bereiches liegt, welcher sich von einem Kurbelwellenwinkel von etwa 60º vor dem oberen Kolbentotpunkt bei Beginn eines Ansaughubes bis zu einem anderen Kurbelwellenwinkel von etwa 100º nach dem oberen Kolbentotpunkt erstreckt.