DE60221913T2

DE60221913T2 - Kraftstoffinjektionssteuerverfahren für einen Dieselmotor und regeneratives Steuerverfahren für Abgasnach behandlungseinrichtung

Info

Publication number: DE60221913T2
Application number: DE60221913T
Authority: DE
Inventors: Yoshihisa 252-8501 Tashiro; Takehito 252-8501 Imai; Tsuneo 252-8501 Suzuki; Naofumi 252-8501 Ochi; Masashi 252-8501 Gabe
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2001-02-20
Filing date: 2002-02-20
Publication date: 2008-05-08
Anticipated expiration: 2022-02-21
Also published as: US20030145581A1; WO2002066813A1; JPWO2002066813A1; EP1553279B1; DE60212079D1; EP1363009B1; EP1363009A1; DE60212079T2; EP1363009A4; US6901747B2; EP1553279A1; DE60221913D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung für einen Dieselmotor und ein Verfahren zur Steuerung der Regeneration einer Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung.
Genauer gesagt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in einen Motor zur Erhöhung der Abgastemperatur eines Dieselmotors oder zur Verringerung der Sauerstoffmenge in dem Abgas und ein Verfahren zur Steuerung der Regeneration einer Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung, wie z.B. eines sich kontinuierlich regenerierenden Dieselpartikelfiltersystems oder dergleichen, zum Reinigen des Abgases durch Einfangen von Feinstaub unter Verwendung der Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung.
Ausführliche Beschreibung des Standes der Technik
In der neueren Technologie zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung, siehe 14(a), wurde aktuell eine mehrstufige Einspritztechnik entwickelt, bei der die Anzahl der Einspritzungen erhöht wird, um bei Beginn der Kraftstoffeinspritzung die Erhöhung der eingespritzten Menge zu verzögern, weil bei der Kraftstoffeinspritzvorrichtung vom Kraftstoffspeichertyp oder dergleichen während der Haupteinspritzung die ausgestoßene Menge an Stickoxiden (im folgenden NOx) oder Feinstaub (PM: teilchenförmige Feststoffe: im folgenden PM) zunimmt, wenn die Einspritzung auf einmal erfolgt, da die Einspritzgeschwindigkeit bezüglich des Kurbelwinkels von Anfang an hoch ist, die Menge an in die Verbrennungskammer einzuspritzendem Kraftstoff plötzlich zunimmt und der Kraftstoff auf einmal einströmt.
Daneben wurde eine Technik zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung entwickelt, um eine kurze Zeit nach der Haupteinspritzung eine Nacheinspritzung auszuführen und das Gemisch aus bei der Haupteinspritzung eingespritztem Kraftstoff und angesaugter Luft zu beschleunigen, was durch die Energie dieser Nacheinspritzung bewerkstelligt wird, siehe 14(b), um die Verbrennung von Kraftstoff aus der Haupteinspritzung frühzeitig zu beenden und dadurch PM zu reduzieren.
Zusätzlich schlägt das Verfahren zur Steuerung des Kraftstoffeinspritzmodus aus der japanischen Patentanmeldung, Kokai-Veröffentlichung Nr. 2000-97077 vor, die Zündfähigkeit des eingespritzten Kraftstoffs durch die Verwendung eines mehrstufigen Einspritzmodus für das Ausführen einer mehrstufigen Voreinspritzung, wie sie in 14(c) gezeigt ist, während des Startens des Motors zu verbessern.
Diese Techniken zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung zielen darauf ab, die Emission bzw. den Ausstoß von NOx und PM zu reduzieren, die Kraftstoffverbrennung rasch zu beenden und die Wärmeenergie so weit wie möglich in Motorleistung umzusetzen, und im Ergebnis sinkt die Abgastemperatur ab.
Dagegen wurden in den vergangenen Jahren auch für den Dieselmotor eine Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung, die zur Eliminierung gefährlicher aus dem Motor ausgestoßener Abgasbestandteile, wie PM, NOx, SOx usw., mit einem Oxidkatalysator und einem NOx-Katalysator ausgestattet ist, und weiterhin ein Dieselpartikelfilter (DPF für Dieselpartikelfilter: im folgenden DPF) zum Einfangen von PM in einer Abgasleitung angeordnet.
Der Filter für das direkte Einfangen des PM beinhaltet keramische monolithische waben förmige Wandstromfilter bzw. Wall-Flow-Filter, Gewebefilter, in denen Keramik oder Metalle in Form von Fasern ausgebildet sind, oder andere, und die Abgasreinigungsvorrichtungen, die diese DPF verwenden, sind in der Mitte der Abgasleitung eines Motors angeordnet und reinigen das Abgas und stoßen es aus.
Dieser Filter zum Einfangen von PM verstopft jedoch beim Einfangen von PM bzw. er setzt sich zu, und der Abgasdruck (Abgasdruck) steigt mit zunehmender Menge an eingefangenem PM. Daher ist es notwendig, PM aus dem DPF zu eliminieren, und zu diesem Zweck wurden verschiedene Verfahren und Systeme entwickelt.
Eines dieser Systeme ist ein System zum Eliminieren von PM mittels Verbrennen durch Erhitzen des Filters mittels einer elektrischen Heiz- oder Brennereinrichtung oder durch Rückwa schen, indem die Luft in die entgegengesetzte Richtung strömt. Bei diesen Systemen verschlechtert sich jedoch die Kraftstoffeffizienz, weil PM durch die Zufuhr von Wärmeenergie von außen verbrannt wird, und die Steuerung der Regeneration ist schwierig.
Zusätzlich werden bei Verwendung dieser Systeme oft zwei mit DPF versehene Abgasleitungen installiert, das Einfangen von PM und die Regeneration des Filters werden abwechselnd wiederholt, was die Größe und die Kosten des Systems tendenziell steigert.
Um diese Probleme zu überwinden, wurde ein sich kontinuierlich regenerierendes DPF-System vorgeschlagen, wie es in den 15 bis 17 gezeigt ist.
15 zeigt ein Beispiel eines sich durch das Zwischenprodukt Stickstoffdioxid (im folgenden NO₂) kontinuierlich regenerierenden DPF-Systems (DPF-System zur Regeneration von NO₂), und dieses sich kontinuierlich regenerierende DPF-System 1A besteht aus einem Wandstromfilter 3Ab und einem dazu aufstromig angeordneten Oxidationskatalysator 3Aa. Dieser Oxidationskatalysator 3Aa auf der aufstromigen Seite, der Platin oder dergleichen trägt, oxidiert Stickstoffmonoxid (im folgenden NO) in dem Abgas unter Erhalt von NO₂ (2 NO + O₂ → 2 NO₂), und dieses NO₂ oxidiert durch den auf der abstromigen Seite angeordneten Filter 3Aa eingefangenen PM unter Erhalt von Kohlendioxid (im folgenden CO₂) (2 NO₂ + C → 2 NO + CO₂), wodurch PM entfernt wird.
Eine solche Oxidation von PM durch NO₂ wird mit einer niedrigeren Energieschwelle und bei einer niedrigeren Temperatur durchgeführt als die Oxidation von PM durch Sauerstoff (im folgenden O₂), und so kann der Filter mit einer reduzierten Energiezufuhr von außen durch Entfernen von PM mittels Oxidation regeneriert werden, während unter Verwendung von Wärmeenergie weiterhin kontinuierlich PM in dem Abgas eingefangen wird.
Darüber hinaus stellt das sich kontinuierlich regenerierende DPF-System (integriertes DPF-System zur Regeneration von NO₂) 1B aus 16 eine Verbesserung des in 15 gezeigten Systems 1A dar, wobei der Oxidationskatalysator 32A an der Wandoberfläche eines mit einem Wandstromkatalysator ausgestatteten Filters 3B angebracht ist, und die Oxidation von NO in dem Abgas und die Oxidation von PM durch NO₂ finden auf dieser Wandoberfläche statt. Dadurch wird das System vereinfacht.
Das in 17 gezeigte, sich kontinuierlich regenerierende DPF System (mit PM-Oxidationskatalysator ausgestattetes DPF-System) 1C verwendet einen Oxidationskatalysator 32A aus Edelmetall, wie Platin (Pt) oder dergleichen, und einen PM-Oxidationskatalysator 32B, der an der Wandoberfläche eines Filters 3C, der mit einem PM-Oxidationskatalysator vom Wandstromtyp versehen ist, angebracht ist, und die Oxidation von PM findet auf dieser Wandoberfläche bei einer niedrigeren Temperatur statt.
Der PM-Oxidationskatalysator 32B ist ein Katalysator für die direkte Oxidation von PM durch O₂ in dem Abgas, der sich aus Ceroxid (CeO₂) oder dergleichen zusammensetzt.
Bei dem sich kontinuierlich regenerierenden DPF-System 1C wird PM durch NO₂ hauptsächlich unter Verwendung einer Reaktion des Oxidationskatalysators 32A, bei der NO in einem niedrigen Temperaturbereich für die Oxidation (etwa 350°C bis 450°C) zu NO₂ oxidiert, PM wird durch eine Reaktion des PM-Oxidationskatalysators 32B, bei der PM mittels O₂ in dem Abgas (4 CeO₂ + C → 2 Ce₂O₃ + CO₂, 2 Ce₂O₃ + O₂ → 4 CeO₂ oder andere) in einem mittleren Temperaturbereich für die Oxidation (etwa 400°C bis 600°C) direkt oxidiert wird, oxidiert, wohingegen PM mittels O₂ in dem Abgas in einem hohen Temperaturbereich für die Oxidation (600°C oder mehr), der höher liegt als die Temperatur der Verbrennung von PM durch O₂ in dem Abgas, oxidiert wird.
Die sich kontinuierlich regenerierenden DPF-Systeme oxidieren und eliminieren PM und fangen gleichzeitig PM ein, indem sie unter Verwendung der Oxidation von PM durch einen Katalysator oder Stickstoffdioxid die Temperatur der Oxidation von PM absenken.
Selbst bei diesen sich kontinuierlich regenerierenden DPF-Systemen ist es jedoch immer noch notwendig, die Abgastemperatur bis zu einer Größenordnung von 350°C zu erhöhen, und die vorgenannte Reaktion läuft nicht ab und der Filter kann in einem Motorbetriebszustand mit niedriger Abgastemperatur, wie z.B. im Leerlaufbetrieb, im Betrieb mit extrem geringer Last oder dergleichen, durch Oxidation von PM nicht regeneriert werden, und PM sammelt sich weiterhin in dem Filter an, was zu dem Problem einer Verstopfung bzw. eines Zusetzens des Filters führt.
Im Leerlaufbetrieb, im Betrieb mit geringer Geschwindigkeit oder extrem geringer Last, wenn bei Bergabfahrten die Motorbremse betätigt wird, wird beispielsweise kaum Kraftstoff verbrannt und ein Abgas mit niedriger Temperatur strömt in die sich kontinuierlich regenerierende DPF-Vorrichtung ein, was die Katalysatortemperatur absenkt und die Katalysatoraktivität verschlechtert.
Wenn der Betrieb des Motors im Leerlauf oder bei extrem geringer Last andauert, wird das Einfangen von PM fortgesetzt, ohne daß ein heißes Abgas, das PM oxidieren und eliminieren kann, zugeführt wird. Daher kann, obwohl weiterhin PM eingefangen wird, dieser nicht oxidiert und eliminiert werden, was dazu führt, daß die Zusetzung des Filters fortschreitet.
Dieses Fortschreiten der Zusetzung des Filters erhöht den Abgasdruck und verschlechtert die Kraftstoffeffizienz; darüber hinaus stoppt der Motor, wenn der Abgasdruck mit dem Fortschreiten der Zusetzung des Filters übermäßig ansteigt, und im schlimmsten Fall wird er sich nicht wieder starten lassen.
Besonders wenn ein mit diesem sich kontinuierlich regenerierenden DPF-System ausgerüstetes Fahrzeug für einen Auslieferdienst oder dergleichen eingesetzt wird, wo Fahrten im Stadtgebiet vorherrschen, läuft der Motor hauptsächlich bei niedriger Abgastemperatur, so daß es oft notwendig ist, eine Steuerung zu Erhöhung der Abgastemperatur auszuführen.
Es ist daher vorgesehen, die Abgastemperatur durch Verzögern der Einspritzzeit bei der Kraftstoffeinspritzung in den Motor zu erhöhen. Allerdings kann es bei eingespritztem Kraftstoff zu einer Fehlzündung kommen, wenn man versucht, die Abgastemperatur durch eine beträchtliche Verzögerung der Einspritzzeit zu erhöhen; hinsichtlich der Einstellung der Verzögerung der Einspritzzeit kommt es zu einer Beschränkung, was wiederum zum Auftreten einer Beschränkung bei der Erhöhung der Abgastemperatur führt, und der Bereich der möglichen Temperaturerhöhung wird reduziert.
Zusätzlich zur Regeneration des Filters durch Verbrennen und Eliminieren von in dem vorgenannten DPF eingefangenem PM kann es notwendig sein, die Abgastemperatur vorübergehend zu erhöhen, ohne die Motorleistung zu steigern, oder durch Verringern der Sauerstoffkonzentration in dem Abgas auf nahezu Null zeitweise ein Abgas mit reduzierender Atmosphäre zu erzeugen, um die Temperatur des Oxidationskatalysators und des NOx-Katalysators, die für Gegenmaßnahmen gegen Abgas eingesetzt werden, zu erhöhen und diese dadurch zu aktivieren oder die Einschluß- bzw. Absorptionssubstanz in dem NOx-Einschlüsse reduzierenden Katalysator zu regenerieren.
Kurz gesagt kann es im Ergebnis notwendig werden, zeitweise bzw. vorübergehend eine Steuerung der Kraftstoffeinspritzung durchzuführen, die der Steuerung der Kraftstoffeinspritzung zum Reduzieren der Abgastemperatur entgegenwirkt, indem der in die Verbrennungskammer eingespritzte Kraftstoff so bald wie möglich verbrannt wird, um die Motorleistung zu steigern, wie es im Stand der Technik erforderlich ist.
Eines der Verfahren zum Erhöhen der Abgastemperatur und zum Verringern der Sauerstoffkonzentration ist ein Verfahren zum Verzögern (zeitlichen Verschieben) der Haupteinspritzung. Bei dieser Verzögerung der Haupteinspritzung ist kurz gesagt das Ausmaß der Verzögerung umso größer, je mehr die Zeit verzögert wird, und umso weniger Energie des eingespritzten Kraftstoffs schlägt sich in der Motorleistung nieder, und umso mehr steigt die Abgastemperatur an. Darüber hinaus kann die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas reduziert werden, indem die während der Haupteinspritzung eingespritzte Menge an Kraftstoff vergrößert wird.
Bei dieser Verzögerung der Haupteinspritzung sinken, wenn die Haupteinspritzung, die im allgemeinen in der Nähe des oberen Totpunkts (OT (top dead center, TDC)) stattfindet, verzögert wird, der Druck und die Temperatur mit zunehmender Entfernung vom OT nur bei der Haupteinspritzung ab, was die Zündfähigkeit erschwert. Um dieses Problem zu umgehen, wird in der Nähe des OT, wo der Druck und die Temperatur hoch sind, eine Voreinspritzung durchgeführt, und dieser Kraftstoff wird verbrannt, um eine Kohlenstoffzündung sicherzustellen, so daß der Kraftstoff aus der Haupteinspritzung sicher verbrennt.
Dennoch gibt es in Bezug auf diese Verzögerung der Haupteinspritzung Probleme mit Fehlzündungen, einer Verschlechterung des Abtriebsdrehmoments und der Kraftstoffeffizienz, wie unten erläutert wird.
Betreffend die Fehlzündung kann es erforderlich werden, bei der Verzögerung der Haupteinspritzung durch Steigern des Intervalls zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung die Verbrennungszeit so weit wie möglich zu verlängern, was für den Stand der Technik nicht erforderlich war, und es kommt zu einer Fehlzündung, wenn die Verzögerung der Haupteinspritzung einfach durch eine Einspritzsteuerung mit lediglich der Voreinspritzung und der Verzögerung der Haupteinspritzung vergrößert werden soll, um dieses Erfordernis zu erfüllen.
Darüber hinaus gibt es den Fall, daß die Einspritzmenge in der Absicht, die Kraftstoffmenge der Haupteinspritzung im Hinblick auf die erforderliche Abgastemperatur zu optimieren, um die Kraftstoffeffizienz zu verbessern, reduziert wird, daß der Zündbrennstoff nicht mehr ausreicht und sich entzündet, wenn die Kraftstoffmenge der Voreinspritzung in diesem Moment konstant ist.
Aufgrund dieses Problems von Fehlzündungen entwickelt sich bei der Erhöhung der Abgastemperatur ein Grenzwert, und es ist nicht möglich, eine Abnahme der Sauerstoffkonzentration zu erzielen.
Im Hinblick auf das Abtriebsdrehmoment sinkt, wenn diese Verzögerungssteuerung der Haupteinspritzung ausgeführt wird, das Abtriebsdrehmoment des Motors ab, wenn die Verbrennung der Haupteinspritzung verzögert wird, was es unmöglich macht, ein hohes Abtriebsdrehmoment beizubehalten, so daß ein Problem dahingehend besteht, daß diese Verzögerungssteuerung der Haupteinspritzung nicht verwendet werden kann, falls gewünscht ist, ein Abtriebsdrehmoment aufrechtzuerhalten.
Betreffend die verzögerte Ausführung der Haupteinspritzung wird in der japanischen Patentanmeldung Nr. 2000-291462 nur einmal eine zusätzliche Einspritzung ausgeführt (zweites Einspritzmuster), wenn die Einspritzzeit der Haupteinspritzung stark verzögert wird, um die Abgastemperatur zu erhöhen, und dadurch wird die Fehlzündung verhindert.
Wenn jedoch versucht wird, eine Verbrennungsflamme bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Haupteinspritzung erfolgt, lediglich durch eine einzige Teileinspritzung aufrechtzuerhalten, wird es notwendig, die eingespritzte Kraftstoffmenge bei dieser Teileinspritzung zu steigern, was dazu führt, daß sich die Kraftstoffeffizienz verschlechtert.
Gleichzeitig wird durch diese Teileinspritzung ein Drehmoment erzeugt, was die Fahrbarkeit verschlechtert. Darüber hinaus beschränkt eine einzige Teileinspritzung den Betrag bzw. das Ausmaß der Verzögerung der Haupteinspritzung, und der Bereich der steigenden Abgastemperatur wird in nachteiliger Weise reduziert.
Das Dokument EP 0 980 973 offenbart einen Verbrennungsmotor, der mit Kraftstoffeinspritzventilen ausgestattet ist, durch die Kraftstoff direkt in die jeweiligen Zylinder des Motors eingespritzt wird. Eine elektronische Steuereinheit steuert die Kraftstoffeinspritzventile so, daß eine Haupteinspritzung und eine Teileinspritzung von Kraftstoff vor der Haupteinspritzung von Kraftstoff durchgeführt werden.
Das Dokument JP 2000161110 offenbart eine Steuervorrichtung für einen Dieselmotor mit Abgasturbolader.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde ausgearbeitet, um die vorgenannten Probleme zu lösen und hat zum Ziel, ein Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in einen Dieselmotor bereitzustellen, welches es erlaubt, die Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung durch Erhöhen der Abgastemperatur oder durch Verringern der Sauerstoffkonzentration in dem Abgas durch die Steuerung der Kraftstoffeinspritzung bei der Kraftstoffeinspritzung in einen Dieselmotor zu aktivieren und zu regenerieren.
Ein weiteres Ziel besteht darin, ein Regenerationsverfahren für ein sich kontinuierlich regenerierendes DPF-System bereitzustellen, welches es erlaubt, in einem sich kontinuierlich regenerierenden DPF-System selbst während eines Betriebszustands des Motors mit niedriger Abgastemperatur, wie z.B. im Leerlaufbetrieb, im Betrieb mit geringer Last oder dergleichen, durch die Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in den Motor die Abgastemperatur zu erhöhen und PM zu oxidieren und zu eliminieren.
Das Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in einem Dieselmotor, mit dem die vorgenannten Ziele erreicht werden, ist eine Steuerung der Kraftstoffeinspritzung zum Ausführen einer Nacheinspritzung nach der Haupteinspritzung, die wie folgt aufgebaut ist.

1) Es handelt sich um eine Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in einen Dieselmotor zum Ausführen einer Nacheinspritzung nach der Haupteinspritzung, um zumindest entweder die Abgastemperatur des Dieselmotors zu erhöhen oder die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas zu verringern, wobei die Nacheinspritzung in einem Bereich von 40° Kurbelwinkel ATDC (nach oberem Totpunkt) bis 90° Kurbelwinkel ATDC durchgeführt wird.

Kurz gesagt wird die Abgastemperatur erhöht, indem die Verbrennung hinausgezögert und die Verbrennungswärme durch die Ausführung einer Nacheinspritzung mit einem Kurbelwinkel ATDC, der größer ist als bei der normalen Nacheinspritzung, was dem Bereich von 40° bis 90° Kurbelwinkel nach oberem Totpunkt TDC (ATDC) entspricht, der durch Experimente erhalten wird, in das Abgas überführt wird.
Die Abgastemperatur kann durch Ausführen dieser Nacheinspritzung nach der Haupteinspritzung erhöht werden, und auch die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas kann verringert werden.
Folglich können in einer Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung, die an der unteren Seite des Dieselmotors angeordnet ist, der Oxidationskatalysator und der NOx-Katalysator aktiviert oder regeneriert werden, und der Filter kann durch Verbrennen und Eliminieren von durch den DPF eingefangenem PM regeneriert werden.

2) Bei dem vorgenannten Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in Dieselmotoren erfolgt die Nacheinspritzung in Form einer mehrstufigen Einspritzung mit einer Vor-Nacheinspritzung und einer Haupt-Nacheinspritzung, und gleichzeitig wird die Vor-Nacheinspritzung in einem Bereich von 40° Kurbelwinkel ATDC bis 70° Kurbelwinkel ATDC durchgeführt, und die Haupt-Nacheinspritzung wird in einem Bereich von 70° Kurbelwinkel ATDC bis 90° Kurbelwinkel ATDC ausgeführt.

Durch Einfügen einer Vor-Nacheinspritzung zwischen der Haupteinspritzung und einer Haupt-Nacheinspritzung und durch Ausführen derselben in einem Bereich von 40° bis 70° für die Vor-Nacheinspritzung und einem Bereich von 70° bis 90° für die Haupt-Nacheinspritzung kann das Zündfeuer bis zur Haupt-Nacheinspritzung aufrechterhalten werden, und der Kraftstoff der Haupt-Nacheinspritzung kann ohne Fehlzündung verbrannt werden, selbst wenn der Zeitpunkt der Haupt-Nacheinspritzung im Vergleich zum oberen Totpunkt TDC stark verzögert wird, was es erlaubt, einen für die Regeneration des Katalysators oder dergleichen notwendigen Abgaszustand zu erzeugen. Diese Bereiche werden experimentell erhalten.

3) Bei dem vorgenannten Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in einen Dieselmotor wird die Haupt-Nacheinspritzung durch Berechnen der Einspritzmenge und der Einspritzzeit der Haupt-Nacheinspritzung entsprechend dem Verhältnis der Einspritzmenge und der Einspritzzeit der Haupt-Nacheinspritzung in entsprechenden Betriebszuständen des Motors, die zuvor bestimmt wurden, durchgeführt.

Die die Einspritzung betreffenden Daten dieser Haupt-Nacheinspritzung beinhalten beispielsweise Aufzeichnungsdaten MVam (Q, Ne), MTam (Q, Ne) bezüglich des Drehmoments Q und der Motorgeschwindigkeit Ne oder anderen, die entsprechende Betriebszustände eines Motors anzeigen, die im Vorfeld anhand von Experimenten oder Berechnungen bestimmt wurden und die zuvor in eine Steuervorrichtung zum Ausführen dieser Einspritzsteuerung eingegeben wurden.
Gemäß dieser Erfindung kann eine geeignete Haupt-Nacheinspritzung anhand eines relativ einfachen Algorithmus realisiert werden, da die Steuerung der Nacheinspritzung durch Auswählen einer geeigneten Einspritzmenge und einer geeigneten Einspritzzeit für die Haupt-Nacheinspritzung ausgeführt werden kann.

4) Bei dem vorgenannten Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in einen Dieselmotor wird die Vor-Nacheinspritzung durch Berechnen der Einspritzmenge und der Einspritzzeit der Vor-Nacheinspritzung entsprechend dem Verhältnis der Einspritzmenge und der Einspritzzeit der Vor-Nacheinspritzung in entsprechenden Betriebszuständen des Motors, die zuvor bestimmt wurden, durchgeführt.

Die die Einspritzmenge und die Einspritzzeit der Vor-Nacheinspritzung betreffenden Daten beinhalten beispielsweise Aufzeichnungsdaten MVas (Q, Ne), MTas (Q, Ne) bezüglich des Drehmoments Q und der Motorgeschwindigkeit Ne oder andere, die entsprechende Betriebszustände eines Motors anzeigen, ähnlich wie die Daten betreffend die Einspritzmenge und die Einspritzzeit der Haupt-Nacheinspritzung, die zuvor anhand von Experimenten oder Berechnungen bestimmt wurden und die zuvor in eine Steuervorrichtung eingegeben wurden, um diese Einspritzsteuerung auszuführen.
Es sei angemerkt, daß Informationsdaten darüber, ob die Vor-Nacheinspritzung ausgeführt werden soll oder nicht, mit eingeschlossen werden können, indem in dem Bereich ohne Vor-Nacheinspritzung MVas (Q, Ne) = 0 festgelegt wird, und daß, wenn alle auf Null gesetzt werden, die Nacheinspritzsteuerung so eingestellt wird, daß die Vor-Nacheinspritzung nicht ausgeführt wird.
Gemäß dieser Erfindung kann der Kraftstoff der Haupteinspritzung anhand eines relativ einfachen Algorithmus in effizienter Weise verbrannt werden, und gleichzeitig kann Kraftstoff gespart werden, da die Nacheinspritzsteuerung durch Auswählen einer geeigneten Einspritzmenge und einer geeigneten Einspritzzeit für die Vor-Nacheinspritzung ausgeführt werden kann.

5) Bei dem Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in einen Dieselmotor wird auf Basis der von einer Vorrichtung zur Erfassung des Zustands der Kraftstoffverbrennung ausgegebenen Werte bestimmt, ob die Vor-Nacheinspritzung ausgeführt werden soll oder nicht, und gleichzeitig wird der Zustand der Kraftstoffverbrennung in der Verbrennungskammer des Motors durch die Vorrichtung zur Erfassung des Zustands der Kraftstoffverbrennung überwacht und die Vor-Nacheinspritzung wird auf Basis der Bestimmung durchgeführt.

Hinsichtlich dieser Vorrichtung zum Erfassen des Zustands der Kraftstoffverbrennung zum Überwachen des Zustands der Kraftstoffverbrennung in der Verbrennungskammer des Motors ist ein Ionendichtesensor (ion-gap sensor) vorgesehen. Dieser Ionendichtesensor nutzt die Erzeugung von Elektronen durch die Verbrennung eines Kraftstoffs, wie HC oder anderen, und kann den Zustand der Verbrennung als Variation des elektrischen Widerstands überwachen, indem er eine Spannung von etwa 50 bis 200 V auf einen leitfähigen Abschnitt aufbringt, der zur Innenseite der Verbrennungskammer hin weist und mit einem geeigneten Abstand (beispielsweise etwa 1 mm) entfernt angeordnet ist, und kann durch Erfassen der Variation des elektrischen Widerstands dieses leitfähigen Abschnitts die Erzeugung von Elektronen durch diese Verbrennung als Variation des elektrischen Widerstands messen.
Kurz gesagt nimmt die Zonenkonzentration ab, wenn der Kraftstoff der Haupteinspritzung vollständig verbrannt wurde und der Kraftstoff der Haupt-Nacheinspritzung nicht zündet, und der Widerstand erhöht sich, wenn der Kraftstoff der Haupteinspritzung verbrennt, so daß es ausreichend ist, die Vor-Nacheinspritzung durch Erfassung dieser Variation des Widerstands auszuführen, und die Vor-Nacheinspritzung wird nicht ausgeführt, wenn die Ionenkonzentration hoch ist und der Widerstand abnimmt.
Gemäß dieser Erfindung kann der Kraftstoff der Haupt-Nacheinspritzung sicher verbrannt werden, da durch Überwachung des Zustands der Kraftstoffverbrennung in der Verbrennungskammer bestimmt wird, ob die Vor-Nacheinspritzung ausgeführt wird oder nicht.

6) Bei dem Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in einen Dieselmotor wird zumindest entweder die Einspritzmenge oder die Einspritzzeit der Vor-Nacheinspritzung auf Basis der von einer Vorrichtung zur Erfassung des Zustands der Kraftstoffverbrennung ausgegebenen Werte eingestellt und gesteuert, wobei der Zustand der Kraftstoffverbrennung in der Verbrennungskammer des Motors die ganze Zeit durch die Vorrichtung zur Erfassung des Zustands der Kraftstoffverbrennung überwacht wird.

Kurz gesagt wird die Rückkopplungssteuerung realisiert, indem man den Ausgabewert des Ionendichtesensors, der eine Vorrichtung zur Erfassung des Zustands der Kraftstoffverbrennung ist, als gewünschten Wert und zumindest entweder die Einspritzmenge oder die Einspritzzeit der Vor-Nacheinspritzung als Steuervariable nimmt.
Gemäß dieser Erfindung kann der Kraftstoff der Haupt-Nacheinspritzung durch Ausführen einer Steuerung der optimalen Vor-Nacheinspritzung verbrannt werden, und es wird möglich, die Steuerung der Nacheinspritzung zu realisieren, während der Kraftstoffverbrauch die ganze Zeit auf das absolute Minimum beschränkt wird.
Damit das Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in einen Dieselmotor dieses Ziel erreicht, ist darüber hinaus das Verhältnis zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung wie folgt aufgebaut.

7) Es handelt sich um ein Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in einen Dieselmotor für das Ausführen einer Voreinspritzung und einer Haupteinspritzung durch Steuern der Kraftstoffeinspritzung in einen Dieselmotor und für das Ausführen einer Motorkraftstoffverbrennung mit entweder einer Verzögerung der Haupteinspritzung und/oder einer Steigerung/Verringerung der Einspritzmenge, um zumindest entweder die Temperatur des Abgases des Dieselmotors zu erhöhen oder die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas zu verringern, wobei die Einspritzmenge der Voreinspritzung in Übereinstimmung mit der Erhöhung/Verringerung des Betrags der Verzögerung und der Einspritzmenge der Haupteinspritzung erhöht/verringert wird.

Die Erhöhung/Verringerung des Betrags der Verzögerung und der Einspritzmenge bei der Haupteinspritzung ist für einen normalen Betrieb nicht konstant, sondern soll nur dann durchgeführt werden, um die Abgastemperatur zu erhöhen, ohne die Motorleistung zu erhöhen, oder um die Abgaszusammensetzung anzureichern, während der Oxidationskatalysator in der Vorrichtung für die Abgasnachbehandlung aktiviert wird oder während die Regenerationsbehandlung des NOx-Katalysators oder des DPF-Filters erfolgt.
Der Kraftstoff der Haupteinspritzung kann ohne Fehlzündung verbrannt werden, selbst wenn die Haupteinspritzung mit großer Verzögerung erfolgt, indem die Einspritzmenge bei der Voreinspritzung in Übereinstimmung mit der Erhöhung/Verringerung der Größe der Verzögerung bei der Haupteinspritzung erhöht/verringert wird, wodurch eine Abgaszusammensetzung und eine Temperatur, die für die Katalysatorregeneration oder andere erforderlich sind, sichergestellt werden.
Zusätzlich kann der Kraftstoff der Haupteinspritzung ohne Fehlzündung verbrannt werden, selbst wenn die bei der Haupteinspritzung eingespritzte Menge reduziert wird, indem die Einspritzmenge bei der Voreinspritzung in Übereinstimmung mit der Erhöhung/Verringerung der Einspritzmenge bei der Haupteinspritzung erhöht/verringert wird, wodurch eine Abgaszusammensetzung und eine Temperatur, die für die Katalysatorregeneration oder andere erforderlich sind, sichergestellt werden.

8) Bei dem vorgenannten Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in einen Dieselmotor wird die Einspritzmenge der Voreinspritzung in Übereinstimmung mit dem Verhältnis zwischen zumindest entweder dem Betrag bzw. dem Ausmaß der Verzögerung oder der Einspritzmenge der Haupteinspritzung, die zuvor erhalten wurden, oder der Einspritzmenge der Voreinspritzung berechnet.

Gemäß dieser Erfindung kann die bei der Voreinspritzung eingespritzte Menge in Übereinstimmung mit dem Betrag der Verzögerung und der bei der Haupteinspritzung eingespritzten Menge anhand eines relativ einfachen Algorithmus erhöht/verringert werden, da sie in Übereinstimmung mit dem Betrag der Verzögerung und der bei der Haupteinspritzung eingespritzten Menge gemäß einem zuvor experimentell oder auf andere Weise ermittelten Verhältnis erhöht/verringert wird.
Zusätzlich wird, da die bei der Voreinspritzung eingespritzte Menge in Übereinstimmung mit dem Betrag der Verzögerung und der bei der Haupteinspritzung eingespritzten Menge erhöht/verringert wird, nicht unnötig Kraftstoff verbraucht, was im Vergleich zu einer einfachen Erhöhung der Einspritzmenge der Voreinspritzung eine Kraftstoffersparnis ermöglicht, und die Steigerung des Kraftstoffverbrauchs kann auf ein Minimum beschränkt werden.
Es sei angemerkt, daß die Menge der Erhöhung/Verringerung sich nicht einheitlich bestimmen läßt und für die jeweiligen Motortypen experimentell erhalten werden kann. Die bei der Voreinspritzung eingespritzte Menge nimmt zu, wenn der Betrag der Verzögerung der Haupteinspritzung größer wird, und die bei der Voreinspritzung eingespritzte Menge nimmt ab, wenn die bei der Haupteinspritzung eingespritzte Menge zunimmt, jedoch variiert der tatsächliche Umfang der Erhöhung/Verringerung in Abhängigkeit von der Art des Motors oder anderen.

9) Bei dem Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in einen Dieselmotor wird die bei der Voreinspritzung eingespritzte Menge auf Basis des Ausgabewerts einer Vorrichtung zur Erfassung des Kraftstoffverbrennungszustands erhöht/verringert, und gleichzeitig wird der Kraftstoffverbrennungszustand in der Verbrennungskammer des Motors durch die Vorrichtung zur Erfassung des Kraftstoffverbrennungszustands überwacht, wenn zumindest entweder der Betrag der Verzögerung oder die Einspritzmenge der Haupteinspritzung erhöht/verringert werden soll.

Hinsichtlich der Vorrichtung zur Erfassung des Kraftstoffverbrennungszustands zum Überwachen des Kraftstoffverbrennungszustands in der Verbrennungskammer des Motors kann der zuvor genannte Ionendichtesensor verwendet werden, und die Voreinspritzung kann durch die Rückkopplungssteuerung mit einer optimalen Einspritzmenge durchgeführt werden, wobei der von dem Ionendichtesensor ausgegebene Wert (der Stromwert) als der gewünschte Wert und die Einspritzmenge der Voreinspritzung als Steuervariable genommen werden.
Somit kann der bei der Haupteinspritzung eingespritzte Kraftstoff mit einer strikt auf ein Minimum beschränkten erforderlichen Einspritzmenge der Voreinspritzung sicher verbrannt werden. Des weiteren wird es unnötig, das Verhältnis zwischen dem Betrag der Verzögerung, der Einspritzmenge der Haupteinspritzung und der Einspritzmenge der Voreinspritzung im Vorfeld experimentell oder auf andere Weise zu bestimmen.
Das Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in einen Dieselmotor, mit dem das Ziel erreicht wird, ist wie folgt aufgebaut, und der Aufbau umfaßt die Verzögerung der Haupteinspritzung und zwei oder mehrere Teileinspritzungen.

10) Das Verfahren ist so aufgebaut, daß die Einspritzzeit der Haupteinspritzung verzögert wird und gleichzeitig zwei oder mehrere Teileinspritzungen zu einem Zeitpunkt durchgeführt werden, der vor der Einspritzzeit der Haupteinspritzung liegt, um so die Abgastemperatur eines Dieselmotors zu erhöhen; die erste der Teileinspritzungen erfolgt zu einem Zeitpunkt, der eine Zündfähigkeit erlaubt, und durch die zweite und nachfolgende Teileinspritzungen wird die Verbrennungsflamme bis zum Zeitpunkt der Haupteinspritzung aufrechterhalten.
11) Dann wird durch das Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in einen Dieselmotor die Einspritzzeit der Haupteinspritzung auf 25° ATDC bis 45° ATDC eingestellt, so daß ein heißeres Abgas erhalten werden kann. Die Abgastemperatur kann durch eine große Verzögerung der Einspritzzeit der Haupteinspritzung beträchtlich erhöht werden (beispielsweise etwa 200°C).

25° ATDC als Einspritzzeit für die Haupteinspritzung ist der untere Grenzwert, bei dem sich die Auswirkung einer mehrstufigen Zusatzeinspritzung entfalten kann, wohingegen der obere Grenzwert von 45° ATDC die Grenze ist, bei der die Auswirkung im Hinblick auf die Kraftstoffeffizienz nachzulassen beginnt.

12) Betreffend die Teileinspritzung in dem Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in einen Dieselmotor kann die Abgastemperatur erhöht werden, ohne das Drehmoment zu erhöhen, und Variationen aufgrund des im normalen Betrieb (Betrieb zum Erzeugen der gewünschten Motorgeschwindigkeit und des gewünschten Drehmoments ohne spezielle Berück sichtigung der Abgastemperatur) erzeugten Drehmoments können unterdrückt werden, indem die bei der Teileinspritzung mit verzögerter Einspritzzeit eingespritzte Kraftstoffmenge allmählich starker erhöht wird als die bei der Teileinspritzung zu einer früheren Einspritzzeit eingespritzte Kraftstoffmenge.

Das Verhältnis zwischen der Häufigkeit, der Einspritzzeit und der Einspritzmenge der Teileinspritzung, dem Betrag der Verzögerung der Einspritzzeit der Haupteinspritzung und dem Betrag, um den sich die Abgastemperatur erhöht, kann experimentell bestimmt werden. Die experimentell ermittelten Daten werden in einer Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in Form von Aufzeichnungsdaten oder dergleichen gespeichert, und die Steuerung der Kraftstoffeinspritzung kann leicht durchgeführt werden, indem der Wert der Einspritzsteuerung der Teileinspritzung und der Haupteinspritzung aus diesen Daten je nach Erfordernis bestimmt wird, wenn die Steuerung der Kraftstoffeinspritzung ausgeführt wird.
In Übereinstimmung mit dem Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in einen Dieselmotor kann durch die Steuerung der Einspritzmenge und der Einspritzzeit mehrerer Teileinspritzungen folglich die Haupteinspritzung beträchtlich verzögert werden und die Abgastemperatur kann beträchtlich erhöht werden, weil die Verbrennungsflamme in dem Zylinder aufrechterhalten werden kann, und gleichzeitig wird ein Drehmoment erzeugt, welches zu dem im normalen Betrieb erzeugten Drehmoment identisch ist, indem Variationen bei der Erzeugung des Drehmoments unterdrückt werden.
Das vorgenannte Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung kann verwendet werden, indem es in ein Verfahren zur Steuerung der Regeneration einer Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung, wie ein sich kontinuierlich regenerierendes DPF-System, integriert wird.
Das Verfahren zur Steuerung der Regeneration einer Vorrichtung für die Abgasnachbehandlung umfaßt, daß das vorgenannte Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in einen Dieselmotor bei der Regenerationssteuerung, die für die Regenerationsbehandlung einer Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung ausgeführt wird, in die Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung aufgenommen bzw. eingebaut wird, um gefährliche Bestandteile aus dem Abgas des Motors zu entfernen.
Gemäß diesem Verfahren zur Regenerationssteuerung kann die Vorrichtung für die Abgasnachbehandlung durch Erhöhen der Abgastemperatur oder durch Verringern der Sauerstoff konzentration in dem Abgas während der Regeneration des Oxidationskatalysators, des NOx-Katalysators, der Absorptionssubstanz des NOx-Einschlüsse reduzierenden Katalysators und des DPF für das Einfangen von PM in der Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung, die auf der unteren Seite eines Dieselmotors anzuordnen ist, aktiviert oder regeneriert werden.
Zusätzlich hat das Verfahren zur Steuerung der Regeneration der Vorrichtung zur Abgas nachbehandlung der vorliegenden Erfindung die folgenden Wirkungen, wenn die Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung ein sich kontinuierlich regenerierendes Dieselpartikelfiltersystem mit ei nem Filter zum Einfangen von Teilchen bzw. Feinstaub in dem Abgas des Motors und zum Oxidieren und Eliminieren des eingefangenen Feinstaubs durch die katalytische Funktion ist.
Die Verwendung des vorgenannten Verfahrens zur Steuerung der Einspritzung erlaubt es, den Filter durch die Oxidation und Elimination von in dem Filter angesammeltem PM durch Erhöhen der Abgastemperatur zu regenerieren, selbst wenn die Regeneration des Filters in einem Betriebszustand des Motors, wie z.B. im Leerlaufbetrieb, im Betrieb mit geringer Last oder dergleichen, in dem die Regeneration des Filters durch die Oxidation von PM aufgrund einer niedrigen Abgastemperatur schwierig ist, erforderlich wird.
Weiterhin kann, weil die Abgastemperatur erhöht werden kann, der Filter ohne Verschlechterung der Fahrbarkeit regeneriert werden, wodurch die Variation der Motorgeschwindigkeit und des Drehmoments im normalen Betriebszustand des Motors vor dem Start der Regeneration unterdrückt wird.
Daher kann die Erhöhung der Abgastemperatur gesteuert werden, weil der Filter jederzeit regeneriert werden kann. Folglich kann die Erzeugung von Motorstottern oder anderen Unannehmlichkeiten aufgrund der Erhöhung der Abgastemperatur vermieden werden. Weiterhin kann, da die übermäßige Ansammlung von PM vermieden werden kann, eine Beschädigung des Filters durch Schmelzen, wie sie bei der Oxidation von PM im Anschluß an die übermäßige Ansammlung von PM leicht auftreten kann, verhindert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm, welches das Verhältnis zwischen Voreinspritzung, Haupteinspritzung, Vor-Nacheinspritzung und Haupt-Nacheinspritzung bei der Steuerung der Kraftstoffeinspritzung gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt; (a) zeigt die normale Kraftstoffeinspritzung vor der Nacheinspritzung, (b) zeigt die Nacheinspritzung, die nur eine Haupt-Nacheinspritzung umfaßt, falls es keine Vor-Nacheinspritzung gibt, und (c) zeigt die Vor-Nacheinspritzung und die Haupt-Nacheinspritzung.
2 ist ein Diagramm, welches das Verhältnis zwischen der Einspritzzeit der Nacheinspritzung und der Abgastemperatur zeigt,
3 ist ein Diagramm, welches das Verhältnis zwischen der Einspritzzeit der Vor-Nacheinspritzung und der Haupt-Nacheinspritzung und der Abgastemperatur zeigt, falls die Einspritzzeit der Vor-Nacheinspritzung festgesetzt ist und die Einspritzzeit der Haupt-Nacheinspritzung verändert wird,
4 ist ein Diagramm, welches das Verhältnis zwischen der Einspritzzeit der Vor-Nacheinspritzung und der Haupt-Nacheinspritzung und der Abgastemperatur zeigt, falls die Einspritzzeit der Haupt-Nacheinspritzung festgelegt ist und die Einspritzzeit der Vor-Nacheinspritzung verändert wird,
5 ist ein Diagramm, welches das Verhältnis zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung bei der Steuerung der Kraftstoffeinspritzung gemäß einer zweiten Ausfüh rungsform zeigt; (a) zeigt die Einspritzung vor der Verzögerung der Haupteinspritzung, (b) zeigt die Einspritzung im Falle einer geringen Verzögerung der Haupteinspritzung, und (c) zeigt die Einspritzung im Falle einer großen Verzögerung der Haupteinspritzung,
6 ist ein Diagramm, welches das Verhältnis zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung bei der Steuerung der Kraftstoffeinspritzung gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt; (a) zeigt die Einspritzung vor der Erhöhung/Verringerung der Einspritzmenge der Haupteinspritzung, (b) zeigt die Einspritzung im Falle einer erhöhten Einspritzmenge bei der Haupteinspritzung, und (c) zeigt die Einspritzung im Falle einer verringerten Einspritzmenge bei der Haupteinspritzung,
7 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel einer Steuerung der Kraftstoffeinspritzung gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt,
8 ist eine schematische Darstellung, die ein weiteres Beispiel einer Steuerung der Kraftstoffeinspritzung gemäß der vierten Ausführungsform zeigt,
9 ist ein Diagramm des Aufbaus eines sich kontinuierlich regenerierenden Dieselpartikelfiltersystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
10 ist ein schematisches Diagramm des Aufbaus eines Filters mit Katalysator gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
11 ist ein Flußdiagramm, welches ein Verfahren zur Steuerung der Regeneration eines sich kontinuierlich regenerierenden Dieselpartikelfiltersystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
12 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel einer Steuerung der Kraftstoffeinspritzung mit einer mehrstufigen Zusatzeinspritzung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
13 ist ein Diagramm, welches ein Vergleichsbeispiel einer Steuerung der Kraftstoffeinspritzung mit einer Voreinspritzung aus dem Stand der Technik zeigt,
14 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel der Kraftstoffeinspritzung aus dem Stand der Technik zeigt; (a) zeigt ein Beispiel einer mehrstufigen Einspritzung, (b) zeigt ein Beispiel einer Nacheinspritzung, und (c) zeigt die Voreinspritzung des mehrstufigen Einspritzmodus,
15 ist ein Aufbaudiagramm, welches ein Beispiel eines mit einem Oxidationskatalysator ausgestatteten, sich kontinuierlich regenerierenden DPF-Systems des Standes der Technik zeigt,
16 ist ein Aufbaudiagramm, welches ein Beispiel eines mit einem Filter mit Oxidationskatalysator ausgestatteten, sich kontinuierlich regenerierenden DPF-Systems des Standes der Technik zeigt, und
17 ist ein Aufbaudiagramm, welches ein Beispiel eines mit einem Filter mit PM-Oxidationskatalysator ausgestatteten, sich kontinuierlich regenerierenden DPF-Systems des Standes der Technik zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Nun werden auf Basis der Zeichnungen Ausführungsformen des Verfahrens zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in einem Dieselmotor und des Verfahrens zur Steuerung der Regeneration des sich kontinuierlich regenerierenden DPF-Systems gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die erste Ausführungsform des Verfahrens zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in einem Dieselmotor betrifft die Nacheinspritzung, die zweite Ausführungsform betrifft die Einspritzmenge der Voreinspritzung und die Verzögerung der Haupteinspritzung, die dritte Ausführungsform betrifft die Einspritzmenge der Voreinspritzung und die Einspritzmenge der Haupteinspritzung, und die vierte Ausführungsform betrifft die Haupteinspritzung und die mehrstufige Zusatzeinspritzung.
Erste Ausführungsform
Zunächst wird das Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in einem Dieselmotor gemäß der ersten Ausführungsform, die die Nacheinspritzung betrifft, beschrieben.
Bei diesem Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in einem Dieselmotor werden die Voreinspritzung Fp und die Haupteinspritzung Fm, wie in 1(a) gezeigt, während des normalen Betriebs ausgeführt. Die Einspritzmenge dieser Voreinspritzung Fp ist ein vorgegebener Wert und eine zuvor festgelegte feste Menge.
Die Nacheinspritzung wird ausgeführt, wenn es notwendig wird, die Abgastemperatur zu erhöhen oder vorübergehend ein Abgas mit reduzierender Atmosphäre zu erzeugen, indem die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas verringert wird, um den Oxidationskatalysator zu aktivieren, die Absorptions-/Einschlußsubstanz des NOx-Einschlüsse reduzierenden Katalysators zu regenerieren oder den Filter zu regenerieren, indem durch den DPF eingefangener PM verbrannt und eliminiert wird.
Für die Nacheinspritzung wird, um die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas und die Abgastemperatur auf die vorbestimmten gewünschten Werte zu bringen, die Kraftstoffeinspritzung mit der zuvor festgelegten Einspritzmenge Vam und Einspritzzeit Tam der Haupt-Nacheinspritzung Fam gesteuert, oder die Sauerstoffkonzentration und die Abgastemperatur werden durch einen Sauerstoffkonzentrationssensor, einen Temperatursensor oder andere erfaßt, die Einspritzmenge Vam und die Einspritzzeit Tam der Haupt-Nacheinspritzung Fam werden durch die Rückkopplungssteuerung modifiziert und die Haupt-Nacheinspritzung Fam wird mit der so erhaltenen optimalen Einspritzmenge Vam und der Einspritzzeit Tam durchgeführt.
Wo es möglich ist, die Verbrennung durch eine Nacheinspritzung sicherzustellen, die lediglich die Haupt-Nacheinspritzung Fam umfaßt, wie es in 1(b) gezeigt ist, wird diese Haupt-Nacheinspritzung in einem Bereich von 40° Kurbelwinkel ATDC bis 90° Kurbelwinkel ATDC ausgeführt. Das heißt, die Nacheinspritzung wird in dem Bereich von 40° Kurbelwinkel bis 90° Kurbelwinkel nach Passieren des oberen Totpunkts TDC (ATDC) ausgeführt.
Der Bereich von 40° ATDC bis 90° ATDC für die Nacheinspritzung, die nur die Haupt-Nacheinspritzung Fam umfaßt, wird experimentell bestimmt. Kurz gesagt wird er, wie in 2 gezeigt ist, aus dem Bereich bestimmt, in dem die Abgastemperatur einen hohen Wert erreicht, wenn die Einspritzzeit der Haupt-Nacheinspritzung (Nacheinspritzung) Fam jeweils im Falle eines Motorbetriebs bei hoher Geschwindigkeit (A) und im Falle eines Motorbetriebs bei geringer Geschwindigkeit (B) für den Betriebszustand des Motors verändert wird.
Unter hoher Motorgeschwindigkeit wird eine Motorgeschwindigkeit verstanden, die der Motorgeschwindigkeit, bei der das maximale Drehmoment erzeugt wird, genannt "Drehmomentpunkt", gleicht oder sie übersteigt, und unter geringer Motorgeschwindigkeit wird eine Motorgeschwindigkeit verstanden, die diesem Drehmomentpunkt entspricht oder ihn unterschreitet. Der Leerlaufbetrieb ist in diesem Motorbetrieb bei geringer Geschwindigkeit mit eingeschlossen. Der Drehmomentpunkt kann von der Art des Motors abhängig sein, ist jedoch beispielsweise eine Motorgeschwindigkeit von etwa 2500 U/min.
Darüber hinaus wird, falls die Verbrennung nicht nur mittels dieser einzigen Haupt-Nacheinspritzung Fam sichergestellt werden kann, die Nacheinspritzung in Form einer zweistufigen Einspritzung durchgeführt, die eine Vor-Nacheinspritzung Fas und eine Haupt-Nacheinspritzung Fam umfaßt, wie es in 1(c) gezeigt ist, und die Vor-Nacheinspritzung Fas wird in einem Bereich von 40° Kurbelwinkel ATDC bis 70° Kurbelwinkel ATDC ausgeführt, und die Haupt-Nacheinspritzung Fam wird in einem Bereich von 70° Kurbelwinkel ATDC bis 90° Kurbelwinkel ATDC ausgeführt. Es sei angemerkt, daß die Einspritzmenge Vas dieser Vor-Nacheinspritzung Fas in der Größenordnung von etwa 5% bis 50% der Einspritzmenge Vam der Haupt-Nacheinspritzung Fam liegt.
Dieser Bereich von 70° ATDC bis 90° ATDC für die Einspritzzeit der Haupt-Nacheinspritzung Fam wird experimentell bestimmt und bestimmt sich aus dem Bereich, in dem die Abgastemperatur einen hohen Wert erreicht, wenn die Einspritzzeit der Haupt-Nacheinspritzung Fam verändert wird, indem die Vor-Nacheinspritzung Fas in dem vorbestimmten Wertebereich von 40° ATDC bis 70° ATDC durchgeführt wird.
3 zeigt entsprechende Abgastemperaturen, wenn die Einspritzzeit der Haupt-Nacheinspritzung Fam verändert wird, falls die Vor-Nacheinspritzung Fas, die auf den vorbestimmten Wert von 40° ATDC (C) festgesetzt ist, verwendet wird, und falls ein Betrieb verwendet wird, bei dem der Wert auf 70° ATDC (D) festgelegt ist. Ein Bereich aus 3, in dem das Abgas heiß wird (70° bis 90°), wird ausgewählt und als Einspritzzeit für die Haupt-Nacheinspritzung Fam genommen.
Nun wird auch der Bereich von 40° bis 70° ATDC für die Vor-Nacheinspritzung Fas experimentell bestimmt und bestimmt sich aus dem Bereich, in dem die Abgastemperatur einen hohen Wert erreicht, wenn die Einspritzzeit der Vor-Nacheinspritzung Fas verändert wird, falls die Haupt-Nacheinspritzung Fa auf einen vorbestimmten Wert im Bereich von 70° ATDC bis 90° ATDC festgelegt wird. 4 zeigt die Abgastemperatur, wenn die Einspritzzeit der Vor- Nacheinspritzung Fas verändert wird (E), falls die Haupt-Nacheinspritzung Fam auf einen vorbestimmten Wert im Bereich von 70° ATDC bis 90° ATDC festgesetzt wird. Ein Bereich aus 4, in dem das Abgas heiß wird (40° bis 70°), wird ausgewählt und als Einspritzzeit für die Vor-Nacheinspritzung Fas genommen.
Es gibt eine Vielzahl von Verfahren zur Steuerung der Einspritzung bei der Vor-Nacheinspritzung Fas und der Haupt-Nacheinspritzung Fam; diese beiden werden unten beschrieben.
Bei dem ersten Verfahren wird die Nacheinspritzung Fas, Fam wie folgt ausgeführt.
Zuerst werden die Einspritzmenge Vam und die Einspritzzeit Tam der Haupt-Nacheinspritzung Fam aus Aufzeichnungsdaten MVam (Q, Ne), MTam (Q, Ne) oder anderen berechnet, die das Verhältnis zwischen der Einspritzmenge Vam und der Einspritzzeit Tam der Haupt-Nacheinspritzung Fam in Bezug auf das Drehmoment Q und die Motorgeschwindigkeit Ne zeigen, die entsprechende Betriebszustände eines Motors, die zuvor bestimmt wurden, anzeigen. Diese Aufzeichnungsdaten MVam, MTam oder andere sind Daten, die im Vorfeld experimentell oder durch Berechnungen bestimmt wurden und die zuvor in eine Steuervorrichtung für die Ausführung dieser Einspritzsteuerung eingegeben wurden.
Dies erlaubt es, die Nacheinspritzung durch Auswählen einer geeigneten Einspritzmenge Vam und einer Einspritzzeit Tam für die Haupt-Nacheinspritzung Fam zu steuern und dadurch mittels eines relativ einfachen Algorithmus eine geeignete Haupt-Nacheinspritzung Fam auszuführen.
Die Einspritzmenge Vas und die Einspritzzeit Tas der Vor-Nacheinspritzung Fas werden auch aus Aufzeichnungsdaten MVas (Q, Ne), MTas (Q, Ne) oder anderen berechnet, die das Verhältnis zwischen der Einspritzmenge Vas und der Einspritzzeit Tas der Vor-Nacheinspritzung Fas in Bezug auf das Drehmoment Q und die Motorgeschwindigkeit Ne zeigen, die entsprechende Betriebszustände des Motors anzeigen, die zuvor bestimmt wurden. Die Aufzeichnungsdaten MVas, MTas oder andere sind Daten, die zuvor experimentell oder durch Berechnungen ermittelt bzw. bestimmt wurden und die zuvor in eine Steuervorrichtung für die Ausführung dieser Einspritzsteuerung eingegeben wurden.
Es sei angemerkt, daß Informationsdaten darüber, ob die Vor-Nacheinspritzung Fas ausgeführt werden soll oder nicht, durch Einstellen von MVas (Q, Ne) = 0 in dem Bereich, in dem keine Vor-Nacheinspritzung Fas ausgeführt wird, eingeschlossen werden können, und falls alle Werte auf Null gesetzt werden, wird die Steuerung der Nacheinspritzung so eingestellt, daß die Vor-Nacheinspritzung Fas nicht ausgeführt wird.
Gemäß dieser Erfindung kann der Kraftstoff der Haupt-Nacheinspritzung Fam durch effizientes Ausführen der Vor-Nacheinspritzung anhand eines relativ einfachen Algorithmus in effizienter Weise verbrannt werden, wobei der Kraftstoff gespart wird, weil die Steuerung der Nacheinspritzung durch Auswählen einer geeigneten Einspritzmenge Vas und einer Einspritzzeit Tas für die Vor-Nacheinspritzung Fas ausgeführt werden kann.
Zusätzlich kann sie hier, obwohl die Einspritzmenge Vas und die Einspritzzeit Tas der Vor-Nacheinspritzung Fas für entsprechende Betriebszustände des Motors (Q, Ne) bestimmt werden, auch so ausgestaltet sein, daß sie die Einspritzzeit Vam und die Einspritzzeit Tam für die Haupt-Nacheinspritzung Fam bestimmt. In diesem Fall haben die Aufzeichnungsdaten die Form MVas2 (Vam, Tam), MTas2 (Vam, Tam).
Das zweite Verfahren wird auch ähnlich zu dem ersten Verfahren betreffend die Ein spritzsteuerung der Haupt-Nacheinspritzung Fam ausgeführt.
Mit anderen Worten, die Einspritzmenge Vam und die Einspritzzeit Tam der Haupt-Nacheinspritzung Fam werden entsprechend dem Verhältnis der Einspritzmenge MVam (Q, Ne) und der Einspritzzeit MTam (Q, Ne) der Haupt-Nacheinspritzung berechnet, die in entsprechenden Betriebszuständen des Motors bestimmt werden.
Bei dem zweiten Verfahren wird eine Spannung von etwa 50 bis 200 V auf einen leitfähigen Abschnitt, der zur Innenseite der Verbrennungskammer hin weist und mit einem geeigneten Abstand (beispielsweise etwa 1 mm) entfernt liegt, angelegt, und ein Ionendichtesensor für die Erfassung des elektrischen Widerstands dieses leitfähigen Abschnitts wird installiert, um den Zustand der Kraftstoffverbrennung in der Verbrennungskammer des Motors zu überwachen.
Während der Zustand der Kraftstoffverbrennung in der Verbrennungskammer des Motors durch diesen Ionendichtesensor überwacht wird, wird auf Basis des von diesem Ionendichtesensor ausgegebenen Werts beurteilt, ob die Vor-Nacheinspritzung Fas durchgeführt werden soll oder nicht, und die Vor-Nacheinspritzung Fas wird auf Basis dieser Beurteilung durchgeführt. Kurz gesagt ist der Aufbau bzw. die Ausgestaltung so, daß die Vor-Nacheinspritzung Fas durchgeführt wird, wenn der von dem Ionendichtesensor ausgegebene Wert einen vorbestimmten Beurteilungswert übersteigt, und daß die Vor-Nacheinspritzung Fas nicht durchgeführt wird, wenn der von dem Ionendichtesensor ausgegebene Wert den vorbestimmten Beurteilungswert nicht übersteigt.
Präziser ausgedrückt erfolgt die Steuerung so, daß die Vor-Nacheinspritzung Fas ausgeführt wird, wenn die Ionenkonzentration nach der Haupteinspritzung Fm absinkt und der elektrische Widerstand den vorbestimmten Beurteilungswert übersteigt, da der Kraftstoff der Haupteinspritzung Fm verbrannt ist und der Kraftstoff der Haupt-Nacheinspritzung Fm sich schwer zünden läßt, und daß die Vor-Nacheinspritzung Fas im Gegensatz dazu nicht ausgeführt wird, wenn die Ionenkonzentration hoch ist und der elektrische Widerstand kleiner ist als der vorbestimmte Beurteilungswert, da die Verbrennung des Kraftstoffs der Haupteinspritzung Fm aufrechterhalten wird und der Kraftstoff der Haupt-Nacheinspritzung Fam sich leicht zünden läßt.
Darüber hinaus wird die Rückkopplungssteuerung realisiert, indem der von dem Ionendichtesensor ausgegebene Wert als der gewünschte Wert genommen wird und zumindest entweder die Einspritzmenge Vas oder die Einspritzzeit Tas der Vor-Nacheinspritzung Fas als Steuervariable genommen wird. Es versteht sich, daß in diesem Fall der andere nicht als Steuervariable genommene Wert eine vorbestimmte feste Menge sein soll.
Kurz gesagt wird, wenn die Einspritzmenge Vam und die Einspritzzeit Tam der Haupt-Nacheinspritzung Fam bestimmt wurden, die Haupt-Nacheinspritzung Fam mit dieser Einspritzmenge Vam und dieser Einspritzzeit Tam durchgeführt, und gleichzeitig wird die Vor-Nacheinspritzung Fas mit der Einspritzmenge Vas und der Einspritzzeit Tas durch diese Rückkopplungssteuerung durchgeführt. Der Aufbau ist daher so, daß zumindest entweder die Einspritzmenge Vas oder die Einspritzzeit Tas der Vor-Nacheinspritzung Fas automatisch erhöht/verringert wird.
Falls der Ionendichtesensor verwendet wird, ist es unnötig, die Einspritzmenge Vas und die Einspritzzeit Tas der Vor-Nacheinspritzung Fas entsprechend dem Betriebszustand des Motors oder der Einspritzzeit Tam der Haupt-Nacheinspritzung Fam im Vorfeld zu bestimmen, was es auch erlaubt, den Kraftstoff der Haupt-Nacheinspritzung Fam sicher zu verbrennen.
Darüber hinaus kann, da es sich um eine Rückkopplungssteuerung handelt, die Einspritzmenge Vas der Vor-Nacheinspritzung Fas auf das absolute Minimum beschränkt werden, was es erlaubt, mehr Kraftstoff zu sparen.
Zweite Ausführungsform
Bei dem Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in einem Dieselmotor gemäß der zweiten Ausführungsform, die die Einspritzmenge der Voreinspritzung und die Verzögerung der Haupteinspritzung betrifft, werden die Voreinspritzung Fp und die Haupteinspritzung Fm, wie in 5(a) gezeigt, während der Ausführung der normalen Voreinspritzung durchgeführt. Die Einspritzmenge der Voreinspritzung Fp ist ein vorgegebener Wert und eine zuvor festgelegte feste Menge.
Die Verzögerung der Haupteinspritzung Fm wird vergrößert/verkleinert, wenn es notwendig wird, die Abgastemperatur zu erhöhen, oder um durch Verringern der Sauerstoffkonzentration in dem Abgas vorübergehend ein Abgas mit reduzierender Atmosphäre zu erzeugen, um die Katalysatortemperatur der Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung zu erhöhen, den NOx-Einschlüsse reduzierenden Katalysator zu regenerieren oder den Filter durch Verbrennen und Eliminieren von durch den DPF eingefangenen PM zu regenerieren.
Für diese Verzögerung der Haupteinspritzung Fm wird, um die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas und die Abgastemperatur auf die vorbestimmten gewünschten Werte zu bringen, die Haupteinspritzung Fm mit einem zuvor festgelegten Verzögerungsbetrag Rm ausgeführt, oder die Sauerstoffkonzentration und die Abgastemperatur werden mittels eines Sauerstoffkonzentrationssensors, eines Temperatursensors oder anderen erfaßt, der Verzögerungsbetrag Rm wird durch die Rückkopplungssteuerung bestimmt, und die Haupteinspritzung Fm wird mit diesem Verzögerungsbetrag Rm ausgeführt.
Bei dem ersten Verfahren der zweiten Ausführungsform wird die Einspritzmenge Vp der Voreinspritzung Fp aus dem Verhältnis zwischen dem Verzögerungsbetrag Rm und der Einspritzmenge Vp der Voreinspritzung Fp, die zuvor mittels Experimenten oder anderem bestimmt wurden, berechnet, und die Voreinspritzung Fp wird mit dieser Einspritzmenge Vp durchgeführt, wie es in den 5(b) und 5(c) gezeigt ist.
Diese Steuerung der Kraftstoffeinspritzung erlaubt es, einen Abgaszustand zu erzeugen, der für die Katalysatorregeneration oder anderes notwendig ist, da der Kraftstoff der Haupteinspritzung Fm ohne Fehlzündung verbrennen kann, selbst wenn bei der Haupteinspritzung Fm ein großer Verzögerungsbetrag Rm verwendet wird.
Darüber hinaus wird, da die Einspritzmenge Vp der Voreinspritzung Fp entsprechend dem Verzögerungsbetrag Rm der Haupteinspritzung Fm gemäß einem zuvor durch Experimente oder anderes bestimmten Verhältnis zunimmt/abnimmt, nicht unnötig Kraftstoff verbraucht, und die Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz kann auf das Minimum beschränkt werden.
Daneben wird bei dem zweiten Verfahren der zweiten Ausführungsform eine Spannung von etwa 50 bis 200 V auf einen leitfähigen Abschnitt, der zur Innenseite der Verbrennungskammer hin weist und um einen geeigneten Abstand (beispielsweise zwischen der Glühkerze und der Wand der Verbrennungskammer) entfernt ist, angelegt, und ein Ionendichtesensor für die Erfassung eines elektrischen Stroms, der in diesem leitfähigen Abschnitt fließt, wird installiert, um den Zustand der Kraftstoffverbrennung in der Verbrennungskammer des Motors zu überwachen.
Darüber hinaus wird die Rückkopplungssteuerung realisiert, indem der von dem Ionendichtesensor ausgegebene Wert (Spannungswert) als der gewünschte Wert genommen wird und die Einspritzmenge Vpc der Voreinspritzung Fp als Steuervariable genommen wird.
Wenn der Verzögerungsbetrag Rm und die Einspritzmenge der Haupteinspritzung Fm bestimmt wurden, wird die Haupteinspritzung Fam mit diesem Verzögerungsbetrag Rm ausgeführt, und gleichzeitig wird die Einspritzmenge Vp der Voreinspritzung Fp durch diese Rückkopplungssteuerung gesteuert.
Genauer gesagt wird sie so gesteuert, daß die Einspritzmenge Fp der Voreinspritzung Fp erhöht wird, da die Ionenkonzentration nach der Voreinspritzung Fp absinkt und der Spannungsabfall gering ist, wenn der Kraftstoff der Voreinspritzung Fp verbrannt ist und der Kraftstoff der Vereinspritzung Fp sich schwer zünden läßt, und im Gegensatz dazu die Einspritzmenge Vp der Voreinspritzung Fp verringert wird, wenn die Ionenkonzentration hoch ist und der Spannungsabfall groß ist, da ausreichend Kraftstoff von der Voreinspritzung Fp vorhanden ist und der Kraftstoff der Haupteinspritzung Fm sich leicht zünden läßt.
Durch diese Steuerung der Kraftstoffeinspritzung durch Erhöhen/Verringern der Einspritzmenge Vp der Voreinspritzung Fp kann die Einspritzmenge Vp der Voreinspritzung Fp in Bezug auf den Verzögerungsbetrag Rm der Haupteinspritzung Fp zu diesem Zeitpunkt optimiert werden, indem die bei der Voreinspritzung eingespritzte Menge durch Erfassung des Auftretens von Fehlzündungen oder der Möglichkeit von Fehlzündungen erhöht/verringert wird.
Kurz gesagt ist der Aufbau so, daß die Einspritzmenge Vp der Voreinspritzung Fp entsprechend der Vergrößerung/Verringerung des Verzögerungsbetrags Rm der Haupteinspritzung Fp automatisch erhöht/verringert wird.
Die Steuerung der Kraftstoffeinspritzung erlaubt es, eine für die Katalysatorfunktion notwendige Abgaszusammensetzung zu erzeugen, da der Kraftstoff der Haupteinspritzung Fm ohne Fehlzündung verbrannt werden kann, selbst wenn bei der Haupteinspritzung ein großer Verzögerungsbetrag Rm gewählt wird.
Insbesondere traten im Stand der Technik, falls die Einspritzmenge Vp der Voreinspritzung Fp nicht erhöht wurde, Fehlzündungen auf und es bildete sich weißer Rauch, und der Verzögerungsbetrag Rm der Haupteinspritzung lag in der Größenordnung von etwa 10° Kurbelwinkel ATDC, wohingegen in der vorliegenden Erfindung der Verzögerungsbetrag Rm der Haupteinspritzung Fp auf bis zu 40° Kurbelwinkel ATDC bis 50° Kurbelwinkel ATDC verzögert werden kann.
Weiterhin ist es bei dem zweiten Verfahren, das den Ionendichtesensor verwendet, nicht notwendig, im Vorfeld die Einspritzmenge Vp der Voreinspritzung Fp zu bestimmen, die dem Verzögerungsbetrag Rm der Haupteinspritzung Fp entspricht, was es auch erlaubt, den Kraftstoff der Haupteinspritzung Fm sicher zu verbrennen. Darüber hinaus kann, da es sich um eine Rückkopplungssteuerung handelt, die Einspritzmenge Vp der Voreinspritzung Fp auf das absolute Minimum beschränkt werden, was es erlaubt, mehr Kraftstoff zu sparen.
Sowohl bei dem ersten als auch bei dem zweiten Verfahren wird die Einspritzmenge Vp bei der Voreinspritzung Fp entsprechend der Erhöhung/Verringerung des Verzögerungsbetrags Rm der Haupteinspritzung Fp erhöht/verringert, ohne den Zeitpunkt tp für den Start der Einspritzung bei der Voreinspritzung Fp zu verändern. Indem dieser Zeitpunkt tp der Voreinspritzung Fp festgelegt wird, kann der Kraftstoff der Voreinspritzung Fp sicher in der Nähe des oberen Totpunkts verbrannt werden, wo der Druck und die Temperatur immer hoch sind, was die Kraftstoffverbrennung erleichtert, und der Kraftstoff der Haupteinspritzung Fm kann zünden, ehe die Temperatur sinkt, wodurch der Zündbrennstoff sichergestellt wird.
Dritte Ausführungsform
Bei dem Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in einem Dieselmotor gemäß der dritten Ausführungsform, die die Einspritzmenge der Voreinspritzung und die Einspritzmenge der Haupteinspritzung betrifft, werden die Voreinspritzung Fp und die Haupteinspritzung Fm, wie in 6(a) gezeigt, während der Ausführung der normalen Voreinspritzung ausgeführt. Die Einspritzmenge der Voreinspritzung Fp ist ein vorgegebener Wert und hat eine zuvor festgelegte feste Menge.
Die Einspritzmenge der Haupteinspritzung Fm wird erhöht/verringert, wenn es notwendig wird, die Abgastemperatur zu erhöhen oder durch Verringern der Sauerstoffkonzentration in dem Abgas vorübergehend ein Abgas mit reduzierender Atmosphäre zu erzeugen, um die Katalysatortemperatur der Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung zu erhöhen, den NOx-Einschlüsse reduzierenden Katalysator zu regenerieren oder den Filter durch Verbrennen und Eliminieren von durch den DPF eingefangenem PM zu regenerieren.
Für diese Erhöhung/Verringerung der Einspritzmenge der Haupteinspritzung Fm, um die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas und die Abgastemperatur auf die vorbestimmten gewünschten Werte zu bringen, wird die Einspritzmenge der Haupteinspritzung Fm anhand einer vorbestimmten Einspritzmenge Vm vorgenommen, oder die Einspritzmenge Vm wird durch eine Rückkopplungssteuerung bestimmt, indem die Sauerstoffkonzentration oder die Abgastemperatur mittels eines Sauerstoffkonzentrationssensors, eines Temperatursensors oder anderen Erfassungsvorrichtungen erfaßt werden, wodurch die Haupteinspritzung Fm mit der erhaltenen Einspritzmenge Vm durchgeführt wird.
Bei dem ersten Verfahren gemäß der dritten Ausführungsform wird, ähnlich wie bei dem ersten Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform, die Einspritzmenge Vp der Voreinspritzung Fp aus dem Verhältnis zwischen der Einspritzmenge Vm und der Einspritzmenge Vp der Voreinspritzung Fp, die zuvor experimentell oder anders bestimmt wurden, für die Einspritzmenge Vm der Haupteinspritzung Fm berechnet, und die Voreinspritzung Fp wird von der normalen Einspritzsteuerung, die in 6(a) gezeigt ist, mit dieser Einspritzmenge Vp durchgeführt, wie es in den 6(b) und 6(c) gezeigt ist.
Diese Steuerung der Kraftstoffeinspritzung erlaubt es, einen für die Katalysatorregenerierung oder anderes notwendigen Abgaszustand zu erzeugen, weil die Haupteinspritzung Fm ohne Fehlzündung verbrennen kann, selbst wenn die Einspritzmenge Vm bei der Haupteinspritzung Fm reduziert wird.
Darüber hinaus wird, da die Einspritzmenge Vp der Voreinspritzung Fp entsprechend der Einspritzmenge Vm der Haupteinspritzung Fm gemäß einem zuvor durch Experimente oder anders bestimmten Verhältnis zunimmt/abnimmt, nicht unnötig Kraftstoff verbraucht und die Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz kann auf das Minimum beschränkt werden.
Falls auch die Einspritzmenge Vp der Voreinspritzung Fp entsprechend der Einspritzmenge Vm der Haupteinspritzung Fm ähnlich wie bei dem zweiten Verfahren der zweiten Ausführungsform verändert wird, kann die Einspritzmenge Vp der Voreinspritzung Fp unter Verwendung einer Vorrichtung zur Erfassung des Zustands der Verbrennung, wie z.B. eines Ionendichtesensors oder anderen, durch die Rückkopplungssteuerung gesteuert werden.
Vierte Ausführungsform
Nun wird das Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in einem Dieselmotor gemäß der vierten Ausführungsform zum Ausführen einer mehrstufigen Zusatzeinspritzung vor der Haupteinspritzung beschrieben.
Bei dem Aufbau dieses Verfahrens zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in Dieselmotoren wird die Kraftstoffeinspritzung in den Motor durchgeführt, indem sie in die Haupteinspritzung und die mehrstufige Zusatzeinspritzung vor der Haupteinspritzung unterteilt wird, wie es in 7 gezeigt ist, die Einspritzzeit tm der Haupteinspritzung Fm wird verzögert und gleichzeitig wird die Zusatzeinspritzung in zwei oder mehr Stufen (in 7 in Form einer dreistufigen Einspritzung) zu einer Zeit vor der Einspritzzeit tm der Haupteinspritzung Fm ausgeführt.
Zuerst wird die anfängliche erste Zusatzeinspritzung Fs1 durchgeführt und der Kraftstoff wird zu einem Zeitpunkt ts1 in der Nähe des oberen Totpunkts (TDC), an dem der Druck und die Temperatur in dem Zylinder hoch sind und die Zündfähigkeit erlauben, entzündet. Die eingespritzte Kraftstoffmenge Vs1 der ersten Zusatzeinspritzung Fs1 sollte gering genug sein, um die Drehmomenterzeugung nicht zu beeinflussen.
Die zweite Zusatzeinspritzung Fs2 wird zu einem Zeitpunkt ts2 vor dem Ende der Verbrennung des bei der ersten Zusatzeinspritzung Fs1 eingespritzten Kraftstoffs ausgeführt. Bei der zweiten Zusatzeinspritzung Fs2 wird die Drehmomenterzeugung unterdrückt, da der Kolben beginnt, sich nach unten zu bewegen, selbst wenn eine Kraftstoffmenge Vs2 eingespritzt wird, die größer ist als diejenige bei der ersten Zusatzeinspritzung Fs1.
Die dritte Zusatzeinspritzung Fs3 wird zu einem Zeitpunkt ts3 vor dem Ende der Verbrennung des bei der zweiten Zusatzeinspritzung Fs2 eingespritzten Kraftstoffs ausgeführt. Bei der dritten Zusatzeinspritzung Fs3 wird die Drehmomenterzeugung unterdrückt, selbst wenn weiterhin eine Kraftstoffmenge Vs3 eingespritzt wird, die größer ist als die eingespritzte Kraftstoffmenge Vs2 der zweiten Zusatzeinspritzung Fs2.
Die Zündfähigkeit wird durch die erste Einspritzung Fs1 der Zusatzeinspritzungen sichergestellt, und die Verbrennungsflamme wird durch die zweite und die nachfolgenden Einspritzungen Fs2, Fs3 bis zur Einspritzzeit tm der Haupteinspritzung Fm aufrechterhalten, was selbst bei einer stark verzögerten Haupteinspritzung Fm eine sichere Verbrennung erlaubt.
Durch die Aufrechterhaltung der Verbrennungsflamme durch diese Mehrzahl von Zusatzeinspritzungen Fsi bildet sich folglich kein weißer Rauch und es treten keine Fehlzündungen auf, und die Abgastemperatur kann beträchtlich erhöht werden, da der Kraftstoff der Haupteinspritzung Fm sicher gezündet werden kann, selbst wenn die Haupteinspritzung Fm stark verzögert wird.
Im Ergebnis wird es möglich, die Abgastemperatur zu erhöhen und das erzeugte Drehmoment klein zu halten, und eine für die Regeneration von PM erforderliche Abgastemperatur wird durch dieses Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in einen Motor selbst bei geringer Last sichergestellt.
Obwohl in dem Beispiel von 7 die Anzahl der Zusatzeinspritzungen Fsi auf 3 eingestellt ist und die Menge von der ersten Kraftstoffeinspritzmenge Vs1 über die zweite Kraftstoffeinspritzmenge Vs2 bis zur dritten Kraftstoffeinspritzmenge Vs3 allmählich erhöht wird, kann die Anzahl der Einspritzungen durch Einstellen der Kraftstoffeinspritzmenge Vsi der entsprechenden Zusatzeinspritzung Vsi wie bei einem anderen Beispiel, das in 8 gezeigt ist, erhöht werden. Auch können, wenngleich dies nicht gezeigt ist, mehrere Zusatzeinspritzungen mit derselben Kraftstoffeinspritzmenge vorgenommen werden, und danach kann die Zusatzeinspritzung mit einer erhöhten Kraftstoffeinspritzmenge ausgeführt werden.
Im folgenden wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen das Verfahren zur Steuerung der Regeneration der Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei ein sich kontinuierlich regenerierendes Dieselpartikelfiltersystem (im folgenden sich kontinuierlich regenerierendes DPF-System) verwendet wird. Dieses Verfahren zur Steuerung der Regeneration eines sich kontinuierlich regenerierenden DPF-Systems ist ein Verfahren zur Regenerationssteuerung, welches das vorgenannte Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung verwendet.
9 zeigt den Aufbau des sich kontinuierlich regenerierenden DPF-Systems 1. Dieses sich kontinuierlich regenerierende DPF-System 1 beinhaltet einen Filter mit Katalysator (Filter) 3, der in der Abgasleitung 2 eines Motors E installiert ist, und eine Vorrichtung 40 zur Steuerung der Regeneration.
Dieser Filter mit Katalysator 3 ist mit einem monolithischen, wabenförmigen Wandstromfilter ausgebildet, in dem abwechselnd die Einlässe und die Auslässe von gestapelten Kanälen einer porösen keramischen Wabe verschlossen sind, und eine poröse Katalysatordeckschicht 31, die einen Katalysator 32 trägt, ist auf einer porösen Wandfläche 30 des Filters 3 angeordnet.
Der Katalysator 32 besteht aus einem Oxidationskatalysator 32A aus Edelmetall, wie Platin (Pt), Palladium (Pd), Kupfer (Cu), und einem PM-Oxidationskatalysator 32B, wie Ceroxid (CeO₂), der in Bezug auf HC, CO und PM eine Oxidationswirkung besitzt.
Weiterhin ist normalerweise eine Vorrichtung 40 zur Steuerung der Regeneration in einer Steuereinheit (ECU: Motorsteuereinheit) 50 vorgesehen, um den Betrieb des Motors E allgemein zu steuern, und gibt den von einem Abgastemperatursensor 51 am DPF-Eingang ausgegebenen Wert auf der Abgaseinlaßseite des Filters mit Katalysator 3 und den von einem DPF-Differentialdrucksensor 52 zum Erfassen des Differentialdrucks vor und hinter dem Filter mit Katalysator 3 ausgegebenen Wert ein, um die Regeneration des Filters mit Katalysator 3 zu steuern.
Nun wird das Verfahren zur Steuerung der Regeneration in einem sich kontinuierlich regenerierenden DPF-System 1 mit dem vorgenannten Aufbau beschrieben.
Dieses Verfahren zur Steuerung der Regeneration wird gemäß dem in 11 veranschaulichten Ablauf der Regenerationssteuerung ausgeführt. Aus Gründen der Einfachheit der Erläuterung sind die veranschaulichten Abläufe als Abläufe gezeigt, die parallel zum Steuerungsablauf des Motors E wiederholt aufgerufen und ausgeführt werden.
Kurz gesagt wird dieser Ablauf nach einer bestimmten Zeit parallel zu der Betriebssteuerung des Motors E wiederholt aufgerufen und ausgeführt, und wenn die Steuerung des Motors E beendet ist, wird dieser Ablauf nicht mehr aufgerufen und die Steuerung der Filterregeneration wird im wesentlichen beendet.
Bei dem Ablauf der Regenerationssteuerung der vorliegenden Erfindung, wie er in 11 gezeigt ist, wird in Schritt S10 die Beurteilung des Startzeitpunkts der Regeneration ausgeführt, indem die Zusetzung des Filters durch einen PM-Ansammlungsschätzwert PMs überprüft wird, und wenn dieser PM-Ansammlungsschätzwert PMs einen vorbestimmten Beurteilungswert PMsmax überschreitet, wird in Schritt S20 der Filter mit Katalysator 3 durch den Betrieb im Regenerationsmodus A oder den Betrieb im Regenerationsmodus B regeneriert.
Zunächst wird bei Beginn des Regenerationsablaufs in Schritt S10 der Startzeitpunkt der Regeneration beurteilt, und in Schritt S11 wird der PM-Einfangwert PMt berechnet. Dieser PM-Einfangwert PMt wird aus dem Unterschied zwischen der PM-Ausstoßmenge und der PM-Reinigungsmenge berechnet, die aus den Aufzeichnungsdaten zuvor eingegebener PM-Ausstoßaufzeichnungen oder anderen berechnet wurden, die auf dem Drehmoment Q und der Motorgeschwindigkeit Ne, die den Betriebszustand des Motors E, die Abgastemperatur Te am DPF-Eingang, gemessen durch den Abgastemperatursensor 51 am DPF-Eingang, oder andere anzeigen, basieren.
Oder die PM-Ablagerungsmenge PMt, die durch den Filter mit Katalysator 3 eingefangen wurde, wird aus dem Vergleich zwischen dem Differentialdruckverlust des DPF, der von einem DPF-Differentialdrucksensor 52 erfaßt wurde, und zuvor eingegebenen Aufzeichnungen des DPF-Differentialdrucks berechnet.
Im nachfolgenden Schritt S12 wird dann der PM-Ansammlungsschätzwert PMs durch eine Akkumulationsrechnung berechnet, die den Zeitraum der PM-Ablagerungsmenge PMt berücksichtigt.
Im Beurteilungsschritt S13 wird auf Basis der Bestimmung, ob der PM-Ansammlungsschätzwert PMs einen vorbestimmten Beurteilungswert PMsmax überschreitet oder nicht, bestimmt, ob der Betrieb im Regenerationsmodus gestartet werden soll oder nicht. Bei dieser Beurteilung wird, wenn es als notwendig erachtet wird, den Betrieb im Regenerationsmodus zu starten, mit dem Betrieb im Regenerationsmodus von Schritt S20 fortgefahren, und wenn es als unnötig erachtet wird, den Betrieb im Regenerationsmodus zu starten, erfolgt die Rückkehr direkt.
Der Betrieb im Regenerationsmodus von Schritt S20 läuft wie folgt ab.
Zuerst wird in Schritt S21 die Abgastemperatur Te am DPF-Eingang überprüft, und es wird beurteilt, ob die Temperatur Te größer ist als eine vorbestimmte Abgastemperatur Te1 oder nicht.
Wenn in Schritt S21 die Abgastemperatur Te am DPF-Eingang eine Temperatur ist, die kleiner ist als die vorbestimmte Abgastemperatur Te1 (beispielsweise etwa 350°C), d.h. gleich oder kleiner als ein Niedrigtemperatur-Oxidationsbereich, wird in Schritt S22 der Betrieb im Regenerationsmodus A ausgeführt.
Bei der vorliegenden Erfindung kann, da die Abgastemperatur durch Ausführen irgendeiner der vorgenannten Steuerungen der Kraftstoffeinspritzung (in 11 eine Steuerung der Kraftstoffeinspritzung mit einer mehrstufigen Zusatzeinspritzung) während des Betriebs im Regenerationsmodus A in diesem niedrigen Temperaturbereich erhöht wird, PM oxidiert und eliminiert werden.
Unter Rückkehr zu Schritt S21 werden Schritt S22 und Schritt 21 wiederholt, bis die Abgastemperatur Te am DPF-Eingang die vorbestimmte Abgastemperatur Te1 überschreitet.
Wenn in Schritt S21 die Abgastemperatur Te am DPF-Eingang die vorbestimmte Abgastemperatur Te1 übersteigt oder wenn sie von Anfang an höher ist, wird in Schritt S23 der Betrieb im Regenerationsmodus B ausgeführt.
Bei diesem Betrieb im Regenerationsmodus wird PM durch eine Steuerung der Kraftstoffeinspritzung, die für die entsprechende Temperatur geeignet ist, weil die Abgastemperatur gleich oder höher ist als der Niedrigtemperatur-Oxidationsbereich (beispielsweise gleich oder höher als 400°C), d.h. gleich oder höher als eine Temperatur, bei der PM durch den Oxidationskatalysator, den PM-Oxidationskatalysator oder durch direkte Verbrennung oxidiert werden kann, oxidiert und eliminiert.
Falls die Abgastemperatur Te in einem Niedrigtemperatur-Oxidationsbereich liegt (etwa 350°C bis 450°C), wird NO durch einen Oxidationskatalysator 32A zu NO₂ oxidiert, und PM kann mit diesem NO₂ oxidiert und eliminiert werden.
Dagegen wird, wenn die Abgastemperatur Te in einem mittleren Oxidationstemperaturbereich (etwa 400°C bis 600°C) liegt, da mit dem PM-Oxidationskatalysator PM durch O₂ in dem Abgas oxidiert und eliminiert werden kann, der Motorbetrieb so gesteuert, daß die Abgastemperatur im mittleren Oxidationstemperaturbereich oder darüber gehalten wird, und in dem Filter mit Katalysator 3 eingefangener PM wird mit dem PM-Oxidationskatalysator 32B durch O₂ in dem Abgas oxidiert und eliminiert.
Wenn die Abgastemperatur Te in einem hohen Oxidationstemperaturbereich liegt (beispielsweise gleich oder höher als 600°C), verbrennt PM direkt mit O₂ in dem Abgas.
So wird der Betrieb im Regenerationsmodus B ausgeführt und es wird beurteilt, ob der Abgasdruck Pe kleiner wird als der vorbestimmte Abgasdruckwert Pe1 oder nicht, um zu prüfen, ob die Filterregeneration abgeschlossen ist oder nicht.
Wenn die Filterregeneration nicht abgeschlossen ist, erfolgt eine Rückkehr zu Schritt S23, und der Betrieb im Regenerationsmodus B wird aufrechterhalten, und wenn die Filterregeneration abgeschlossen ist, wird der Betrieb im Regenerationsmodus beendet, und in Schritt S25 wird die Kraftstoffeinspritzung auf den ursprünglichen Einspritzmodus zurückgesetzt, der PM-Ansammlungsschätzwert PMs wird zurückgesetzt (PMs = 0), oder ein anderer Vorgang zur Beendigung des Regenerationsmodus wird vor der Rückkehr durchgeführt.
Die Verwendung des vorgenannten Verfahrens zur Steuerung der Regeneration erlaubt die Oxidation und Elimination von in dem Filter eingefangenem und angesammeltem PM durch Erhöhen der Abgastemperatur mittels irgendeiner der vorgenannten Steuerungen der Kraftstoffeinspritzung der vorliegenden Erfindung, wie der Steuerung der Kraftstoffeinspritzung, die eine mehrstufige Zusatzeinspritzung im Betrieb im Regenerationsmodus A oder anderen mit sich bringt, selbst wenn die Regeneration des Filters in einem Betriebszustand des Motors mit niedriger Abgastemperatur, wie z.B. im Leerlaufbetrieb oder im Betrieb mit extrem geringer Last, erforderlich werden sollte.
Weiterhin kann die Abgastemperatur erhöht werden, wobei die Motorgeschwindigkeit und das Drehmoment im normalen Motorbetrieb bleiben, so daß die Variation des Drehmoments des Motors gesteuert werden kann.
Obwohl das in 9 gezeigte, sich kontinuierlich regenerierende DPF-System als Beispiel eines sich kontinuierlich regenerierenden DPF-Systems genommen und beschrieben wurde, kann das Verfahren zur Steuerung der Regeneration des sich kontinuierlich regenerierenden DPF-Systems der vorliegenden Erfindung auch auf das in den 15 bis 17 gezeigte, sich kontinuierlich regenerierende DPF-System angewandt werden, und das sich kontinuierlich regenerierende DPF-System der vorliegenden Erfindung ist nicht auf das in 9 gezeigte, sich kontinuierlich regenerierende DPF-System beschränkt.
Beispiel
Ein Beispiel einer Steuerung der Kraftstoffeinspritzung, die eine mehrstufige Zusatzeinspritzung beinhaltet, gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 12 gezeigt, während in 13 ein Vergleichsbeispiel einer Steuerung der Kraftstoffeinspritzung, die eine Voreinspritzung beinhaltet, gemäß dem Stand der Technik gezeigt ist. Es versteht sich, daß der Betriebszustand des Motors zu diesem Zeitpunkt eine Motorgeschwindigkeit von 1000 U/min ohne Last beinhaltet.
In dem Beispiel einer Steuerung der Kraftstoffeinspritzung, die eine mehrstufige Zusatzeinspritzung beinhaltet, siehe 12, wird die erste Zusatzeinspritzung (Einspritzmenge = 2,0 mm³/st) bei 8° ATDC ausgeführt, die zweite Zusatzeinspritzung (Einspritzmenge = 3,5 mm³/st) wird bei 20° ATDC ausgeführt, und die Haupteinspritzung (Einspritzmenge = 4,6 mm³/st) wird bei 33° ATDC ausgeführt, um eine Abgastemperatur von 350°C am Eingang und eine Abgastemperatur von 410°C am Ausgang der DPF-Vorrichtung zu erhalten.
Dagegen wird in dem Vergleichsbeispiel der Steuerung der Kraftstoffeinspritzung, die eine Voreinspritzung beinhaltet und in 13 gezeigt ist, die Voreinspritzung (1,5 mm³/st) am oberen Totpunkt (TDC) ausgeführt, und die Haupteinspritzung (14,8 mm³/st) wird bei 23°C ATDC ausgeführt, um eine Abgastemperatur von 101°C am Eingang und eine Abgastemperatur von 96°C am Ausgang zu erhalten.
Daher ist bekannt, daß im Vergleich zu dem Fall, in dem die Steuerung der Kraftstoffeinspritzung eine Voreinspritzung beinhaltet, durch Verwenden der Steuerung der Kraftstoffeinspritzung, die eine mehrstufige Zusatzeinspritzung beinhaltet, die Abgastemperatur um 200°C oder mehr erhöht werden kann.
Es versteht sich, daß die Zündfähigkeit noch immer möglich ist, selbst wenn der Zeitpunkt (ts1) der ersten Zusatzeinspritzung im Vergleich zur Einspritzzeit tp (0° ATDC) der Voreinspritzung auf 8° ATDC eingestellt wird, da die Haupteinspritzung durch diese Mehrzahl von Zusatzeinspritzungen (Fsi) sicher zünden und verbrennen kann, und daher ist die Temperatur im Zylinder im nachfolgenden Zyklus hoch.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Bei der Steuerung der Kraftstoffeinspritzung eines Fahrzeugs oder dergleichen ist es, während die Schwankung des Abtriebsdrehmoments gesteuert wird, ein Ziel der vorliegenden Erfindung, durch die zeitweise Steuerung der Kraftstoffeinspritzung der Haupteinspritzung/Nacheinspritzung, der Haupteinspritzung/Vor- und Haupt-Nacheinspritzung, der Voreinspritzung/der Verzögerung der Haupteinspritzung, der mehrstufigen Zusatzeinspritzung/Verzögerung der Haupteinspritzung oder dergleichen zumindest entweder die der Erhöhung der Abgastemperatur oder die Reduzierung der Sauerstoffkonzentration in dem Abgas zu realisieren.
Das Verfahren zur Steuerung der Regeneration der Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung unter Verwendung dieser Steuerung der Kraftstoffeinspritzung kann durch Erhöhen der Abgastemperatur einen Oxidationskatalysator oder einen NOx-Katalysator erhitzen und aktivieren, den Filter durch Verbrennen von PM, der in dem Filter einer DPF-Vorrichtung zum Einfangen von PM eingefangen wurde, regenerieren oder die Einschlußsubstanz des NOx-Einschlüsse reduzierenden Katalysators durch Verringern der Sauerstoffkonzentration in dem Abgas während der Regenerationsbehandlung in der Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung in einem Dieselmotor regenerieren.
Insbesondere in dem sich kontinuierlich regenerierenden DPF-System und beim Steuern der Drehmomentvariation wird es möglich, selbst in einem Motorbetriebszustand mit niedriger Abgastemperatur, wie z.B. im Leerlaufbetrieb oder im Betrieb mit extrem geringer Last, was den Filter leicht verstopfen läßt und die Regeneration des Filters erschwert, die Abgastemperatur beträchtlich zu erhöhen und den Filter zu regenerieren.
Folglich kann die Regenerationsbehandlung der Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung zum Eliminieren von NOx, PM oder anderen aus dem in einem Fahrzeug, wie einem Auto, einem Lastwagen oder anderen, montierten Dieselmotor ausgestoßenen Stoffen in wirksamer Weise ausgeführt werden, indem die Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz gesteuert wird, ohne daß sich der Fahrkomfort verschlechtert.
Es wird damit möglich, mit einer hohen Reinigungsrate NOx, PM oder andere von einem Auto, einem Lastwagen oder anderen ausgestoßene Stoffe zu eliminieren und einer Luftverschmutzung vorzubeugen bzw. diese zu verhindern.

Claims

Verfahren zum Steuern der Kraftstoffeinspritzung in einen Dieselmotor für das Ausführen einer Voreinspritzung und einer Haupteinspritzung durch Steuern der Kraftstoffeinspritzung in einen Dieselmotor und für das Ausführen zumindest einer Motorkraftstoffverbrennung von einer Verzögerung der Haupteinspritzung oder einer Steigerung/Verringerung der Einspritzmenge, um zumindest entweder die Abgastemperatur des Dieselmotors zu erhöhen oder die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas zu verringern, wobei die Einspritzmenge der Voreinspritzung in Übereinstimmung mit der Steigerung/Verringerung von zumindest entweder dem Betrag der Verzögerung oder der Einspritzmenge der Haupteinspritzung gesteigert/verringert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzmenge der Voreinspritzung auf Basis des von einer Vorrichtung zur Erfassung eines Kraftstoffverbrennungszustands ausgegebenen Wertes gesteigert/verringert wird, wobei gleichzeitig der Kraftstoffverbrennungszustand in dem Zylinder durch die Vorrichtung zur Erfassung des Kraftstoffverbrennungszustands überwacht wird, wenn zumindest entweder der Betrag der Verzögerung oder die Einspritzmenge der Haupteinspritzung gesteigert/verringert werden sollen.
Verfahren zum Steuern der Kraftstoffeinspritzung in einen Motor nach Anspruch 1, wobei die Einspritzmenge der Voreinspritzung in Übereinstimmung mit dem Verhältnis zwischen zumindest entweder dem Betrag der Verzögerung oder der Einspritzmenge der Haupteinspritzung, die zuvor erhalten wurde, oder der Einspritzmenge der Voreinspritzung berechnet wird.