DE19752220A1

DE19752220A1 - System zum Steuern von Dieselmotoremissionen

Info

Publication number: DE19752220A1
Application number: DE19752220A
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Itoyama
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1997-11-14
Filing date: 1997-11-25
Publication date: 1999-08-05
Anticipated expiration: 2017-11-26
Also published as: US6026790A; DE19752220B4; GB2331595B; GB9724930D0; GB2331595A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Steuern der Emissionen eines Dieselmotors sowohl durch Rückfüh rung der Motorabgase als auch durch Modulation der Kraft stoffeinspritzmenge.

Es ist allgemein bekannt, daß die Rückführung einer geregelten Menge des Abgases eines Dieselmotors in die Motorluftansaugleitung die Dieselmotoremissionen von Stickoxiden NO_x reduziert. Herkömmlicherweise sind der Menge des rückgeführten Abgases Grenzen gesetzt, damit eine übermäßige Verdünnung der Ansaugluftladung vermieden wird, welche die Motorleistung verschlechtern und den Partikelemissionsgrad verändern könnte. Für eine rußfreie Verbrennung muß eine geeignete Luftüberschußmenge auf rechterhalten werden, indem die Menge des eingespritzten Kraftstoffs begrenzt wird.

Sowohl eine Abgasrückführungsregelung mit offenem Regel kreis als auch eine Abgasrückführungsregelung mit ge schlossenem Regelkreis arbeiten in der Weise, daß die Abgasrückführung (AGR) in die Motoransaugluft in einer Menge erfolgt, die einen Kompromiß zwischen den konkur rierenden Zielen einer Minimierung von NO_x einerseits und der Minimierung der Partikelemissionen andererseits darstellt, um einen zufriedenstellenden Leistungsgrad des Motors zu schaffen. Die Lösungswege mit offenem Regel kreis schaffen eine AGR in Übereinstimmung mit einem Plan für offenen AGR-Regelkreis, der durch eine modellierte oder kalibrierte Beziehung zwischen der gewünschten AGR und bestimmten AGR-Parametern bestimmt ist. Solche Lö sungswege mit offenem Regelkreis sind empfindlich gegen über Veränderungen in dieser modellierten oder kalibrier ten Beziehung, welche sich etwa aus einer zeitlichen Verschlechterung eines Sensors oder eines Betätigungsele ments ergeben können.

Lösungswege mit geschlossenem Regelkreis versuchen, Systemstörungen durch Einführen eines gewissen Maßes der Ist-Funktion der AGR-Regelung in die Bestimmung der Soll- AGR-Menge zu kompensieren. Da rückgeführte Abgase die Ansaugluft verdrängen, die andernfalls in die Zylinder des Dieselmotors gesaugt würde, wird die erfaßte Motor luftmasse (MAF) bei erhöhtem Abgasrückführungsgrad er niedrigt. So ist etwa eine AGR-Regelung mit geschlossenem Regelkreis bekannt, die auf die MAF anspricht. Die MAF ist derzeit in vielen herkömmlichen Motorsteuersystemen ein Erfassungsparameter. Die MAF wird gewöhnlich durch einen Sensor erzeugt, der sich im Ansaugweg des Motors an einem Punkt befindet, an dem ein Luftfilter die Ansaug luft bereits gefiltert hat. Daher ist der MAF-Sensor nur einem minimalen Verunreinigungsgrad ausgesetzt. Weiterhin ist der MAF-Sensor gewöhnlich sehr weit von den Hochtem peraturkomponenten entfernt, so daß ein möglicher tempe raturbedingter Sensorverschleiß gering ist.

Im allgemeinen ist der Emissionsgrad der Stickoxide NO_x um so niedriger, je größer die Menge der rückgeführten Abgase ist. Das Luft-/Kraftstoffverhältnis des Gemischs in den Zylindern wird jedoch bei zunehmendem Abgasrück führungsgrad erniedrigt. Um daher unerwünschte Rußemis sionen zu vermeiden, muß die Menge der rückgeführten Abgase auf Pegel begrenzt werden, die keine übermäßig fetten Luft-/Kraftstoffverhältnisse, die Rußemissionen erzeugen, zur Folge haben.

Um unerwünschte Rußemissionen zu vermeiden, muß die Menge des während eines Motortakts in den Zylinder gesaugten Kraftstoffs niedriger als die maximale Kraftstoffmenge sein, die durch die Ist-Funktion der AGR-Regelung be grenzt wird.

Ein AGR-Ventil des AGR-Regelsystems ist im AGR-Weg ungün stigen Umgebungsbedingungen ausgesetzt, so daß eine Funktionsverschlechterung des Ventils auftreten kann, die sich aus einer Ventilverunreinigung und aus der Tatsache ergibt, daß das Ventil hohen Temperaturen ausgesetzt ist.

Es wäre daher wünschenswert, bei der Bestimmung der maximalen Kraftstoffmenge und der Soll-AGR das Auftreten eines Funktionsverlusts eines AGR-Regelventils, das im AGR-Weg ungünstigen Umgebungsbedingungen ausgesetzt ist, zu berücksichtigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zum Steuern von Dieselmotoremissionen zu schaffen, das bei der Bestimmung der maximalen Kraftstoffmenge und der Soll-AGR einen Funktionsverlust des AGR-Regelventils, das im AGR-Weg ungünstigen Umgebungsbedingungen ausgesetzt ist, berücksichtigt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Verbrennungsmotor mit einem System zum Steuern der Motor emissionen, der die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale besitzt. Die abhängigen Ansprüche sind auf zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.

Die Erfindung schafft ein verbessertes AGR-Regelsystem für einen Verbrennungsmotor, indem sie die maximal in den Motorzylinder gesaugte Kraftstoffmenge sowie die AGR-Rate als Antwort auf das Ergebnis der Überwachung der AGR- Regelungsfunktion begrenzt.

Falls die Ist-Funktion der AGR-Regelung (im folgenden mit "Ist-AGR-Funktion" abgekürzt) außerhalb eines vorgegebe nen Fensters um die normale Funktion der AGR-Regelung (im folgenden mit "normale AGR-Funktion" bezeichnet) bleibt, wird die maximal in den Motorzylinder angesaugte Kraft stoffmenge reduziert. Gleichzeitig wird die AGR-Rate re duziert, indem eine Drosselklappe im Luftansaugweg voll ständig geöffnet wird. Dadurch wird ein Temperaturanstieg der Motorabgase vermieden, ferner wird das Einströmen der AGR-Gase auf einen minimalen Pegel reduziert.

Die Reduzierung der maximalen Kraftstoffmenge wird in Abhängigkeit von einer Abweichung zwischen der Ist-AGR- Funktion und der normalen AGR-Funktion bestimmt.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird die in den Motorzylinder anzusaugende Luftmenge vorhergesagt, indem eine arithmetische Operation ausgeführt wird, die die von einem Luftmassenmesser im Luftansaugweg gemessene Luftma sse als Variable enthält. Um der Kürze willen wird diese Luftmasse als "Zylinderluftladung" bezeichnet. Da das Motorzylinder-Verdrängungsvolumen unveränderlich ist, verändert sich die Zylinderluftladung in Abhängigkeit von der Menge der in den Motorzylinder angesaugten rückge führten Abgase. Beispielsweise nimmt bei gleicher Motor drehzahl die Zylinderluftladung bei abnehmender AGR-Rate zu und bei zunehmender AGR-Rate ab. Daher kann die Zylin derluftladung als Maß der Ist-AGR-Funktion verwendet werden, so daß es möglich ist, die Ist-AGR-Funktion und die normale AGR-Funktion miteinander zu vergleichen und daraus eine Abweichung zu berechnen.

Es ist festgelegt, daß die AGR verhindert werden soll, wenn die Ist-AGR-Funktion außerhalb des vorgegebenen Fensters um die normale AGR-Funktion bleibt. Falls die AGR verhindert werden soll, wird das Kriterium für die Begrenzung der maximalen Kraftstoffmenge durch Verändern des Wertes der maximalen Kraftstoffmenge auf einen nied rigeren Wert geändert, der in einer Nachschlagtabelle in einem Speicher abgelegt ist oder durch Korrigieren eines normalen Wertes der maximalen Kraftstoffmenge erhalten wird. Gleichzeitig mit dieser Änderung der maximalen Kraftstoffmenge wird die Soll-AGR-Rate in der AGR-Rege lung auf einen minimalen Wert oder auf 0 gesetzt, ferner wird die Drosselklappe im Ansaugluftweg vollständig geöffnet, um das Einströmen der AGR-Gase in den Ansaug luftweg zu minimieren.

Die normale AGR-Funktion wird hinsichtlich der jeweiligen Meereshöhe kompensiert, da sich die Zylindergasladungs dichte mit dem Atmosphärendruck verändert, was bei zuneh mender Meereshöhe eine Abnahme des Luft-/Kraftstoff verhältnisses zur Folge hat. Dies erfolgt durch Über wachung des Atmosphärendrucks und durch Einstellen der normalen AGR-Funktion entsprechend dem erfaßten Atmo sphärendruck, um eine Meereshöhenkompensation zu schaf fen. Da die normale AGR-Funktion in bezug auf die Meeres höhe kompensiert ist, ist der Korrekturterm um so kleiner, je niedriger der Atmosphärendruck ist, und der Korrekturterm um so größer, je höher der Atmosphärendruck ist.

Die Ist-AGR-Funktion wird aus der Soll-AGR-Rate und der Motordrehzahl abgeleitet.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deut lich beim Lesen der folgenden Beschreibung einer zweckmä ßigen Ausführungsform, die auf die beigefügte Zeichnung Bezug nimmt; es zeigen:

Fig. 1 eine allgemeine Darstellung der Motorregelungs- Hardware, die in einer zweckmäßigen Ausführungs form der Erfindung verwendet wird;

Fig. 2 einen Blockschaltplan, der die Regelung der Zylinderladung über eine Kraftstoffeinspritzpum pen-Regelung, eine AGR-Regelung und eine Drossel klappenregelung zeigt, wenn die Ist-AGR-Funktion außerhalb des Bereichs der normalen AGR-Funktion bleibt;

Fig. 3 einen Computer-Ablaufplan zur Erläuterung der Schritte zur Bestimmung der Luftmasse Qas0;

Fig. 4 eine Us-Qas0_d-Umwandlungsnachschlagtabelle, die die Eigenschaften eines Luftmassenmessers angibt;

Fig. 5 einen Computer-Ablaufplan zur Erläuterung der Schritte zur Bestimmung der Zylinderluftladung Qac, d. h. der in den Motorzylinder zu saugenden Luftmasse;

Fig. 6 einen Computer-Ablaufplan zur Erläuterung der Schritte zur Bestimmung der maximalen Kraftstoff menge Qful, d. h. einer oberen Grenze der in den Motorzylinder einzuspritzenden Kraftstoffmenge;

Fig. 7 einen Computer-Ablaufplan zur Erläuterung der Schritte zur Bestimmung der maximalen Kraftstoff menge Qfuln für den Normalbetrieb, wenn die Ist- AGR-Funktion Qac innerhalb eines vorgegebenen Fensters um die normale AGR-Funktion Qacf liegt;

Fig. 8 eine Nachschlagtabelle zur Erläuterung von Verän derungen eines Koeffizienten Klamb in Abhängig keit von der Motordrehzahl Ne;

Fig. 9 einen Computer-Ablaufplan zur Erläuterung der Schritte zur Bestimmung einer Basiskraftstoff menge Qsol1, d. h. einer Basiskraftstoffmenge, die in den Motorzylinder einzuspritzen ist;

Fig. 10 eine Nachschlagtabelle zur Erläuterung verschie dener Veränderungen eines Korrekturkoeffizienten Mqdrv in Abhängigkeit von der Motordrehzahl bei unterschiedlichen Stellungen CI eines Fahrpedals;

Fig. 11 einen Computer-Ablaufplan zur Erläuterung der Schritte zur Bestimmung einer endgültigen Kraft stoffmenge Qsol, d. h. einer endgültigen Kraft stoffmenge, die in den Motorzylinder einzusprit zen ist;

Fig. 12 eine Nachschlagtabelle zur Erläuterung von ver schiedenen Änderungen der an die Kraftstoffein spritzpumpe angelegten Spannung Uαsol in Abhän gigkeit von der Motordrehzahl Ne für unterschied liche endgültige Kraftstoffmengen Qsol;

Fig. 13 einen Computer-Ablaufplan zur Erläuterung der Schritte zur Bestimmung der gewünschten Öffnungs fläche Aevf des AGR-Ventils;

Fig. 14 eine Nachschlagtabelle zur Erläuterung der Verän derung des Gewichts NIk, das bei ansteigender Strömungsgeschwindigkeit Cqe abnimmt;

Fig. 15 eine Umwandlungsnachschlagtabelle für den Fall, in dem das AGR-Ventil mittels eines einen Schrittmotor enthaltenden Betätigungselements be tätigt wird;

Fig. 16 einen Computer-Ablaufplan zur Erläuterung der Schritte zur Bestimmung einer gewünschten AGR- Menge pro Einheitszeit Tqek;

Fig. 17 einen Computer-Ablaufplan zur Erläuterung der Schritte zur Bestimmung einer gewünschten AGR- Rate Megr;

Fig. 18 eine Nachschlagtabelle zur Erläuterung unter schiedlicher Veränderungen der Basis-Soll-AGR- Rate Megrb in Abhängigkeit von der Motordrehzahl für unterschiedliche endgültige Kraftstoffmengen Qsol;

Fig. 19 eine Nachschlagtabelle zur Erläuterung von Verän derungen eines Korrekturkoeffizienten Kegr_tw in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur Tw;

Fig. 20 einen Computer-Ablaufplan zur Erläuterung der Schritte zur Überwachung von Verbrennungsereig nissen;

Fig. 21 einen Computer-Ablaufplan zur Erläuterung der Schritte zur Überwachung des AGR-Ventils;

Fig. 22 einen Computer-Ablaufplan zur Erläuterung der Schritte zur Bestimmung der normalen AGR-Funktion Qacf;

Fig. 23 einen Computer-Ablaufplan zur Erläuterung der Schritte zur Bestimmung eines Basiswerts Qacfb, der zur Bestimmung der normalen AGR-Funktion Qacf verwendet wird;

Fig. 24 einen Computer-Ablaufplan zur Erläuterung einer weiteren Bestimmungsweise eines Basiswerts Qacfb;

Fig. 25 einen Computer-Ablaufplan zur Erläuterung einer weiteren Bestimmungsweise eines Basiswerts Qacfb;

Fig. 26 eine Nachschlagtabelle zur Erläuterung der Weise, in der sich der Basiswert Qacfb in Abhängigkeit von der Motordrehzahl Ne vor einer Meereshöhen- Korrektur verändert;

Fig. 27 eine Nachschlagtabelle zur Erläuterung der Weise, in der sich der Meereshöhen-Korrekturkoeffizient Kqacfb in Abhängigkeit vom Atmosphärendruck Pa verändert;

Fig. 28 eine Nachschlagtabelle zur Erläuterung verschie dener Basiswerte Qacfb1 vor der Meereshöhenkor rektur in Abhängigkeit von der Motordrehzahl Ne für unterschiedliche Soll-AGR-Raten Megr;

Fig. 29 einen Computer-Ablaufplan zur Erläuterung der Schritte zur Bestimmung der maximalen Kraftstoff menge Qfuldg für einen anomalen Betrieb, in dem die Ist-AGR-Funktion außerhalb des vorgegebenen Fensters um die normale AGR-Funktion bleibt;

Fig. 30 einen Computer-Ablaufplan zur Erläuterung einer weiteren Bestimmungsweise der maximalen Kraft stoffmenge Qfuldg im anomalen Betrieb;

Fig. 31 eine Nachschlagtabelle zur Erläuterung von Verän derungen von Qfuldg in Abhängigkeit von Ne im Vergleich zu Veränderungen von Qful in Abhängig keit von Ne; und

Fig. 32 eine Nachschlagtabelle zur Erläuterung eines Korrekturkoeffizienten Kqful in Abhängigkeit von der Abweichung Qac - Qacf zwischen der Ist-AGR- Funktion und der normalen AGR-Funktion.

In Fig. 1 ist lediglich zur Erläuterung ein Einzylinder- Dieselmotor 10 gezeigt, wobei der Motor 10 selbstver ständlich je nach Anforderung auch irgendeine andere Anzahl von Zylindern besitzen kann. Der gezeigte Zylinder enthält eine Verbrennungskammer 12 und einen Kolben 14. Während des Motorbetriebs wird in die Verbrennungskammer 12 über einen Ansaugkrümmer 16, der über eine Luftansaug leitung 18 zur Atmosphäre geöffnet ist, Luft angesaugt.

Die Leitung 18 enthält eine Drosselklappe 20. Wenn die Drosselklappe 20 vollständig geöffnet ist, ist die Luft leitung 18 nicht gedrosselt, so daß der Druck im Ansaug krümmer 16 im wesentlichen gleich dem Atmosphärendruck ist. Die Leitung 18 enthält ferner einen Luftmassenmesser 22 wie etwa einen Hitzdraht-Luftmassenmesser, der einen Meßwert für die in den Motor 10 strömende Luftmasse erzeugt. Der Luftmassenmesser 22 erzeugt ein Ausgangs signal Us, das die Luftmasse (MAF) in den Motor 10 an gibt.

Der in den Motorzylinder einzuspritzende Kraftstoff wird durch den Betrieb einer mittels eines elektrischen Reg lers geregelten Kraftstoffeinspritzpumpe 24 dosiert, die Kraftstoffimpulse, die entsprechend der Motordrehung zeitlich getaktet sind, an die Kraftstoffeinspritzein richtungen wie etwa eine Einspritzeinrichtung 26, die Kraftstoff in den Verbrennungskammer 12 einspritzt, liefert. Die Pumpe 24 wird durch eine Motorsteuereinheit 28 in der Weise gesteuert, daß sie bei jedem Kraftstoff einspritzereignis, das anhand der Motordrehung bestimmt wird, eine geeignete Kraftstoffmenge für den Motorzylin der dosiert. Im allgemeinen gibt der Fahrer des Fahrzeugs die geeignete Kraftstoffmenge durch eine bestimmte Stel lung des Fahrpedals 30 vor, wobei diese Stellung mittels eines Pedalstellungssensors 32 umgesetzt wird. Der Pedal stellungssensor 32 kann ein Potentiometer sein, der ein Ausgangssignal CI erzeugt, das eine Verschiebung des Pedals 30 aus der Ruhestellung an die Steuereinheit 28 liefert. Ferner wird für die Motorsteuereinheit 28 ein Drehzahlsignal Ne geliefert, dessen Periode zur Drehzahl der Motorabtriebswelle (nicht gezeigt) proportional ist. Die Steuereinheit 28 bestimmt die endgültige Kraftstoff menge Qsol, die von den Eingangssignalen CI und Ne ab hängt. Die Steuereinheit 28 erzeugt einen Kraftstoffein spritzmengenbefehl Uαsol, der von der endgültigen Kraft stoffmenge Qsol und vom Drehzahlsignal Ne abhängt, und liefert den Befehl Uαsol an einen elektrischen Regler der Pumpe 24. Die Pumpe 24, die den elektrischen Regler enthält, kann eine bekannte Kraftstoffeinspritzpumpe sein, wie sie etwa auf den Seiten B-81 bis B-84 eines Handbuchs zur Einführung eines neuen Modells (R50-0) mit dem Titel "NISSAN TERRANO", veröffentlicht im September 1985 von Nissan Motor Co., Ltd, beschrieben ist.

Der elektrische Regler kann eine Steuerhülse für die Einstellung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge bewegen. Der durch den elektrischen Regler fließende Strom indu ziert ein Magnetfeld, der einen Rotor zu Drehungen veran laßt. Eine Welle des Rotors ist über eine exzentrisch angebrachte Kugel mit der Steuerhülse in der Weise funk tional verbunden, daß die Drehung des Rotors eine Ver schiebung der Steuerhülse bewirkt. Die Stärke des Magnet feldes und die Kraft einer auf den Rotor wirkenden Rück stellfeder bestimmen den Winkel, um den sich der Rotor aus seiner Ruhestellung bewegt. Die Setzung ist von der Art, daß ein Anstieg des durch den elektrischen Regler fließenden Stroms eine Vergrößerung des Drehwinkels des Rotors hervorruft, wodurch die Verschiebung der Steuer hülse in Richtung einer Erhöhung der Kraftstoffzufuhr verändert wird. Der Strom wird durch Verändern des Schaltverhältnisses einer Masseschaltung des elektrischen Reglers verändert.

Das aus Motorzylinder-Verbrennungsereignissen sich erge bende Abgas wird in einen Abgaskrümmer 34 ausgestoßen und danach durch eine Abgasleitung 36 geschickt. Die AGR- Leitung 38 ist als Weg vorgesehen, durch den eine gere gelte Menge des Abgases in den Motoransaugkrümmer 16 zurückgeführt wird, um die vom Motor 10 ausgestoßene NO_x- Menge zu reduzieren und um eine Regelung der Einlaßluft menge über eine Verdünnung der Einlaßluftladung zu schaf fen. Ein AGR-Kanal 40 in der AGR-Leitung 38 enthält ein AGR-Ventil 42, das durch Unterdruck in einem Unterdruck betätigungselement 44 betätigt wird, um den Ventilöff nungsgrad zu steuern. Die Steuerung des AGR-Ventils 42 wird daher durch die Größe des Unterdrucks geschaffen, mit dem das Unterdruckbetätigungselement 44 über eine Unterdruckleitung 46 beaufschlagt wird. Eine Unter druckquelle 48 wie etwa eine herkömmliche Unterdruckpumpe beaufschlagt eine Unterdruckleitung 50 mit einem im wesentlichen stationären Unterdruck, wenn die Pumpe mit Leistung versorgt wird, etwa dann, wenn der Motor 10 in Betrieb ist.

In der Unterdruckleitung 46 ist zwischen dem Unterdruck betätigungselement 44 und der Unterdruckquelle 48 ein Unterdruckmodulator 52 angeordnet. Der Unterdruckmodula tor 52 enthält ein (nicht gezeigtes) elektrisch gesteuer tes Solenoidventil, das sich mit einem Schaltverhältnis öffnet und schließt, das durch ein von der Motorsteuer einheit 28 an den Unterdruckmodulator 52 geliefertes Steuersignal EGR(Aevf) vorgegeben wird. Beispielsweise kann EGR(Aevf) ein elektrisches Signal mit fester Fre quenz, fester Amplitude und unterschiedlichem Schaltver hältnis oder Schaltzyklus sein.

Die Drosselklappe 20 in der Ansaugleitung 18 wird durch einen Unterdruck in einem Unterdruckbetätigungselement 54 betätigt. Daher wird die Drosselklappe 20 durch den Wert des Unterdrucks gesteuert, mit dem das Unterdruckbetäti gungselement 54 über eine Unterdruckleitung 56 beauf schlagt wird.

In der Unterdruckleitung 56 ist zwischen dem Unterdruck betätigungselement 54 und der Unterdruckquelle 48 ein Unterdruckmodulator 58 angeordnet. Der Unterdruckmodula tor 58 enthält ein (nicht gezeigtes) elektrisch gesteuer tes Solenoidventil, das sich in Abhängigkeit von einem Steuersignal THc, das von der Motorsteuereinheit 28 an den Unterdruckmodulator 58 geliefert wird, öffnet und schließt.

Ein Ansaugkrümmerdrucksensor 60 ist dem Druck im Ansaug krümmer 16 ausgesetzt, der in einem Abschnitt stromabsei tig von dem Punkt, an dem das rückgeführte Abgas in den Ansaugkrümmer 16 zugeführt wird, herrscht. Der Drucksen sor 60 gibt ein Ansaugkrümmerdrucksignal Pm, das den Druck angibt, an die Motorsteuereinheit 28 aus. Ein Abgaskrümmerdrucksensor 62 ist dem Druck im Abgaskrümmer 34 ausgesetzt und gibt ein diesen Druck angebendes Abgas krümmerdrucksignal Pexh aus. An die Motorsteuereinheit 28 werden weitere Eingangssignale geliefert, die im allge meinen auch in herkömmlichen Motorsteuerungen erzeugt werden, etwa die Motorkühlmitteltemperatur Tw, die von einem herkömmlichen Temperatursensor 64 im Motorkühlmit telweg ausgegeben wird, und der Atmosphärendruck Pa, der von einem herkömmlichen (nicht gezeigten) Atmosphären drucksensor ausgegeben wird.

Die Motorsteuereinheit 28 kann einen digitalen Computer enthalten, der wohlbekannte Komponenten wie etwa eine Zentraleinheit (CPU), einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen Schreib-Lese-Speicher (RAM) und eine Ein gangs/Ausgangs-Schnittstellenschaltung (E/A) enthält. Der Computer liest periodisch die Eingangssignale von den Motorsensoren wie etwa die erwähnten Signale CI, Ne, Us, Pm, Pexh, Tw und Pa und verarbeitet sie durch Ausführen von im ROM gespeicherten Steuerroutinen, erzeugt eine Reihe von Betätigungselementbefehlen wie etwa die erwähn ten Uαsol-, EGR(Aevf)- und THc-Befehle und gibt diese aus.

Eine zweckmäßige Implementierung der Erfindung geht aus dem Blockschaltplan aus Fig. 2 hervor. Das Fahrersignal vom (nicht gezeigten) Fahrpedal wird als Eingangssignal für einen Kraftstoffmengenbefehlsgenerator 32 verwendet. Der Kraftstoffmengenbefehlsgenerator 32 kann ein einfa cher Pedalstellungssensor sein. Der Kraftstoffmengenbe fehlsgenerator 32 gibt ein die Pedalstellung angebendes Signal CI aus. Ein Motordrehzahlsignal Ne von einem (nicht gezeigten) Motordrehzahlsensor und das Pedalstel lungssignal CI werden in eine Kraftstoffeinspritzpumpen- Steuerroutine 70 eingegeben, die einen Basiskraftstoff mengenbefehl Qsol1 ausgibt, der eine in den Motorzylinder einzuspritzende Kraftstoffmenge angibt. Die Kraftstoff einspritzpumpen-Steuerroutine 70 kann eine zweidimensio nale Nachschlagtabelle (Fig. 10), die in einem Speicher des Computers abgelegt ist, enthalten.

Wie in Fig. 10 gezeigt ist, enthält die Nachschlagtabelle verschiedene Werte von Mqdrv in Abhängigkeit von Kombina tionen der Werte Ne und CI.

Die Tabellennachschlagoperation für diese Tabelle unter Verwendung der Eingangssignale CI und Ne hat die Erzeu gung eines Ausgangssignals Mqdrv zur Folge. Dieses Signal Mqdrv wird als Antwort auf ein (nicht gezeigtes) Kühlmit teltemperatursignal Tw, das ebenfalls an den Block 70 geliefert wird, korrigiert. Das korrigierte Signal Mqdrv wird als Basiskraftstoffmengenbefehl Qsol1 gesetzt. Der Basiskraftstoffmengenbefehl Qsol1 wird in einem Block 72 begrenzt, wie später erläutert wird. Der Block 72 gibt einen endgültigen Kraftstoffmengenbefehl Qsol aus, der eine endgültige Kraftstoffmenge angibt, die in den Motor zylinder eingespritzt werden soll. Dieser Befehl Qsol steuert die in den Motorzylinder des Dieselmotors 10 einzuspritzende Kraftstoffmenge durch Verändern des an die Kraftstoffeinspritzpumpe angelegten Spannungssignals Uαsol.

Das Ausgangssignal Us des Luftmassenmessers 22 (siehe Fig. 1) wird durch eine Umsetzungstabelle (siehe Fig. 4) in einem Speicher des Computers in eine momentane Luftma sse Qas0_d umgesetzt. Es wird der gewichtete Mittelwert von Qas0_d berechnet, wobei das Ergebnis als Luftmasse Qas0 gesetzt wird. Unter Verwendung der Luftmasse Qas0 und der Motordrehzahl Ne wird die an den Motorzylinder zu liefernde Luftmenge Qac0 durch Berechnen gemäß der fol genden Gleichung bestimmt:

Qac0 = (Qas0/Ne) × KC (1)

wobei KC eine Konstante ist.

Die Berechnung dieser Gleichung wird in zeitlicher Bezie hung zur Motordrehzahl wiederholt. Die Rechenergebnisse werden in einem L-Tupel-Register (L ist eine ganze Zahl größer als 1) nacheinander gespeichert, während die aus dem Register hinausgeschobenen Daten nacheinander in einem 2-Tupel-Register als Qac_n und Qac_n-1 gespeichert werden. Die Daten Qac_n-1 sind älter als die Daten Qac_n. Unter Verwendung von Qac_n-1 und Qac_n kann die Zylinder luftladung Qac durch Berechnung gemäß der folgenden Gleichung erhalten werden:

Qac = Qac_n-1 × (1 - KV) + Qac_n × KV (2)

wobei KV eine Konstante ist.

Die ganze Zahl L wird anhand der Laufzeit bestimmt, die die angesaugte Luft, die sich am Luftmassenmesser 22 vorbeibewegt hat, benötigt, um den Motorzylinder zu erreichen. Dadurch wird die Zylinderluftladung Qac, die die Luftmenge angibt, die in den Motorzylinder gesaugt werden soll, mit guter Genauigkeit bestimmt.

Die Daten Qac (in den Motorzylinder anzusaugende Luft menge), Qsol (endgültig in den Motorzylinder einzusprit zende Kraftstoffmenge), Ne (Motordrehzahl), Tw (Motorkühlmitteltemperatur), Pm (Ansaugkrümmerdruck) und Pexh (Abgaskrümmerdruck) werden in einen AGR-Befehlsgene rator 74 eingegeben. Der AGR-Befehlsgenerator 74 kann in einem Speicher des Computers eine zweidimensionale Nach schlagtabelle (Fig. 18) enthalten. Wie in Fig. 18 gezeigt ist, enthält die Nachschlagtabelle verschiedene Werte von Basis-Soll-AGR-Raten Megrb in Abhängigkeit von verschie denen Kombinationen der Werte Ne und Qsol. Die Tabellen nachschlagoperation für diese Tabelle unter Verwendung der Eingangssignale Ne und Qsol hat die Erzeugung eines Ausgangssignals Megrb zur Folge. Der AGR-Befehlsgenerator 74 enthält außerdem eine Koeffizienten-Nachschlagtabelle (Fig. 19). Wie in Fig. 19 gezeigt ist, enthält die Koef fizienten-Nachschlagtabelle in Abhängigkeit von verschie denen Werten von Tw (Motorkühlmitteltemperatur) verschie dene Werte zwischen 0 und 1 eines Koeffizienten Kegr_tw. Die Soll-AGR-Rate Megr ist durch die folgende Gleichung gegeben:

Megr = Megrb × Kegr_tw (3).

Die Soll-AGR-Rate Megr, die durch Berechnung gemäß Glei chung (3) bestimmt wird, wird als Antwort auf ein anoma les Verbrennungsereignis im Motorzylinder auf 0 zurückge setzt. Die Soll-AGR-Rate Megr und die in die Motorzylin der anzusaugende Luftmenge Qac werden als Eingangssignale für die Bestimmung der AGR-Gaszuführungsmenge Mqec, d. h. einer AGR-Gasmenge, die in den Motorzylinder angesaugt werden soll, verwendet. Die AGR-Gas-Zuführungsmenge Mqec wird durch eine Berechnung gemäß der folgenden Gleichung erhalten:

Mqec = Qac_n × Megr (4)

wobei Qac_n ein momentaner Wert von Qac ist. Unter Verwen dung von Mqec wird durch Berechnung gemäß der folgenden Gleichung eine Zwischenvariable Rqec bestimmt:

Rqec = Mqec × KIN × KVOL + Rqec_n-1 × (1 - KIN × KVOL) (5)

wobei KIN ein Wert ist, der zum volumetrischen Wirkungs grad äquivalent ist; KVL definiert ist durch VE/NC/VM; VE das Verdrängungsvolumen ist; NC die Anzahl der Zylinder ist; VM das Luftansaugsystem-Volumen ist und Rqec_n-1 ein unmittelbar vorher bestimmter alter Wert von Rqec ist.

Unter Verwendung von Mqec und Rqec_n-1 wird die Zwischen variable Rqec einer Vorwärtskorrektur unterworfen, um eine Variable Tqec durch Berechnung gemäß der folgenden Gleichung zu erhalten:

Tqec = GKQEC × Mqec - (GKQEC - 1) × Rqec_n-1 (6)

wobei GKQEC ein Vorwärtskorrekturfaktor ist.

Eine AGR-Gaszuführungsrate Tqek, d. h. die AGR-Gasmenge, die dem Motorzylinder in der Einheitszeit von beispiels weise einer Sekunde zugeführt wird, wird durch Berechnung gemäß der folgenden Gleichung bestimmt:

Tqek = Tqec × Ne/KCON (7)

wobei KCON eine Konstante ist, die im Fall eines Vierzy linder-Dieselmotors den Wert 30 hat oder im Fall eines Sechszylinder-Dieselmotors den Wert 20 hat.

Das Ansaugkrümmerdrucksignal Pm und das Abgaskrümmer drucksignal Pexh von den Drucksensoren 60 bzw. 62 (siehe Fig. 1) werden als Eingangssignale für den AGR-Befehlsge nerator 74 verwendet. Wenn diese Drucksensoren 60 und 62 nicht erwünscht sind, können der Ansaugkrümmerdruck Pm und der Abgaskrümmerdruck Pexh aus der Luftmasse Qas0 erhalten werden, die aus dem Ausgangssignal Us des Luft massenmessers 82 abgeleitet wird. Unter Verwendung der Eingangssignale Pm und Pexh wird ein zur AGR-Gasströ mungsgeschwindigkeit Cqe äquivalenter Wert durch Berech nung gemäß der folgenden Gleichung bestimmt:

Cqe = √K × (Pexh - Pm) (8)

wobei K eine Konstante ist.

Theoretisch ist eine Ventilöffnungsfläche Aev gegeben durch:

Aev = Tqek/Cqe (9).

Der AGR-Befehlsgenerator 74 kann in einem Speicher des Computers eine Nachschlagtabelle für eine gewichtete Mittelwertskonstante NIk enthalten (siehe Fig. 14). Diese Nachschlagtabelle enthält verschiedene Werte einer ge wichteten Mittelwert konstante NIk in Abhängigkeit von den verschiedenen Werten der AGR-Gasströmungsgeschwindigkeit Cqe, wobei aus dieser Nachschlagtabelle hervorgeht, daß die gewichtete Mittelwertkonstant NIk um so größer ist, je niedriger die AGR-Gasströmungsgeschwindigkeit Cqe ist. Um eine geringe Veränderung der AGR-Gasströmungsgeschwin digkeit zu erzielen, ist eine verhältnismäßig große Änderung der AGR-Ventilöffnungsfläche während des Be triebs mit geringer AGR-Gasströmungsgeschwindigkeit erforderlich, während während des Betriebs mit hoher AGR- Gasströmungsgeschwindigkeit eine vergleichsweise geringe Änderung der AGR-Gasströmungsgeschwindigkeit erforderlich ist. Daher wird der Mittelwert während des Betriebs mit geringer AGR-Gasströmungsgeschwindigkeit stark gewichtet, um Schwankungen der AGR-Ventilöffnungsfläche zu unter drücken, und während des Betriebs mit hoher AGR-Gasströ mungsgeschwindigkeit weniger stark gewichtet. Im allge meinen nimmt die AGR-Gasströmungsgeschwindigkeit während eines Übergangs aufgrund eines Anstiegs der Differenz zwischen Pm und Pexh zu. Daraus wird deutlich, warum die Mittelwertkonstante NIk zur AGR-Gasströmungsgeschwindig keit Cqe umgekehrt proportional ist. Unter Verwendung der Konstante NIk ist der gewichtete Mittelwert Aevf durch Berechnung gemäß der folgenden Gleichung gegeben:

Aevf = Aev/2^NIk + (1 + 1/2^NIk) × Aevf_n-1 (10).

Der Mittelwert Aevf wird als Soll-AGR-Ventilöffnungsflä che ausgegeben. Die Soll-AGR-Ventilöffnungsfläche Aevf wird als Eingangssignal für einen AGR-Ventilregelkreis 76 verwendet, der das Eingangssignal Aevf in den AGR-Ventil steuerbefehl EGR(Aevf) umsetzt. Der AGR-Ventilsteuerbe fehl EGR(Aevf) wird in einem Block 80 begrenzt, wie später erläutert wird. Dann wird der AGR-Steuerbefehl EGR(Aevf) an den Unterdruckmodulator 52 (siehe Fig. 1) des Dieselmotors 10 ausgegeben. Der AGR-Ventilregelkreis 76 kann eine Nachschlagtabelle wie in Fig. 15 gezeigt enthalten, wenn das Betätigungselement für das AGR-Ventil anstelle des Unterdruckmodulators 52 und der Membran 44 einen Schrittmotor verwendet. Die Nachschlagtabelle von Fig. 15 enthält in Abhängigkeit von verschiedenen Werten der Soll-AGR-Ventilöffnungsfläche Aevf verschiedene Werte für die Anzahl der Schritte, durch die der Schrittmotor bewegt wird, um das AGR-Ventil zu öffnen. Dann gibt der AGR-Ventilregelkreis 76 einen Schrittmotorsteuerbefehl aus, der die Anzahl der Schritte angibt, die durch die Tabellennachschlagoperation für die Tabelle von Fig. 15 abgeleitet wird. Der Schrittmotorsteuerbefehl wird im Block 80 begrenzt und dann an den Schrittmotor des Die selmotors 10 ausgegeben.

Die Motorkühlmitteltemperatur Tw, die Basiskraftstoff menge Qsol1 und die Motordrehzahl Ne werden als Eingangs signale für einen Drosselklappenregelkreis 78 verwendet, der den Drosselklappensteuerbefehl THc ausgibt. Der Drosselklappensteuerbefehl THc wird im Block 80 begrenzt, wie später erläutert wird. Dann wird der Drosselklappen steuerbefehl THc an den Unterdruckmodulator 58 für die Drosselklappe 20 ausgegeben.

In einem Block 84, der als Generator für Ist-AGR-Funktion bezeichnet ist, wird die Zylinderluftladung Qac als Variable verwendet, die die Ist-Funktion der AGR-Regelung angibt. Der Generator für Ist-AGR-Funktion 84 erzeugt die Zylinderluftladung Qac.

Die Motordrehzahl Ne wird als Eingangssignal für einen Generator 82 für normale AGR-Funktion verwendet, der einen Referenzwert Qacf ausgibt, wobei diese Zylinder luftladung während des Betriebs des Dieselmotors 10 mit normaler Funktion der AGR-Regelung angenommen wird. Der Generator 82 für normale AGR-Funktion kann in einem Speicher des Computers eine Nachschlagtabelle (siehe Fig. 26) enthalten. Wie in Fig. 26 gezeigt ist, enthält die Nachschlagtabelle verschiedene Werte einer Referenz basis Qacfb in Abhängigkeit von verschiedenen Werten der Motordrehzahl Ne. In Übereinstimmung mit dem üblichen Zeitverlauf der AGR-Rate nimmt die Soll-AGR-Rate (Megr) ab, wenn die Motordrehzahl Ne zunimmt. Die Referenzbasis Qacfb steigt gemäß der Kurve von Fig. 26 an, wenn die Motordrehzahl Ne ansteigt, wodurch sie das Veränderungs muster der Soll-AGR-Rate (Megr) widerspiegelt. Unter Verwendung der Referenzbasis Qacfb ist der Referenzwert Qacf durch Berechnung gemäß der folgenden Gleichung gegeben:

Qacf = Qacf_n-1 × (1 - KV) + Qacfb × KV (11)

wobei KV eine Konstante ist und Qacf_n-1 ein unmittelbar vorher bestimmter älterer Wert von Qacf ist.

Unter gewissen Umständen erfordern die Daten Qacfb in der in Fig. 26 gezeigten Tabelle eine Meereshöhenkompensa tion, da sich die Zylindergasladungsdichte mit dem Atmo sphärendruck verändert. Falls der Bedarf an einer Meeres höhen-Kompensation besteht, kann der Atmosphärendruck Pa als Eingang für den Block 82 verwendet werden. Der Block 82 kann eine Meereshöhenkompensationskoeffizienten-Nach schlagtabelle wie in Fig. 27 gezeigt enthalten. Wie in Fig. 27 gezeigt ist, enthält die Nachschlagtabelle ver schiedene Werte eines Meereshöhenkompensationskoeffizien ten Kqacfb in Abhängigkeit von verschiedenen Werten des Atmosphärendrucks Pa. Die Tabellennachschlagoperation für diese Tabelle unter Verwendung des Eingangssignals Pa hat die Erzeugung des Koeffizienten Kqacfb zur Folge. Die aus der Tabellennachschlagoperation von Fig. 26 sich ergeben den Daten werden der Meereshöhenkompensation unterworfen. Um eine Verwirrung zu vermeiden, wird das Ergebnis der Tabellennachschlagoperation von Fig. 26 als Qacfb1 be zeichnet. Dann werden die Daten Qacfb1 folgendermaßen bezüglich der Meereshöhe kompensiert:

Qacfb = Qacfb1 × Kqacfb (12).

Wie aus Fig. 18 und Gleichung (3) hervorgeht, hängt die Soll-AGR-Rate Megr von Ne, Qsol und Tw ab. Daher können die Daten Qacfb1, die aus Fig. 26 erhalten worden sind, unter bestimmten Umständen ihre Zuverlässigkeit verlie ren. Fig. 28 zeigt eine Nachschlagtabelle zur Erläuterung der Beziehung zwischen der Referenzbasis Qacfb1, der Motordrehzahl Ne und der Soll-AGR-Rate Megr. Diese Nach schlagtabelle enthält verschiedene Werte von Qacfb1 in Abhängigkeit von verschiedenen Kombinationen von Werten von Megr und Ne. Die Tabellennachschlagoperation für diese Tabelle unter Verwendung von Ne und Megr hat die Erzeugung von Qacfb1 zur Folge. Unter Verwendung der Tabelle von Fig. 28 kann die Genauigkeit und die Zuver lässigkeit der Referenzbasis Qacfb1 verbessert werden.

Mit Qacfb1 ergibt die Gleichung (12) die Referenzbasis Qacfb, woraufhin die Gleichung (11) den Referenzwert Qacf ergibt. Der Generator 82 für normale AGR-Funktion erzeugt den Referenzwert Qacf.

Die Zylinderluftladung Qac aus dem Block 84 und der Referenzwert Qacf aus dem Block 82 werden in einen Ver gleichsblock 86 eingegeben, der Qac mit Qacf vergleicht. Als Ausgang des Vergleichsblocks 86 wird ein Fehlersi gnal, das durch Qac - Qacf gegeben ist, erzeugt und als Eingangssignal für einen Block 88 verwendet, der "AGR- Sperrkriterium" genannt wird. Im Block 88 wird das Feh lersignal Qac - Qacf mit einem ersten vorgegebenen Wert α verglichen, der größer als 0 ist. Falls das Fehlersignal Qac - Qacf nicht größer als α ist, wird es mit einem zweiten vorgegebenen Wert -β verglichen, der kleiner als 0 ist. Der Block 88 kann einen Zähler, der "Ctregng" genannt wird, enthalten, der inkrementiert wird, sobald Qac aus einem vorgegebenen Fenster um Qacf fällt. Das vorgegebene Fenster ist durch α + Qacf und Qacf - β begrenzt. Der Zähler zählt abwärts, sobald Qac in das vorgegebene Fenster um Qacf fällt. Im Block 88 wird festgestellt, ob der Zähler Ctregng einen vorgegebenen Wert CTREGJ überschreitet. Wenn dies der Fall ist, wird festgestellt, daß die Funktion der EGR-Regelung nicht normal ist. Andernfalls wird festgestellt, daß die Funk tion der EGR-Regelung normal ist. Der Block 88 erzeugt ein Ausgangssignal, das das Beurteilungsergebnis angibt.

Im Block 80 wird der AGR-Ventilsteuerbefehl vom AGR- Ventilregelkreis 76 folgendermaßen begrenzt: Das Aus gangssignal des Blocks 88 wird als Eingangssignal an den Block 80 geliefert. Wenn das Ausgangssignal des Blocks 88 angibt, daß die Funktion der AGR-Regelung anomal ist, wird die Soll-AGR-Rate, die anhand der Gleichung (3) bestimmt wurde, auf 0 zurückgesetzt.

Im Block 80 wird der Drosselklappensteuerbefehl THc vom Drosselklappenregelkreis folgendermaßen begrenzt: Wenn die Funktion der AGR-Regelung anomal ist, wird der Dros selklappensteuerbefehl THc in der Weise modifiziert, daß sich die Drosselklappe 20 schnell in ihre vollständig geöffnete Stellung bewegt. Dadurch wird das Einströmen von Abgas in den Ansaugkrümmer 16 minimiert.

Das Ausgangssignal des Blocks 88 wird als Eingangssignal an den Block 72 geliefert. Im Block 72 wird der Basis kraftstoffmengenbefehl Qsol1 vom Kraftstoffeinspritzpum pen-Regelkreis 70 folgendermaßen begrenzt: Der Block 72 vergleicht Qsol1 mit der maximalen Kraftstoffmenge Qful. Der Block 72 gibt Qsol1 als Qsol aus, solange Qsol1 kleiner als Qful ist. Wenn jedoch Qsol1 nicht kleiner als Qful ist, gibt der Block 72 Qful als Qsol aus.

Wenn das Ausgangssignal des Blocks 88 angibt, daß die Funktion der AGR-Regelung normal ist, wird für Qful eine maximale Kraftstoffmenge Qfuln für Normalbetrieb verwen det. Wenn das Ausgangssignal des Blocks 88 angibt, daß die Funktion der AGR-Regelung anomal ist, wird für Qful eine maximale Kraftstoffmenge Qfludg für anomalen Betrieb verwendet.

Die maximale Kraftstoffmenge Qfuln für Normalbetrieb wird durch Berechnung der folgenden Gleichung erhalten:

Qfuln = Qac × (Klamb)^-1 × (14,7)^-1 (13)

wobei Klamb ein Überschußluftverhältnis ist.

Der Block 72 kann eine Nachschlagtabelle wie in Fig. 8 gezeigt enthalten, die ihrerseits verschiedene Werte von Klamb in Abhängigkeit von verschiedenen Werten für Ne enthält. In Fig. 31 zeigt die unterbrochene Kurve ein Beispiel der Veränderung von Qfuln in Abhängigkeit von der Motordrehzahl Ne.

Der Block 72 kann eine Nachschlagtabelle wie durch die durchgezogene Linie in Fig. 31 gezeigt enthalten. Diese Nachschlagtabelle enthält verschiedene Werte für die maximale Kraftstoffmenge Qfuldg für anomalen Betrieb in Abhängigkeit von verschiedenen Werten der Motordrehzahl Ne. Somit wird Qfuldg durch Ausführen einer Tabellennach schlagoperation für die Tabelle von Fig. 31 unter Verwen dung von Ne erhalten. Aus dem Vergleich der durchgezoge nen Linie mit der unterbrochenen Linie in Fig. 31 geht hervor, daß bei anomaler Funktion der AGR-Regelung die endgültige Kraftstoffmenge Qsol auf einen minimalen Wert reduziert wird, um eine rußfreie Verbrennung sicherzu stellen.

Der Block 72 kann eine Nachschlagtabelle wie in Fig. 32 gezeigt enthalten. Diese Nachschlagtabelle enthält ver schiedene Werte eines Koeffizienten Kqful in Abhängigkeit von Werten des Fehlers Qac - Qacf. Die Werte von Kqful sind stets nicht größer als 1. Kqful ist stets 1, solange Qac innerhalb des vorgegebenen Fensters um Qacf liegt und Qac größer als Qacf ist. Wenn Qac kleiner als die untere Grenze des vorgegebenen Fensters um Qacf ist, nimmt Kqful ab, wenn Qac abnimmt. Unter Verwendung dieses Koeffizien ten Kqful und des Wertes Kfuln, der durch die Gleichung (13) gegeben ist, wird die maximale Kraftstoffmenge Qfuldg für anomalen Betrieb durch Berechnung der folgen den Gleichung erhalten:

Qfuldg = Qfuln × Kqful (14).

Die Ablaufpläne in den Fig. 3, 5-7, 9, 11, 13, 16, 17, 20-25, 29 und 30 zeigen Steuerroutinen der zweckmäßigen Implementierung der Erfindung.

Die Ausführung des Ablaufplans von Fig. 3 wird nach Verstreichen von 4 ms begonnen, um die Luftmasse Qas0 zu bestimmen.

Im Eingabeschritt 101 führt die Motorsteuereinheit 28 eine Leseoperation für das Ausgangssignal Us vom Luft massenmesser 22 aus. Im Schritt 102 führt die Steuerein heit 28 eine Tabellennachschlagoperation für die Tabelle von Fig. 4 unter Verwendung des Eingangssignals Us aus, um die momentane Luftmasse Qas0_d zu bestimmen. Im Schritt 103 bestimmt die Steuereinheit 28 unter Verwen dung einer ausreichenden Anzahl von bestimmten Daten bezüglich der momentanen Luftmasse Qas0_d den gewichteten Mittelwert, um das Ergebnis als Luftmasse Qas0 auszuge ben.

Die Ausführung des Ablaufplans von Fig. 5 wird in zeitli cher Beziehung zur Motordrehzahl begonnen, um die Zylin derluftladung Qac, d. h. die Menge frischer Luft, die in den Motorzylinder angesaugt werden soll, zu bestimmen. Im Eingabeschritt 111 führt die Steuereinheit 28 eine Le seoperation für die Motordrehzahl Ne aus. Im Schritt 112 führt die Steuereinheit 28 die Berechnung der Gleichung (1) unter Verwendung des Eingangssignals Ne aus, um Qac0 zu bestimmen und zu speichern. Im Schritt 113 wählt die Steuereinheit 28 die ältesten Qac0-Daten unter einer vorgegebenen Anzahl (L) von nacheinander gespeicherten Qac0-Daten und setzt die ausgewählten ältesten Daten Qac0_n-L als die im voraus gesetzten Daten Qac_n. Im Schritt 114 führt die Steuereinheit 28 eine Berechnung gemäß Gleichung (2) aus, um die Zylinderluftladung Qac zu bestimmen.

Die Ausführung des Ablaufplans von Fig. 6 wird in zeitli cher Beziehung zur Motordrehzahl Ne begonnen, um die maximale Kraftstoffmenge Qful zu bestimmen.

Im Schritt 121 bestimmt die Steuereinheit 28, ob ein Merker Fegng gesetzt ist. Der Merker Fegng wird nach Ausführung des Ablaufplans von Fig. 21 gesetzt oder zurückgesetzt. Der Merker Fegng wird gesetzt, wenn die Funktion der AGR-Regelung anomal ist, und zurückgesetzt, wenn die Funktion der AGR-Regelung normal ist. Wenn nun angenommen wird, daß Fegng zurückgesetzt ist, was angibt, daß die Funktion der AGR-Regelung normal ist, gibt die Steuereinheit 28 im Schritt 124 eine maximale Kraftstoff menge Qfuln für Normalbetrieb ein und setzt den eingege benen Wert Qfuln im Schritt 125 als maximale Kraftstoff menge Qful. Die maximale Kraftstoffmenge Qfuln im Normal betrieb wird nach Ausführung des Ablaufplans von Fig. 7 bestimmt. Sofort nach dem Setzen von Fegng, was bedeutet, daß die Funktion der AGR-Regelung in einen anomalen Betrieb eingetreten ist, gibt die Steuereinheit 28 im Schritt 122 eine maximale Kraftstoffmenge Qfuldg für anomalen Betrieb ein und setzt den eingegebenen Wert Qfuldg im Schritt 123 als maximale Kraftstoffmenge Qful.

Die Ausführung des Ablaufplans von Fig. 7 wird in zeitli cher Beziehung zur Motordrehzahl begonnen, um die maxi male Kraftstoffmenge Qfuln für Normalbetrieb zu bestim men.

Im Schritt 131 führt die Steuereinheit 28 eine Leseopera tion für die Motordrehzahl Ne aus. Im Schritt 132 führt die Steuereinheit 28 eine Tabellennachschlagoperation für die Tabelle von Fig. 8 unter Verwendung des Eingangswer tes Ne aus, um ein äquivalentes kritisches Überschußluft verhältnis Klamb zu bestimmen. Die Tabelle von Fig. 8 enthält äquivalente Rußgrenzen für das Überschußluftver hältnis in Abhängigkeit von verschiedenen Werten der Motordrehzahl Ne. Im Schritt 134 führt die Steuereinheit 28 eine Berechnung gemäß Gleichung (13) aus, um die maximale Kraftstoffmenge Qfuln für Normalbetrieb zu bestimmen.

Die Ausführung des Ablaufplans von Fig. 9 wird in zeitli cher Beziehung zur Motordrehzahl Ne begonnen, um den Basiskraftstoffeinspritzmengenbefehl Qsol1 zu bestimmen.

Im Schritt 141 führt die Steuereinheit 28 eine Leseopera tion für die Motordrehzahl Ne aus. Im Schritt 142 führt die Steuereinheit 28 eine Leseoperation für die Gaspedal stellung CI aus. Im Schritt 143 führt die Steuereinheit 28 eine Tabellennachschlagoperation für die Tabelle von Fig. 10 unter Verwendung der Eingangssignale Ne und CI aus, um Mqdrv zu bestimmen. Im Schritt 144 wird der bestimmte Wert Mqdrv mit einem Korrekturfaktor wie etwa einem mit der Kühlmitteltemperatur Tw veränderlichen Korrekturfaktor korrigiert, wobei der korrigierte Wert Mqdrv als Basiskraftstoffeinspritzmengenbefehl Qsol1 gesetzt wird.

Die Ausführung des Ablaufplans von Fig. 11 wird in zeit licher Beziehung zur Motordrehzahl Ne begonnen, um die endgültige Kraftstoffeinspritzmenge Qsol zu bestimmen.

Im Schritt 151 bestimmt die Steuereinheit 28, ob die Basiskraftstoffmenge Qsol1 gleich der maximalen Kraft stoffmenge Qful ist oder diese übersteigt. Wenn dies der Fall ist, setzt die Steuereinheit 28 im Schritt 152 die maximale Kraftstoffmenge Qful als endgültige Kraftstoff menge Qsol. Andernfalls setzt die Steuereinheit 28 Qsol1 als Qsol.

Unter Verwendung der Umsetzungstabelle von Fig. 12 be stimmt die Steuereinheit 28 den Kraftstoffeinspritzmen genbefehl Uαsol, der an die Kraftstoffeinspritzpumpe 24 angelegt wird, in Abhängigkeit von Kombinationen der Motordrehzahl Ne mit der endgültigen Kraftstoffmenge Qsol.

Die Ausführung des Ablaufplans von Fig. 13 wird in zeit licher Beziehung zur Motordrehzahl Ne begonnen, um die Soll-AGR-Ventilöffnungsfläche Aevf des AGR-Ventils 42 zu bestimmen.

Im Schritt 161 gibt die Steuereinheit 28 die Soll-AGR- Gaszuführungsrate Tqek ein, die nach der Ausführung des Ablaufplans von Fig. 16 bestimmt worden ist. Im Schritt 162 führt die Steuereinheit 28 eine Leseoperation für den Ansaugkrümmerdruck Pm aus. Im Schritt 163 führt die Steuereinheit 28 eine Leseoperation für den Abgaskrümmer druck Pexh aus. Im Schritt 164 führt die Steuereinheit 28 eine Berechnung der Gleichung (8) aus, um die Strömungs geschwindigkeit Cqe des AGR-Gases durch die AGR-Leitung 38 aus. Im Schritt 165 führt die Steuereinheit 28 eine Berechnung der Gleichung (9) aus, um die Ventilöffnungs fläche Aev zu bestimmen. Im Schritt 166 führt die Steuer einheit 28 eine Tabellennachschlagoperation für die Tabelle von Fig. 14 unter Verwendung der Strömungsge schwindigkeit Cqe aus, um eine gewichtete Mittelwertkon stante NIk zu bestimmen. Im Schritt 167 führt die Steuer einheit 28 eine Berechnung der Gleichung (10) aus, um die AGR-Ventilöffnungsfläche Aevf zu bestimmen.

Unter Verwendung einer nicht gezeigten Umsetzungstabelle setzt die Steuereinheit 28 den bestimmten Wert Aevf in den AGR-Ventilsteuerbefehl EGR(Aevf) um, der in den Unterdruckmodulator 52 (siehe Fig. 1) eingegeben wird. Falls das AGR-Ventil 42 durch das Betätigungselement unter Verwendung eines Schrittmotors aktiviert wird, verwendet die Steuereinheit 28 die Umsetzungstabelle von Fig. 15, um die Anzahl der Schritte festzulegen, um die sich der Schrittmotor bewegen soll.

Die Ausführung des Ablaufplans von Fig. 16 wird in zeit licher Beziehung zur Motordrehzahl Ne begonnen, um die Soll-AGR-Gaszuführungsrate Tqek zu bestimmen.

Im Schritt 171 gibt die Steuereinheit 28 die Zylinder luftladung Qac ein. Im Schritt 172 gibt die Steuereinheit 28 die Soll-AGR-Rate Megr ein, die nach der Ausführung des Ablaufplans von Fig. 17 bestimmt ist. Im Schritt 173 führt die Steuereinheit 28 eine Berechnung der Gleichung (4) aus, um die AGR-Gaszuführungsmenge Mqec zu bestimmen. Im Schritt 174 führt die Steuereinheit 28 eine Berechnung der Gleichung (5) aus, um die Zwischenvariable Rqec zu bestimmen. Im Schritt 175 führt die Steuereinheit 28 eine Berechnung der Gleichung (6) aus, um die Variable Tqec zu bestimmen. Im Schritt 176 führt die Steuereinheit 28 eine Berechnung der Gleichung (7) aus, um die AGR-Gaszufüh rungsrate Tqek zu bestimmen.

Die Ausführung des Ablaufplans von Fig. 17 wird in zeit licher Beziehung zur Motordrehzahl Ne begonnen, um die Soll-AGR-Rate Megr zu bestimmen.

Im Schritt 181 gibt die Steuereinheit 28 die Motordreh zahl Ne, die endgültige Kraftstoffeinspritzmenge Qsol und die Kühlmitteltemperatur Tw ein. Im Schritt 182 führt die Steuereinheit 28 die Tabellennachschlagoperation für die Tabelle von Fig. 18 unter Verwendung von Qsol und Ne aus, um die Basis-Soll-AGR-Rate Megrb zu bestimmen. Im Schritt 183 führt die Steuereinheit 28 eine Tabellennach schlagoperation für die Tabelle von Fig. 19 unter Verwen dung der Kühlmitteltemperatur Tw aus, um den Koeffizien ten Kegr_tw zu bestimmen. Im Schritt 184 führt die Steu ereinheit 28 eine Berechnung der Gleichung (3) aus, um die Soll-AGR-Rate Megr auszuführen. Im Schritt 185 ermit telt die Steuereinheit 28 anhand des Ergebnisses des Ablaufplans von Fig. 20, ob eine normale Verbrennung oder eine anomale Verbrennung stattgefunden hat. Im Schritt 186 stellt die Steuereinheit 28 fest, ob eine normale Verbrennung stattgefunden hat. Wenn dies der Fall ist, stellt die Steuereinheit 28 im Schritt 187 fest, ob der Merker Fegng gesetzt ist. Wenn dies nicht der Fall ist, läßt die Steuereinheit 28 den bestimmten Wert Megr unver ändert. Die Steuereinheit 28 setzt den bestimmten Wert Megr als Antwort auf eine anomale Verbrennung oder bei gesetztem Merker Fegng auf 0. Gleichzeitig zu einer anomalen Verbrennung oder einer anomalen Funktion der AGR-Regelung modifiziert die Steuereinheit 28 den Dros selklappenbefehl THc, so daß sich die Drosselklappe schnell in die vollständig geöffnete Stellung bewegt.

Die Ausführung des Flußdiagramms von Fig. 20 wird nach Verstreichen von 10 ms begonnen, um festzustellen, ob eine normale Verbrennung oder eine anomale Verbrennung stattgefunden hat.

Im Schritt 191 führt die Steuereinheit 28 eine Leseopera tion für die Motordrehzahl Ne aus. Im Schritt 192 be stimmt die Steuereinheit 28, ob Ne größer als ein Schwel lenwert NRPMK für die Beurteilung einer normalen Verbren nung ist. Wenn dies der Fall ist, bestimmt die Steuerein heit 28 im Schritt 193, ob der Zähler Tmrkb größer als eine vorgegebene Zahl TMRKBP ist. Wenn dies der Fall ist, bestätigt die Steuereinheit 28 im Schritt 194 das Auftre ten einer normalen Verbrennung. Falls im Schritt 192 Ne nicht größer als NRPMK ist, setzt die Steuereinheit 28 im Schritt 196 den Zähler Tmrkb zurück und bestätigt im Schritt 197 das Auftreten einer anomalen Verbrennung. Falls im Schritt 193 der Zähler Tmrkb nicht größer als der Wert TMRKBP ist, erhöht die Steuereinheit 28 im Schritt 195 den Zähler Tmrkb um 1 und bestätigt im Schritt 197 das Auftreten einer anomalen Verbrennung.

Der im Ablaufplan von Fig. 20 verwendete Prozeß dient der Bestätigung des Auftretens einer normalen Verbrennung, nachdem die Motordrehzahl Ne für eine vorgegebene Zeitpe riode oberhalb des vorgegebenen Werts von beispielsweise 400 min^-1 geblieben ist.

Die Ausführung des Ablaufplans von Fig. 21 wird begonnen, um festzustellen, ob die Funktion der AGR-Regelung normal ist.

Im Schritt 201 gibt die Steuereinheit 28 den Wert Qac (Zylinderluftladung) ein. Im Schritt 202 gibt die Steuer einheit 28 den Referenzwert Qacf ein, der nach der Aus führung des Ablaufplans von Fig. 22 bestimmt worden ist. Im Schritt 203 bestimmt die Steuereinheit 203, ob Qac größer als Qacf + α ist. Wenn dies der Fall ist, erhöht die Steuereinheit 28 im Schritt 206 den Zähler Ctregng. Falls im Schritt 203 Qac nicht größer als Qacf + α ist, bestimmt die Steuereinheit 28 im Schritt 204, ob Qac kleiner als Qacf - β ist. Wenn dies der Fall ist, erhöht die Steuereinheit 28 im Schritt 206 den Zähler Ctregng. Falls im Schritt 204 Qac nicht kleiner als Qacf - β ist, erniedrigt die Steuereinheit 28 im Schritt 205 den Zähler Ctregng. Im Schritt 207 bestimmt die Steuereinheit 28, ob der Zähler Ctregng kleiner als 0 ist. Wenn dies der Fall ist, setzt die Steuereinheit 28 den Zähler Ctregng auf 0 zurück. Dann geht die Steuereinheit 28 weiter zum Schritt 209. Falls im Schritt 207 der Zähler Ctregng nicht klei ner als 0 ist, geht die Steuereinheit 28 mit unveränder tem Zähler Ctregng weiter zum Schritt 209. Im Schritt 209 bestimmt die Steuereinheit 28, ob der Zähler Ctregng größer als ein vorgegebener Wert CTREGJ ist. Falls dies der Fall ist, setzt die Steuereinheit 28 im Schritt 210 den Merker Fegng. Wenn dies nicht der Fall ist, setzt die Steuereinheit 28 im Schritt 211 den Merker Fegng zurück. Die Tatsache, daß der Merker Fegng gesetzt ist, bedeutet, daß die Funktion der AGR-Regelung anomal ist. Die Tatsa che, daß der Merker Fegng zurückgesetzt ist, bedeutet, daß die Funktion der AGR-Regelung normal ist.

Die Ausführung des Ablaufplans von Fig. 22 dient der Bestimmung des Referenzwertes Qacf.

Im Schritt 221 gibt die Steuereinheit 28 eine Referenzba sis Qacfb ein, die nach der Ausführung des Ablaufplans von Fig. 23 oder von Fig. 24 oder von Fig. 25 bestimmt ist. Im Schritt 222 führt die Steuereinheit 28 eine Berechnung der Gleichung (11) aus, um Qacf zu bestimmen.

Die Ausführung des Ablaufplans von Fig. 23 dient der Bestimmung der Referenzbasis Qacfb.

Im Schritt 231 führt die Steuereinheit 28 eine Leseopera tion der Motordrehzahl Ne aus. Im Schritt 232 führt die Steuereinheit 28 eine Tabellennachschlagoperation für die Tabelle von Fig. 26 unter Verwendung von Ne aus, um Qacfb zu bestimmen.

Der Ablaufplan von Fig. 24 zeigt die Schritte einer weiteren Bestimmungsweise der Referenzbasis Qacfb.

Im Schritt 241 führt die Steuereinheit 28 eine Leseopera tion der Motordrehzahl Ne aus. Im Schritt 242 führt die Steuereinheit 28 eine Tabellennachschlagoperation für die Tabelle von Fig. 26 unter Verwendung von Ne aus und setzt das Ergebnis als Qacfb1. Im Schritt 243 führt die Steuer einheit 28 eine Leseoperation des Atmosphärendrucks Pa aus. Im Schritt 244 führt die Steuereinheit 28 eine Tabellennachschlagoperation für die Tabelle von Fig. 27 unter Verwendung von Pa aus, um einen Meereshöhen-Kompen sationskoeffizienten Kqacb zu bestimmen. Im Schritt 245 führt die Steuereinheit 28 eine Berechnung der Gleichung (12) aus, um Qacfb, das bezüglich der Meereshöhe kompen siert ist, zu bestimmen.

Der Ablaufplan von Fig. 25 zeigt die Schritte einer nochmals weiteren Bestimmungsweise der Referenzbasis Qacfb.

Im Schritt 251 führt die Steuereinheit 28 eine Leseopera tion der Motordrehzahl Ne aus. Im Schritt 252 gibt die Steuereinheit 28 die Soll-AGR-Rate Megr ein. Im Schritt 253 führt die Steuereinheit 28 eine Tabellennach schlagoperation für die Tabelle von Fig. 28 unter Verwen dung von Ne und Megr aus, um Qacfb1 zu bestimmen. Im Schritt 254 führt die Steuereinheit 28 eine Leseoperation für den Atmosphärendruck Pa aus. Im Schritt 255 führt die Steuereinheit 28 eine Tabellennachschlagoperation für die Tabelle von Fig. 27 unter Verwendung von Pa aus, um den Meereshöhen-Kompensationskoeffizienten Kqacb zu bestim men. Im Schritt 256 führt die Steuereinheit 28 eine Berechnung der Gleichung (12) aus, um Qacfb, das bezüg lich der Meereshöhe kompensiert ist, zu bestimmen.

Die Ausführung des Ablaufplans von Fig. 29 dient der Bestimmung der maximalen Kraftstoffeinspritzmenge Qfludg für anomalen Betrieb.

Im Schritt 261 führt die Steuereinheit 28 eine Leseopera tion der Motordrehzahl Ne aus. Im Schritt 262 führt die Steuereinheit 28 eine Tabellennachschlagoperation für die Tabelle von Fig. 31 aus, um Qfludg zu bestimmen. Das Setzen von Qfludg dient der Unterdrückung der Kraftstoff einspritzmenge, um die Erhöhung der Abgastemperatur zu vermeiden, so daß der Fahrer mit dem Fahrzeug noch bis zur nächsten Reparaturwerkstatt fahren kann.

Der Ablaufplan von Fig. 30 zeigt die Schritte einer weiteren Bestimmungsweise von Qfuldg.

Im Schritt 271 gibt die Steuereinheit 28 den Wert Qac ein. Im Schritt 272 gibt die Steuereinheit 28 Qacf ein. Im Schritt 273 gibt die Steuereinheit 28 den Wert Qfuln ein, der durch Berechnung der Gleichung (13) bestimmt worden ist. Im Schritt 274 führt die Steuereinheit 28 eine Tabellennachschlagoperation für die Tabelle von Fig. 32 unter Verwendung des Fehlers Qac - Qacf aus, um den Koeffizienten Kqful zu bestimmen. Im Schritt 275 führt die Steuereinheit 28 die Berechnung der Gleichung (14) aus, um Qfuldg zu bestimmen.

Wenn, wie in Fig. 32 gezeigt ist, Qac größer als Qacf ist, ist Qfuldg gleich Qfuln. Wenn daher das AGR-Ventil 42 in einer bestimmten Stellung klemmt, wodurch die Ist- AGR-Rate geringer als die Soll-AGR-Rate bleibt, wird die maximale Kraftstoffmenge Qfuln für Normalbetrieb verwen det. Wenn Qac kleiner als Qacf ist und daher die Ist-AGR- Rate größer als die Soll-AGR-Rate ist, wird Qfuldg ent sprechend der Position eingestellt, an der das AGR-Ventil 42 klemmt.

Claims

1. Verbrennungsmotor (10), mit
einem Zylinder, der eine Verbrennungskammer (12) enthält,
einem Ansaugkrümmer (16), durch den während des Betriebs des Motors (10) Luft in die Verbrennungskammer (12) angesaugt wird,
einem Abgaskrümmer (34), in den das Abgas, das sich aus einer Verbrennung in der Verbrennungskammer (12) ergibt, ausgestoßen wird,
einer AGR-Leitung (38), die einen Weg schafft, durch den sich ein Teil des Abgases zum Ansaugkrümmer (16) bewegt, und
einem AGR-Ventil (42), das einen Teil eines AGR- Kanals (40) in der AGR-Leitung (38) bildet und unter schiedliche Ventilöffnungsgrade besitzt, gekennzeichnet durch
eine Steueranordnung, die die Funktion der AGR- Regelung überwacht und die maximal in den Zylinder einzu leitende Kraftstoffmenge als Antwort auf das Ergebnis der Überwachung der Funktion der AGR-Regelung begrenzt.

2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß
die Steueranordnung bestimmt, ob die Ist-Funktion der AGR-Steuerung in einem vorgegebenen Fenster um die Soll-Funktion der AGR-Steuerung liegt, und
die Steueranordnung die maximal in den Zylinder einzuleitende Kraftstoffmenge reduziert, wenn die Ist- Funktion der AGR-Steuerung außerhalb des vorgegebenen Fensters um die Soll-Funktion der AGR-Steuerung liegt.

3. Verbrennungsmotor nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß
die Steueranordnung eine Drosselklappe (20) in einem Luftansaugweg (18) stromaufseitig vom Ansaugkrümmer (16) umfaßt und
die Steueranordnung die Drosselklappe (20) gleichzeitig mit der Operation der Reduzierung der maxi mal in den Zylinder einzuleitenden Kraftstoffmenge voll ständig öffnet.

4. Verbrennungsmotor nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Steueranordnung die Reduzierung der maximalen Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von einer Abweichung der Ist-Funktion der AGR-Regelung von der Soll-Funktion der AGR-Regelung bestimmt.

5. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Steueranordnung für die normale Funktion der AGR-Regelung entsprechend dem Atmosphärendruck eine Meereshöhenkompensation ausführt.

6. Verbrennungsmotor nach Anspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, daß die Steueranordnung einen Korrekturterm der normalen Funktion der AGR-Regelung in der Weise ein stellt,, daß der Korrekturterm um so kleiner ist, je niedriger der Atmosphärendruck ist, und um so größer ist, je höher der Atmosphärendruck ist.

7. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Steueranordnung die Ist-Funktion der AGR- Regelung aus der Soll-AGR-Rate und der Motordrehzahl ableitet.