DE60122136T2

DE60122136T2 - Regelung für einen dieselmotor

Info

Publication number: DE60122136T2
Application number: DE60122136T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Yokohama-shi Itoyama; Kensuke Yokosuka-shi Osamura; Nobusuke Yokosuka-shi Toukura; Hiroshi Yokosuka-shi Iwano
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-05-18
Filing date: 2001-05-15
Publication date: 2006-12-07
Anticipated expiration: 2021-05-16
Also published as: JP2001329901A; KR20020019547A; CN1366579A; KR100485870B1; CN1159518C; DE60122136D1; US6729303B2; JP3918402B2; EP1282768A1; WO2001088360A1; US20020173898A1; EP1282768B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung für einen Motor nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 und ein Steuerungsverfahren für einen Motor nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 11. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Dieselmotor für Fahrzeuge, der mit einem Mechanismus zur Regulierung einer Strömungsgeschwindigkeit in einem Einlaßkanal und mit einer Abgas- Umwälzvorrichtung ausgerüstet ist.
JP 10-288043, 1998 vom Japanischen Patentamt veröffentlicht, beschreibt einen Dieselmotor für Fahrzeuge, bei dem die erzeugte Menge von Rauch und Schwebstoffen und die erzeugte Menge von Stickstoffoxiden (NOx) unterdrückt werden, indem ein Verhältnis von einem Luft- Überschußfaktor und einer Abgasrückführungs- (EGR-) Rate des Motors bei einem konstanten Wert gehalten wird.
Um bei einem Dieselmotor, der mit einer Auffangvorrichtung für NOx im Abgaskanal versehen ist, das in der Auffangvorrichtung angesammelte NOx zu reduzieren, ist es notwendig, den Luft- Überschußfaktor auf unter Eins zu verringern, ohne die EGR- Rate zu verändern, und dem Abgaskanal Kohlenwasserstoffe (HC) als Reduktionsmittel zuzuführen. Bei dieser Steuerungsvorrichtung ist es jedoch nicht möglich, eine der beiden Größen, Luft- Überschußfaktor und EGR- Rate, zu verändern und die andere konstant zu halten.
Außerdem ist das Verhältnis von Luft- Überschußfaktor und EGR- Rate, das erforderlich ist, um die erzeugte Menge von Rauch und Schwebstoffen und die erzeugte Menge von Stickstoffoxiden (NOx) zu unterdrücken, nicht unbedingt immer konstant.
In JP 09 303179 wird eine Steuerungsvorrichtung für einen Motor beschrieben, wobei der Motor einen Einlaßkanal, der Frischluft ansaugt, eine Einstellvorrichtung, die die Ansaugmenge der Frischluft des Einlaßkanals variiert, einen Abgaskanal, der das Abgas des Motors abführt, ein Abgas- Rückführungsventil, das einen Teil des Abgases in den Einlaßkanal zurückführt, und eine Kraftstoffzuführungsvorrichtung aufweist, die dem Motor Kraftstoff zuführt, wobei der Motor den Kraftstoff mit einem Gemisch aus Frischluft, die von dem Einlaßkanal angesaugt wird, und Abgas verbrennt, das von dem Abgas- Rückführungsventil zurückgeführt wird. Die Vorrichtung besitzt einen Sensor, der den Laufzustand des Motors ermittelt, einen Sensor, der die Ansaugmenge der Frischluft des Einlaßkanals feststellt, sowie einen Mikroprozessor. Der Mikroprozessor ist programmiert, einen Ziel- Abgasrückführungswert des Abgases gemäß dem Laufzustand zu bestimmen, auf der Grundlage des Ziel- Abgasrückführungswerts das Abgas- Rückführungsventil zu steuern und einen ersten Zielwert gemäß dem Laufzustand zu berechnen, wobei der erste Zielwert eins Beziehung zwischen einer Luftmenge und einer Kraftstoffmenge, die dem Motor zugeführt werden, darstellt. Der Mikroprozessor ist weiterhin programmiert, auf der Grundlage des ersten Zielwerts und des Ziel- Abgasrückführungswerts einen zweiten Zielwert zu berechnen, wobei der zweite Zielwert eine Beziehung zwischen einer von dem Einlaßkanal angesaugten Frischluftmenge und der dem Motor zugeführten Kraftstoffmenge repräsentiert, die Einstellvorrichtung zu steuern und auf der Grundlage des zweiten Zielwerts die Kraftstoffzuführungsvorrichtung zu steuern.
EP 0 965 740 A2 beschreibt ein Steuersystem für einen turboaufgeladenen Verbrennungsmotor, das eine variable Düse eines Aufladers steuert.
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Steuerungsvorrichtung für einen Motor, wie oben angegeben, und ein verbessertes Steuerungsverfahren für einen Motor zu liefern, um den Verbrennungszustand des Motors zu optimieren.
Hinsichtlich des apparativen Aspekts der vorliegenden Erfindung wird das Ziel mit einer Steuerungsvorrichtung für einen Motor nach dem unabhängigen Anspruch 1 erreicht.
Hinsichtlich des Verfahrens- Aspekts der vorliegenden Erfindung wird das genannte Ziel mit einem Steuerungsverfahren für einen Motor nach dem unabhängigen Anspruch 11 erreicht.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden in den Unteransprüchen behandelt.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen detaillierter erläutert:
1 ist eine schematische Darstellung einer Steuerungsvorrichtung für einen Dieselmotor nach einem Ausführungsbeispiel der vorlegenden Erfindung.
2 ist eine schematische Darstellung einer Kraftstoff- Einspritzvorrichtung mit gemeinsamer Schiene, mit der der Dieselmotor ausgestattet ist.
3 ist ein Flußdiagramm, das eine Routine zur Berechnung einer Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol, die von einer Steuereinheit vorgenommen wird, beschreibt.
4 ist ein Diagramm, das den Inhalt eines dreidimensionalen Funktionsbilds der Basis- Kraftstoff- Einspritzmenge, das von der Steuereinheit gespeichert wird, beschreibt.
5 ist ein Flußdiagramm, das eine Routine zur Berechnung einer Oberfläche der Öffnung des Abgas- Rückführungsventils Aev beschreibt, die von der Steuereinheit vorgenommen wird.
6 ist ein Diagramm, das den Inhalt eines Kurvenbilds des Hubbetrags des Abgas- Rückführungsventils, das von der Steuereinheit gespeichert wird, beschreibt.
7 ist ein Flußdiagramm, das eine Routine zur Berechnung einer Zielmenge des zurückgeführten Abgases Tqek beschreibt, die von der Steuereinheit vorgenommen wird.
8 ist ein Flußdiagramm, das eine Routine zur Berechnung einer Menge der Zylinder- Ansaugfrischluft Qac beschreibt, die von der Steuereinheit vorgenommen wird.
9 ist ein Flußdiagramm, das eine Routine zur Berechnung einer Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugfrischluft Qas0 des Einlaßkanals beschreibt, die von der Steuereinheit vorgenommen wird.
10 ist ein Diagramm, das den Inhalt eines Kurvenbilds des Volumens der Ansaugfrischluft beschreibt, das von der Steuereinheit gespeichert wird.
11 ist ein Flußdiagramm, das eine Rautine zur Berechnung einer Ziel- EGR- Rate Megr beschreibt, die von der Steuereinheit vorgenommen wird.
12 ist ein Diagramm, das den Inhalt eines dreidimensionalen Funktionsbilds einer Basis- Ziel- EGR- Rate Megrb beschreibt, das von der Steuereinheit gespeichert wird.
13 ist ein Diagramm, das den Inhalt eines Kurvenbilds eines Wassertemperatur- Korrekturkoeffizienten Kegr_tw darstellt, das von der Steuereinheit gespeichert wird.
14 ist ein Flußdiagramm, das eine Routine zur Feststellung der vollständigen Verbrennung beschreibt, die von der Steuereinheit vorgenommen wird.
15 ist ein Flußdiagramm, das eine Routine zur Berechnung eines Betriebswerts Dtyvnt eines Drucksteuerventils eines Turbokompressors beschreibt, die von einer Steuereinheit vorgenommen wird.
16 ist ähnlich wie 15, zeigt aber ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
17 ist ein Flußdiagramm, das eine Routine zur Berechnung einer EGR- Rate Megrd an einer Position des Einlaßventils beschreibt, die von einer Steuereinheit vorgenommen wird.
18 ist ein Flußdiagramm, das eine Routine zur Berechnung eines Äquivalenzwerts einer Zeitkonstanten Kkin beschreibt, die von der Steuereinheit vorgenommen wird.
19 ist ein Diagramm, das den Inhalt eines dreidimensionalen Funktionsbilds eines Basis- Äquivalenzwerts des Volumen- Wirkungsgrads Kinb darstellt, das von der Steuereinheit gespeichert wird.
20 ist ein Flussdiagramm, das eine Subroutine zur Berechnung einer Zielmenge der Ansaugfrischluft tQac beschreibt, die von der Steuereinheit vorgenommen wird.
21 ist ein ein Flussdiagramm, das eine Subroutine zur Berechnung eines Ziel- Luft- Überschußfaktors Tlamb beschreibt, die von der Steuereinheit vorgenommen wird.
22 ist ein Diagramm, das den Inhalt eines dreidimensionalen Funktionsbilds eines Basiswerts des Ziel- Luft- Überschußfaktors Tlambb beschreibt, das von der Steuereinheit gespeichert wird.
23 ist ein Diagramm, das den Inhalt eines Kurvenbilds eines Wassertemperatur- Korrekturkoeffizienten Klamb_tw beschreibt, das von der Steuereinheit gespeichert wird.
24 ist ein Flussdiagramm, das eine Subroutine zur Berechnung einer tatsächlichen Menge des zurückgeführten Abgases Qec beschreibt, die von der Steuereinheit vorgenommen wird.
25 ist ein Flussdiagramm, das eine Routine zur Berechnung einer Ziel- Öffnungsweite Rvnt einer variablen Kraftstoff- Einspritzdüse beschreibt, die von der Steuereinheit vorgenommen wird.
26 ist ein Diagramm, das den Inhalt eines dreidimensionalen Funktionsbilds der Ziel- Öffnungsweite Rvnt darstellt, das von der Steuereinheit gespeichert wird.
27 ist ähnlich wie 25, zeigt aber das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
28 ist ähnlich wie 26, zeigt aber das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
29 ist ein Flussdiagramm, das eine Routine zur Berechnung eines Betrags der rückführungslosen Steuerung Avnt_f der Ziel- Öffnungsweite beschreibt, die von der Steuereinheit vorgenommen wird.
30 ist ein Flussdiagramm, das eine Routine zur Berechnung eines Betrags der Steuerung mit Rückführung Avnt_fb der Ziel- Öffnungsweite beschreibt, die von der Steuereinheit vorgenommen wird.
31 ist ein Flussdiagramm, das eine Subroutine zum Ausführen der Linearisierungsbearbeitung an der Zielöffnung, ausgeführt durch die Steuereinheit, beschreibt.
32 ist ein Diagramm, das den Inhalt eines Kurvenbilds der Ziel- Öffnungsweite Rvnt darstellt, das von der Steuereinheit gespeichert wird.
33 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Öffnungsfläche einer variablen Düse und einem Aufladedruck darstellt.
34 ist ein Flussdiagramm, das eine Subroutine zur Festlegung des Betriebswerts Dtyvnt des Drucksteuerventils des Aufladers beschreibt, die von der Steuereinheit vorgenommen wird.
35 ist ein Flussdiagramm, das eine Subroutine zum Setzen einer Betriebs- Auswahlsignal- Marke fvnt2 beschreibt, das von der Steuereinheit vorgenommen wird.
36 ist ein Flussdiagramm, das eine Routine zur Korrektur eines Temperatur- Korrekturbetrags Dty_t des Betriebswerts beschreibt, die von der Steuereinheit vorgenommen wird.
37 ist ein Diagramm, das den Inhalt eines dreidimensionalen Funktionsbilds einer Basis- Abgastemperatur Texhb darstellt, das von der Steuereinheit gespeichert wird.
38 ist ein Diagramm, das den Inhalt eines Kurvenbilds eines Wassertemperatur- Korrekturkoeffizienten Ktexh_Tw darstellt, das von der Steuereinheit gespeichert wird.
39 ist ein Diagramm, das den Inhalt eines Kurvenbilds des Temperatur- Korrekturbetrags Dty_t darstellt, das von der Steuereinheit gespeichert wird.
40 ist ein Diagramm, das die Temperaturcharakteristik eines Stellantriebs des Aufladers darstellt.
41 ist ein Diagramm, das den Inhalt eines von der Steuereinheit gespeicherten dreidimensionalen Funktionsbilds eines Betriebswerts Duty_h zeigt, wenn die variable Düse ganz geschlossen ist, wenn die Öffnungsweite der variablen Düse konstant ist oder sich vergrößert.
42 ist ein Diagramm, das den Inhalt eines von der Steuereinheit gespeicherten dreidimensionalen Funktionsbilds eines Betriebswerts Duty_l zeigt, wenn die variable Düse ganz geöffnet ist, wenn die Öffnungsweite der variablen Düse konstant ist oder sich vergrößert.
43 ist ähnlich wie 41, zeigt aber einen Fall, in dem sich die Öffnungsweite der variablen Düse verkleinert.
44 ist ähnlich wie 42, zeigt aber einen Fall, in dem sich die Öffnungsweite der variablen Düse verkleinert.
45 ist ein Diagramm, das eine Hysterese in der Beziehung zwischen einem Linearisierungs- Bearbeitungswert der Befehls- Öffnungsweite und dem Betriebswert beschreibt.
46 ist ein Flussdiagramm, das eine Subroutine zur Funktionsprüfung beschreibt, die von der Steuereinheit vorgenommen wird.
47 ist ein Flussdiagramm, das eine Routine zur Berechnung des Betriebswerts Dtyvnt beschreibt, die von der Steuereinheit vorgenommen wird.
48 ist ein Diagramm, das den Inhalt eines Funktionsbilds eines Steuerprofilwerts Duty_pu darstellt, das von der Steuereinheit gespeichert wird.
49 ist ein Diagramm, das den Inhalt eines Kurvenbilds eines Betriebswerts Duty_p_ne darstellt, das von der Steuereinheit gespeichert wird.
50 ist ein Flussdiagramm, das eine Subroutine zur Berechnung eines Rückkopplungs- Korrekturkoeffizienten der Menge des zurückgeführten Abgases Kqac00, eines Rückkopplungs- Korrekturkoeffizienten der Strömungsgeschwindigkeit der Abgasrückführung Kqac0 und eines Lern- Korrekturkoeffizienten der Strömungsgeschwindigkeit der Abgasrückführung Kqac beschreibt, die von der Steuereinheit vorgenommen wird.
51 ist ein Flussdiagramm, das eine Routine zum Setzen einer Marke „Rückkopplungsfreigabe" fefb beschreibt, das von der Steuereinheit vorgenommen wird.
52 ist ein Flussdiagramm, das eine Routine zum Setzen einer Marke „Freigabe der Lernwertreflexion" felrn2 beschreibt, das von der Steuereinheit vorgenommen wird.
53 ist ein Flussdiagramm, das eine Routine zum Setzen einer Marke „Lernfreigabe" felrn beschreibt, das von der Steuereinheit vorgenommen wird.
54 ist ein Flussdiagramm, das eine Subroutine zur Berechnung des Rückkopplungs- Korrekturkoeffizienten der Menge des zurückgeführten Abgases Kqac00 beschreibt, die von der Steuereinheit vorgenommen wird.
55 ist ein Diagramm, das den Inhalt eines dreidimensionalen Funktionsbilds eines Korrekturgewinns Gkfb einer Strömungsgeschwindigkeit der Abgasrückführung darstellt, das von der Steuereinheit gespeichert wird.
56 ist ein Diagramm, das den Inhalt eines Kurvenbilds eines Wassertemperatur- Korrekturkoeffizienten KgfbTw darstellt, das von der Steuereinheit gespeichert wird.
57 ist ein Flussdiagramm, das eine Subroutine zur Berechnung des Rückkopplungs- Korrekturkoeffizienten der Strömungsgeschwindigkeit der Abgasrückführung Kqac0 beschreibt, die von der Steuereinheit vorgenommen wird.
58 ist ein Diagramm, das den Inhalt eines dreidimensionalen Funktionsbilds eines Korrekturgewinns Gkfbi der Strömungsgeschwindigkeit der Abgasrückführung darstellt, das von der Steuereinheit gespeichert wird.
59 ist ein Diagramm, das den Inhalt eines Kurvenbilds eines Wassertemperatur- Korrekturkoeffizienten KgfbiTw darstellt, das von der Steuereinheit gespeichert wird.
60 ist ein Diagramm, das den Inhalt eines tabellarischen Schemas eines Fehlerraten- Lernwerts Rqac_n darstellt, das von der Steuereinheit gespeichert wird.
61 ist ein Flussdiagramm, das eine Routine zur Aktualisierung eines Lernwerts beschreibt, die von der Steuereinheit vorgenommen wird.
62 ist ein Diagramm, das den Inhalt eines dreidimensionalen Funktionsbilds einer Lernrate Tclrn darstellt, das von der Steuereinheit gespeichert wird.
63 ist ein Flussdiagramm, das eine Subroutine zur Berechnung einer Strömungsgeschwindigkeit am Abgas- Rückführungsventil Cqe beschreibt, die von der Steuereinheit vorgenommen wird.
64 ist ein Diagramm, das den Inhalt eines dreidimensionalen Funktionsbilds der Strömungsgeschwindigkeit am Abgas- Rückführungsventil Cqe darstellt, das von der Steuereinheit gespeichert wird.
65 ist ein Diagramm, das den Inhalt eines Kurvenbilds eines Korrekturkoeffizienten der Ansaugluft- Temperatur Klamb_ta darstellt, das von der Steuereinheit gespeichert wird.
66 ist ein Diagramm, das den Inhalt eines Kurvenbilds eines atmosphärischer Korrekturkoeffizienten Klamb_pa darstellt, das von der Steuereinheit gespeichert wird.
67 ist ein Flussdiagramm, das eine Routine zum Setzen einer Marke „Fetter Zusatz" frspk beschreibt, das von der Steuereinheit vorgenommen wird.
68 ist ein Flussdiagramm, das eine Routine zur Berechnung einer endgültigen Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qfin beschreibt, die von der Steuereinheit vorgenommen wird.
69 ist ein Flussdiagramm, das eine Routine zur Berechnung einer Ziel- Drosselöffnungsweite TVO beschreibt, die von der Steuereinheit vorgenommen wird.
70 ist ein Diagramm, das den Inhalt eines dreidimensionalen Funktionsbilds eines Basiswerts der Mindest- Frischluftmenge aQacb darstellt, das von der Steuereinheit gespeichert wird.
71 ist ein Diagramm, das den Inhalt eines Kurvenbilds eines Last- Korrekturkoeffizienten kaQqc darstellt, das von der Steuereinheit gespeichert wird.
72 ist ein Diagramm, das den Inhalt eines Kurvenbilds eines Frischluftmengen- Verhältnisses tDNV darstellt, das von der Steuereinheit gespeichert wird.
73 ist ein Diagramm, das den Inhalt eines Kurvenbilds der Ziel- Drosselöffnungsweite TVO darstellt, das von der Steuereinheit gespeichert wird.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Wie in 1 gezeigt wird, weist ein Dieselmotor 1 einen Einlaßkanal 3 und einen Abgaskanal 2 auf. Der Dieselmotor 1 ist ein Mehrzylinder- Dieselmotor, der so konstruiert ist, dass die Form der Wärmefreisetzung eine einstufige Verbrennung infolge der Durchführung einer Vormischungsverbrennung bei niedriger Temperatur ist. Ein solcher Dieselmotor wird in Tokkai Hei 8-86251, veröffentlicht 1999 vom Japanischen Patentamt, beschrieben. Ansaugluft aus dem Ansaugluft- Kanal 3 wird jedem der Zylinder des Dieselmotors 1 über einen Sammler 3A zugeführt.
Ein Kompressor 55 eines Aufladers 50 und eine von einem Drossel- Stellantrieb 61 betätigte Einlaßdrossel 60 sind in dem Einlaßkanal 3 in Strömungsrichtung vor dem Sammler 3A installiert.
Ein Wirbelsteuerungsventil ist in einer Ansaugöffnung, die vom Einlaßkanal 3 zu jedem der Zylinder führt, angeordnet. Wenn der Dieselmotor 1 bei niedriger Last mit niedriger Drehzahl läuft, schließt das Wirbelsteuerungsventil einen Teil des Kanals und erzeugt einen Wirbel in dem Luftstrom, der in die Brennkammer des Dieselmotors 1 strömt.
Bei der Brennkammer handelt es sich um eine ringförmige Brennkammer großen Durchmessers. Das ist eine Brennkammer, in der ein zylindrischer Hohlraum mit gleichem Durchmesser an einem Kolben von einer Deckeloberfläche bis zu einem Boden ausgebildet ist. Am Boden des Hohlraums ist ein konischer Teil ausgebildet. Als Folge davon wird der Widerstand gegen den von außerhalb des Hohlraums hereinströmenden Wirbel verringert, und die Vermischung von Luft und Kraftstoff wird gefördert. Außerdem breitet sich der Wirbel aufgrund der Form des Hohlraums von der Mitte des Hohlraums zur Außenseite hin aus, wenn sich der Kolben nach unten bewegt.
Der Dieselmotor 1 weist eine Kraftstoff- Einspritzvorrichtung des Typs „gemeinsame Schiene" 10 auf.
In 2 ist zu sehen, dass eine Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 10 einen Kraftstofftank 11, einen Kraftstoff- Zuführungskanal 12, eine Speisepumpe, eine Druckaufbaukammer 16A, die an einer gemeinsame Schiene 16 ausgebildet ist, und eine Düse 17 aufweist, die für jeden Zylinder vorgesehen ist. Nachdem der von der Speisepumpe 14 über einen Kraftstoff- Hochdruckkanal 15 zugeführte Kraftstoff in der Druckaufbaukammer 16A gespeichert worden ist, wird er zu einer jeden der Düsen 17 verteilt.
Die Düse 17 besteht aus einem Nadelventil 18, einer Düsenkammer 19, einem Kraftstoffkanal 20 zu der Düsenkammer 19, einer Raste 21, einem Hydraulikkolben 22, einer Rückstellfeder 23, einem Kraftstoffkanal 24, der Kraftstoff unter hohem Druck zu dem Hydraulikkolben 22 leitet, und einem Dreiwege- Magnetventil 25, das in den Kraftstoffkanal 24 eingesetzt worden ist. Auch ein Rückschlagventil 26 und eine Blende 27 sind parallel im Kraftstoffkanal 24 angeordnet. Die Rückstellfeder 23 stößt das Nadelventil 18 über die Raste 21 in die Schließrichtung am unteren Teil der Figur. Der Hydraulikkolben 22 kommt mit der oberen Kante der Raste 21 in Kontakt.
Das Dreiwegeventil 25 weist eine Öffnung A, die mit der Druckaufbaukammer 16A verbunden ist, eine Öffnung B, die mit dem Kraftstoffkanal 24 verbunden ist, und eine Öffnung C auf, die mit einem Abflußrohr 28 verbunden ist. Wenn das Dreiwegeventil 25 GESCHLOSSEN ist, sind die Öffnungen A und B miteinander verbunden, und die Öffnungen B und C sind abgesperrt. Im Ergebnis dessen sind die Kraftstoffkanäle 20 und 24 miteinander verbunden, und unter hohem Druck stehender Kraftstoff wird aus der Druckaufbaukammer 16A sowohl zum oberen Teil des Hydraulikkolbens 22 als auch zu der Düsenkammer 19 gefördert. Da die druckaufnehmende Oberfläche des Hydraulikkolbens 22 größer ist als die druckaufnehmende Oberfläche des Nadelventils 18, sitzt in dieser Phase das Nadelventil 18 im Ventilsitz, und die Düse 17 ist dadurch verschlossen.
In der Phase, in der das Dreiwegeventil 25 GEÖFFNET ist, sind die Öffnungen A und B abgesperrt, und die Öffnungen B und C sind verbunden.
Demzufolge wird der Kraftstoffdruck des Kraftstoffkanals 24, der den Hydraulikkolben 22 nach unten drückt, über das Abflußrohr 28 in den Kraftstofftank 11 freigesetzt, das Nadelventil 18 hebt sich infolge des Kraftstoffdrucks der Düsenkammer 19, der auf das Nadelventil 18 in Aufwärtsrichtung einwirkt, und der Kraftstoff aus der Düsenkammer 19 wird aus der Bohrung am Ende der Düse 17 eingespritzt. Wenn das Dreiwegeventil 25 wieder in die Phase GESCHLOSSEN gebracht wird, wirkt der Kraftstoffdruck der Druckaufbaukammer 16A wieder nach unten auf den Hydraulikkolben 22, das Nadelventil 18 sitzt im Ventilsitz, und die Kraftstoffeinspritzung wird beendet.
Das heißt, der Zeitpunkt des Beginns der Kraftstoffeinspritzung wird durch den Zeitpunkt des Umschaltens des Dreiwegeventils 25 von GESCHLOSSEN zu GEÖFFNET reguliert, und die Menge des eingespritzten Kraftstoffs wird durch die Dauer der Phase GEÖFFNET reguliert. Daher nimmt, wenn der Druck in der Druckaufbau kammer 16A der gleiche ist, die Menge des eingespritzten Kraftstoffs mit zunehmender Länge der Phase GEÖFFNET des Dreiwegeventils 25 zu.
Des weiteren weist die Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 10, um den Druck der Druckaufbaukammer 16A zu regulieren, einen Rückführkanal 13 auf, der den überschüssigen Kraftstoff, der von der Speisepumpe 14 dem Kraftstoff- Zuführungskanal 12 zugeführt worden ist, zurückführt. Der Rückführkanal 13 ist mit einem Druckregelventil 31 ausgerüstet. Das Druckregelventil 31 öffnet und schließt den Rückführkanal 13 und reguliert den Druck der Druckaufbaukammer 16A, indem es die Menge des in die Druckaufbaukammer 16A eingespritzten Kraftstoffs variiert.
Der Kraftstoffdruck der Druckaufbaukammer 16A ist dem Kraftstoff- Einspritzdruck der Düse 17 gleich, und die Kraftstoff- Einspritzrate ist um so höher, je höher der Kraftstoffdruck der Druckaufbaukammer 16 ist. Das Dreiwegeventil 25 und das Druckregelventil 31 arbeiten gemäß dem Eingangssignal von einer Steuereinheit 41.
Die hier vorgestellte Konstruktion der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 10 wird in den Vortragsmaterialien des 13. Symposiums zu Verbrennungsmotoren, S. 73–77, beschrieben.
Unter nochmaligem Bezug auf 1 ist jetzt zu sehen, dass das Abgas in dem Abgaskanal 2, nachdem es eine Abgasturbine 52 des Aufladers 50 angetrieben hat, über einen katalytischen Wandler 62 in die Atmosphäre abgeführt wird. Der katalytische Wandler 62 hält Stickstoffoxide (NOx) zurück, wenn der Dieselmotor 1 mit einem mageren Luft- Kraftstoff- Verhältnis arbeitet, und reduziert das zurückgehaltene NOx mit Hilfe von im Abgas enthaltenem Kohlenwasserstoff (HC), wenn der Dieselmotor 1 mit einem fetten Luft- Kraftstoff- Verhältnis arbeitet.
Der Auflader 50 umfaßt die Abgasturbine 52 und den Kompressor 55, der die Ansaugfrischluft entsprechend der Rotation der Abgasturbine 52 in den Einlaßkanal 3 einbläst. Der Kompressor 55 ist in der Mitte des Einlaßkanals 3 angeordnet, und der Einlaßkanal 3 führt dem Dieselmotor 1 die von dem Kompressor 55 verdichtete Luft zu. Eine von einem Druck- Betätigungsorgan 54 betriebene variable Düse 53 ist an einem Einlaß zu der Abgasturbine 52 vorgesehen.
Das Druck- Betätigungsorgan 54 weist einen Membran- Stellantrieb 59, der die variable Düse 53 gemäß einem Signaldruck betätigt, und ein Drucksteuerventil 56 auf, das den Signaldruck entsprechend einem von der Steuereinheit 41 eingehenden Signal erzeugt.
Die Steuereinheit 41 steuert die variable Düse 53 so, dass die Düsenöffnung verkleinert wird, wenn die Drehzahl des Dieselmotors 1 niedrig ist. Die Folge ist, dass die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases, das in die Abgasturbine 52 eingeleitet wird, erhöht wird, so dass ein vorbestimmter Vorverdichtungsdruck erreicht wird. Auf der anderen Seite steuert die Steuereinheit 41 die variable Düse 53 so, dass sie voll geöffnet ist, wenn wenn die Drehzahl des Dieselmotors 1 hoch ist, damit Abgas ohne Widerstand in die Abgasturbine 52 eingeleitet wird.
Wenn das Luft- Kraftstoff- Gemisch im Dieselmotor 1 verbrannt wird, werden giftige NOx gebildet. Die Menge an NOx hängt in hohem Maße von der Verbrennungstemperatur ab, und die erzeugte Menge an NOx kann niedrig gehalten werden, indem die Verbrennungstemperatur niedrig gestaltet wird. Dieser Dieselmotor 1 verringert die Sauerstoffkonzentration in der Brennkammer durch Abgasrückführung (EGR) und realisiert dadurch eine Verbrennung bei niedriger Temperatur. Zu diesem Zweck weist der Dieselmotor 1 einen Abgas- Rückführungs- (EGR-) Kanal 4 auf, der den Abgaskanal 2 in Strömungsrichtung vor der Abgasturbine 52 und einen Sammler 3A des Einlaßkanals 3 miteinander verbindet. Der EGR- Kanal 4 ist mit einem Abgasrückführungs- (EGR-) Membranventil 6 versehen, das auf einen negativen Steuerdruck anspricht, den ein Unterdruck- Steuerventil 5 und ein Kühlsystem 7 liefern.
Das Unterdruck- Steuerventil 5 erzeugt einen negativen Druck als Reaktion auf ein von der Steuereinheit 41 eingegebenes Betriebssignal und variiert dadurch die Rate der Abgasrückführung (EGR- Rate) über das EGR- Ventil 6.
Zum Beispiel liegt die EGR- Rate im Bereich niedriger Drehzahl und niedriger Last des Dieselmotors 1 bei einem Maximum von 100 %, und wenn die Drehzahl und die Last des Dieselmotors 1 ansteigen, wird die EGR- Rate verringert. Bei hoher Last, da die Abgastemperatur hoch ist, wird die Temperatur der Ansaugluft ansteigen, wenn ein hohes Maß an Abgasrückführung vorgenommen wird. Wenn die Temperatur der Ansaugluft ansteigt, wird NOx nicht mehr abnehmen, die Zündverzögerung des eingespritzten Kraftstoffs wird kürzer, und es wird unmöglich, eine Verbrennung mit Vormischung zu erreichen. Daher läßt man die EGR- Rate stufenweise abnehmen, wenn die Drehzahl und die Last des Dieselmotors 1 zunehmen.
Das Kühlsystem 7 leitet einen Teil des Motorkühlwassers zu einem Kühlwassermantel 8, der den EGR- Kanal 4 umgibt, und kühlt das zurückgeführte Abgas in dem EGR- Kanal 4. Ein Kühlwassereintritt 7A des Kühlwassermantels 8 ist mit einem Strömungs- Steuerventil 9 ausgerüstet, das die im Kreislauf geführte Menge an Kühlwasser entsprechend einem Signal von der Steuereinheit 41 reguliert.
Ein Druckregelventil 31, das Dreiwegeventil 25, das Unterdruck- Steuerventil 5, das Druck- Betätigungsorgan 54 und das Strömungs- Steuerventil 9 werden jeweils durch Signale von der Steuereinheit 41 gesteuert. Die Steuereinheit 41 besteht aus einem Mikrorechner, der mit einer Zentraleinheit (CPU), einem Arbeitsspeicher (RAM), einem Festwertspeicher (ROM) und einer Eingabe- Ausgabe- Schnittstelle (I/O- Schnittstelle) ausgestattet ist.
Signale, die den Ermittlungswerten entsprechen, werden von einem Drucksensor 32, der einen Kraftstoffdruck in der Druckaufbaukammer 16A ermittelt, einem Gaspedal- Öffnungsweiten- Sensor 33, der eine Öffnungsweite Cl eines Gaspedals des Fahrzeugs ermittelt, einem Kurbelwinkel- Sensor 34, der eine Drehzahl Ne und einen Kurbelwinkel des Dieselmotors 1 ermittelt, einem Zylindererkennungs- Sensor 35, der Zylinder des Dieselmotors 1 identifiziert, einem Wassertemperatur- Sensor 36, der eine Kühlwassertemperatur Tw des Dieselmotors 1 ermittelt, einem Ansaugluft- Temperatursensor 37, der eine Temperatur Ta der Ansaugluft ermittelt, einem Atmosphärendruck- Sensor 38, der einen Atmosphärendruck Pa ermittelt, und einem Strömungsmesser für Luft 39, der eine Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft im Einlaßkanal 3 in Strömungsrichtung vor dem Kompressor 55 ermittelt, in die Steuereinheit 41 eingegeben. Der Ansaugluft- Temperatursensor 37, der Atmosphärendruck- Sensor 38 und der Strömungsmesser für Luft 39 sind in dem Einlaßkanal 3 in Strömungsrichtung vor der Einlaßdrossel 60 untergebracht.
Auf der Grundlage der Drehzahl des Dieselmotors 1 und der Öffnungsweite des Gaspedals berechnet die Steuereinheit 41 eine Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge der Düse 17 und einen Zieldruck der Druckaufbaukammer 16A. Der Kraftstoffdruck der Druckaufbaukammer 16A wird durch Öffnen und Schließen des Druckregelventils 31 rückkopplungsgesteuert, so dass der von dem Drucksensor 32 ermittelte tatsächliche Druck der Druckaufbaukammer 16A mit dem Zieldruck übereinstimmt.
Die Steuereinheit 41 steuert auch eine Zeit, in der das Dreiwegeventil 25 auf GEÖFFNET steht, entsprechend der berechneten Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge und einen Zeitpunkt des Beginns der Kraftstoffeinspritzung als Reaktion auf die Betriebsbedingungen des Dieselmotors 1 durch den Zeitpunkt des Umschaltens des Dreiwegeventils 25 auf GEÖFFNET. Wenn zum Beispiel der Dieselmotor 1 in einem Zustand niedriger Drehzahl und niedriger Last bei einer hohen EGR- Rate läuft, wird der Zeitpunkt des Beginns der Kraftstoffeinspritzung bis nahe an den oberen Totpunkt (TDC) des Kolbens verzögert, so dass die Zündverzögerung des eingespritzten Kraftstoffs lang ist. Wegen dieser Verzögerung wird die Temperatur der Brennkammer zum Zündzeitpunkt verringert, und die Raucherzeugung infolge der hohen EGR- Rate wird unterdrückt, indem das Vormischungs- Verbrennungsverhältnis erhöht wird. Auf der anderen Seite wird der Zeitpunkt des Einspritzbeginns vorgezogen, wenn sich die Drehzahl und die Last des Dieselmotors 1 erhöhen. Das läßt sich auf folgende Ursache zurückführen: Ganz spezifisch nimmt der Kurbelwinkel der Zündverzögerung, der durch Umrechnen des Zeitraums der Zündverzögerung erhalten wird, selbst wenn der Zeitraum der Zündverzögerung konstant ist, proportional zur Erhöhung der Motordrehzahl zu. Um daher den eingespritzten Kraftstoff bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel zu zünden, muß der Zeitpunkt des Einspritzbeginns bei hoher Drehzahl vorgezogen werden.
Die Steuereinheit 41 steuert auch den Luft- Überschußfaktor und die EGR- Rate eines Dieselmotors 1.
Die Steuereinheit 41 steuert das EGR- Ventil 6 auf der Grundlage einer Ziel- EGR- Rate Megr, die aus den Betriebsbedingungen des Dieselmotors 1 ermittelt wird. Gleichermaßen wird ein Ziel- Luft- Überschußfaktor Tlamb, der ein erster Zielwert ist, aus den Betriebsbedingungen des Dieselmotors 1 bestimmt. Eine Zielmenge der Ansaugfrischluft tQac und ein Ziel- Äquivalenzverhältnis Tfbya, welches ein zweiter Zielwert ist, werden aus dem Ziel- Luft- Überschußfaktor Tlamb und der tatsächlichen EGR- Rate Megrd ermittelt, die einer EGR- Rate an der Position des Einlaßventils des Motors 1 entspricht. Die Öffnungsweite der variablen Düse 53 des Aufladers 50 wird entsprechend einer Zielmenge der Ansaugfrischluft tQac bestimmt. Auf der anderen Seite wird eine endgültige Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qfin aus dem Äquivalenzverhältnis Tfbya und einer Menge der Zylinder- Ansaugfrischluft Qac bestimmt.
Der Luft- Überschußfaktor und die EGR- Rate werden unabhängig auf bevorzugte Werte festgesetzt, die den Betriebsbedingungen des Dieselmotors 1 entsprechen, und ein Aufladedruck sowie die Kraftstoff- Einspritzmenge werden so gesteuert, dass die festgelegten Werte von Luft- Überschußfaktor und EGR- Rate erreicht werden.
Das Äquivalenzverhältnis ist als stöchiometrisches Luft- Kraftstoff- Verhältnis (= 14,7)/Luft- Auftank- Verhältnis des Luft- Kraftstoff- Gemisches definiert. Der Luft- Überschußfaktor ist definiert als Luft- Kraftstoff- Verhältnis des Luft- Kraftstoff- Gemisches/stöchiometrisches Luft- Kraftstoff- Verhältnis. Das Luft- Kraftstoff- Verhältnis des Luft- Kraftstoff- Gemisches ist das Verhältnis von Luft und Kraftstoff, die dem Dieselmotor 1 zugeführt werden. Bei einem mageren Luft- Kraftstoff- Verhältnis ist das Äquivalenzverhältnis kleiner als 1, und der Luft- Überschußfaktor ist größer als 1. Bei einem fetten Luft- Kraftstoff- Verhältnis ist das Äquivalenzverhältnis größer als 1, und der Luft- Überschußfaktor ist kleiner als 1. Hierbei ist das Luft- Kraftstoff- Verhältnis das Verhältnis von Luft zu Kraftstoff, und in einem Dieselmotor, bei dem die Abgasrückführung bei einem großen Luft- Überschußfaktor durchgeführt wird, befindet sich in dem zurückgeführten Abgas eine beträchtliche Menge an Frischluft. Daher regelt die Steuereinheit 41, um das Äquivalenzverhältnis und den Luft- Überschußfaktor präzise zu steuern, die Kraftstoff- Einspritzmenge einer Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 10 und die über den Auflader 50 zugeführte Frischluft, wobei sie die in dem zurückgeführten Abgas befindliche Luftmenge berücksichtigt. 4
Als Nächstes wird die von der Steuereinheit 41 durchgeführte Steuerung des EGR- Ventils 6 beschrieben. 3, 4 und die 8–14 sind aus der 1998 vom Japanischen Patentamt veröffentlichten Schrift Tokkai Hei 10-288071 bekannt.
Zuerst wird die Routine für die Berechnung allgemeiner Parameter beschrieben, die zur Steuerung des Aufladedrucks und der Menge des zurückgeführten Abgases verwendet werden. Die allgemeinen Parameter sind eine Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol einer Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 10, eine Ziel- EGR- Rate Megr des EGR- Ventils 6, ein Äquivalenzwert einer Zeitkonstanten Kkin, eine tatsächliche EGR- Rate Megrd, die Menge der Zylinder- Ansaugfrischluft Qac, die Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugfrischluft Qas0 des Einlaßkanals, eine tatsächliche Menge des zurückgeführten Abgases Qec und eine Zielmenge der Ansaugfrischluft tQac.
Der Äquivalenzwert einer Zeitkonstanten Kkin ist ein Wert, der eine EGR- Steuerungsverzögerung repräsentiert, die durch einen Sammler 3A hervorgerufen wird, der zwischen dem EGR- Ventil 6 und dem Einlaßventil des Dieselmotors 1 eingesetzt ist. Die tatsächliche EGR- Rate Megrd zeigt die EGR- Rate der Ansaugluft, die durch das Einlaßventil des Dieselmotors 1 strömt. Die tatsächliche EGR- Rate Megrd variiert mit einer Verzögerung erster Ordnung, bezogen auf die Ziel- EGR- Rate Megr. Die Berechnung dieser Parameter wird unabhängig von der Routine für die Steuerung des Aufladedrucks und der Routine für die Steuerung der Menge des zurückgeführten Abgases durchgeführt.
Unter Bezug auf 3 wird zuerst die Routine zur Berechnung der Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol beschrieben. Diese Routine wird synchron mit einem REF- Signal ausgeführt, das von dem Kurbelwinkel- Sensor 34 für jede Referenzposition des Verbrennungszyklus eines jeden Zylinders ausgegeben wird. Im Falle eines Viertaktmotors wird das REF- Signal bei einem Vierzylindermotor alle 180 Grad und bei einem Sechszylindermotor alle 120 Grad ausgegeben.
Zuerst wird in einem Schritt S1 die Motordrehzahl Ne eingelesen, und in einem Schritt S2 wird die Öffnungsweite des Gaspedals Cl eingelesen.
In einem Schritt S3 wird eine Basis- Kraftstoff- Einspritzmenge Mqdrv berechnet, indem ein in 4 gezeigtes dreidimensionales Funktionsbild konsultiert wird, das auf der Drehzahl Ne des Motors und der Öffnungsweite des Gaspedals Cl beruht. Dieses dreidimensionale Funktionsbild wird vorher im Speicher der Steuereinheit 41 gespeichert.
In einem Schritt S4 wird die Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol berechnet, indem mit der Basis- Kraftstoff- Einspritzmenge Mqdrv eine Zuwachs- Korrektur vorgenommen wird, die auf einer Kühlwassertemperatur Tw des Motors usw. beruht.
Es ist jedoch zu beachten, dass bei der genannten Routine die Restluftmenge im zurückgeführten Abgas nicht berücksichtigt wird. Daher ist nach dieser Erfindung die tatsächliche von der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 10 eingespritzte Kraftstoffmenge nicht unbedingt gleich der Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol, die in der oben genannten Routine berechnet wird, sondern gleich einer endgültigen Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qfin, die weiter unten beschrieben wird.
Unter Bezug auf 11 wird als Nächstes eine Routine zur Berechnung der Ziel- EGR- Rate Megr beschrieben. Diese Routine wird ebenfalls synchron mit dem REF- Signal ausgeführt.
Die Steuereinheit 41 liest zuerst in einem Schritt S51 die Motordrehzahl Ne, die Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol und die Kühlwassertemperatur Tw des Motors ein.
In einem Schritt S52 wird unter Bezug auf ein in 12 gezeigtes dreidimensionales Funktionsbild aus der Motordrehzahl Ne und der Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol die Basis- Ziel- EGR- Rate Megrb berechnet. Dieses dreidimensionale Funktionsbild wird vorher im Speicher der Steuereinheit 41 gespeichert. In diesem Funktionsbild wird die Basis- Ziel- EGR- Rate Megrb in einem Bereich, in dem die Schalthäufigkeit des Motors höher ist, größer angesetzt. Dieser Bereich entspricht einem Bereich, in dem sowohl die Drehzahl Ne als auch die Last gering sind. In diesem Funktionsbild wird die Last durch die Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol verkörpert. Wenn die Motorleistung hoch ist, besteht eine Neigung zur Rauchbildung, also wird in so einem Bereich die Basis- Ziel- EGR- Rate Megrb mit niedrigen Werten angesetzt.
In einem Schritt S53 wird unter Bezug auf ein in 13 gezeigtes Kurvenbild aus der Kühlwassertemperatur Tw ein Wassertemperatur- Korrekturkoeffizient Kegr_Tw der Basis- Ziel- EGR- Rate Megrb berechnet. Dieses Kurvenbild wird ebenfalls vorher im Speicher der Steuereinheit 41 gespeichert.
In einem Schritt S54 wird die Ziel- EGR- Rate Megr nach der folgenden Gleichung (1) aus der Basis- Ziel- EGR- Rate Megrb und dem Wassertemperatur- Korrekturkoeffizienten Kegr_Tw berechnet. Megr = Megrb·Kegr_Tw (1)
In einem Schritt S55 wird eine in 14 gezeigte Subroutine ausgeführt, die ermittelt, ob der Dieselmotor 1 sich in einem Zustand der vollständigen Verbrennung befindet oder nicht.
Diese Subroutine wird jetzt beschrieben. Zuerst wird in einem Schritt S61 die Motordrehzahl Ne eingelesen, und in einem Schritt S62 werden die Motordrehzahl Ne und ein Schnittniveau zur Feststellung der vollständigen Verbrennung NRPMK, das einer Drehzahl bei vollständiger Verbrennung entspricht, miteinander verglichen.
Das Schnittniveau NRPMK wird zum Beispiel auf 400 U/min festgesetzt. Wenn die Motordrehzahl Ne das Schnittniveau NRPMK übersteigt, geht die Routine zu einem Schritt S63 weiter.
Hier wird ein Zählerwert Tmrkb mit einer vorbestimmten Zeit TMRKBP verglichen, und wenn der Zählerwert Tmrkb größer als die vorbestimmte Zeit TMRKBP ist, wird in einem Schritt S64 eine Marke „Vollständige Verbrennung" auf AN gesetzt, und die Subroutine wird beendet.
Wenn die Motordrehzahl Ne im Schritt S62 unter dem Schnittniveau NRPMK liegt, geht die Subroutine zu einem Schritt S66 weiter. Hier wird der Zählerwert Tmrkb auf 0 zurückgestellt, die Marke „Vollständige Verbrennung" wird in einem nächsten Schritt S67 auf AUS gesetzt, und die Subroutine wird beendet.
Wenn der Zählerwert Tmrkb im Schritt S63 unter der vorbestimmten Zeit TMRKBP liegt, wird der Zählerwert Tmrkb in einem Schritt S65 erhöht, und die Subroutine wird beendet.
Bei dieser Subroutine wird die Marke „Vollständige Verbrennung", selbst wenn die Motordrehzahl Ne das Schnittniveau NRPMK übersteigt, nicht sofort auf AN gesetzt, sondern die Marke „Vollständige Verbrennung" wechselt erst dann zu AN, nachdem dieser Zustand über die vorbestimmte Zeit TMRKBP angedauert hat.
Jetzt wird wieder die Routine in 11 beschrieben. Nachdem die Subroutine in 14 ausgeführt worden ist, stellt die Steuereinheit 41 in einem Schritt S56 den Status der Marke „Vollständige Verbrennung" fest. Wenn die Marke „Vollständige Verbrennung" auf AN steht, wird die Routine in 11 beendet. Wenn die Marke „Vollständige Verbrennung" auf AUS steht, wird die Ziel- EGR- Rate Megr in einem Schritt S57 auf 0 zurückgesetzt, und die Routine in 11 wird beendet.
Als Nächstes wird jetzt unter Bezug auf die 17 und 18 eine Routine für die Berechnung des Äquivalenzwerts einer Zeitkonstanten Kkin und der tatsächlichen EGR- Rate Megrd beschrieben. Die tatsächliche EGR- Rate Megrd variiert mit einer Verzögerung erster Ordnung, bezogen auf die Ziel- EGR- Rate Megr. Da die Berechnungen des Äquivalenzwerts einer Zeitkonstanten Kkin und der tatsächlichen EGR- Rate Megrd miteinander in Beziehung stehen, werden sie zusammen beschrieben.
18 zeigt eine Routine zur Berechnung des Äquivalenzwerts einer Zeitkonstanten Kkin. Diese Routine wird synchron mit dem REF- Signal ausgeführt.
Die Steuereinheit 41 liest in einem Schritt S91 die Motordrehzahl Ne, die Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol und den unmittelbar vorhergehenden Wert Megrd_n-1 (%) der tatsächlichen EGR- Rate ein. Der unmittelbar vorhergehende Wert Megrd_n-1 ist ein Wert von Megrd, der bei der unmittelbar vorhergehenden Ausführung der Routine berechnet wurde.
In einem Schritt S92 wird aus der Motordrehzahl Ne und der Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol ein Basis- Äquivalenzwert des Volumen- Wirkungsgrads Kinb berechnet, indem ein in 19 gezeigtes dreidimensionales Funktionsbild konsultiert wird, das vorher im Speicher der Steuereinheit 41 gespeichert wurde.
In einem Schritt S93 wird nach der folgenden Gleichung (2) ein Äquivalenzwert des Volumen- Wirkungsgrads Kin berechnet. Wenn die Abgasrückführung durchgeführt wird, sinkt der Anteil der Frischluft in der Ansaugluft, und der Volumen- Wirkungsgrad nimmt ab. Diese Verringerung wird bei der Berechnung des Äquivalenzwerts des Volumen- Wirkungsgrads Kin mit Hilfe des Basis- Äquivalenzwerts des Volumen- Wirkungsgrads Kinb wiedergegeben.
In einem Schritt S94 wird der Äquivalenzwert einer Zeitkonstanten Kkin, der dem Fassungsvermögen des Sammlers 3A entspricht, berechnet, indem der Äquivalenzwert des Volumen- Wirkungsgrads Kin mit einer Konstanten KVOL multipliziert wird.
Die Konstante KVOL wird durch die folgende Gleichung (3) wiedergegeben. KVOL = (VE/NC)/VM (3)worin

VE: = Hubraum des Dieselmotors 1
NC: = Anzahl der Zylinder des Dieselmotors 1 und
VM: = Fassungsvermögen des Kanals von dem Sammler 3A bis zum Einlaßventil.

17 zeigt die Routine für die Berechnung der tatsächlichen EGR- Rate Megrd. Diese Routine wird im Abstand von 10 Millisekunden ausgeführt.
Zuerst liest die Steuereinheit 41 in einem Schritt S81 die Ziel- EGR- Rate Megr ein.
In einem anschließenden Schritt S82 wird der Äquivalenzwert einer Zeitkonstanten Kkin eingelesen. Die Routine in 18, die den Äquivalenzwert einer Zeitkonstanten Kkin berechnet, wird synchron mit dem REF- Signal ausgeführt, und diese Routine hier, die die tatsächliche EGR- Rate Megrd berechnet, wird im Abstand von 10 Millisekunden ausgeführt. Daher ist der hier eingelesene Äquivalenzwert einer Zeitkonstanten Kkin derjenige Äquivalenzwert einer Zeitkonstanten Kkin, der von der Routine in 18 unmittelbar vor der Ausführung der Routine in 17 berechnet wurde. Desgleichen ist der unmittelbar vorhergehende Wert Megrd_n-1 der tatsächlichen EGR- Rate, der von der Routine in 18 eingelesen wurde, die von der Routine in 17 direkt vor der Ausführung der Routine in 18 berechnete tatsächliche EGR- Rate.
In einem Schritt S83 wird die tatsächliche EGR- Rate Megrd mit Hilfe der folgenden Gleichung (4) anhand der Ziel- EGR- Rate Megr, des unmittelbar vorhergehenden Werts Megrd_n-1 und des Äquivalenzwerts einer Zeitkonstanten Kkin berechnet. Megrd = megr·Kkin·Ne·Ke2# + Megrdn-1·(1 – Kkin·Ne·KE2#) (4)worin

KE2#: = Konstante.

In dieser Gleichung ist Ne·KE2# ein Wert für die Umwandlung der EGR- Rate pro Ansaughub eines jeden Zylinders in eine EGR- Rate pro Zeiteinheit.
Als Nächstes wird unter Bezug auf 8 eine Routine zur Berechnung der Menge der Zylinder- Ansaugfrischluft Qac beschrieben. Diese Routine wird synchron mit dem REF- Signal ausgeführt. Die Menge der Zylinder- Ansaugfrischluft Qac stellt die Menge der Ansaugfrischluft an der Position des Einlaßventils eines Zylinders des Dieselmotors 1 dar. Die Menge der Zylinder- Ansaugfrischluft Qac wird aus der von dem Strömungsmesser für Luft 39 ermittelten Strömungsgeschwindigkeit der Frischluft Qas0 des Einlaßkanals 3 berechnet, aber da der Strömungsmesser für Luft 39 in Strömungsrichtung vor dem Kompressor 55 angeordnet ist, wird die Menge der Zylinder- Ansaugfrischluft Qac unter Berücksichtigung der Zeit berechnet, bis die Luft, die durch den Strömungsmesser für Luft 39 geströmt ist, über den Sammler 3A in den Zylinder gelangt ist.
Zuerst liest die Steuereinheit 41 in einem Schritt S31 die Motordrehzahl Ne und die Strömungsgeschwindigkeit der Frischluft Qas0 im Einlaßkanal 3 ein.
In einem Schritt S32 wird die Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugfrischluft Qas0 mit Hilfe der folgenden Gleichung (5) in eine Menge der Ansaugfrischluft Qac0 pro Zylinder umgewandelt.
worin

KCON#: = Konstante.

Die Konstante KCON# ist eine Konstante zur Umwandlung der Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugfrischluft Qas0 im Einlaßkanal 3 in die Menge der Ansaugfrischluft Qac0 pro Zylinder. In einem Vierzylindermotor saugen zwei Zylinder bei jeder Umdrehung Luft an, daher beträgt die Konstante KCON# 30. In einem Sechszylindermotor saugen drei Zylinder bei jeder Umdrehung Luft an, daher beträgt die Konstante KCON# 20.
Eine beträchtliche Zeit wird benötigt, bis die Luft, die durch den Strömungsmesser für Luft 39 geströmt ist, tatsächlich in den Zylinder gesaugt worden ist. Um bezüglich dieser Zeitdifferenz eine Korrektur vorzunehmen, führt die Steuereinheit 41 die Abarbeitung der Schritte S33 und S34 aus.
Im Schritt S33, der die Zeit berücksichtigt, die vom Strömungsmesser für Luft 39 bis zum Eingang des Sammlers 3A benötigt wird, wird ein Wert Qac0n-L der Qac0, bei dem es sich um den Rückkopplungs- Korrekturkoeffizienten der Strömungsgeschwindigkeit der Abgasrückführung handelte, den die Routine vor L Malen ausführte, als Menge der Ansaugfrischluft Qacn pro Zylinder am Eingang des Sammlers 3A angesetzt. Der Wert von L wird experimentell bestimmt.
Im Schritt S34, der die Zeitdifferenz vom Sammler 3A bis zum Einlaßventil eines jeden Zylinders des Dieselmotors 1 berücksichtigt, wird die Menge der Zylinder- Ansaugfrischluft Qac mit Hilfe der Gleichung (6) einer Verzögerung erster Ordnung berechnet. Qac = Qacn-1·(1 – Kkin) + Qacn·Kkin (6)worin

Kkin: = Äquivalenzwert einer Zeitkonstanten und
Qac_n-1: = Qac, berechnet bei der unmittelbar vorhergehenden Ausführung der Routine.

Das von dem Strömungsmesser für Luft 39 in die Steuereinheit 41 eingegebene Signal ist ein Analog- Spannungssignal Us, und die Steuereinheit 41 wandelt das Analog- Spannungssignal Us mit Hilfe der in 9 gezeigten Routine in die Strömungsge schwindigkeit der Ansaugluft Qas0 im Einlaßkanal 3 um. Diese Routine wird in einem Abstand von 4 Millisekunden ausgeführt. In einem Schritt S41 liest die Steuereinheit 41 das Analog- Spannungssignal Us ein, und in einem Schritt S42 wandelt sie es in eine Strömungsgeschwindigkeit Qas0_d um, indem sie ein in 10 gezeigtes Kurvenbild konsultiert. Dieses Kurvenbild wird vorher im Speicher der Steuereinheit 41 gespeichert.
Des weiteren wird in einem Schritt S43 mit der Strömungsgeschwindigkeit Qas0_d die Bildung eines gewichteten Mittelwerts vorgenommen, und der erhaltene Wert wird als die Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugfrischluft Qas0 im Einlaßkanal 3 angenommen.
Als Nächstes wird unter Bezug auf 24 eine Routine für die Berechnung der tatsächlichen Menge des zurückgeführten Abgases Qec beschrieben. Die tatsächliche Menge des zurückgeführten Abgases Qec entspricht einer Menge des zurückgeführten Abgases pro Zylinder an der Position des Einlaßventils. Diese Routine wird im Abstand von 10 Millisekunden ausgeführt.
Zuerst liest die Steuereinheit 41 in einem Schritt S111 die Menge der Ansaugfrischluft Qacn pro Zylinder am Eingang des Sammlers 3A, die Ziel- EGR- Rate Megr und den Äquivalenzwert einer Zeitkonstanten Kkin, der dem Fassungsvermögen des Sammlers 3A entspricht, ein. Für die Menge der Ansaugfrischluft Qacn pro Zylinder am Eingang des Sammlers 3A wird ein Wert verwendet, der von der Routine in 8 errechnet wurde, und für den Äquivalenzwert einer Zeitkonstanten Kkin wird ein Wert verwendet, der von der Routine in 18 errechnet wurde.
In einem anschließenden Schritt S112 wird eine Menge des zurückgeführten Abgases Qec0 pro Zylinder am Eingang des Sammlers 3A nach der folgenden Gleichung (7) berechnet. Qec0 = Qacn·Mger (7)
In einem nächsten Schritt S113 wird die tatsächliche Menge des zurückgeführten Abgases Qec nach der folgenden Gleichung (8) berechnet, und die Routine wird beendet. Qec = Qec0·Kkin·Ne·KE# + Qecn-1·(1 – Kkin·Ne·KE#) (8)
20 zeigt eine Routine für die Berechnung der Zielmenge der Ansaugfrischluft tQac. Die Zielmenge der Ansaugfrischluft tQac entspricht einer Zielmenge der Frischluft am Eingang des Sammlers 3A. Diese Routine wird im Abstand von 10 Millisekunden ausgeführt.
In der Routine in 20 liest die Steuereinheit 41 zuerst in einem Schritt S101 die tatsächliche EGR- Rate Megrd ein.
In einem Schritt S102 wird von einer in 21 gezeigten Subroutine der Ziel- Luft- Überschußfaktor Tlamb berechnet.
In 21 werden in einem Schritt S401 die Motordrehzahl Ne, die Basis- Kraftstoff- Einspritzmenge Mqdrv, die Kühlwassertemperatur Tw, die Temperatur der Ansaugluft Ta und der Atmosphärendruck Pa eingelesen. Die Basis- Kraftstoff- Einspritzmenge Mqdrv ist ein Wert, der im Schritt S3 in 3 berechnet wurde.
In einem Schritt S402 wird ein Basiswert des Ziel- Luft- Überschußfaktors Tlambb berechnet, indem ein in 22 gezeigtes dreidimensionales Funktionsbild konsultiert wird, das auf der Motordrehzahl Ne und der Basis- Kraftstoff- Einspritzmenge Mqdrv beruht. Dieses Funktionsbild wird vorher im Speicher der Steuereinheit 41 gespeichert.
Hier werden jetzt die charakteristischen Eigenschaften dieses dreidimensionalen Funktionsbilds beschrieben.
Beim bisherigen Stand der Technik wurde zur Verhinderung der Rauchbildung nur in dem Bereich hoher Last des Dieselmotors 1 eine Grenze für den Luft- Überschußfaktor festgelegt. Auf der anderen Seite wird nach der vorliegenden Erfindung ein optimaler Luft- Überschußfaktor in allen Bereichen der Motordrehzahl Ne und der Basis- Kraftstoff- Einspritzmenge Mqdrv festgelegt.
Insbesondere wird der Basiswert des Ziel- Luft- Überschußfaktors Tlambb um so kleiner gewählt, je größer die Basis- Kraftstoff- Einspritzmenge Mqdrv ist.
Weiterhin wird der Basiswert des Luft- Überschußfaktors Tlambb um so kleiner gewählt, je höher die Drehzahl Ne in dem Bereich hoher Drehzahl ist.
In einem Schritt S403 wird der Wassertemperatur- Korrekturkoeffizient Klamb_tw berechnet, indem ein in 23 gezeigtes Kurvenbild konsultiert wird, das auf der Kühlwassertemperatur Tw beruht. Dieses Kurvenbild wird vorher im Speicher der Steuereinheit 41 gespeichert.
In einem Schritt S404 wird ein Korrekturkoeffizient der Ansaugluft- Temperatur Klamb_ta berechnet, indem ein in 65 gezeigtes Kurvenbild konsultiert wird, das auf der Temperatur der Ansaugluft Ta beruht.
Dieses Kurvenbild wird vorher im Speicher der Steuereinheit 41 gespeichert.
In einem Schritt S405 wird ein atmosphärischer Korrekturkoeffizient Klamb_pa berechnet, indem ein in 66 gezeigtes Kurvenbild konsultiert wird, das auf dem Atmo sphärendruck Pa beruht. Dieses Kurvenbild wird vorher im Speicher der Steuereinheit 41 gespeichert.
In einem Schritt S406 wird unter Verwendung einer in 67 gezeigten Subroutine eine Marke „Fetter Zusatz" frspk gesetzt.
Die Marke „Fetter Zusatz" frspk ist eine Marke, die angibt, ob fetter Zusatz erlaubt ist oder nicht. Wie oben beschrieben, reduziert der katalytische Wandler 62 zurückgehaltene Stickstoffoxide (NOx) bei einem fetten Luft- Kraftstoff- Verhältnis mit Hilfe ausgestoßener Kohlenwasserstoffe (HC). Zu diesem Zweck wird das Luft- Kraftstoff- Verhältnis des Dieselmotors 1 vorübergehend auf fett festgesetzt, d. h., der Luft- Überschußfaktor wird auf weniger als 1 festgesetzt. Diese Verfahrensweise wird als fetter Zusatz bezeichnet. Wenn die Marke „Fetter Zusatz" frspk = 1, dann zeigt das an, dass die Bedingungen für fetten Zusatz erfüllt sind. Wenn die Marke „Fetter Zusatz" frspk = 0, dann zeigt das an, dass die Bedingungen für fetten Zusatz nicht erfüllt sind.
In 67 liest die Steuereinheit 41 zuerst in einem Schritt S381 die Motordrehzahl Ne, die Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol und die Kühlwassertemperatur Tw ein. In den Schritten S372 bis S374 wird festgestellt, ob die Bedingungen für fetten Zusatz erfüllt sind oder nicht. Insbesondere wenn die Kühlwassertemperatur Tw höher ist als eine vorbestimmte Temperatur TWRSK#, die Motordrehzahl Ne in einem vorbestimmten Drehzahlbereich liegt und die Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol sich in einem vorbestimmten Einspritzmengenbereich befindet, wird festgestellt, dass die Bedingungen für fetten Zusatz erfüllt sind. Wenn zum Beispiel die Abgastemperatur niedrig ist, so wie in dem Bereich niedriger Last, geht die Reduktion von NOx mittels HC nicht sehr gut voran, und in diesem Fall sind, da die Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol unterhalb des vorbestimmten Einspritzbereichs liegt, die Bedingungen für fetten Zusatz nicht erfüllt.
Wenn irgendeine der Bedingungen der Schritte S372–S374 nicht erfüllt ist, setzt die Subroutine im Schritt S381 eine Marke „Fetter Zusatz beendet" frspk1 auf 0 zurück, und in einem Schritt S383 wird die Marke „Fetter Zusatz" frspk auf 0 zurückgesetzt, und die Subroutine wird beendet. Die Marke „Fetter Zusatz beendet" frspk1 ist eine Marke, die anzeigt, ob fetter Zusatz aufgehört hat oder nicht. Wenn frspk1 = 1, dann zeigt das an, dass fetter Zusatz beendet ist, und wenn frspk1 = 0, dann zeigt das an, dass fetter Zusatz nicht beendet ist.
Wenn andererseits alle Bedingungen der Schritte S372–S374 erfüllt sind, wird festgestellt, dass die Bedingungen für fetten Zusatz erfüllt sind, und die Subroutine geht zu einem Schritt S375 weiter.
Im Schritt S375 wird festgestellt, ob der unmittelbar vorhergehende Wert frspk1_n-1 0 ist oder nicht. frspk1_n-1 ist die Marke „Fetter Zusatz beendet", die bei der unmittelbar vorhergehenden Ausführung der Subroutine gesetzt wurde. Wenn der unmittelbar vorhergehende Wert frspk1_n-1 Null ist, wird in einem Schritt S376 festgestellt, ob der unmittelbar vorhergehende Wert der Marke „Fetter Zusatz" frspk_n-1 1 ist oder nicht. Wenn der unmittelbar vorhergehende Wert frspk_n-1 nicht 1 ist, sind zum ersten Mal die Bedingungen für die Marke „Fetter Zusatz" aufgrund der gegenwärtigen Ausführung der Subroutine erfüllt. In diesem Falle wird in einem Schritt S377 ein Taktgeberwert Ctrrh auf einen vorbestimmten Wert TMRRSK# gesetzt, und in einem Schritt S382 wird die Marke „Fetter Zusatz" frspk auf 1 gesetzt und die Subroutine beendet.
Wenn im Schritt S375 der unmittelbar vorhergehende Wert frspk1_n-1 der Marke „Fetter Zusatz beendet" nicht 0 ist, d. h., wenn er 1 ist, ist fetter Zusatz bereits beendet worden. In diesem Fall wird in dem Schritt S383 die Marke „Fetter Zusatz" frspk auf 0 zurückgesetzt, und die Subroutine wird beendet.
Wenn in dem Schritt S376 der unmittelbar vorhergehende Wert frspk_n-1 der Marke „Fetter Zusatz" 1 ist, zeigt das, dass die Bedingungen für fetten Zusatz von der letzten Ausführung der Subroutine an dauernd erfüllt geblieben sind. In diesem Fall geht die Subroutine zu einem Schritt S378 weiter, und der Taktgeberwert Ctrrh wird um 1 verringert. In einem nächsten Schritt S379 wird festgestellt, ob der Taktgeberwert Ctrrh 0 ist oder nicht.
Wenn in dem Schritt S379 der Taktgeberwert Ctrrh nicht 0 ist, setzt die Steuereinheit 41 in dem Schritt S382 die Marke „Fetter Zusatz" frspk auf 1, und die Subroutine wird beendet. Wenn in dem Schritt S379 der Taktgeberwert Ctrrh 0 ist, setzt die Steuereinheit 41 in einem Schritt S380 die Marke „Fetter Zusatz beendet" frspk1 auf 1, setzt die Marke „Fetter Zusatz" frspk im Schritt S383 auf 0 zurück, und die Subroutine wird beendet.
Wenn in dieser Subroutine die Bedingungen für fetten Zusatz erfüllt sind und falls fetter Zusatz noch nicht vorgenommen worden ist, dann wird die Marke „Fetter Zusatz" frspk über eine Zeit, die dem vorbestimmten Wert TMRRSK# entspricht, auf 1 gesetzt. Nach der Beendigung des fetten Zusatzes wird die Marke „Fetter Zusatz" frspk selbst dann nicht auf 1 gesetzt, wenn die Bedingungen für fetten Zusatz andauern, und die Marke „Fetter Zusatz" frspk wird erst dann wieder auf 1 gesetzt, wenn die Bedingungen für fetten Zusatz einmal nicht erfüllt gewesen sind und wieder erfüllt werden. Auf diese Weise wird fetter Zusatz nicht unnötigerweise durchgeführt. Aufgrund dieser Verfahrensweise wird ein unnötiger fetter Zusatz nicht vorgenommen, und eine Verschlechterung des Kraftstoff- Kostenverhaltens oder der Abgaszusammensetzung aufgrund von fettem Zusatz wird auf das Minimum verringert.
Betrachtet man jetzt wieder die Subroutine in 21, so stellt die Steuereinheit 41 in einem Schritt S407 fest, ob die im Schritt S406 gesetzte Marke „Fetter Zusatz" frspk 1 ist oder nicht.
Wenn frspk 1 ist, d. h., wenn die Bedingungen für fetten Zusatz erfüllt sind, dann wird in einem Schritt S409 der Ziel- Luft- Überschußfaktor Tlamb auf einen festen Wert TLAMRC# von kleiner als 1,0 gesetzt, und die Subroutine wird beendet.
Wenn auf der anderen Seite frspk nicht 1 ist, d. h., wenn die Bedingungen für fetten Zusatz nicht erfüllt sind, dann wird in einem Schritt S408 ein Wert als Ziel- Luft- Überschußfaktor Tlamb festgesetzt, der durch Multiplikation des Basiswerts des Ziel- Luft- Überschußfaktors Tlambb mit den drei Korrekturkoeffizienten Klamb_tw, Klamb_ta und Klamb_Pa erhalten wird, und die Subroutine wird beendet.
Hierbei korrigiert der Wassertemperatur- Korrekturkoeffizient Klamb_tw den Luft- Überschußfaktor nach oben, um die Reibung zu bewältigen, die bei niedriger Temperatur zunimmt, und die Verbrennung zu stabilisieren.
Der Korrekturkoeffizient der Ansaugluft- Temperatur Klamb_ta korrigiert den Luft- Überschußfaktor nach oben, gleicht ein Absinken der Luftdichte aus und verringert die Verbrennungstemperatur, wenn die Temperatur der Ansaugluft im hohen Bereich liegt. Der Hochtemperaturbereich für die Temperatur der Ansaugluft Ta ist zum Beispiel der Bereich über 80 °C.
Der Atmosphärendruck- Korrekturkoeffizient Klamb_Pa erhöht den Luft- Überschußfaktor und gleicht ein Absinken der Luftdichte in größeren Höhen aus, wo der Atmosphärendruck Pa weniger als eine Atmosphäre beträgt.
Fetter Zusatz kann nicht nur vorgenommen werden, um NOx zu reduzieren, sondern auch, um die Abgastemperatur zu erhöhen. In diesem Fall wird ein im Schritt S409 verwendeter fester Wert TLABRC# von 1,1 auf 1,2 gesetzt, und die Bedingungen für das Setzen der Marke „Fetter Zusatz" frspk auf 1 im Flussdiagramm von 67 können so modifiziert werden, dass ein weiterer Schritt eingefügt wird, um festzustellen, ob fetter Zusatz zur Erhöhung der Abgastemperatur erforderlich ist.
Auf diese Weise berechnet die Steuereinheit 41, nachdem der Ziel- Luft- Überschußfaktor Tlamb von der Subroutine in 21 festgesetzt worden ist, in einem Schritt S103 in 20 ein Ziel- Äquivalenzverhältnis Tfbya nach der folgenden Gleichung (9) unter Verwendung des Ziel- Luft- Überschußfaktors Tlamb und der tatsächlichen EGR- Rate Megrd. Tfbya = {Tlamb + Megrd·(Tlamb – 1)}/Tlamb2 (9)
Gleichung (9) ist eine Näherung, die auf folgendem Konzept beruht:
Der Luft- Überschußfaktor lamb ist ein Wert, der erhalten wird, indem das Luft- Kraftstoff- Verhältnis durch 14,7 – was das stöchiometrische Luft- Kraftstoff- Verhältnis ist – dividiert wird, und er wird allgemein durch die folgende Gleichung (10) definiert. lamb = Ga/(Gf·14,7) (10)worin

Ga: = Frischluftmenge und
Gf: = Menge des eingespritzten Kraftstoffs.

In dem Dieselmotor 1, der oft mit überschüssiger Luft betrieben wird, wird jedoch ein Teil der Frischluft ausgestoßen, ohne zur Verbrennung beigetragen zu haben. Als Folge davon ist, wenn die Abgasrückführung unter den Bedingungen überschüssiger Luft durchgeführt wird, eine bestimmte Menge Frischluft in dem Abgas enthalten, das über das EGR- Ventil 6 in die Ansaugluft zurückgeführt wird.
Der Luft- Überschußfaktor lamb, der die Frischluft berücksichtigt, die in dem Abgas enthalten ist, das in die Ansaugluft zurückgeführt wird, kann durch die folgende Gleichung (11) dargestellt werden: lamb = {Ga + Ge·(lamb – 1)/lamb}/(Gf·14,7) (11)worin

Ga: = Menge des zurückgeführten Abgases.

(lamb – 1)/lamb in Gleichung (11) gibt den Anteil der Frischluft in dem zurückgeführten Abgas an.
Gleichung (11) läßt sich in Form der folgenden Gleichung (12) umschreiben. lamb = Ga·{1 + (Ge/Ga)·(lamb – 1)/lamb}/(Gf·14,7) = {Ga/(Gf·14,7)}·{1 + (Ge/Ga)·(lamb – 1)/lamb} (12)
Hierbei entspricht Ge/Ga der EGR- Rate.
Andererseits wird in der Steuerungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ein Äquivalenzverhältnis fbya durch die folgende Gleichung (13) definiert. fbya = Gf·14,7/Ga (13)
In der Theorie müßte das eine Menge sein, die erhalten wird, indem die aufgrund der Abgasrückführung in dem Abgas enthaltene Luftmenge zu der in Gleichung (13) verwendeten Frischluftmenge Ga addiert wird, aber in der vorliegenden Steuerungsvorrichtung wird das Äquivalenzverhältnis fbya durch Gleichung (13) als ein Näherungswert definiert.
Ga/(Gf·14,7) auf der rechten Seite von Gleichung (12) ist gleich 1/fbya. Durch Einsetzen dieses Ausdrucks in Gleichung (12) erhält man die folgende Gleichung (14). lamb = (1/fbya)·{1 + Megrd·(lamb – 1)/lamb} (14)
Durch Umstellen von Gleichung (14) nach dem Äquivalenzverhältnis fbya erhält man die folgende Gleichung (15). fbya = (1/lamb)·{1 + Megrd·(lamb – 1)/lamb} (15)
Gleichung (9) wird erhalten, indem in Gleichung (15) das Äquivalenzverhältnis fbya durch das Ziel- Äquivalenzverhältnis Tfbya bzw. der Luft- Überschußfaktor lamb durch den Ziel- Luft- Überschußfaktor Tlamb ersetzt wird.
Der Grund dafür, dass bei der Berechnung des Ziel- Äquivalenzverhältnisses Tfbya die tatsächliche EGR- Rate Megrd verwendet wird, ist folgender: Wenn sich der Dieselmotor 1 aufgrund der Zeit, die erforderlich ist, bis zurückgeführtes Abgas in die Brennkammer des Dieselmotors 1 strömt, in einem nicht stationären Betriebszustand befindet, stimmen die auf dem Ziel- Äquivalenzverhältnis Tfbya beruhende Menge des eingespritzten Kraftstoffs und die Menge des Gases in der Brennkammer nicht überein, und bei der Steuerung des Luft- Überschußfaktors tritt ein Fehler auf. Da jedoch bei der Berechnung des Ziel- Äquivalenzverhältnisses Tfbya anstelle der Ziel- EGR- Rate Megr die tatsächliche EGR- Rate Megrd verwendet wird, die diese Verzögerung berücksichtigt, kann dieser Fehler ausgeschlossen werden.
Nachdem das Ziel- Äquivalenzverhältnis Tfbya auf diese Weise mit Hilfe der Näherungsgleichung (9) berechnet worden ist, berechnet die Steuereinheit 41 im Schritt S104 von 20 die Zielmenge der Ansaugfrischluft tQac mit Hilfe der folgenden Gleichung (16) anhand des Ziel- Äquivalenzverhältnisses Tfbya, und die Subroutine wird beendet. tQac = Mqdrv·BLAMB#/Tfbya (16)worin
BLAMB# = 14,7.
Die Steuerung des EGR- Ventils 6 sowie auch die Steuerung der Menge der Ansaugfrischluft und der Menge des eingespritzten Kraftstoffs durch die Steuereinheit 41 werden auf der Grundlage dieser allgemeinen Parameter, der Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol, des Äquivalenzwerts einer Zeitkonstanten Kkin, der Ziel- EGR- Rate Megr, der tatsächlichen EGR- Rate Megrd, der Menge der Zylinder- Ansaugfrischluft Qac, der tatsächliche Menge des zurückgeführten Abgases Qec und der Zielmenge der Ansaugfrischluft tQac durchgeführt.
Als Nächstes wird unter Bezug auf 5 die Berechnung der Ziel- Öffnungsfläche Aev des EGR- Ventils 6 beschrieben. Diese Routine wird jedesmal ausgeführt, wenn das REF- Signal eingegeben wird.
Zuerst berechnet die Steuereinheit 41 in einem Schritt S11 mit Hilfe einer in 7 gezeigten Subroutine eine Zielmenge des zurückgeführten Abgases Tqec des EGR- Ventils 6.
Betrachtet man 7, so liest die Steuereinheit 41 zuerst in einem Schritt S21 die Menge der Ansaugfrischluft Qacn am Eingang eines Sammlers 3A ein. Die Menge der Ansaugfrischluft Qacn pro Zylinder am Eingang des Sammlers 3A ist ein Wert, der im Schritt S33 in 8 berechnet wird.
Als Nächstes wird in einem Schritt S22 die Ziel- EGR- Rate Megr eingelesen. Die Ziel- EGR- Rate Megr ist ein Wert, der von der Routine in 11 berechnet wird.
Anschließend wird in einem Schritt S23 eine benötigte Menge des zurückgeführten Abgases Mqec nach Gleichung (17) berechnet. Mqec = Qacn·Megr (17)
In einem nächsten Schritt S24 wird mit der benötigten Menge des zurückgeführten Abgases Mqec mit Hilfe der folgenden Gleichung (18) eine Verzögerungs- Bearbeitung unter Verwendung eines Äquivalenzwerts einer Zeitkonstanten Kkin vorgenommen, der von der Routine aus 18 berechnet wird, und dies wird in einen Zwischenwert umgewandelt, der der benötigten Menge des zurückgeführten Abgases pro Zylinder an der Position des Einlaßventils des Dieselmotors 1 entspricht. Rqec = Mqec·Kkin + Rqecn-1·(1 – Kkin) (18)worin

Rqec_n-1: = Rqec, der bei der unmittelbar vorhergehenden Ausführung der Subroutine berechnet wurde.

In einem nächsten Schritt S25 wird eine Vorverlegungs- Bearbeitung mit Hilfe der folgenden Gleichung (19) unter Verwendung des Zwischenwerts Rqec und der benötigten Menge des zurückgeführten Abgases Mqec vorgenommen, um eine Zielmenge des zurückgeführten Abgases Tqec pro Zylinder an der Position des EGR- Ventils 6 zu berechnen. Tqec = GKQEC·Mqec – (GKQEC – 1)·Rqecn-1 (19)
In einem letzten Schritt S26 wird die Zielmenge des zurückgeführten Abgases Tqec pro Zylinder mit der folgenden Gleichung (20) in eine Zielmenge des zurückgeführten Abgases Tqek pro Zeiteinheit umgewandelt. Tqek = Tqec·(Ne/KCON#)/Kqac00 (20)worin

Kqac00: = Rückkopplungs- Korrekturkoeffizient der Menge des zurückgeführten Abgases.

Der Rückkopplungs- Korrekturkoeffizient der Menge des zurückgeführten Abgases Kqac00 wird weiter unten beschrieben.
Betrachtet man jetzt wieder 5, so berechnet die Steuereinheit 41 nach der Berechnung der Zielmenge des zurückgeführten Abgases Tqek pro Zeiteinheit in einem Schritt S12 mit Hilfe einer Subroutine aus 63 eine Strömungsgeschwindigkeit am EGR- Ventil Cqe.
In 63 liest die Steuereinheit 41 in einem Schritt S361 die tatsächliche Menge des zurückgeführten Abgases Qec, die tatsächliche EGR- Rate Megrd und die Menge der Zylinder- Ansaugfrischluft Qac ein.
In einem Schritt S362 werden von einer in 50 gezeigten Subroutine ein Rückkopplungs- Korrekturkoeffizient der Strömungsgeschwindigkeit der Abgasrückführung Kqac0 und ein Lern- Korrekturkoeffizient der Strömungsgeschwindigkeit der Abgasrückführung Kqac berechnet.
Betrachtet man jetzt 50, so liest die Steuereinheit 41 in einem Schritt S251 zuerst die Zielmenge der Ansaugfrischluft tQac, die Menge der Zylinder- Ansaugfrischluft Qac, die Motordrehzahl Ne und die Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol ein.
In einem Schritt S252 wird mit Hilfe der folgenden Gleichung (21) aus der Zielmenge der Ansaugfrischluft tQac und dem Äquivalenzwert einer Zeitkonstanten Kkin, der von der Routine aus 8 berechnet wird, ein Verzögerungs- Bearbeitungs- Wert tQacd der Zielmenge der Ansaugfrischluft tQac berechnet. Dieser Wert entspricht der Zielmenge der Ansaugluft an der Position des Einlaßventils des Dieselmotors 1. tQacd = tQac·Kkin·KQA# + tQacdn-1·(1 – Kkin·KQA#) (21)worin

KQA#: = Konstante und
tQacd_n-1: = tQacd, der bei der unmittelbar vorhergehenden Ausführung der Subroutine berechnet wurde.

In einem folgenden Schritt S253 werden eine Marke „Rückkopplungsfreigabe" fefb, eine Marke „Lernfreigabe" felrn und eine Marke „Freigabe der Lernwertreflexion" felrn2 eingelesen, die mit der Steuerung der Öffnungsweite des EGR- Ventils zusammenhängen.
Diese Marken werden von den in 51, 52 bzw. 53 gezeigten unabhängigen Routinen gesetzt.
51 zeigt die Routine für das Setzen der Marke „Rückkopplungsfreigabe" fefb. Diese Routine wird im Abstand von 10 Millisekunden ausgeführt.
In 51 liest die Steuereinheit 41 zuerst in einem Schritt S271 die Motordrehzahl Ne, die Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol, die tatsächliche EGR- Rate Megrd und die Wassertemperatur Tw ein.
In den anschließenden Schritten S272–S275 werden die Bedingungen der Rückkopplungs- Regelung der Menge des zurückgeführten Abgases festgestellt.
Im Schritt S272 wird festgestellt, ob die tatsächliche EGR- Rate Megrd einen vorbestimmten Wert MEGRFB# überschreitet oder nicht. Der vorbestimmte Wert MEGRFB# ist ein Wert für die Überprüfung, ob die Abgasrückführung tatsächlich durchgeführt wird. Im Schritt S273 wird festgestellt, ob die Kühlwassertemperatur Tw einen vorbestimmten Wert TwFBL# überschreitet oder nicht. Der vorbestimmte Wert TwFBL# wird auf 30 °C festgesetzt. In einem Schritt S274 wird festgestellt, ob die Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol einen vorbestimmten Wert QSOLFBL# überschreitet oder nicht.
Der vorbestimmte Wert QSOLFBL# ist ein Wert zur Überprüfung, ob der Dieselmotor 1 sich nicht in einem Zustand befindet, in dem die Kraftstoffzufuhr unterbrochen ist. In einem Schritt S275 wird festgestellt, ob die Motordrehzahl Ne einen vorbestimmten Wert NeFBL# überschreitet oder nicht. Der vorbestimmte Wert NeFBL# ist ein Wert zur Überprüfung, ob das Fahrzeug sich nicht in einem Bereich niedriger Geschwindigkeit befindet, in dem der Dieselmotor 1 zu rotieren aufhört.
Wenn alle Bedingungen der Schritte S272–S275 erfüllt sind, geht die Subroutine zu einem Schritt S276 weiter und erhöht einen Taktgeber- Wert Ctrfb.
In einem folgenden Schritt S278 wird festgestellt, ob der Taktgeber- Wert Ctrfb größer als ein vorbestimmter Wert TMRFB# ist oder nicht. Der vorbestimmte Wert TMRFB# wird zum Beispiel auf einen Wert kleiner als 1 Sekunde festgesetzt. Wenn das Ergebnis dieser Feststellung positiv ist, setzt die Subroutine die Marke „Rückkopplungsfreigabe" fefb in einem Schritt S279 auf 1, und die Subroutine wird beendet. Wenn auf der anderen Seite irgendeine der Bedingungen der Schritte S272–S275 nicht erfüllt ist, setzt die Subroutine in einem Schritt S277 den Taktgeber- Wert Ctrfb auf 0 zurück und geht zu einem nächsten Schritt S280 weiter.
Wenn die Feststellung in dem Schritt S278 negativ ist, geht die Subroutine ebenfalls zu dem Schritt S280 weiter.
Im Schritt S280 wird die Marke „Rückkopplungsfreigabe" fefb auf 0 zurückgesetzt, und die Subroutine wird beendet.
Gemäß dieser Subroutine wird die Marke „Rückkopplungsfreigabe" fefb nur dann auf 1 gesetzt, wenn der Zustand, in dem alle Bedingungen der Schritte S272–S275 erfüllt waren, über eine Zeit andauert, die den vorbestimmten Wert TMRFB# überschreitet, andernfalls wird die Marke „Rückkopplungsfreigabe" fefb auf 0 zurückgesetzt.
52 zeigt eine Routine für das Setzen der Marke „Freigabe der Lernwertreflexion" felrn2. Diese Routine wird ebenfalls im Abstand von 10 Millisekunden ausgeführt.
In 52 liest die Steuereinheit 41 zuerst in einem Schritt S291 die Motordrehzahl Ne, die Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol, die tatsächliche EGR- Rate Megrd und die Kühlwassertemperatur Tw ein.
In den anschließenden Schritten S292–S295 werden Bedingungen der Lernwertreflexion der Menge des zurückgeführten Abgases festgestellt.
Im Schritt S292 wird festgestellt, ob die tatsächliche EGR- Rate Megrd einen vorbestimmten Wert MEGRLN2# überschreitet oder nicht. Der vorbestimmte Wert MEGRLN2# ist ein Wert zur Überprüfung, dass die Abgasrückführung tatsächlich durchgeführt wird. In einem Schritt S293 wird festgestellt, ob die Kühlwassertemperatur Tw einen vorbestimmten Wert TwLNL2# überschreitet oder nicht. Der vorbestimmte Wert TwLNL2# wird auf 20 °C festgesetzt. In einem Schritt S294 wird festgestellt, ob die Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol einen vorbestimmten Wert QSOLLNL2# überschreitet oder nicht. Der vorbestimmte Wert QSOLLNL2# ist ein Wert zur Überprüfung, ob der Dieselmotor 1 sich nicht in einem Zustand befindet, in dem die Kraftstoffzufuhr unterbrochen ist. Im Schritt S295 wird festgestellt, ob die Motordrehzahl Ne einen vorbestimmten Wert NeLNL2# überschreitet oder nicht. Der vorbestimmte Wert NeLNL2# ist ein Wert zur Überprüfung, ob das Fahrzeug sich nicht in einem Bereich niedriger Geschwindigkeit befindet, in dem der Dieselmotor 1 zu rotieren aufhört.
Nur wenn alle Bedingungen der Schritte S292–S295 erfüllt sind, geht die Subroutine zu einem Schritt S296 weiter und erhöht einen Taktgeber- Wert Ctrln2.
In dem folgenden Schritt S298 wird festgestellt, ob der Taktgeber- Wert Ctrln2 einen vorbestimmten Wert TMRLN2# überschreitet oder nicht. Der vorbestimmte Wert TMRLN2# wird auf 0,5 Sekunden festgesetzt. Wenn das Ergebnis dieser Feststellung positiv ist, setzt die Subroutine die Marke „Freigabe der Lernwertreflexion" felrn2 in einem Schritt S299 auf 1, und die Subroutine wird beendet.
Wenn auf der anderen Seite irgendeine der Bedingungen der Schritte S292–S295 nicht erfüllt ist, setzt die Subroutine in einem Schritt S297 den Taktgeber- Wert Ctrln2 auf 0 zurück und geht zu einem folgenden Schritt S300 weiter. Wenn die Feststellung im Schritt S298 negativ ist, geht die Subroutine ebenfalls zu dem Schritt S300 weiter.
Im Schritt S300 wird die Marke „Freigabe der Lernwertreflexion" felrn2 auf 0 zurückgesetzt, und die Subroutine wird beendet.
53 zeigt die Routine für das Setzen der Marke „Lernfreigabe" felrn. Diese Routine wird ebenfalls im Abstand von 10 Millisekunden ausgeführt.
In 53 liest die Steuereinheit 41 zuerst in einem Schritt S311 die Motordrehzahl Ne, die Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol, die tatsächliche EGR- Rate Megrd und die Wassertemperatur Tw ein.
In den anschließenden Schritten S312–S317 werden die Bedingungen der Lernfreigabe der Menge des zurückgeführten Abgases festgestellt.
In dem Schritt S312 wird festgestellt, ob die tatsächliche EGR- Rate Megrd einen vorbestimmten Wert MEGRLN# überschreitet oder nicht. Der vorbestimmte Wert MEGRLN# ist ein Wert zur Überprüfung, ob die Abgasrückführung tatsächlich durchgeführt wird. Im Schritt S313 wird festgestellt, ob die Kühlwassertemperatur Tw einen vorbestimmten Wert TwLNL# überschreitet oder nicht. Der vorbestimmte Wert TwLNL# wird auf 70 – 80 °C festgesetzt. Im Schritt S314 wird festgestellt, ob die Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol einen vorbestimmten Wert QSOLLNL# überschreitet oder nicht. Der vorbestimmte Wert QSOLLNL# ist ein Wert zur Überprüfung, ob der Dieselmotor 1 sich nicht in einem Zustand befindet, in dem die Kraftstoffzufuhr unterbrochen ist. In dem Schritt S315 wird festgestellt, ob die Motordrehzahl Ne einen vorbestimmten Wert NeLNL# überschreitet oder nicht. Der vorbestimmte Wert NeLNL# ist ein Wert zur Überprüfung, ob das Fahrzeug sich nicht in einem Bereich niedriger Geschwindigkeit befindet, in dem der Dieselmotor 1 zu rotieren aufhört. In dem Schritt S316 wird festgestellt, ob die Marke „Rückkopplungsfreigabe" fefb 1 ist oder nicht. In dem Schritt S317 wird festgestellt, ob die Marke „Freigabe der Lernwertreflexion" felrn2 1 ist oder nicht.
Nur wenn alle Bedingungen der Schritte S312–S317 erfüllt sind, geht die Subroutine zu einem Schritt S318 weiter und erhöht einen Taktgeber- Wert Ctrln.
In einem folgenden Schritt S320 wird festgestellt, ob der Taktgeber- Wert Ctrln einen vorbestimmten Wert TMRLN# überschreitet oder nicht. Der vorbestimmte Wert TMRLN# wird auf 4 Sekunden festgesetzt. Wenn das Ergebnis dieser Feststellung positiv ist, setzt die Subroutine die Marke „Lernfreigabe" felrn in einem Schritt S321 auf 1, und die Subroutine wird beendet. Wenn auf der anderen Seite irgendeine der Bedingungen der Schritte S312–S317 nicht erfüllt ist, setzt die Subroutine in einem Schritt S319 den Taktgeber- Wert Ctrln auf 0 zurück und geht zu einem folgenden Schritt S322 weiter. Die Subroutine geht ebenfalls zu dem Schritt S322 weiter, wenn die Feststellung im Schritt S320 negativ ist. In dem Schritt S322 wird die Marke „Lernfreigabe" felrn auf 0 zurückgesetzt, und die Subroutine wird beendet.
Betrachtet man wieder 50, so stellt die Steuereinheit 41 nach dem Einlesen der Marke „Rückkopplungsfreigabe" fefb, der Marke „Freigabe der Lernwertreflexion" felrn2 und der Marke „Lernfreigabe" felrn in einem Schritt S254 fest, ob die Marke „Rückkopplungsfreigabe" fefb 1 ist oder nicht.
Wenn die Marke „Rückkopplungsfreigabe" fefb 1 ist, geht die Steuereinheit 41 nach der Berechnung des Rückkopplungs- Korrekturkoeffizienten Kqac00 der Menge des zurückgeführten Abgases in einem Schritt S255 und des Rückkopplungs- Korrekturkoeffizienten Kqac0 der Strömungsgeschwindigkeit am EGR- Ventil Cqe in einem Schritt S256 zu einem Schritt S259 weiter.
Wenn auf der anderen Seite die Marke „Rückkopplungsfreigabe" fefb im Schritt S254 nicht 1 ist, setzt die Steuereinheit 41 den Rückkopplungs- Korrekturkoeffizienten Kqac00 der Menge des zurückgeführten Abgases in einem Schritt S257 auf 1, setzt den Rückkopplungs- Korrekturkoeffizienten Kqac0 in einem folgenden Schritt S258 auf 1 und geht dann zum dem Schritt S259 weiter.
Jetzt werden die in dem Schritt S255 ausgeführte Berechnung des Rückkopplungs- Korrekturkoeffizienten Kqac00 der Menge des zurückgeführten Abgases und die in dem Schritt S256 ausgeführte Berechnung des Rückkopplungs- Korrekturkoeffizienten Kqac0 der Strömungsgeschwindigkeit der Abgasrückführung beschrieben.
Die Berechnung des Rückkopplungs- Korrekturkoeffizienten Kqac00 der Menge des zurückgeführten Abgases wird von einer in 54 gezeigten Subroutine vorgenommen.
In 54 liest die Steuereinheit 41 zuerst in einem Schritt S331 den Verzögerungs- Bearbeitungs- Wert tQacd der Zielmenge der Ansaugluft, die Menge der Zylinder- Ansaugfrischluft Qac, die Motordrehzahl Ne, die Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol und die Kühlwassertemperatur Tw ein. Der Verzögerungs- Bearbeitungs- Wert tQacd ist ein Wert, der in dem Schritt S252 von 50 berechnet wird.
In einem Schritt S332 wird ein Korrekturgewinn Gkfb der Strömungsgeschwindigkeit der Abgasrückführung berechnet, indem ein in 55 gezeigtes dreidimensionales Funktionsbild konsultiert wird, das vorher im Speicher der Steuereinheit 41 gespeichert wurde und auf der Motordrehzahl Ne und der Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol beruht. In einem folgenden Schritt S333 wird ein Wassertemperatur- Korrekturkoeffizient KgfbTw des Korrekturgewinns berechnet, indem ein in 56 gezeigtes Kurvenbild konsultiert wird, das vorher im Speicher der Steuereinheit 41 gespeichert wurde und auf der Kühlwassertemperatur Tw beruht.
In einem letzten Schritt S334 wird der Rückkopplungs- Korrekturkoeffizient Kqac00 der Menge des zurückgeführten Abgases mittels der folgenden Gleichung (22) anhand des Korrekturgewinns Gkfb und des Wassertemperatur- Korrekturkoeffizienten KgfbTw berechnet. Kqac00 = (tQacd/Qac – 1)·Gkfb·Kgfbtw + 1 (22)
(tQacd/Qac – 1), der erste Ausdruck auf der rechten Seite der Gleichung (22), ist ein Abweichungsverhältnis des Verzögerungs- Bearbeitungs- Werts der Zielmenge der Ansaugluft tQacd, bezogen auf die Menge der Zylinder- Ansaugfrischluft Qac. Somit ist der Rückkopplungs- Korrekturkoeffizient Kqac00 der Menge des zurückgeführten Abgases ein Wert, der nahe bei 1 liegt.
Die Berechnung des Rückkopplungs- Korrekturkoeffizienten Kqac0 der Strömungsgeschwindigkeit am EGR- Ventil wird von einer in 57 gezeigten Subroutine durchgeführt.
In 57 liest die Steuereinheit 41 zuerst in einem Schritt S341 den Verzögerungs- Bearbeitungs- Wert tQacd, die Menge der Zylinder- Ansaugfrischluft Qac, die Motordrehzahl Ne, die Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol und die Kühlwassertemperatur Tw ein.
In einem Schritt S342 wird ein Korrekturgewinn Gkfbi der Strömungsgeschwindigkeit am EGR- Ventil berechnet, indem ein in 58 gezeigtes dreidimensionales Funktionsbild konsultiert wird, das vorher im Speicher der Steuereinheit 41 gespeichert wurde und auf der Motordrehzahl Ne und der Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol beruht.
In einem Schritt S343 wird ein Wassertemperatur- Korrekturkoeffizient KgfbiTw des Korrekturgewinns berechnet, indem ein in 59 gezeigtes Kurvenbild konsultiert wird, das vorher im Speicher der Steuereinheit 41 gespeichert wurde und auf der Kühlwassertemperatur Tw beruht.
In einem folgenden Schritt S344 wird ein Abweichungsverhältnis Rqac0 nach der folgenden Gleichung (23) unter Verwendung des Korrekturgewinns Gkfbi und des Wassertemperatur- Korrekturkoeffizienten KgfbiTw berechnet. Rqac0 = (tQacd/Qac – 1)·Gkfbi·Kqfbitw + Rqac0n-1 (23)worin

Rqac0_n-1: = Rqac0, das bei der unmittelbar vorhergehenden Ausführung der Subroutine berechnet wurde.

In einem folgenden Schritt S345 wird der Rückkopplungs- Korrekturkoeffizient der Strömungsgeschwindigkeit der Abgasrückführung Kqac0 berechnet, indem 1 zu dem Abweichungsverhältnis Rqac0 addiert wird. Daher ist der Rückkopplungs- Korrekturkoeffizient Kqac0 der Strömungsgeschwindigkeit am EGR- Ventil ein Wert, der zum Integral des Abweichungsverhältnisses proportional ist.
Betrachtet man jetzt wieder 50, so stellt die Steuereinheit 41 nach dem Festsetzen des Rückkopplungs- Korrekturkoeffizienten Kqac00 der Menge des zurückgeführten Abgases und des Rückkopplungs- Korrekturkoeffizienten Kqac0 der Strömungsgeschwindigkeit am EGR- Ventil in dem Schritt S259 fest, ob die Marke „Freigabe der Lernwertreflexion" felrn2 1 ist oder nicht.
Wenn die Marke „Freigabe der Lernwertreflexion" felrn2 1 ist, d. h., wenn Reflexion bei der EGR- Mengen- Steuerung des Lernwerts erlaubt ist, liest die Steuereinheit 41 in einem Schritt S260 den Abweichungsverhältnis- Lernwert Rqac_n ein, indem sie ein in 60 gezeigtes tabellarisches Schema konsultiert, das vorher im Speicher der Steuereinheit 41 gespeichert wurde und auf der Motordrehzahl Ne und der Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol beruht. In einem nächsten Schritt S261 wird der Lern- Korrekturkoeffizient der Strömungsgeschwindigkeit der Abgasrückführung Kqac berechnet, indem 1 zu dem Abweichungsverhältnis- Lernwert Rqac_n addiert wird.
Wenn die Marke „Freigabe der Lernwertreflexion" felrn2 im Schritt S259 nicht 1 ist, setzt die Steuereinheit 41 in einem Schritt S262 den Lern- Korrekturkoeffizienten der Strömungsgeschwindigkeit der Abgasrückführung Kqac auf 1.
Nach der Abarbeitung des Schritts S261 oder des Schritts S262 stellt die Steuereinheit 41 in einem Schritt S263 fest, ob die Marke „Lernfreigabe" felrn 1 ist oder nicht. Wenn die Marke „Lernfreigabe" felrn 1 ist, subtrahiert die Steuereinheit 41 in einem Schritt S264 1 vom Rückkopplungs- Korrekturkoeffizienten der Strömungsgeschwindigkeit der Abgasrückführung Kqac0, um den aktuellen Wert Rqacp des Abwei chungsverhältnisses zu berechnen. In einem folgenden Schritt S266 wird mit Hilfe der Subroutine in 61 der Lernwert aktualisiert, und die Subroutine wird beendet.
Wenn die Marke „Lernfreigabe" felrn nicht 1 ist, setzt die Steuereinheit 41 in einem Schritt S265 den aktuellen Wert Rqacp des Abweichungsverhältnisses auf 0 zurück und beendet die Subroutine aus 50.
Als Nächstes wird die in dem Schritt S266 durchgeführte Aktualisierung des Lernwerts beschrieben.
Betrachtet man 61, so liest die Steuereinheit 41 zuerst in einem Schritt S351 die Motordrehzahl Ne, die Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol und das im Schritt S264 berechnete Abweichungsverhältnis Rqacp ein.
In einem Schritt S352 wird eine Lernrate Tclrn berechnet, indem ein in 62 gezeigtes dreidimensionales Funktionsbild konsultiert wird, das vorher im Speicher der Steuereinheit 41 gespeichert wurde und auf der Motordrehzahl Ne und der Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol beruht.
In einem Schritt S353 wird der Abweichungsverhältnis- Lernwert Rqac_n berechnet, indem das in 60 gezeigte Schema konsultiert wird, das auf der Motordrehzahl Ne und der Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol beruht.
In dem folgenden Schritt S354 wird die Bildung eines gewichteten Mittelwerts nach der folgenden Gleichung (24) zu dem im Schritt S351 eingelesenen Abweichungsverhältnis Rqacp addiert, und der Abweichungsverhältnis- Lernwert wird aktualisiert. Rqacn (neu) = Rqacp·Tclrn + Rqacn (alt)·(1 – Tclrn) (24)worin

Rqac_n (neu): = Abweichungsverhältnis- Lernwert Rqac_n, der in das Schema zu schreiben ist,
Rqacp: = in dem Schritt S351 eingelesenes Abweichungsverhältnis und
Rqac_n (alt): = Abweichungsverhältnis- Lernwert Rqac_n, der in dem Schritt S353 aus dem tabellarischen Schema abgelesen wurde.

In einem nächsten Schritt S355 wird der gespeicherte Wert des tabellarischen Schemas in 60 mit Hilfe des auf diese Weise berechneten Abweichungsverhältnis- Lernwerts Rqac_n (neu) überschrieben.
Mit der Beendigung der Subroutine aus 61 beendet die Steuereinheit 41 die Abarbeitung der Subroutine in 50.
Betrachtet man wieder 63, so berechnet die Steuereinheit 41 in einem Schritt S363 eine korrigierte tatsächliche Menge des zurückgeführten Abgases Qec_h mit Hilfe der folgenden Gleichung (25) anhand des Rückkopplungs- Korrekturkoeffizienten der Strömungsgeschwindigkeit der Abgasrückführung Kqac0 und des Lern- Korrekturkoeffizienten der Strömungsgeschwindigkeit der Abgasrückführung Kqac, die im Schritt S362 berechnet wurden. Qec_h = Qec·Kqac·Kqac0 (25)
In den Schritten S364–S367 wird ein Anfangswert der korrigierten tatsächlichen Menge des zurückgeführten Abgases Qec_h, wenn der Betrieb der Abgasrückführung beginnt, festgesetzt. Im Schritt S364 wird festgestellt, ob die korrigierte tatsächliche Menge des zurückgeführten Abgases Qec_h 0 ist oder nicht. Wenn Qec_h 0 ist, d. h., wenn die Abgasrückführung nicht arbeitet, wird die korrigierte tatsächliche Menge des zurückgeführten Abgases Qec_h in einem Schritt S365 mit der folgenden Gleichung (26) bestimmt, und die Routine geht zu einem Schritt S366 weiter. Wenn die korrigierte tatsächliche Menge des zurückgeführten Abgases in dem Schritt S364 nicht 0 ist, umgeht die Routine den Schritt S365 und geht zu dem Schritt S366 weiter. Qec_h = Qac·MEGRL# (26)worin

MEGRL#: = Konstante.

In dem Schritt S366 wird festgestellt, ob die tatsächliche EGR- Rate Megrd 0 ist oder nicht. Wenn die tatsächliche EGR- Rate Megrd 0 ist, wird die tatsächliche EGR- Rate Megrd im Schritt S367 mit der Konstanten MEGRL# gleichgesetzt, und die Routine geht zu einem Schritt S368 weiter. Wenn die tatsächliche EGR- Rate Megrd nicht 0 ist, umgeht die Routine den Schritt S367 und geht zum Schritt S368 weiter.
Wenn das EGR- Ventil 6 vollständig geschlossen ist, ist die EGR- Ventil- Strömungsgeschwindigkeit des EGR- Ventils 6 gleich 0, und die Gleichungen (25) und (26) sind Gleichungen für die Festlegung des Anfangswerts von Parametern, die für die Berechnung von Strömungsgeschwindigkeiten verwendet werden, wenn der Betrieb der Abgasrückführung beginnt, d. h., wenn sich das EGR- Ventil 6 zu öffnen beginnt. Die Konstante MEGRL# kann z. B. auf 0,5 festgesetzt werden.
Der Differenzdruck vor und hinter (in Strömungsrichtung) dem EGR- Ventil 6 beim Start des Betriebs der Abgasrückführung ist unterschiedlich, je nach den Betriebsbedingungen des Dieselmotors 1, und als Folge ist auch die Strömungsgeschwindigkeit am EGR- Ventil beim Start des Betriebs der Abgasrückführung unterschiedlich. Der Differenzdruck vor und hinter dem EGR- Ventil 6, wenn sich das EGR- Ventil 6 zu öffnen beginnt, hängt von der Menge der Zylinder- Ansaugfrischluft Qac ab. Daher kann die Ge nauigkeit der Berechnung der Strömungsgeschwindigkeit am EGR- Ventil beim Start des Betriebs der Abgasrückführung erhöht werden, indem der Anfangswert von Qec_h mit der Gleichung (26) direkt proportional zu der Menge der Zylinder- Ansaugfrischluft Qac gemacht wird.
Jetzt berechnet die Steuereinheit 41 in dem Schritt S368 die Strömungsgeschwindigkeit am EGR- Ventil Cqe, indem sie ein in 64 gezeigtes dreidimensionales Funktionsbild konsultiert, das vorher in dem Speicher der Steuereinheit 41 gespeichert wurde und auf der korrigierten tatsächlichen Menge des zurückgeführten Abgases Qec_h und der tatsächlichen EGR- Rate Megrd beruht, und die Subroutine wird beendet. Wenn die Subroutine beendet wird, beendet die Steuereinheit 41 die Abarbeitung eines Schritts S12 in 5. In einem anschließenden Schritt S13 in 5 berechnet die Steuereinheit 41 mit Hilfe der folgenden Gleichung (27) eine Oberfläche der Öffnung des EGR- Ventils Aev unter Verwendung der in dem Schritt S11 berechneten Zielmenge des zurückgeführten Abgases TqeK pro Zeiteinheit und der in dem Schritt S12 berechneten Strömungsgeschwindigkeit am EGR- Ventil Cqe. Aev = Tqek/Cqe (27)
Die erhaltene Ziel- Oberfläche der Öffnung des EGR- Ventils Aev wird in einen Hubbetrag oder ein entsprechendes Signal an das Druck- Steuerventil 5 umgewandelt, indem zum Beispiel das Kurvenbild in 6 konsultiert wird. Die Steuereinheit 41 regelt die Öffnungsweite des EGR- Ventils 6 auf die Ziel- Oberfläche der Öffnung des EGR- Ventils Aev durch Ausgabe des Signals an das Druck- Steuerventil 5 ein, das das EGR- Ventil 6 auf der Basis dieser Parameter betätigt.
Wie in dem dreidimensionalen Funktionsbild in 64 gezeigt wird, sind die Kennlinien der Strömungsgeschwindigkeit am EGR- Ventil Cqe nichtlinear, und die Empfindlichkeit der Rückkopplungs- Regelung der Strömungsgeschwindigkeit am EGR- Ventil Cqe wird auch leicht durch die Betriebsbedingungen des Dieselmotors 1 beeinflusst. Als Folge davon kann der Wert der Strömungsgeschwindigkeit am EGR- Ventil Cqe instabil sein, wenn der Rückkopplungs- Korrekturkoeffizient Kqac0 der Strömungsgeschwindigkeit am EGR- Ventil direkt mit der Strömungsgeschwindigkeit am EGR- Ventil multipliziert wird. Daher wird der Rückkopplungs- Korrekturkoeffizient Kqac0 der Strömungsgeschwindigkeit am EGR- Ventil in Gleichung (25) zur Berechnung der korrigierten tatsächlichen EGR- Rate Qec_h benutzt, anstatt ihn mit der Strömungsgeschwindigkeit am EGR- Ventil Cqe zu multiplizieren. Auf diese Weise wird durch die Berechnung der Strömungsgeschwindigkeit am EGR- Ventil Cqe mit Hilfe des dreidimensionalen Funktionsbilds in 64 aus der korrigierten tatsächlichen Menge des zurückgeführten Abgases Qec_h die Redundanz der Rückkopplungs- Regelung der Strömungsgeschwindigkeit am EGR- Ventil Cqe aufrechterhalten, und eine Streuung bei der Empfindlichkeit wird unterdrückt.
Des weiteren kann es in dem Funktionsbild von 64 an Stellen nahe dem rechten Rand, wo die Kennlinien steil ansteigen, leicht zu Fehlanpassungen bei der Berechnung der Strömungsgeschwindigkeit am EGR- Ventil Cqe kommen. Wenn bei der Strömungsgeschwindigkeit am EGR- Ventil Cqe eine Fehlanpassung auftritt, wird auch bei der anhand von Gleichung (27) berechneten Oberfläche der Öffnung des EGR- Ventils Aev ein Fehler auftreten.
Um diesen Fehler zu verhindern, wird der Rückkopplungs- Korrekturwert der Menge des zurückgeführten Abgases Kqac00 auf die Berechnung der Zielmenge des zurückgeführten Abgases Tqek pro Zeiteinheit angewandt, die der Zähler in der Gleichung (27) ist. Mittels Gleichung (22) wird der Rückkopplungs- Korrekturwert der Menge des zurückgeführten Abgases Kqac00 direkt proportional zu einer Fehlerrate des Verzögerungs- Bearbeitungs- Werts der Zielmenge der Frischluft tQacd gemacht, bezogen auf die Menge der Zylinder- Ansaugfrischluft Qac. Aufgrund dieser proportionalen Steuerung lassen sich Fehlanpassungen in dem dreidimensionalen Funktionsbild von 64 direkt korrigieren.
In Gleichung (14) für die Berechnung des Rückkopplungs- Korrekturwerts der Menge des zurückgeführten Abgases Kqac00 kann unter der Voraussetzung, dass der Korrekturgewinn Gkfb = 1 und das Warmlaufen des Dieselmotors 1 abgeschlossen ist, Gleichung (22) wie folgt vereinfacht werden: Kqac00 = (tQacd/Qac – 1) + 1
Hierbei, wenn die Menge der Zylinder- Ansaugfrischluft Qac kleiner ist als der Zielwert tQacd, ist Kqac00 ein Wert, der größer als 1 ist, und die mit Gleichung (20) berechnete Zielmenge des zurückgeführten Abgases Tqec wird sofort kleiner. Im Ergebnis nimmt die über die Drossel 60 angesaugte Frischluftmenge relativ zu, und die Menge der Zylinder- Ansaugfrischluft Qac konvergiert gegen den Zielwert tQacd.
Damit ist die Beschreibung der Steuerung des EGR- Ventils 6 beendet.
Als Nächstes wird die Steuerung der variablen Düse 53 des Aufladers 50 beschrieben.
Der Aufladedruck wird durch einen Betriebswert Dtyvnt eines an das Drucksteuerventil 56 des Aufladers 50 ausgegebenen Signals gesteuert. Wenn der Betriebswert Dtyvnt Null ist, öffnet sich das Drucksteuerventil 56 vollständig, und wenn der Betriebswert 1 ist, ist es vollständig geschlossen.
Die in 15 gezeigte Routine bestimmt den Betriebswert Dtyvnt. Diese Routine wird im Abstand von 10 Millisekunden ausgeführt.
Zuerst liest die Steuereinheit 41 in einem Schritt S71 die tatsächliche EGR- Rate Megrd ein. In einem Schritt S72 liest die Steuereinheit 41 die von der Subroutine in 20 berechnete Zielmenge der Ansaugfrischluft tQac ein.
In einem nächsten Schritt S73 liest die Steuereinheit 41 die tatsächliche Menge des zurückgeführten Abgases Qec ein, die von der Routine aus 24 berechnet wurde.
In einem nächsten Schritt S74 liest die Steuereinheit 41 eine Ziel- Öffnungsweite Rvnt der variablen Düse 53 ein. Hier ist die Öffnungsweite ein Wert, der die Öffnungsfläche der variablen Düse 53 als Prozentsatz, bezogen auf die Öffnungsfläche, wenn die Düse vollständig geöffnet ist, angibt. Daher ist die Öffnungsweite 100 %, wenn die Düse vollständig geöffnet ist, und wenn sie vollständig geschlossen ist, ist die Öffnungsweite 0 %. Die Öffnungsweite wird verwendet, um die Öffnungsweite der variablen Düse 53 als universellen Wert auszudrücken, der nicht von der Kapazität des Aufladers 50 beeinflusst wird, aber die Öffnungsfläche der variablen Düse 53 kann natürlich ebenfalls verwendet werden.
Die Ziel- Öffnungsweite Rvnt der variablen Düse 53 wird von einer in 25 gezeigten Routine berechnet. Diese Routine wird unabhängig von der Hauptroutine aus 15 synchron mit dem REF- Signal abgearbeitet.
In 25 liest die Steuereinheit 41 zuerst in einem Schritt S121 die Zielmenge der Ansaugfrischluft tQac, die tatsächliche Menge des zurückgeführten Abgases Qec, die Motordrehzahl Ne und die Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol ein. In einem folgenden Schritt S122 wird ein Äquivalenzwert der Menge der Ansaugfrischluft tQas0 zur Berechnung der Ziel- Öffnungsweite Rvnt der variablen Düse 53 nach der folgenden Gleichung (28) berechnet. tQas0 = (tQac + Qsol·QFGAN#)·Ne/KCON# (28)worin

KCON#: = Konstante.

In einem Schritt S123 wird nach der folgenden Gleichung (29) ein Äquivalenzwert der Menge des zurückgeführten Abgases Qes0 berechnet. Qes0 = (Qec + Qsol·QFGAN#)·Ne/KCON# (29)
In den Gleichungen (28) und (29) ist Ne/KCON# ein Koeffizient zur Umwandlung der Menge der Ansaugluft pro Zylinder oder der Menge des zurückgeführten Abgases in einen Wert pro Zeiteinheit.
Außerdem wird in den Gleichungen (28) und (29) Qsol·QFGAN# zu der Zielmenge der Ansaugfrischluft tQac oder der tatsächlichen Menge des zurückgeführten Abgases Qec addiert, um die Ziel- Öffnungsweite Rvnt entsprechend der Last des Dieselmotors 1 zu variieren.
Die Auswirkung der Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol, die die Last des Dieselmotors 1 repräsentiert, wird durch den Gewinn QFGAN# reguliert. In der folgenden Beschreibung wird die auf diese Weise berechnete tQas0 als ein festgelegter Äquivalenzwert der Menge der Ansaugfrischluft bezeichnet, und Qes0 wird als ein festgelegter Äquivalenzwert der Menge des zurückgeführten Abgases bezeichnet.
In einem folgenden Schritt S124 wird die Ziel- Öffnungsweite Rvnt der variablen Düse 53 berechnet, indem ein in 26 gezeigtes vorher gespeichertes dreidimensionales Funktionsbild konsultiert wird, das auf dem festgelegten Äquivalenzwert der Menge der Ansaugfrischluft tQas0 und dem festgelegten Äquivalenzwert der Menge des zurückgeführten Abgases Qes0 beruht. Dieses Funktionsbild wurde vorher im Speicher der Steuereinheit 41 gespeichert.
Bei der Beschreibung der Kennlinien der von diesem Funktionsbild angegebenen Ziel- Öffnungsweite Rvnt ist zu bemerken, dass in dem Bereich auf der rechten Seite der Figur, wo der festgelegte Äquivalenzwert der Menge der Ansaugfrischluft tQas0 groß ist, die Ziel- Öffnungsweite Rvnt mit zunehmendem festgelegtem Äquivalenzwert der Menge des zurückgeführten Abgases Qes0 abnimmt. Das hat folgende Ursache: Frischluft nimmt ab, wenn die Menge des zurückgeführten Abgases zunimmt, und im Ergebnis dessen wird das Luft- Kraftstoff- Verhältnis fett, und Rauch wird leicht erzeugt. Um diese Situation zu vermeiden, wird die Ziel- Öffnungsweite Rvnt verringert, und die Ansaugmenge an Frischluft wird erhöht, indem der Aufladedruck des Aufladers 50 um so mehr erhöht wird, je mehr die Menge des zurückgeführten Abgases zunimmt.
In dem Bereich auf der linken Seite der Figur, wo der festgelegte Äquivalenzwert der Menge der Ansaugfrischluft tQas0 klein ist, ist die Auflade- Nutzleistung des Aufladers 50 gering. In diesem dreidimensionalen Funktionsbild wird in diesem Bereich die Ziel- Öffnungsweite Rvnt verringert, wenn der festgelegte Äquivalenzwert der Menge der Ansaugfrischluft tQas0 abnimmt. Das kommt daher, weil der Abgasdruck, der erforderlich ist, um die Abgasturbine 52 in Umdrehung zu versetzen, schwierig zu erreichen ist, wenn die Ziel- Öffnungsweite Rvnt in diesem Bereich vergrößert wird. Ein weiterer Grund ist, dass die Beschleunigungswirkung aufgrund der Turboaufladung, wenn das Fahrzeug durch vollständiges Öffnen des Gaspedals beschleunigt wird, größer ist, wenn die anfängliche Öffnungsweite der variablen Düse 53 klein ist.
In der Figur liegt die Ziel- Öffnungsweite Rvnt in dem Bereich, der mit Rvnt = Klein bezeichnet ist, etwa bei 20 %. Die Ziel- Öffnungsweite Rvnt in dem Bereich, der mit Rvnt = Groß bezeichnet ist, wird auf etwa 30 % angesetzt, wenn Wert auf das Kraftstoff- Kostenverhalten gelegt wird, und auf etwa 60 %, wenn die Abgasreinigung im Vordergrund steht.
Nach dem Einlesen der Ziel- Öffnungsweite Rvnt in dem Schritt S74 in 15 führt jetzt die Steuereinheit 41 in einem Schritt S75 mit Hilfe der in 29 gezeigten Subroutine mit der Ziel- Öffnungsweite Rvnt eine Vorverlegungs- Bearbeitung durch. Diese Vorverlegungs- Bearbeitung hat den Zweck, die Betriebsverzögerung zu kompensieren, die auf der Zeit beruht, die erforderlich ist, um das Druck- Betätigungsorgan 54 zu betreiben, das die variable Düse 53 betätigt. Diese Bearbeitung ist notwendig, da beim Betrieb des Druck- Betätigungsorgans 54 mit Hilfe des Drucksteuerventils 56 und des Membran- Stellantriebs 59 im Vergleich zu einem Schrittmotor eine große Ansprechverzögerung auftritt.
In 29 liest die Steuereinheit 41 in einem Schritt S141 zuerst die Ziel- Öffnungsweite Rvnt ein.
In einem Schritt S142 wird ein Vorhersagewert der Öffnungsweite Cavnt_n-1, der bei der unmittelbar vorhergehenden Abarbeitung der Subroutine berechnet wurde, mit der Ziel- Öffnungsweite Rvnt verglichen. Der Vorhersagewert der Öffnungsweite Cavnt_n-1 wird in einem späteren Schritt S150 beschrieben.
Wenn Rvnt > Cavnt_n-1, arbeitet die variable Düse 53 in der Öffnungsrichtung. In diesem Fall setzt die Subroutine in einem Schritt S143 einen Vorverlegungs- Korrekturgewinn Gkvnt als einen vorbestimmten Wert GKVNTO# fest, setzt in einem Schritt S144 einen Äquivalenzwert der Vorverlegungs- Korrektur- Zeitkonstanten Tcvnt als einen vorbestimmten Wert TCVNTO# fest und geht zum Schritt S150 weiter.
Hierbei ist der Zeitkonstanten- Äquivalenzwert Tcvnt der Kehrwert einer Zeitkonstanten und zeigt, dass das Ansprechen bei einem höheren Wert schneller erfolgt.
Wenn auf der anderen Seite im Schritt S142 Rvnt ≤ Cavnt_n-1, dann stellt die Subroutine in einem Schritt S145 fest, ob Rvnt < Cavnt_n-1 oder nicht.
Wenn Rvnt < Cavnt_n-1, dann arbeitet die variable Düse 53 in der Schließrichtung.
In diesem Fall setzt die Subroutine den Vorverlegungs- Korrekturgewinn Gkvnt in einem Schritt S146 auf einen vorbestimmten Wert GKVNTC# fest, setzt in einem Schritt S147 den Äquivalenzwert der Vorverlegungs- Korrektur- Zeitkonstanten Tcvnt auf einen vorbestimmten Wert TCVNTC#fest und geht zum Schritt S150 weiter.
Hierin gilt GKVNTO# < GKVNTC# und TCVNTO# < TCVNTC#.
Der Grund für diese Festlegungen ist, dass der Abgasdruck, wenn die variable Düse 53 geschlossen wird, als eine Widerstandskraft wirkt, und daher ist es wünschenswert, den Gewinn größer anzusetzen und die Zeitkonstante kleiner zu wählen als in dem Fall, wenn die Düse geöffnet wird, um den Betrieb der variablen Düse 53 zu beschleunigen. Die Zeitkonstante klein zu machen, bedeutet, den Zeitkonstanten- Äquivalenzwert Tcvnt groß zu machen, wie weiter oben erwähnt.
Wenn in einem Schritt S145 die Ziel- Öffnungsweite Rvnt nicht kleiner ist als der Vorhersagewert der Öffnungsweite Cavnt_n-1, d. h., Rvnt ist gleich Cavnt_n-1, setzt die Subroutine in einem Schritt S148 den Vorverlegungs- Korrekturgewinn Gkvnt dem unmittelbar vorhergehenden Wert Gkvnt_n-1 gleich, setzt den Äquivalenzwert der Vorverlegungs- Korrektur- Zeitkonstanten Tcvnt dem unmittelbar vorhergehenden Wert Tcvnt_n-1 gleich und geht zum Schritt S150 weiter.
In dem Schritt S150 wird mit der folgenden Gleichung (30) anhand des Äquivalenzwerts der Vorverlegungs- Korrektur- Zeitkonstanten Tcvnt und der Ziel- Öffnungsweite Rvnt ein Vorhersagewert der Öffnungsweite Cavnt berechnet. Cavnt = Rvnt·Tcvnt + Cavntn-1·(1 – Tcvnt) (30)worin

Cavnt_n-1: = Cavnt, der bei der unmittelbar vorhergehenden Abarbeitung der Subroutine berechnet wurde.

In einem anschließenden Schritt S151 wird eine Betrag der rückführungslosen Steuerung Avnt_f der Ziel- Öffnungsweite nach der folgenden Gleichung (31) mit Hilfe des Vorhersagewerts der Öffnungsweite Cavnt und der Ziel- Öffnungsweite Rvnt berechnet. Avnt_f = Gkvnt·Rvnt – (Gkvnt – 1)·Cavntn-1 (31)
Nach Abarbeitung der Subroutine kehrt die Steuereinheit 41 zur Routine aus 15 zurück und berechnet in einem Schritt S76 mit Hilfe der in 30 gezeigten Subroutine einen Rückkopplungs- Korrekturbetrag Avnt_fb der Ziel- Öffnungsweite Rvnt.
In 30 liest die Steuereinheit 41 zuerst in einem Schritt S161 die Zielmenge der Ansaugfrischluft tQac, die Ziel- EGR- Rate Megr, die Motordrehzahl Ne, die Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol und die Menge der Zylinder- Ansaugfrischluft Qac ein.
In einem Schritt S162 wird die Ziel- EGR- Rate Megr mit dem vorbestimmten Wert MEGRLV# verglichen. Der vorbestimmte Wert MEGRLV# ist der gleiche, der in dem Schritt S102 der 20 verwendet wurde. Hier wird festgelegt, ob Abgasrückführung durchzuführen ist oder nicht, indem die Ziel- EGR- Rate Megr mit dem vorbestimmten Wert MEGRLV# verglichen wird.
Megr ≥ MEGRLV# ist ein Bereich, in dem eine Abgasrückführung durchgeführt werden sollte. In diesem Fall geht die Subroutine zu einem Schritt S164 weiter, und eine Fehlerrate dQac der Zielmenge der Ansaugfrischluft tQac wird, bezogen auf die Menge der Zylinder- Ansaugfrischluft Qac, mit der folgenden Gleichung (32) berechnet. dQac = (tQac/Qac) – 1 (32)
Wenn die Zielmenge der Ansaugfrischluft tQac größer ist als die Menge der Zylinder- Ansaugfrischluft Qac, nimmt die Fehlerrate dQac einen positiven Wert an, und wenn die Zielmenge der Ansaugfrischluft tQac kleiner ist als die Menge der Zylinder- Ansaugfrischluft Qac, dann nimmt die Fehlerrate dQac einen negativen Wert an.
Wenn die Zielmenge der Ansaugfrischluft tQac gleich der Menge der Zylinder- Ansaugfrischluft Qac ist, ist die Fehlerrate dQac Null.
Megr < MEGRLV# ist ein Bereich, in dem keine Abgasrückführung durchgeführt wird. In diesem Fall setzt die Subroutine in einem Schritt S163 die Fehlerrate dQac auf 0.
Nach dem Festsetzen der Fehlerrate dQac geht die Subroutine zu einem Schritt S165 weiter.
In dem Schritt S165 wird ein Korrekturkoeffizient des Rückkopplungs- Gewinns Kh, der zur Rückkopplungs- Regelung der Ziel- Öffnungsweite Rvnt verwendet wird, aus der Motordrehzahl Ne und der Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol berechnet, indem ein dreidimensionales Funktionsbild konsultiert wird, das vorher in der Steuereinheit 41 gespeichert wurde. Das dreidimensionale Funktionsbild ist so beschaffen, dass der Korrekturkoeffizient Kh größer wird, je größer die Last des Dieselmotors 1, verkörpert von der Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol, und je größer die Motordrehzahl Ne des Dieselmotors 1 ist.
In einem folgenden Schritt S166 werden ein proportionaler Rückkopplungs- Gewinn Kp, ein integraler Rückkopplungs- Gewinn Ki bzw. ein Differential- Rückkopplungs- Gewinn Kd berechnet, indem der Korrekturkoeffizient Kh mit einer Proportionalkonstanten KPB#, einer Integralkonstanten KIB# bzw. einer Differentialkonstanten KDB# multipliziert wird.
In einem Schritt S167 wird auf der Grundlage dieser Gewinne der Betrag der Steuerung mit Rückführung Avnt_fb der Ziel- Öffnungsweite Rvnt der variablen Düse 53 berechnet, wobei einschlägig bekannte Proportional-/Integral-/Differential- Steuergleichungen verwendet werden.
Nach dieser Berechnung kehrt die Steuereinheit 41 zur Routine aus 15 zurück und führt in einem Schritt S77 mit Hilfe einer in 31 gezeigten Subroutine eine Linearisierungs- Bearbeitung der Ziel- Öffnungsweite Rvnt durch.
In 31 liest die Steuereinheit 41 in einem Schritt S171 den Betrag der rückführungslosen Steuerung Avnt_f und den Betrag der Steuerung mit Rückführung Avnt_fb der Ziel- Öffnungsweite Rvnt ein.
In einem nächsten Schritt S172 wird eine Befehls- Öffnungsweite Avnt berechnet, indem diese Steuerbeträge summiert werden.
In einem folgenden Schritt S173 wird aus der Befehls- Öffnungsweite Avnt ein Linearisierungs- Bearbeitungswert Ratdty der Befehls- Öffnungsweite Avnt berechnet, indem ein Kurvenbild in 32 konsultiert wird, das vorher im Speicher der Steuereinheit 41 gespeichert wurde.
Nach dieser Bearbeitung kehrt die Steuereinheit 41 wieder zur Routine in 15 zurück und bestimmt in einem Schritt S78 mit Hilfe einer in 34 gezeigten Subroutine den Betriebswert Dtyvnt.
Die Subroutine in 34 setzt den Betriebswert Dtyvnt des an das Drucksteuerventil 56 der variablen Düse 53 ausgegebenen Signals fest. Diese Linearisierung ist aus folgendem Grunde erforderlich: In 33 sind die Öffnungsflächen dA0 und dA1 verschieden, während die Variationsbreite des Aufladedrucks die gleiche ist, wenn keine Abgasrückführung vorgenommen wird. Wenn eine Abgasrückführung vorgenommen wird, kann diese Differenz sogar noch größer sein. Mit anderen Worten, es ist bei einem festen Rückkopplungsgewinn schwierig, den Aufladedruck präzise zu steuern. Um das unverzügliche Ansprechen des Aufladedrucks zu gewährleisten, wird der Rückkopplungsgewinn Kh so angesetzt, dass er je nach den Betriebsbedingungen variiert.
In 34 liest die Steuereinheit 41 in einem Schritt S181 die Motordrehzahl Ne, die Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol, den Linearisierungs- Bearbeitungswert Ratdty der Befehls- Öffnungsweite, den Äquivalenzwert der Vorverlegungs- Korrektur- Zeitkonstanten Tcvnt und die Kühlwassertemperatur Tw des Dieselmotors 1 ein.
In einem Schritt S182 werden mit Hilfe der in 35 gezeigten Subroutine Marken „Veränderung des Betriebssignals" gesetzt.
In 35 liest die Steuereinheit 41 zuerst in einem Schritt S201 die Befehls- Öffnungsweite Avnt und den Äquivalenzwert der Vorverlegungs- Korrektur- Zeitkonstanten Tcvnt ein.
In einem nächsten Schritt S202 wird mit der folgenden Gleichung (33) ein Vorhersagewert der Befehls- Öffnungsweite Adlyvnt berechnet. Adlyvnt = Avnt·Tcvnt + Adlyvntn-1·(1 – Tcvnt) (33)worin

Adlyvnt_n-1: = Wert von Adlyvnt, der bei der unmittelbar vorhergehenden Abarbeitung der Subroutine berechnet wurde.

Hier entspricht die Beziehung zwischen der Befehls- Öffnungsweite Avnt und dem Vorhersagewert der Befehls- Öffnungsweite Adlyvnt der Beziehung zwischen der Ziel- Öffnungsweite Rvnt und dem Vorhersagewert der Öffnungsweite Cavnt.
In einem folgenden Schritt S203 wird der Vorhersagewert der Befehls- Öffnungsweite Adlyvnt mit einem Vorhersagewert der Befehls- Öffnungsweite Adlyvnt_n-M verglichen, der von der Subroutine berechnet wurde, die vor M Malen ausgeführt wurde.
Wenn Adlyvnt ≥ Adlyvnt_n-M, dann wird die Befehls- Öffnungsweite größer oder ist konstant. In diesem Fall setzt die Subroutine eine Marke „Verfahrensrichtung" fvnt in einem Schritt S204 auf 1 und geht zu einem Schritt S206 weiter.
In dem Schritt S206 wird festgestellt, ob Adlyvnt = Adlyvnt_n-M oder nicht. Wenn Adlyvnt = Adlyvnt_n-M, dann wird in einem Schritt S207 eine Betriebs- Haltemarke fvnt2 auf 1 gesetzt, und die Subroutine wird beendet.
Wenn Adlyvnt = Adlyvnt_n-M nicht erfüllt ist, geht die Routine zu einem Schritt S208 weiter.
Wenn im Schritt S203 Adlyvnt < Adlyvnt_n-M, so zeigt das, dass die Befehls- Öffnungsweite kleiner wird. In diesem Fall setzt die Subroutine die Marke „Verfahrensrichtung" fvnt in einem Schritt S205 auf Null zurück, und die Routine geht zu dem Schritt S208 weiter.
In dem Schritt S208 wird die Betriebs- Haltemarke fvnt2 auf Null zurückgesetzt und die Subroutine beendet.
Dann liest die Steuereinheit 41, nachdem die beiden Marken fvnt und fvnt2 gesetzt worden sind, in einem Schritt S183 in 34 einen Betriebswert- Temperatur- Korrekturbetrag Dty_t ein. Der Betriebswert- Temperatur- Korrekturbetrag Dty_t wird von einer Routine in 36 berechnet, die unabhängig und synchron mit dem REF- Signal abgearbeitet wird.
In 36 liest die Steuereinheit 41 zuerst in einem Schritt S211 die Motordrehzahl Ne, die Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol und die Kühlwassertemperatur Tw ein.
In einem Schritt S212 wird aus der Motordrehzahl Ne und der Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol eine Basis- Abgastemperatur Texhb berechnet, indem ein in 37 gezeigtes dreidimensionales Funktionsbild konsultiert wird, das vorher im Speicher der Steuereinheit 41 gespeichert wurde. Die Basis- Abgastemperatur Texhb ist die Abgastemperatur, die herrscht, nachdem der Dieselmotor 1 den Aufwärmvorgang beendet hat.
In einem nächsten Schritt S213 wird ein Wassertemperatur- Korrekturkoeffizient Ktexh_Tw berechnet, indem ein in 38 gezeigtes Kurvenbild konsultiert wird, das im Speicher der Steuereinheit 41 gespeichert wurde und auf der Kühlwassertemperatur Tw beruht.
In einem Schritt S214 wird eine Abgastemperatur Texhi berechnet, indem die Basis- Abgastemperatur Texhb mit dem Wassertemperatur- Korrekturkoeffizienten Ktexh_Tw multipliziert wird.
In einem nächsten Schritt S215 wird eine tatsächliche Abgastemperatur Texhdly berechnet, indem nach der folgenden Gleichung (34) eine Bearbeitungsverzögerung erster Ordnung zu der Abgastemperatur Texhi addiert wird. Dieser Wert ist ein Wert, der die Verzögerung aufgrund der Wärmeträgheit bei der Variation der Abgastemperatur berücksichtigt. Texhdly = Texhi·KEXH# + Texhdlyn-1·(1 – KEXH#) (34)worin

KEXH#: = Konstante und
Texhdly_n-1: = Texhdly, die bei der unmittelbar vorhergehenden Abarbeitung der Subroutine berechnet wurde.

In einem folgenden Schritt S216 wird eine Differenz dTexh zwischen der Basis- Abgastemperatur Texhb und dieser tatsächlichen Abgastemperatur Texhdly berechnet. In einem letzten Schritt S217 wird der Betriebswert- Temperatur- Korrekturbetrag Dty_t berechnet, indem ein in 39 gezeigtes Kurvenbild konsultiert wird, das vorher im Speicher der Steuereinheit 41 gespeichert wurde und auf der Differenz dTexh beruht. Die Bedeutung der Abarbeitung der Schritte S216 und S217 wird weiter unten detailliert beschrieben.
Nach Beendigung der Subroutine kehrt die Steuereinheit 41 zur Subroutine aus 34 zurück und fährt nach dem Schritt S184 mit der Verarbeitung fort. Die Schritte S184–S189 sind Schritte, die mit dem Betriebswert eine Hysterese- Bearbeitung vornehmen.
Diese Hysterese- Bearbeitung wird unter Bezug auf 45 beschrieben. Wenn der Linearisierungs- Bearbeitungswert Ratdty der Befehls- Öffnungsweite Avnt zunimmt, läßt man den Betriebswert entlang einer geraden Linie variieren, die ein Befehlssignal Duty_l_p, wenn die variable Düse 53 vollständig geöffnet ist, und ein Befehlssignal Duty_h_p, wenn die variable Düse 53 vollständig geschlossen ist, miteinander verbindet. Wenn auf der anderen Seite der Linearisierungs- Bearbeitungswert Ratdty abnimmt, läßt man den Betriebswert entlang einer geraden Linie variieren, die ein Befehlssignal Duty_l_n, wenn die variable Düse 53 vollständig geöffnet ist, und ein Befehlssignal Duty_h_n, wenn die variable Düse 53 vollständig geschlossen ist, miteinander verbindet. In der Zeichnung schneiden sich zwei Linien in dem Bereich, in dem die variable Düse 53 fast geschlossen ist, aber dieser Bereich ist ein Bereich, der bei der tatsächlichen Steuerung des Drucksteuerventils 56 nicht benutzt wird. Diese Kennlinien werden unter der Annahme festgelegt, dass der Dieselmotor 1 vollständig aufgewärmt ist. Wenn die tatsächliche Abgastemperatur Texhdly niedrig ist, weist das Druck- Betätigungsorgan 54 die Charakteristik auf, dass die variable Düse 53 bei dem gleichen Betriebswert weiter geöffnet wird, wie in 40 gezeigt wird. Es ist daher notwendig, den in den Schritten S216 und S217 von 36 berechneten Temperatur- Korrekturbetrag Dty_t anzuwenden, um den Unterschied in der Charakteristik des Druck- Betätigungsorgans 54 aufgrund der Abgastemperatur zu kompensieren.
Jetzt stellt die Steuereinheit 41 in dem Schritt S184 den Status der Marke „Verfahrensrichtung" fvnt fest. Wenn die Marke „Verfahrensrichtung" fvnt 1 ist, d. h., wenn die Befehls- Öffnungsweite Avnt größer wird oder konstant ist, werden die Schritte S185 und S186 abgearbeitet. In dem Schritt S185 wird ein Betriebswert Duty_h, wenn die variable Düse 53 vollständig geschlossen ist, auf der Grundlage der Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol berechnet, indem ein dreidimensionales Duty_h_p- Funktionsbild (in der 34: Duty_h_p- MAP) konsultiert wird, das in 41 gezeigt wird.
In dem folgenden Schritt S186 wird ein Betriebswert Duty_l, wenn die variable Düse 53 vollständig geöffnet ist, berechnet, indem ein dreidimensionales Duty_l_p- Funktionsbild (in der 34: Duty_l_p- MAP) konsultiert wird, das in 42 gezeigt wird. Nach der Abarbeitung dieser Schritte geht die Subroutine zu einem Schritt S189 weiter.
Wenn in dem Schritt S184 die Marke „Verfahrensrichtung" fvnt 0 ist, d. h., wenn die Befehls- Öffnungsweite Avnt kleiner wird, werden die Schritte S187 und S188 abgearbeitet. Im Schritt S187 wird der Betriebswert Duty_h, wenn die variable Düse 53 vollständig geschlossen ist, auf der Grundlage der Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol berechnet, indem ein dreidimensionales Duty_h_n- Funktionsbild (in der 34: Du ty_h_n- MAP) konsultiert wird, das in 43 gezeigt wird. In dem folgenden Schritt S188 wird der Betriebswert Duty_l, wenn die variable Düse 53 vollständig geöffnet ist, auf der Grundlage der Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol berechnet, indem ein dreidimensionales Duty_l_n- Funktionsbild (in der 34: Duty_l_n- MAP) konsultiert wird, das in 44 gezeigt wird.
Nach der Abarbeitung dieser Schritte geht die Subroutine zu einem Schritt S189 weiter.
Im Schritt S189 wird ein Befehls- Basis- Betriebswert Dty_h berechnet, indem eine lineare Interpolationsbearbeitung nach der folgenden Gleichung (35) vorgenommen wird, und zwar unter Verwendung der Betriebswerte Duty_h und Duty_l, die durch die obige Abarbeitung ermittelt wurden, des Linearisierungs- Bearbeitungswerts Ratdty, der Befehls- Öffnungsweite Avnt und des Temperatur- Korrekturbetrags Dty_t. Dty_h = (Duty_h – Duty_l)·Ratdty + Duty_l + Dty_t (35)
Indem die gerade Linie geändert wird, die für die lineare Interpolationsbearbeitung in dem Fall, in dem die Befehls- Öffnungsweite Avnt kleiner wird, und in dem Fall benutzt wird, in dem sie es nicht wird, wird der Befehls- Basis- Betriebswert Dty_h für den gleichen Linearisierungs- Bearbeitungswert Ratdty in dem Fall, in dem die Befehls- Öffnungsweite Avnt kleiner wird, kleiner gemacht als in anderen Fällen.
In einem nächsten Schritt S190 wird der Status der Betriebs- Haltemarke fvnt2 festgestellt. Wenn die Betriebs- Haltemarke fvnt2 1 ist, d. h., der Vorhersagewert der Befehls- Öffnungsweite Adlyvnt verändert sich nicht, dann wird in einem Schritt S191 ein Befehls- Betriebswert Dtyv dem Betriebswert Dtyvnt_n-1 gleichgesetzt, der bei der unmittelbar vorhergehenden Abarbeitung der Subroutine berechnet wurde. Der Betriebswert Dtyvnt_n-1 wird weiter unten detailliert beschrieben.
Wenn die Betriebs- Erhaltungsmarke fvnt2 0 ist, d.h., wenn sich der Vorhersagewert der Befehls- Öffnungsweite Adlyvnt verändert, wird in einem Schritt S192 der Befehls- Betriebswert Dtyv dem Befehls- Basis- Betriebswert Dty_h gleichgesetzt, der in dem Schritt S189 berechnet wurde.
Nachdem auf diese Weise der Befehls- Betriebswert Dtyv im Schritt S191 oder im Schritt S192 bestimmt wurde, führt die Steuereinheit 41 in einem letzten Schritt S193 mit Hilfe der Subroutine in 46 auf der Grundlage des Befehls- Betriebswerts Dtyv eine Funktionsprüfung mit der variablen Düse 53 durch.
Betrachtet man 46, so liest die Steuereinheit 41 zuerst in einem Schritt S221 den Befehls- Betriebswert Dtyv, die Motordrehzahl Ne, die Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol und die Kühlwassertemperatur Tw ein.
In den anschließenden Schritten S222–S225 wird festgestellt, ob die Bedingungen für die Funktionsprüfung erfüllt sind oder nicht. Eine Funktionsprüfung wird nur dann vorgenommen, wenn all diese Bedingungen erfüllt sind.
In dem Schritt S222 wird festgestellt, ob die Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol kleiner als ein vorbestimmter Wert QSOLDIZ# ist oder nicht. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, bedeutet das, dass beim Dieselmotor 1 eine Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr erfolgt.
Im Schritt S223 wird festgestellt, ob die Motordrehzahl Ne kleiner als ein vorbestimmter Wert NEDIZ# ist oder nicht. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, bedeutet das, dass die Motordrehzahl Ne des Dieselmotors 1 in einem Bereich mittlerer oder niedriger Drehzahl liegt.
In dem Schritt S224 wird festgestellt, ob die Kühlwassertemperatur Tw niedriger als ein vorbestimmter Wert TwDIZ# ist oder nicht. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, bedeutet das, dass das Warmlaufen des Dieselmotors 1 noch nicht abgeschlossen ist.
In dem Schritt S225 wird festgestellt, ob eine Funktionsprüfungs- Marke Fdiz 0 ist oder nicht. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, bedeutet das, dass noch keine Funktionsprüfung durchgeführt worden ist.
Wenn alle Bedingungen erfüllt sind, wird in einem Schritt S226 ein Funktionsprüfungs- Zählerwert CtFdiz erhöht, und die Routine geht zu einem Schritt S227 weiter. Wenn irgendeine der Bedingungen der Feststellungen in den Schritten S222–S224 nicht erfüllt ist, setzt die Subroutine die Funktionsprüfungs- Marke Fdiz in einem Schritt S233 auf 0 zurück und geht zu einem Schritt S234 weiter. Wenn jedoch in dem Schritt S225 die Funktionsprüfungs- Marke Fdiz 1 ist, geht sie sofort zum Schritt S234 weiter.
In einem Schritt S227 wird der Funktionsprüfungs- Zählerwert CtFdiz mit einem vorbestimmten oberen Grenzwert CTRDIZH# verglichen.
Wenn der Funktionsprüfungs- Zählerwert CtFdiz kleiner als der obere Grenzwert CTRDIZH# ist, wird der Funktionsprüfungs- Zählerwert CtFdiz in einem Schritt S228 mit einem vorbestimmten unteren Grenzwert CTRDIZL# verglichen. Wenn der Funktionsprüfungs- Zählerwert CtFdiz nicht kleiner als der untere Grenzwert CTRDIZL# ist, wird in einem Schritt S229 mit Hilfe einer in 47 gezeigten Subroutine ein Betriebswert Dtyvnt für die Prüfung der Funktionsweise festgelegt.
Der obere Grenzwert CTRDIZH# wird zum Beispiel auf 7 Sekunden festgesetzt, und der untere Grenzwert CTRDIZL# wird zum Beispiel auf 2 Sekunden festgesetzt. In diesem Fall wird der Betriebswert für die Prüfung der Funktionsweise nur in einem 5-Sekunden- Intervall der Differenz zwischen dem oberen Grenzwert und dem unteren Grenzwert festgesetzt.
Hier wird jetzt unter Bezug auf 47 eine Subroutine für die Festsetzung des Betriebswerts für die Funktionsprüfung beschrieben.
Die Steuereinheit 41 liest zuerst in einem Schritt S241 den Funktionsprüfungs- Zählerwert CtFdiz und die Motordrehzahl Ne ein.
In dem folgenden Schritt S242 wird ein Steuerprofilwert Duty_pu festgesetzt, indem ein in 48 gezeigtes Funktionsbild konsultiert wird, das auf der Differenz zwischen dem Funktionsprüfungs- Zählerwert CtFdiz und dem unteren Grenzwert CTRDIZL# beruht. Dieses Funktionsbild wurde vorher im Speicher der Steuereinheit 41 gespeichert. Der Steuerprofilwert Duty_pu wird so gewählt, dass er wiederholt zwischen 0 und 1 mit einer kurzen Periode entsprechend der Zeit variiert, die vergangen ist, nachdem der Funktionsprüfungs- Zählerwert CtFdiz den unteren Grenzwert CTRDIZL# überschritten hat.
In einem nächsten Schritt S243 wird ein Betriebswert Duty_p_ne, der dem Drucksteuerventil 56 zugewiesen wird, berechnet, indem ein in 49 gezeigtes Kurvenbild konsultiert wird, das auf der Motordrehzahl Ne beruht und vorher im Speicher der Steuereinheit 41 gespeichert wurde. Der Betriebswert Duty_p_ne wird unter der Annahme festgesetzt, dass die Beanspruchung bei der Prüfung des Öffnungs- und Schließvorgangs der variablen Düse 53 je nach der Motordrehzahl Ne verschieden ist. Wenn die variable Düse 53 zum Beispiel geschlossen werden soll, muß sie gegen den Abgasdruck geschlossen werden. Der Abgasdruck nimmt in Übereinstimmung mit der Zunahme der Motordrehzahl Ne zu.
Weiterhin hat, wenn die Motordrehzahl Ne im Bereich hoher Drehzahlen liegt, die Schließung der variablen Düse 53 zum Zwecke der Funktionsprüfung eine starke Auswirkung auf das Betriebsmilieu des Motors. Daher wird im Bereich hoher Drehzahlen der Betriebswert Duty_p_ne verringert, wenn sich die Motordrehzahl Ne erhöht, um die Auswirkungen auf das Betriebsmilieu des Motors zu verringern.
In dem folgenden Schritt S244 wird der Betriebswert Dtyvnt berechnet, indem der Betriebswert Duty_p_ne mit dem Steuerprofilwert Duty_pu multipliziert wird, und die Subroutine wird beendet.
Auf diese Weise wird durch Beenden der Subroutine von 47 die Abarbeitung des Schritts S229 aus 46 beendet, und die Subroutine von 46 wird ebenfalls beendet.
Wenn auf der anderen Seite der Funktionsprüfungs- Zählerwert CtFdiz in dem Schritt S227 von 46 nicht kleiner als der obere Grenzwert CTRDIZH# ist, wird Schritt S230 abgearbeitet. Hier wird ein bei dem Arbeitsschritt mit dem Funktionsprüfungs- Zählerwert CtFdiz unmittelbar vorhergehender Wert CtFdiz_n-1 mit dem oberen Grenzwert CTRDIZH# verglichen. Wenn der unmittelbar vorhergehende Wert CtFdiz_n-1 kleiner ist als der obere Grenzwert CTRDIZH#, bedeutet das, dass CTRDIZH# den oberen Grenzwert CTRDIZH# bei der wiederholten Abarbeitung dieser Subroutine zum ersten Mal erreicht hat, der Betriebswert Dtyvnt wird in einem Schritt S231 auf 0 gesetzt, die Funktionsprüfungs- Marke Fdiz wird in einem Schritt S232 auf 1 gesetzt, und die Subroutine wird beendet.
Dadurch, dass der Betriebswert Dtyvnt im Schritt S231 einmal auf 0 gesetzt wird, wenn die Funktionsprüfung abgeschlossen worden ist, öffnet sich die variable Düse 53 vollständig. Dieser Arbeitsgang hat den Zweck, während der später durchgeführten normalen Steuerung die Steuerungsgenauigkeit aufrechtzuerhalten. Dadurch, dass die Funktionsprüfungs- Marke Fdiz auf 1 gesetzt wird, wird das Feststellungsergebnis in dem Schritt S225 bei der anschließenden Abarbeitung der Subroutine immer negativ sein. Das bedeutet, dass die Funktionsprüfung der variablen Düse 53 nach dem Start des Dieselmotors 1 nur einmal vorgenommen wird.
Wenn andererseits der unmittelbar vorhergehende Wert CtFdiz_n-1 des Funktionsprüfungs- Zählerwerts CtFdiz im Schritt S230 nicht kleiner ist als der obere Grenzwert CTRDIZH#, geht die Subroutine zum Schritt S234 weiter. Im Schritt S234 wird der Funktionsprüfungs- Zählerwert CtFdiz auf 0 zurückgesetzt, und die Routine geht zu einem Schritt S235 weiter.
Wenn der Funktionsprüfungs- Zählerwert CtFdiz in dem Schritt S228 kleiner ist als der vorbestimmte untere Grenzwert CTRDIZL#, dann geht die Subroutine ebenfalls zu dem Schritt S235 weiter.
Im Schritt S235 wird der Betriebswert Dtyvnt für die Funktionsprüfung dem im Schritt S191 oder im Schritt S192 bestimmten Befehls- Betriebswert Dtyv gleichgesetzt, und die Subroutine wird beendet. In diesem Fall wird daher die normale Steuerung der variablen Düse 53 durchgeführt.
Insbesondere wenn die Funktionsweise des Druck- Betätigungsorgans 54 instabil ist, wie z. B. bei niedrigen Temperaturen usw., läßt diese Funktionsprüfung der variablen Düse 53 die Funktionsweise der variablen Düse 53 gleichmäßig werden und erhöht die Zuverlässigkeit der Steuerung des Aufladedrucks.
Auf diese Art wird mit der Beendigung der Subroutine von 46 die Abarbeitung von Schritt S193 der Subroutine aus 34 beendet, und die Subroutine in 34 wird ebenfalls beendet. Außerdem wird mit der Beendigung der Subroutine in 34 die Abarbeitung von Schritt S72 in 15 beendet, und die Hauptroutine in 15 wird auch beendet.
Wie oben beschrieben, steuert die Steuereinheit 41 die Frischluftmenge, indem sie die Öffnungssteuerung der variablen Düse 53 des Aufladers 50 durchführt, und sie kann die Frischluftmenge auch steuern, indem sie die Öffnungssteuerung der Drossel 60 durchführt. Wenn jedoch die Drossel 60 geschlossen ist, wird das Kraftstoff- Kostenverhalten beeinträchtigt, da die Pumpverluste zunehmen. Wenn daher die Zielmenge der Ansaugfrischluft tQac größer als ein Mindestwert aQac ist, wird die Frischluftmenge mittels Öffnungssteuerung der variablen Düse 53 gesteuert, und die Frischluftmenge wird nur dann mittels Öffnungssteuerung der Drossel 60 gesteuert, wenn die Zielmenge der Ansaugfrischluft tQac kleiner als der Mindestwert aQac ist. Der Mindestwert aQac ist ein Wert, der der Menge der Ansaugluft entspricht, wenn die variable Düse 53 vollständig geschlossen ist.
Die Steuereinheit 41 steuert die Frischluftmenge durch Abarbeitung einer in 69 gezeigten Routine. Diese Routine wird im Abstand von 10 Millisekunden ausgeführt. Zuerst werden in einem Schritt S411 die Motordrehzahl Ne, die Ziel- EGR- Rate Megr, die Basis- Kraftstoff- Einspritzmenge Mqdrv und die Zielmenge der Ansaugfrischluft tQac eingelesen.
In einem nächsten Schritt S412 wird ein Basiswert der Mindest- Frischluftmenge aQacb, bei dem die variable Düse 53 des Aufladers 50 gesteuert werden kann, berechnet, indem ein in 70 gezeigtes dreidimensionales Funktionsbild konsultiert wird, das auf der Motordrehzahl Ne und der Ziel- EGR- Rate Megr beruht. Dieses Funktionsbild wurde vorher im Speicher der Steuereinheit 41 gespeichert. Nach diesem dreidimensionalen Funktionsbild nimmt der Basiswert der Mindest- Frischluftmenge aQacb mit zunehmender Ziel- EGR- Rate Megr ab. Außerdem nimmt der Basiswert der Mindest- Frischluftmenge aQacb mit zunehmender Motordrehzahl Ne zu.
In einem nächsten Schritt S413 wird ein Last- Korrekturkoeffizient kaQqc berechnet, indem ein in 71 gezeigtes Kurvenbild konsultiert wird, das auf der Basis- Kraftstoff- Einspritzmenge Mqdrv beruht. Je größer die Last des Dieselmotors 1, die durch die Basis- Kraftstoff- Einspritzmenge Mqdrv verkörpert wird, um so höher ist der Aufladedruck und um so größer ist die Frischluftmenge, die über den Auflader 50 geliefert wird.
Daher wird zur Erhöhung des Basiswerts der Mindest- Frischluftmenge aQacb entsprechend der Last der Last- Korrekturkoeffizient kaQqc vorgesehen. Auch dieses Kurvenbild wurde vorher im Speicher der Steuereinheit 41 gespeichert. Der Last- Korrekturkoeffizient kaQqc wird so festgesetzt, dass er 1,0 beträgt, wenn die Basis- Kraftstoff- Einspritzmenge Mqdrv 10 mg pro Einspritzvorgang mittels Düse 7 beträgt, wie in der Figur dargestellt.
In einem nächsten Schritt S414 wird ein Mindestwert aQac berechnet, indem der Basiswert der Mindest- Frischluftmenge aQacb mit dem Last- Korrekturkoeffizienten kaQqc multipliziert wird.
In einem nächsten Schritt S415 wird die Zielmenge der Ansaugfrischluft tQac mit dem Mindestwert aQac verglichen. Wenn die Zielmenge der Ansaugfrischluft tQac nicht kleiner ist als der Mindestwert aQac, wird eine Ziel- Drosselöffnungsweite TVO der Drossel 60 in einem Schritt S419 auf einen vorbestimmten Wert TVOWOT# gesetzt, und die Routine wird beendet. Der vorbestimmte Wert TVOWOT# ist ein Wert, der dem voll geöffneten Zustand der Drossel 60 entspricht, und wenn er in einen Drehwinkel der Drossel 60 umgewandelt wird, entspricht er annähernd 80 Grad.
Wenn andererseits die Zielmenge der Ansaugfrischluft tQac kleiner ist als der Mindestwert aQac, kann die Zielmenge der Ansaugfrischluft tQac nicht erreicht werden, selbst wenn die variable Düse 53 vollständig geschlossen ist. In diesem Fall geht die Routine zu einem Schritt S416 weiter, und ein Frischluftmengen- Verhältnis tDNV wird berechnet, indem ein in 72 gezeigtes Kurvenbild konsultiert wird, das auf der Zielmenge der Ansaugfrischluft tQac beruht. Dieses Kurvenbild wurde vorher im Speicher der Steuereinheit 41 gespeichert. Das Frischluftmengen- Verhältnis tDNV ist ein Wert, der verwendet wird, um die Zielmenge der Ansaugfrischluft tQac, die einen Massendurchsatz darstellt, in einen Volumendurchsatz umzuwandeln, der von der Drossel 60 gesteuert wird.
In einem nächsten Schritt S417 wird eine Ziel- Drosselöffnungs- Oberfläche tAtvo berechnet, indem das Frischluftmengen- Verhältnis tDNV mit der Motordrehzahl Ne und der Abgasmenge des Motors VOL# multipliziert wird. Des weiteren wird in einem Schritt S418 die Ziel- Drosselöffnungsweite TVO der Drossel 60 berechnet, indem ein in 73 gezeigtes Kurvenbild konsultiert wird, das auf der Ziel- Drosselöffnungs- Oberfläche tAtvo beruht, und die Routine wird beendet. Dieses Kurvenbild wurde ebenfalls vorher im Speicher der Steuereinheit 41 gespeichert.
Die Steuereinheit 41 regelt die Öffnungsweite der Drossel 60 auf die Ziel- Drosselöffnungsweite TVO ein, indem sie auf der Grundlage der auf diese Weise berechneten Ziel- Drosselöffnungsweite TVO den Drossel- Stellantrieb 61 steuert.
Die Steuereinheit 41 steuert auch die Einspritzmenge der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 10 durch Abarbeitung der Routine von 68 auf der Grundlage des Ziel- Äquivalenzverhältnisses Tfbya. Diese Routine wird synchron mit dem REF- Signal abgearbeitet.
In 68 werden in einem Schritt S391 das Ziel- Äquivalenzverhältnis Tfbya und die Menge der Zylinder- Ansaugfrischluft Qac eingelesen.
In einem nächsten Schritt S392 wird die endgültige Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qfin nach der folgenden Gleichung (36) berechnet, und die Routine wird beendet. Qfin = (Qac/BLAMB#)·Tfbya (36)worin
BLAMB# = 14,7.
Die Steuereinheit 41 steuert die Kraftstoff- Einspritzmenge der Düse 17 der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 10 durch Betriebssteuerung des Dreiwegeventils 25 auf der Grundlage der berechneten endgültigen Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qfin.
Also ermittelt in dieser Steuervorrichtung die Steuereinheit 41 zuerst die Ziel- EGR- Rate Megr des EGR- Ventils 6 auf der Grundlage der Betriebsbedingungen und steuert die Öffnungsweite des EGR- Ventils 6. Dann ermittelt sie das Ziel- Äquivalenzverhältnis Tfbya auf der Grundlage des Ziel- Luft- Überschußfaktors Tlamb und der Ziel- EGR- Rate Megr.
Durch die Steuerung der variablen Düse 53 des Aufladers 50 auf der Grundlage dieses Ziel- Äquivalenzverhältnisses Tfbya wird die Frischluftmenge gesteuert, und die Kraftstoff- Einspritzmenge der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 10 wird ebenfalls auf der Grundlage des Ziel- Äquivalenzverhältnisses Tfbya gesteuert.
Der Luft- Überschußfaktor und die EGR- Rate können daher auf ein optimales Verhältnis entsprechend den Betriebsbedingungen eingeregelt werden. Mit anderen Worten, das Verhältnis der EGR- Rate Megr auf der Grundlage des dreidimensionalen Funktionsbilds in 12 und des Ziel- Luft- Überschußfaktors Tlamb auf der Grundlage des dreidimensionalen Funktionsbilds in 22 wird in ein optimales Verhältnis entsprechend den Betriebsbedingungen umgewandelt. Daher kann eine optimale Verbrennung erfolgen, selbst wenn sich der Dieselmotor 1 in einem nicht stationären Zustand befindet.
Weiterhin kann auch nur eine der Größen Luft- Überschußfaktor und EGR- Rate variiert werden, wie es benötigt wird. Wenn zum Beispiel gewünscht wird, fetten Zusatz durchzuführen, kann im stationären Zustand, wenn die EGR- Rate konstant ist, der Luft- Überschußfaktor variiert werden, während die EGR- Rate konstant gehalten wird, indem einfach der Ziel- Luft- Überschußfaktor unter 1,0 festgesetzt wird. In gleicher Weise kann die EGR- Rate variiert werden, während der Ziel- Luft- Überschußfaktor konstant gehalten wird.
Des weiteren wird das Ziel- Äquivalenzverhältnis Tfbya unter Berücksichtigung der Luft in dem zurückgeführten Abgas infolge der Abgasrückführung berechnet, so dass der Luft- Überschußfaktor des Dieselmotors 1 mit hoher Präzision gesteuert werden kann.
In dieser Steuervorrichtung wird der Basiswert des Ziel- Luft- Überschußfaktors Tlambb um so niedriger festgesetzt, je größer die Basis- Kraftstoff- Einspritzmenge Mqdrv ist. Wenn daher der Fahrer das Gaspedal niederdrückt, nimmt der Luft- Überschußfaktor ab, und das Drehmoment nimmt zu. Auf der anderen Seite nimmt der Luft- Überschußfaktor zu, wenn das Gaspedal nur geringfügig niedergedrückt wird, und das Drehmoment nimmt ab. Aus diesem Grunde hat die vorliegende Erfindung keine nachteiligen Auswirkungen auf die Fahrbarkeit des Fahrzeugs.
Als Nächstes wird unter Bezug auf 16 ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben, das die Drucksteuerung des Aufladers 50 betrifft. Nach diesem Ausführungsbeispiel wird eine in 16 gezeigte Routine anstelle der Routine in 15 zur Berechnung des Betriebswerts Dtyvnt des Drucksteuerventils des Aufladers verwendet. Wie im Falle der Routine in 15 wird auch die Routine in 16 im Abstand von 10 Millisekunden ausgeführt.
In der Routine in 15 wurde die Ziel- Öffnungsweite Rvnt der variablen Düse 53 auf der Grundlage der tatsächlichen Menge des zurückgeführten Abgases Qec berechnet, aber in der Routine in 16 wird die Ziel- Öffnungsweite Rvnt auf der Grundlage der tatsächlichen EGR- Rate Megrd berechnet.
Insbesondere wird in der Routine in 16 auf die Abarbeitung des Schrittes S73 in 15, in dem die tatsächliche Menge des zurückgeführten Abgases Qec berechnet wird, verzichtet. Gleichzeitig wird die in 27 gezeigte Routine anstelle der Routine, die in 25 gezeigt wird, zur Berechnung der Ziel- Öffnungsweite Rvnt der variablen Düse 53 verwendet. Die übrigen Einzelheiten der Bearbeitung sind mit denen des ersten Ausführungsbeispiels identisch.
In 27 liest die Steuereinheit 41 in einem Schritt S131 die Zielmenge der Ansaugfrischluft tQac, die tatsächliche EGR- Rate Megrd, die Motordrehzahl Ne und die Ziel- Kraftstoff- Einspritzmenge Qsol ein.
In einem Schritt S132 wird eine Berechnung ausgeführt, die mit der im Schritt S122 in 15 identisch ist, und der festgelegte Äquivalenzwert der Menge der Ansaugfrischluft tQas0 wird berechnet.
In einem Schritt S133 wird die Ziel- Öffnungsweite Rvnt der variablen Düse 53 berechnet, indem ein in 28 gezeigtes dreidimensionales Funktionsbild konsultiert wird, das vorher im Speicher der Steuereinheit 41 gespeichert wurde und auf dem festgelegten Äquivalenzwert der Menge der Ansaugfrischluft tQas0 und der tatsächlichen EGR- Rate Megrd beruht.
In dem dreidimensionalen Funktionsbild in 26 zum ersten Ausführungsbeispiel stellt die vertikale Achse den Äquivalenzwert der EGR- Rate Qes0 dar, aber in dem dreidimensionalen Funktionsbild in 28 stellt die vertikale Achse die tatsächliche EGR- Rate Megrd dar. Die beiden Funktionsbilder unterscheiden sich nur in bezug auf diese Parameter, und die Charakteristika der erhaltenen Ziel- Öffnungsweite Rvnt sind identisch, unabhängig davon, welches dreidimensionale Funktionsbild benutzt wird.
Obwohl die Erfindung oben unter Bezug auf bestimmte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Den Fachleuten auf dem Gebiet werden angesichts der obigen Darlegungen Modifikationen und Veränderungen der behandelten Ausführungsbeispiele einfallen.
Zum Beispiel kann diese Erfindung auch auf einen Dieselmotor angewandt werden, der mit einer Drossel im Abgaskanal 2 anstelle der Drossel 60 im Einlaßkanal 3 ausgestattet ist. Weiterhin kann sie nicht nur auf einen Dieselmotor angewandt werden, der mit Verbrennung bei niedriger Temperatur mit Vormischung arbeitet, sondern auch auf einen normalen Dieselmotor, bei dem auf die Verbrennung mit Vormischung Diffusionsverbrennung folgt.
Der Auflader ist nicht auf den Auflader 50 beschränkt, der die variable Düse 53 aufweist, und es können andere Arten von Aufladern verwendet werden. Beispielsweise läßt sich die Erfindung auch auf einen Auflader anwenden, bei dem der Aufladedruck entsprechend der Strömungsgeschwindigkeit variiert, sowie auf einen Auflader mit konstanter Kapazität, der ein Abgas- Schleusenventil besitzt, bei dem ein Teil des Abgases um die Abgasturbine herumgeleitet wird.
Diese Erfindung kann auch bei einem Motor angewandt werden, der einen Vorverdichter nutzt. In all diesen Fällen kann die Frischluftmenge mit Hilfe von Parametern ähnlich der Öffnungsweite der variablen Düse gesteuert werden, wie z. B. mit der Öffnungsfläche einer Vorrichtung, die die Strömungsgeschwindigkeit des Aufladers oder des Vorverdichters variiert, oder mit dem Betriebszustand eines Betätigungsorgans, das die Öffnungsfläche variiert.
Wie oben beschrieben, ermöglicht diese Erfindung die Steuerung des Luft- Überschußfaktors und der EGR- Rate eines Dieselmotors unabhängig voneinander, wie es erforderlich ist. Diese Erfindung macht es auch möglich, die Genauigkeit der Steuerung des Luft- Überschußfaktors zu erhöhen. Damit verbessert diese Erfindung die Abgasemission des Dieselmotors eines Autos.

Claims

Steuerungsvorrichtung für einen Motor (1), wobei der Motor (1) einen Einlasskanal (3) aufweist, der Frischluft ansaugt, eine Einstellvorrichtung (50, 53, 60), die eine Ansaugmenge von Frischluft des Einlasskanals (3) variiert, einen Abgaskanal (2), der ein Abgas des Motors (1) abgibt, ein Abgas- Rückführungsventil (6), das einen Teil des Abgases in den Einlasskanal (3) zurückführt, und eine Kraftstoffzuführungsvorrichtung (10), die einen Kraftstoff in den Motor (1) zuführt, wobei der Motor den Kraftstoff mit einem Gemisch von Frischluft, angesaugt durch den Einlasskanal (3), und Abgas, zurückgeführt durch das Abgas- Rückführungsventil (6), mischt, wobei die Vorrichtung aufweist: eine erste Einrichtung (33, 34, 36, 37, 38, 41) zum Erfassen eines Laufzustandes des Motors (1) eine zweite Einrichtung (39) zum Erfassen der Ansaugmenge der Frischluft des Einlasskanales (3); eine dritte Einrichtung (41, S22) zum Festlegen eines Ziel- Abgasrückführungswertes des Abgas- Rückführungsventils (6) entsprechend des Laufzustandes; eine vierte Einrichtung (41, S13) zum Steuern des Abgas- Rückführungsventils (6) auf der Grundlage des Ziel- Abgasrückführungswertes; eine fünfte Einrichtung (41, S102) zum Berechnen eines ersten Zielwertes entsprechend des Laufzustandes, wobei der erste Zielwert eine Beziehung zwischen einer Luftmenge und einer Kraftstoffmenge, zugeführt zu dem Motor (1), repräsentiert; eine sechste Einrichtung (41, S103) zum Berechnen eines zweiten Zielwertes auf der Grundlage des ersten Zielwertes und des Ziel- Abgasrückführungswertes, wobei der zweite Zielwert eine Beziehung zwischen einer Menge der Frischluft, angesaugt durch den Einlasskanal (3), und der Menge des Kraftstoffes, zugeführt zu dem Motor (1), repräsentiert; eine siebente Einrichtung (41, S78, S124) zum Steuern der Einstellvorrichtung (50, 53, 60); und eine achte Einrichtung (41, S78, S124) zum Steuern der Kraftstoffzuführungsvorrichtung (10) auf der Grundlage des zweiten Zielwertes; gekennzeichnet durch eine neunte Einrichtung (41, S104) zum Berechnen der Zielmenge der Frischluft, angesaugt durch den Einlasskanal (3) von dem zweiten Zielwert; und eine zehnte Einrichtung (41, S83, S112, S113, S123, S124) zum Bestimmen eines Zielsteuerwertes der Einstellvorrichtung (50, 53, 60) auf der Grundlage der Frischluft- Zielmenge und des Ziel- Abgasrückführungswertes.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Einrichtung (33, 34, 36, 38, 41) in der Form eines Sensors vorgesehen ist, der den Laufzustand erfasst; die zweite Einrichtung (39) in der Form eines Sensors vorgesehen ist, der die Ansaugmenge der Frischluft des Einlasskanales (3) erfasst; und die dritte bis zehnte Einrichtung (41, S13, S22, S78, S83, S102, S103, S104, S112, S113, S123, S124) in der Form eines Mikroprozessors (41) in der Form eines Mikroprozessors (41) vorgesehen sind, programmiert zum: Bestimmen eines Ziel- Abgasrückführungswertes des Abgas- Rückführungsventiles (6) entsprechend des Laufzustandes (S22); Steuern des Abgas- Rückführungsventiles (6) auf der Grundlage des Ziel- Abgasrückführungswertes (S13); Berechnen eines ersten Zielwertes entsprechend des Laufzustandes, wobei der erste Zielwert eine Beziehung zwischen einer Luftmenge und einer Kraftstoffmenge, zugeführt zu dem Motor (1) (S102), repräsentiert; Berechnen eines zweiten Zielwertes auf der Grundlage des ersten Zielwertes und des Ziel- Abgasrückführungswertes, wobei der zweite Zielwert eine Beziehung zwischen der Menge der Frischluft, angesaugt durch den Einlasskanal (3), und der Kraftstoffmenge, zugeführt zu dem Motor (1) (S103), repräsentiert; Berechnen einer Zielmenge der Frischluft, angesaugt durch den Einlasskanal (3) aus dem zweiten Zielwert (S104); Bestimmen eines Ziel- Steuerwertes der Einstellvorrichtung (50, 53, 60) auf der Grundlage der Frischluft- Zielmenge und des Ziel- Abgasrückführungswertes (S83, S112, S113, S123, S124); Steuern der Einstellvorrichtung (50, 53, 60) auf der Grundlage des Ziel- Steuerwertes (S78), Steuern der Kraftstoffzuführungsvorrichtung (10) auf der Grundlage des zweiten Zielwertes (S78, S124).
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroprozessor (41) außerdem programmiert ist, auf der Grundlage des ersten Zielwertes und des Ziel- Abgasrückführungswertes, eine Menge von zurückgeführter Luft zu berechnen, die in dem Abgas enthalten ist, zurückgeführt durch das Abgas- Rückführungsventil (6) (S103), und den zweiten Zielwert durch Modifizieren des ersten Zielwertes auf der Grundlage der Menge der zurückgeführten Luft (S103) zu berechnen.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroprozessor (41) außerdem programmiert ist, den zweiten Zielwert durch die folgende Gleichung (S103) zu berechnen: Tfbya = (Tlamb + Megrd·(Tlamb – 1)}/Tlamb2 wo, Tfbya = zweiter Zielwert, Tlamb = erster Zielwert, Megrd = Wert, der durch Ausführen einer vorbestimmten Verzögerungsverarbeitung auf dem Ziel- Abgasrückführungswert erhalten wird.
Steuerungsvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung (50, 53, 60) außerdem einen Auflader (50) aufweist, der die Frischluft in dem Einlasskanal (3) entsprechend eines Druckes des Abgas in dem Abgaskanal (2) auflädt, wobei der Auflader (50) eine variable Düse (53) aufweist, die den Abgasdruck einstellt, und der Mikroprozessor (41) außerdem programmiert ist, den Zielöffnungswert der veränderbaren Düse (53) aus dem zweiten Zielwert und dem Ziel- Abgasrückführungswert (S124) zu berechnen, und einen Öffnungswert der veränderbaren Düse (53) auf den Zielöffnungswert (S78) zu steuern.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung (50, 53, 60) außerdem eine Drossel (60) aufweist, die eine Frischluftzuführungsmenge zu dem Auflader (50) einstellt, und der Mikroprozessor (41) außerdem programmiert ist, eine Zielmenge der Frischluft, angesaugt durch den Einlasskanal (3) aus dem zweiten Zielwert (S104) zu berechnen, und die Drossel (60) auf eine reduzierte Öffnung zu steuern, wenn die Frischluft- Zielmenge geringer als eine vorbestimmte Strömungsrate (S415–S418) ist.
Steuerungsvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Zielwert ein Überschussluftfaktor ist, der ein Verhältnis eines Luft- Kraftstoff- Verhältnisses des Gemischs und eines stöchiomterischen Luft- Kraftstoff- Verhältnisses ist, wobei der Laufzustand- Erfassungssensor (33, 34, 36, 41) einen Sensor aufweist, der eine Last des Motors (1) erfasst, und der Luft- Überschussfaktor festgelegt ist, je kleiner zu sein, desto größer die Last (S402) ist.
Steuerungsvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Laufzustand- Erfassungssensor (33, 34, 36, 41) einer der Sensoren ist, die eine Kühlwassertemperatur des Motors (1) erfasst, einen Sensor (37), der eine Temperatur der Frischluft erfasst oder ein Sensor (38), der einen Atmosphärendruck erfasst, und der der Mikroprozessor (41) außerdem programmiert ist, den ersten Zielwert auf der Grundlage von einem von Kühlwassertemperatur, Frischlufttemperatur oder dem Atmosphärendruck (S403–S405) zu berechnen.
Steuerungsvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Zielwert ein Überschussluftfaktor ist, der ein Verhältnis eines Luft- Kraftstoff- Verhältnisses des Gemischs und eines stöchiometrischen Luft- Kraftstoff- Verhältnisses ist, wobei der Dieselmotor (1) außerdem einen katalytischen Wandler (62) aufweist, der die Stickoxide in dem Abgaskanal (2) reduziert, der Mikroprozessor (41) außerdem programmiert ist zu bestimmen, ob oder ob nicht einer Bedingung für das Reduzieren der Stickoxide durch den katalytischen Wandler (62) (S407) genügt wird, und wenn der Reduzierungsbedingung genügt wird, der Mikroprozessor (41) vorübergehend den Überschussluftfaktor auf einen Wert geringer als 1,0 (S409) festlegt.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroprozessor (41) außerdem programmiert ist, den Überschussluftfaktor zu hindern, nicht geringer als 1,0 für länger als eine vorbestimmte Zeitdauer (S379, S380) zu sein.
Steuerungsverfahren für einen Motor (1), wobei der Motor (1) aufweist einen Einlasskanal (3), der Frischluft ansaugt, eine Einstellvorrichtung (50, 53, 60), die eine Ansaugmenge von Frischluft des Einlasskanals (3) variiert, einen Abgaskanal (2), der ein Abgas des Motors (1) abgibt, ein Abgas- Rückführungsventil (6), das einen Teil des Abgases in den Einlasskanal (3) zurückführt, und eine Kraftstoffzuführungsvorrichtung (10), die einen Kraftstoff in den Motor (1) zuführt, wobei der Motor den Kraftstoff mit einem Gemisch von Frischluft, angesaugt durch den Einlasskanal (3), und Abgas, zurückgeführt durch das Abgas- Rückführungsventil (6), mischt, wobei das Verfahren aufweist: Erfassen eines Laufzustandes des Motors (1); Erfassen der Ansaugmenge der Frischluft des Einlasskanales (3); Festlegen eines Ziel- Abgasrückführungswertes des Abgas- Rückführungsventils (6) entsprechend des Laufzustandes (S22); Steuern des Abgas- Rückführungsventils (6) auf der Grundlage des Ziel- Abgasrückführungswertes; Berechnen eines ersten Zielwertes entsprechend des Laufzustandes, wobei der erste Zielwert eine Beziehung zwischen einer Luftmenge und einer Kraftstoffmenge, zugeführt zu dem Motor (1), repräsentiert; Berechnen eines zweiten Zielwertes auf der Grundlage des ersten Zielwertes und des Ziel- Abgasrückführungswertes, wobei der zweite Zielwert eine Beziehung zwischen einer Menge der Frischluft, angesaugt durch den Einlasskanal (3), und der Menge des Kraftstoffes, zugeführt zu dem Motor (1), repräsentiert; Steuern der Einstellvorrichtung (50, 53, 60); und Steuern der Kraftstoffzuführungsvorrichtung (10) auf der Grundlage des zweiten Zielwertes; gekennzeichnet durch Berechnen einer Zielmenge der Frischluft, angesaugt durch den Einlasskanal (3), aus dem zweiten Zielwert; Bestimmen eines Zielsteuerwertes der Einstellvorrichtung (50, 53, 60) auf der Grundlage der Frischluft- Zielmenge und des Ziel- Abgasrückführungswertes.