JP4488459B2 - Method of operating an internal combustion engine - Google Patents

Method of operating an internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP4488459B2
JP4488459B2 JP2000190004A JP2000190004A JP4488459B2 JP 4488459 B2 JP4488459 B2 JP 4488459B2 JP 2000190004 A JP2000190004 A JP 2000190004A JP 2000190004 A JP2000190004 A JP 2000190004A JP 4488459 B2 JP4488459 B2 JP 4488459B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
internal
gas recirculation
target value
recirculated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2000190004A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001020768A (en
Inventor
フォルツ ディーター
ヴィルト エルンスト
プフィッツ マンフレート
メッツガー ヴェルナー
パントリング ユルゲン
エーベルレ クリスティーナ
ヘリーネック ローラント
ハインリヒ デトレーフ
シュテーガー ミリヤム
メンラート グドルン
ロイシェンバッハ ルッツ
オーデル ミヒャエル
ヘス ヴェルナー
マレブライン ゲオルク
ケーラー クリスティアン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of JP2001020768A publication Critical patent/JP2001020768A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4488459B2 publication Critical patent/JP4488459B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/006Controlling exhaust gas recirculation [EGR] using internal EGR
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/0065Specific aspects of external EGR control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/3011Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3017Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
    • F02D41/3023Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the stratified charge spark-ignited mode
    • F02D41/3029Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the stratified charge spark-ignited mode further comprising a homogeneous charge spark-ignited mode
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/01Internal exhaust gas recirculation, i.e. wherein the residual exhaust gases are trapped in the cylinder or pushed back from the intake or the exhaust manifold into the combustion chamber without the use of additional passages
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/12Other methods of operation
    • F02B2075/125Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0242Variable control of the exhaust valves only
    • F02D13/0249Variable control of the exhaust valves only changing the valve timing only
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0261Controlling the valve overlap
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002Controlling intake air
    • F02D2041/001Controlling intake air for engines with variable valve actuation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/45Sensors specially adapted for EGR systems
    • F02M26/48EGR valve position sensors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関、例えば自動車の内燃機関の作動方法であって、
燃料が少なくとも2つの作動モードで燃焼室内に噴射され、排ガスが外部型及び内部型の排ガス再循環系を介して燃焼室内へ戻される形式の、内燃機関の作動方法に関する。また本発明は、内燃機関、例えば自動車用内燃機関であって、燃焼室を有しており、該燃焼室には燃料が少なくとも2つの作動モードで噴射され、排ガスが外部型または内部型の排ガス再循環系を介して再循環可能であり、開ループ制御及び/又は閉ループ制御のための制御機器を有している形式の内燃機関に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の方法及びこの種の内燃機関は、いわゆるガソリン直接噴射方式から公知である。そこでは吸気行程中の均質モードにおいて、または圧縮行程中の成層モードにおいて、ガソリンが内燃機関の燃焼室内へ噴射される。この均質モードは、有利には内燃機関の全負荷モードに対して設けられており、それに対して成層モードは、アイドリングもしくは部分負荷モードに適してる。例えば要求されたとるくに依存してこの種の直接噴射式内燃機関は、前述した2つのモードの間で切換わる。
【0003】
いわゆる外部型排ガス再循環系の場合、排ガスは排気管から別個の排ガス再循環管路を介して吸気管内へ戻される。この排ガス再循環管路内には、排ガス再循環バルブが含まれており、このバルブは戻される排ガスの量の開ループ制御及び/又は閉ループ制御のために用いられている。いわゆる内部型排ガス再循環系は、次のように構成されている。すなわち内燃機関の吸気行程中に吸気バルブのみが開くのではなく、少なくとも一時的に排気バルブも開くように構成されている。それにより排ガスが排気管から戻り燃焼室内へ吸入される。
【0004】
内燃機関の異なる作動モードは、多数の問題に結び付く。そのため例えば内部型及び外部型排ガス再循環系を種々の作動モードに依存して様々に制御する必要がある。それと同時に排ガス中の窒素酸化物の成分を低減するためには、できるだけ多くの不活性ガスを内部型及び外部型排ガス再循環系を介して再循環させることが望まれる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、可及的に簡単であるにもかかわらず内部型及び/又は外部型排ガス再循環系の効果的な開ループ制御及び/又は閉ループ制御が可能な、内燃機関の作動方法を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記課題は本発明により、内部型及び外部型排ガス再循環系を介して燃焼室内へ再循環される排ガスにおける不活性ガス成分の目標値を求めるようにして解決される。また前記課題は、制御機器によって、内部型及び外部型排ガス再循環系を介して燃焼室内へ再循環される排ガスにおける不活性ガス成分の目標値が求められるように構成されて解決される。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明による目標値の算出によって、不活性ガス成分を内部型及び外部型排ガス再循環系において正確に検出することが可能となる。それによりどのくらいの不活性ガスが燃焼室内へ戻されるべきかが正確に開ループ制御及び/又は閉ループ制御され得る。総じて言えることは、発生された窒素酸化物の低減に結び付く内燃機関の開ループ制御及び/又は閉ループ制御が結果的に得られる。
【0008】
本発明の有利な実施例によれば、内部型及び外部型排ガス再循環系を介して燃焼室内へ再循環される排ガスにおける不活性ガス成分の目標値が、排ガス再循環目標率から求められる。その際特に有利には、前記排ガス再循環目標率が、特性マップを用いて瞬時の目標値から求められる。
【0009】
本発明の別の有利な実施例によれば、内部型排ガス再循環系を介して戻される排ガスにおける不活性ガス成分の目標値が求められる。この目標値は、内部型排ガス再循環系にのみ関するものである。それにより、内部型及び外部型排ガス再循環系のための目標値との比較を実施することが可能となる。
【0010】
別の有利な実施例によれば、内部型排ガス再循環系を介して再循環される排ガスにおける不活性ガス成分の目標値が、排気バルブと吸気バルブの開放時間の重複から求められる。また有利には、前記内部型排ガス再循環系を介して再循環される排ガスにおける不活性ガス成分の目標値がラムダ値に依存して求められる。
【0011】
本発明の別の有利な実施例によれば、内部型排ガス再循環系を介して燃焼室内へ再循環される排ガスにおける不活性ガス成分の目標値が、内部型及び外部型排ガス再循環系を介して燃焼室内へ再循環される排ガスにおける不活性ガス成分の目標値から減じられる。このことは既に前述した比較手段を表わす。この減算の結果は、もはや外部型排ガス再循環系に関するのみである。
【0012】
別の有利な実施例によれば、前記2つの目標値から得られた差分を用いて、外部型排ガス再循環系の排ガス再循環バルブが制御される。前述したようにこの結果は外部型排ガス再循環系にのみ関係しているので、そこからは排ガス再循環バルブの開ループ制御及び/又は閉ループ制御が導出可能である。
【0013】
又有利には、前記排ガス再循環バルブの位置が前記差分に依存して制御される。
【0014】
本発明の別の有利な実施例によれば、前記内部型及び外部型排ガス再循環系を介して燃焼室内へ再循環される排ガスにおける不活性ガス成分の目標値は、内部型排ガス再循環系を介して燃焼室内へ再循環される排ガスにおける不活性ガス成分の目標値よりも小さくない。それにより、いづれにせよ構造上常に存在する最小の不活性排ガス再循環の考慮が保証される。
【0015】
特に重要なのは、本発明による方法の実現が制御素子の形態で行われる。この制御素子は、内燃機関特に自動車の制御機器に対するものである。その際前記制御素子にはマイクロプロセッサなどの計算機器で実行可能で本発明による方法の実施に適してプログラムが記憶されている。このような場合本発明は、制御素子に記憶されているプログラムによって実現されている。そのためプログラムを備えた制御素子も同じようにその実施にプログラムが適している方法のように表わされる。制御素子としては特に電気的なメモリ媒体、例えばROMが使用されてもよい。
【0016】
【実施例】
次に本発明を図面に基づき以下の明細者で詳細に説明する。
【0017】
図1には、自動車の内燃機関1が示されている。この内燃機関の中では、ピストン2がシリンダ3の中を往復移動している。シリンダ3は、燃焼室4を備えており、この燃焼室4は、特にピストン2と、吸気バルブ5と排気バルブ6とで仕切られている。吸気バルブ5は吸気管に結合し、排気バルブ6は排気管に結合する。
【0018】
吸気バルブ5と排気バルブ6の領域には噴射弁9と点火プラグ10が燃焼室4内へ突出している。吸気バルブ9を介して燃料が燃焼室4内に噴射される。その後で点火プラグ10を用いて燃料が燃焼室4内で点火される。
【0019】
吸気管7内には回転可能なスロットルバルブ11が設けられており、このスロットルバルブを介して空気が供給可能である。供給される空気の量は、スロットルバルブ11の角度位置に依存する。排気管8内には触媒12が設けられており、この触媒は燃料の燃焼によって生じた排ガスの浄化に用いられている。
【0020】
排気管8からは、排ガス再循環管路13が吸気管7へ戻されるように通じている。この排ガス再循環管路13には排ガス再循環バルブ14が設けられており、この再循環バルブ14を用いて吸気管7内へ戻される排ガスの量が設定可能である。排ガス再循環管路13と排ガス再循環バルブ14は、いわゆる外部型排ガス再循環系EGRを形成している。
【0021】
さらに付加的にいわゆる内部型排ガス再循環系が存在する。このことは、吸気バルブと排気バルブ5,6の開放時間の重複に基づいて、排ガスが排気管8から内燃機関1の燃焼室4内へ吸入される。この開放時間の重複は、カム軸の重複角度に相応する。
【0022】
それにより総じて排ガスは、外部型及び内部型排ガス再循環系を介して内燃機関1の燃焼室4に供給される。内燃機関1の作動モードにおいてラムダ値(空気過剰率)が1ではない可能性に基づいて、排ガスは2つのケースで不燃性の不活性ガス成分と残留空気成分を含む。後者の残留空気成分とスロットルバルブ11を介して吸入されたフレッシュエアーは燃焼室に供給されて燃焼を定める全空気量である。
【0023】
燃料タンク15からはタンク排気管路16が吸気管7に接続されている。このタンク排気管路16内にはタンク排気バルブ17が設けられており、このバルブを用いて、燃料タンク15から吸気管7に供給される燃料蒸気の量が設定可能である。タンク排気管路16とタンク排気バルブ17は、いわゆるタンク排気系TEを形成している。
【0024】
ピストン2は、燃焼室4内での燃料の燃焼によって往復運動に置換える。この往復運動は図には示されていないクランク軸に伝達され、そこにおいて回転トルクが発生される。
【0025】
制御装置18には、センサによって測定された内燃機関1の作動パラメータを表わす入力信号19が印加される。例えば制御装置18は、エアフローメータ、ラムダセンサ、回転数センサなどに接続されている。さらにこの制御装置18は、アクセルペダルセンサに接続されており、このセンサは、ドライバによって操作されたアクセルペダルの位置とそれに伴って要求されたトルクを示す信号を発生する。制御装置18が発生する出力信号は、アクチュエータないし調整器を介して内燃機関の特性に作用し得る。例えば制御装置18は、燃料噴射弁9、点火プラグ10、スロットルバルブ11などに接続され、その制御に必要な信号を生成する。
【0026】
とりわけ前記制御装置18は、内燃機関1の作動パラメータを開ループ制御及び/又は閉ループ制御するために設けられている。例えば吸気バルブ9から燃焼室4内に噴射された燃料量がこの制御装置18によって特に燃料消費を抑える方向で、及び/又は有害物質の放出を抑える方向で、開ループ制御及び/又は閉ループ制御される。この目的のために、制御装置18はマイクロプロセッサを備えており、このマイクロプロセッサは記憶媒体、特にROMの中に、前述したような開ループ制御及び/又は閉ループ制御に適したプログラムを記憶している。
【0027】
内燃機関の第1の作動モード、いわゆる均質モード“hom”においては、スロットルバルブ11が所望のトルクに依存して部分的に開かれたり閉じられたりする。燃料は、燃料噴射弁9からピストン2によって引き起こされる吸気行程の間燃焼室4内に噴射される。同時にスロットルバルブ11を介して吸入されたエアーによって、噴射燃料は渦化され、それによって燃焼室4内で実質的に均等に拡散する。その後で燃料/空気−混合気は圧縮行程の間圧縮され、その後で点火プラグ10によって点火される。点火された燃料の膨張によってピストン2は駆動される。発生したトルクは、均質モードでは実質的にスロットルバルブ11の位置に依存する。有害物質の生成を僅かに抑えるために燃料/空気−混合気は、可及的にλ=1か又はλ<1に設定される。
【0028】
内燃機関1の第2の作動モード、いわゆる均質希薄モード“hmm”では、燃料は、均質モードの場合のように吸気行程の間燃焼室4内に噴射される。但し均質モードとは違って、燃料/空気−混合気がλ>1でもあり得る。
【0029】
内燃機関1の第3の作動モード、いわゆる成層モード“sch”では、スロットルバルブ11が十分に開かれる。燃料は、燃料噴射弁9からピストン2によって引き起こされる圧縮行程の間燃焼室4内に噴射され、詳細には、局所的に点火プラグ10のごく近辺で、適切な時間間隔でもって点火時点前に噴射される。その後点火プラグ10を用いて燃料が着火され、それによってピストン2がここにおいて後続の動力行程において前記着火燃料の膨張により駆動される。ここで発生するトルクは、この成層モードでは噴射された燃料量に十分に依存している。実質的にこの成層モードは、内燃機関1のアイドリングモードと部分負荷モードのために設けられている。
【0030】
内燃機関1の第4の作動モード、いわゆる均質成層モード“hos”では、動力行程中に二重噴射が行われる。この場合燃料は燃料噴射弁9から吸気行程の間と圧縮行程の間に燃焼室4内に噴射される。従ってこの均質成層モードは、成層モードの特性と均質モードの特性が結合されたものとなる。この均質成層モードを用いることにより、例えば成層モードから均質モードへの緩やかな移行と均質モードから成層モードへの緩やかな移行が達成され得る。
【0031】
内燃機関1の第5の作動モード、いわゆる成層触媒加熱モード(Schicht-Katheizen)“skh”でも、二重噴射が行われる。この場合燃料は、噴射弁9から圧縮行程の間及び動力行程の間燃焼室4内に噴射される。このようにして実質的には付加的なトルクは得られないが、動力行程中に噴射された燃料によって触媒12の迅速な加熱が生じる。このことは例えば内燃機関1のコールドスタートの際に意味をなす。
【0032】
前述してきた内燃機関1の作動モード間では相互に切換えが可能である。この種の切換えは制御機器18によって実施される。切換えのトリガは内燃機関1の作動状態もしくは制御機器18の実施する機能によって行われる。例えばコールドスタートの際には、第5の作動モード、すなわち成層−触媒加熱モードがトリガされ、これによって触媒12が迅速に作動温度まで加熱される。
【0033】
図2には、制御機器18によって実施可能でかつ排ガス再循環バルブ14の制御のための信号を形成するのに適した方法が示されている。図2に示されているブロックは、制御機器18内のプログラムによって表わされている。
【0034】
以下に記述される信号と特にその目標値は、内燃機関1のそのつどの作動モードによって種々異なる。このことは以下の明細書では次のような表記で表わされる。すなわち目標値に“$”のマークを付すことによって表わされる(これはそのつどの作動モードに対する位置付けを表わす)。
【0035】
特性マップ21には、燃焼室4の充填のための瞬時の目標値msollと内燃機関1の回転数が供給されている。それらのパラメータに依存して特性マップ21は、排ガス再循環目標レートrr$sを生成する。その際この目標値とは、内部型及び外部型排ガス再循環系に基づく排ガスレートである。この排ガス再循環目標レートrr$sは、次のような排ガスレートを表わしている。すなわち排ガスを介して所望の不活性ガス成分を燃焼室4内に維持するのに必要な排ガスレートである。この所望の不活性ガス成分は、排ガス中の窒素酸化物NOxの低減のために用いられる。この目的のために不活性ガス成分は、特性マップ21を用いてそのつどの所望の値に設定可能である。
【0036】
ブロック22を用いて内部型及び外部型排ガス再循環系に基づく排ガスレートに対する排ガス再循環目標レートrr$sが、内部型及び外部型排ガス再循環系に基づく内燃機関1の燃焼室4の充填度に換算される。この目標値rfr$sは、所望の不活性成分が燃焼室4内に存在する燃焼室4内の充填度における内部型及び外部型排ガス再循環系に基づく成分を表わしている。
【0037】
ブロック23では、内部型及び外部型排ガス再循環系に基づく内燃機関1の燃焼室4内の充填度に対する目標値rfr$sが、内部型及び外部型排ガス再循環系に基づく燃焼室4内の空気充填度の目標値rlr$sと乗算的に結合される。それによってブロック23の出力側からは、出力信号as1が得られる。この出力信号は、内部型及び外部型排ガス再循環系に基づく燃焼室内4の不活性ガス充填度の目標値を表わしている。換言すればこの出力信号as1は、内部型及び外部型排ガス再循環系を介して燃焼室4に供給される不活性ガス成分に対する目標値を表わす。
【0038】
特性マップ24には吸気バルブ5と排気バルブ6の開放時間の重複を表わす重複角度NWデータが供給されている。開放時間のこの種の重複とは、本来ならば吸気バルブ5のみが開いているはずの吸気行程において、少なくとも一部の排気バルブ6が開いていることを指している。それによりフレッシュエアーのみが吸気管7から内燃機関1の燃焼室4に吸入されるだけでなく、排気管8からの排気ガスも吸入される。この排気ガスは既に前述したように不活性ガス成分と残留空気成分からなっている。
【0039】
これにより総体的に、吸気バルブ5と排気バルブ6の開放時間の重複によって内部型排ガス再循環が生じる。この場合重複角度NWが大きければ大きいほど、再循環される不活性ガス成分も多くなる。下回りの不可能な開放時間の最小重複に基づいて、常に最小の不活性ガス成分が内部型排ガス再循環を介して存在する。
【0040】
さらに特性マップ24には内燃機関1の回転数nmotが供給される。この入力信号から特性マップ24は、内部型排ガス再循環に基づく、燃焼室4内の充填度の排ガス成分に対する目標値rfri$sを生成する。それによりこの目標値rfri$sは、特性マップ24を介して重複角度NWに依存して制御される。
【0041】
この目標値rfri$sは、まずブロック25を用いて密度補正が施される。これはその後でブロック26を用いて相関的ラムダ値と結合させるためである。この場合ブロック25と26は乗算器として構成されている。ブロック26の出力側からは、内部型排ガス再循環系を介して燃焼室4に再循環される排ガス内の不活性ガス成分に対する目標値riri$sが得られる。
【0042】
前述したようにこの出力信号as1は、内部型及び外部型排ガス再循環系を介して燃焼室4に供給される不活性ガス成分に対する目標値を表わしている。さらに前述したように、信号riri$sは、内部型排ガス再循環系だけを介して燃焼室4に供給される不活性ガス成分に対する目標値を表わしている。これらの2つの信号は、最大値選択部27に供給される。
【0043】
出力信号as1と、内部型及び外部型排ガス再循環系から結果的に得られる不活性ガス成分が、信号riri$sよりも大きい場合には、出力信号as1が目標値rir$sとして最大値選択部27の出力側から送出される。それに対して信号riri$sと、内部型排ガス再循環系のみをから結果的に得られた不活性ガス成分が、出力信号as1よりも大きい場合には、この信号riri$sは目標値rir$sとして最大値選択部27の出力側から送出される。
【0044】
最初のケースは典型的な成層モードのものである。そこでは比較的高い不活性ガス成分が望まれる。これは大きく望まれている内部型及び外部型排ガス再循環系を介して結果的に生じる不活性ガス成分の形で現れる。この不活性ガス成分は、通常は、内部型排ガス再循環系だけから生じる不活性ガス成分よりも大きい。この理由から、最大値選択部27のもとでは目標値rir$sとしてその出力側に現れる出力信号as1が転送される。
【0045】
2番目のケースは、典型的な均質モードのものである。そこでは比較的僅かな不活性ガス成分が望まれている。なぜならこの不活性ガスが大抵の均質モードにおいて内燃機関1によって望まれる出力を低減しかねないからである。それ故に出力信号as1と不活性ガス成分の目標値は小さい。その際次のような可能性もある。すなわち内部型排ガス再循環系から結果的に生じる不活性ガス成分の目標値riri$sが、出力信号as1よりも大きい可能性もある。このようなケースでは、最大値選択部27から目標値rir$sが目標値rir$sとして出力側から得られる。このことは、換言すれば、所望の不活性ガス成分がその少なさだけに基づいて内部型排ガス再循環系によって実現される。
【0046】
前述した最大値選択27との関連で説明した機能によって、さらに次のようなことが達成される。すなわち既に前述した最小不活性ガス成分(これは常に内部型排ガス再循環系を介して存在する)がいずれにせよ、つまりゼロに近づきつつある出力信号as1のもとでも最大値選択部27を介して目標値rir$sとして転送される。
【0047】
この目標値rir$sは、内部型及び外部型排ガス再循環系を介して燃焼室4に再循環された排ガス中の不活性ガス成分である。この目標値rir$sは、さらなる内燃機関1の開ループ制御及び/又は閉ループ制御において再利用可能である。
【0048】
前記内部型及び外部型排ガス再循環系を介して燃焼室4に再循環された排ガス中の不活性ガス成分に対する目標値rir$sは、次のことにも利用可能である。すなわち外部型排ガス再循環系の排ガス再循環バルブ14の制御に用いることも可能である。これに対しては減算28によって、前記した内部型及び外部型排ガス再循環系に関する目標値rir$sから、内部型排ガス再循環系のみに関する目標値rir$sが減じられる。この減算部28の出力信号as2は2つの目標値の差分として、外部型排ガス再循環系にのみ該当する。
【0049】
最大値評価回路27の出力側に目標値rir$sとして出力信号as1が送出されるならば、乗算28から出力信号as2を生じ、これはゼロよりも大きい。このことは外部型排ガス再循環系が必要であることを意味する。最大値選択回路27の出力側から目標値rir$sとして目標値riri$sが送出されるならば、減算28から値ゼロが生じる。このことは外部型排ガス再循環系が何も必要ないことを意味する。
【0050】
前記出力信号as2は、外部型排ガス再循環系を介して燃焼室4に供給される排ガス中の不活性ガス成分に対する目標値である。ラムダ値を用いてそこからは所属の所要の排ガス再循環バルブ14の位置が求められ得る。この位置は、その後で設定可能であり、排ガス再循環バルブ14に所属するセンサを用いて制御可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による内燃機関の実施例の概略的ブロック回路図である。
【図2】図1の本発明による内燃機関の作動方法の実施例の概略的なブロック回路図である。
【符号の説明】
1 内燃機関
2 ピストン
3 シリンダ
4 燃焼室
5 吸気バルブ
6 排気バルブ
7 吸気管
8 排気管
9 燃料噴射弁
10 点火プラグ
11 スロットルバルブ
12 触媒
13 排ガス再循環管路
14 排ガス再循環バルブ
15 燃料タンク
18 制御機器
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The invention relates to a method for operating an internal combustion engine, for example an automobile internal combustion engine, comprising:
The present invention relates to a method for operating an internal combustion engine in which fuel is injected into a combustion chamber in at least two operating modes, and exhaust gas is returned to the combustion chamber via an external and internal exhaust gas recirculation system. The present invention also relates to an internal combustion engine, for example, an automobile internal combustion engine, having a combustion chamber in which fuel is injected in at least two operation modes, and the exhaust gas is an external type or an internal type exhaust gas. The invention relates to an internal combustion engine of the type that can be recirculated via a recirculation system and has a control device for open-loop control and / or closed-loop control.
[0002]
[Prior art]
Such a method and this type of internal combustion engine are known from the so-called gasoline direct injection system. There, gasoline is injected into the combustion chamber of the internal combustion engine in a homogeneous mode during the intake stroke or in a stratified mode during the compression stroke. This homogeneous mode is advantageously provided for the full load mode of the internal combustion engine, whereas the stratified mode is suitable for the idling or partial load mode. For example, depending on the required demand, this type of direct injection internal combustion engine switches between the two modes described above.
[0003]
In the case of a so-called external exhaust gas recirculation system, exhaust gas is returned from the exhaust pipe into the intake pipe via a separate exhaust gas recirculation line. An exhaust gas recirculation valve is included in the exhaust gas recirculation line, and this valve is used for open loop control and / or closed loop control of the amount of exhaust gas to be returned. The so-called internal exhaust gas recirculation system is configured as follows. That is, not only the intake valve is opened during the intake stroke of the internal combustion engine, but the exhaust valve is also opened at least temporarily. As a result, the exhaust gas returns from the exhaust pipe and is sucked into the combustion chamber.
[0004]
Different modes of operation of internal combustion engines lead to a number of problems. Therefore, for example, the internal and external exhaust gas recirculation systems need to be controlled variously depending on various operating modes. At the same time, in order to reduce the components of nitrogen oxides in the exhaust gas, it is desirable to recirculate as much inert gas as possible through the internal and external exhaust gas recirculation systems.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a method of operating an internal combustion engine that enables effective open-loop control and / or closed-loop control of an internal type and / or external type exhaust gas recirculation system in spite of being as simple as possible. Is to provide.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, the above-mentioned problem is solved by obtaining the target value of the inert gas component in the exhaust gas recirculated into the combustion chamber through the internal and external exhaust gas recirculation systems. Further, the problem is solved by being configured so that the target value of the inert gas component in the exhaust gas recirculated into the combustion chamber through the internal type and external type exhaust gas recirculation system is obtained by the control device.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
By calculating the target value according to the present invention, it is possible to accurately detect the inert gas component in the internal and external exhaust gas recirculation systems. Thereby, exactly how much inert gas is to be returned to the combustion chamber can be controlled open-loop and / or closed-loop. All in all, the result is an open-loop control and / or a closed-loop control of the internal combustion engine which leads to a reduction of the generated nitrogen oxides.
[0008]
According to an advantageous embodiment of the invention, the target value of the inert gas component in the exhaust gas recirculated into the combustion chamber via the internal and external exhaust gas recirculation systems is determined from the exhaust gas recirculation target rate. Particularly advantageously, the exhaust gas recirculation target rate is determined from the instantaneous target value using a characteristic map.
[0009]
According to another advantageous embodiment of the invention, a target value for the inert gas component in the exhaust gas returned via the internal exhaust gas recirculation system is determined. This target value relates only to the internal exhaust gas recirculation system. Thereby, it becomes possible to carry out a comparison with target values for the internal and external exhaust gas recirculation systems.
[0010]
According to another advantageous embodiment, the target value of the inert gas component in the exhaust gas recirculated via the internal exhaust gas recirculation system is determined from the overlap of the open times of the exhaust valve and the intake valve. Also, advantageously, the target value of the inert gas component in the exhaust gas recirculated through the internal exhaust gas recirculation system is determined depending on the lambda value.
[0011]
According to another advantageous embodiment of the invention, the target value of the inert gas component in the exhaust gas recirculated into the combustion chamber via the internal exhaust gas recirculation system is determined by the internal and external exhaust gas recirculation systems. Through the target value of the inert gas component in the exhaust gas recirculated through the combustion chamber. This represents the comparison means already described above. The result of this subtraction is only related to the external exhaust gas recirculation system.
[0012]
According to another advantageous embodiment, the exhaust gas recirculation valve of the external exhaust gas recirculation system is controlled using the difference obtained from the two target values. As described above, since this result relates only to the external exhaust gas recirculation system, open loop control and / or closed loop control of the exhaust gas recirculation valve can be derived therefrom.
[0013]
Also advantageously, the position of the exhaust gas recirculation valve is controlled depending on the difference.
[0014]
According to another advantageous embodiment of the invention, the target value of the inert gas component in the exhaust gas recirculated into the combustion chamber via the internal and external exhaust gas recirculation system is the internal exhaust gas recirculation system. Is not smaller than the target value of the inert gas component in the exhaust gas recirculated through the combustion chamber. This guarantees consideration of the minimum inert exhaust gas recirculation which is always present in any case.
[0015]
Of particular importance is the realization of the method according to the invention in the form of control elements. This control element is for a control device of an internal combustion engine, in particular an automobile. At this time, the control element can be executed by a computing device such as a microprocessor and stores a program suitable for carrying out the method according to the present invention. In such a case, the present invention is realized by a program stored in the control element. Therefore, a control element with a program is likewise represented as a method suitable for the implementation of the program. In particular, an electrical memory medium, for example a ROM, may be used as the control element.
[0016]
【Example】
Next, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 1 shows an internal combustion engine 1 of an automobile. In this internal combustion engine, the piston 2 reciprocates in the cylinder 3. The cylinder 3 is provided with a combustion chamber 4, which is partitioned by a piston 2, an intake valve 5 and an exhaust valve 6. The intake valve 5 is coupled to the intake pipe, and the exhaust valve 6 is coupled to the exhaust pipe.
[0018]
An injection valve 9 and a spark plug 10 protrude into the combustion chamber 4 in the region of the intake valve 5 and the exhaust valve 6. Fuel is injected into the combustion chamber 4 through the intake valve 9. Thereafter, the fuel is ignited in the combustion chamber 4 using the spark plug 10.
[0019]
A rotatable throttle valve 11 is provided in the intake pipe 7, and air can be supplied through the throttle valve. The amount of air supplied depends on the angular position of the throttle valve 11. A catalyst 12 is provided in the exhaust pipe 8, and this catalyst is used for purifying exhaust gas generated by the combustion of fuel.
[0020]
From the exhaust pipe 8, the exhaust gas recirculation pipe line 13 communicates with the intake pipe 7. The exhaust gas recirculation conduit 13 is provided with an exhaust gas recirculation valve 14, and the amount of exhaust gas returned into the intake pipe 7 can be set using the recirculation valve 14. The exhaust gas recirculation pipeline 13 and the exhaust gas recirculation valve 14 form a so-called external exhaust gas recirculation system EGR.
[0021]
In addition, there is a so-called internal exhaust gas recirculation system. This is because exhaust gas is sucked from the exhaust pipe 8 into the combustion chamber 4 of the internal combustion engine 1 based on the overlap of the opening times of the intake valve and the exhaust valves 5 and 6. This overlap in opening time corresponds to the overlap angle of the camshaft.
[0022]
As a result, the exhaust gas is generally supplied to the combustion chamber 4 of the internal combustion engine 1 via the external and internal exhaust gas recirculation systems. Based on the possibility that the lambda value (excess air ratio) is not 1 in the operating mode of the internal combustion engine 1, the exhaust gas contains an incombustible inert gas component and a residual air component in two cases. The latter residual air component and the fresh air sucked through the throttle valve 11 are supplied to the combustion chamber and are the total amount of air that determines combustion.
[0023]
A tank exhaust pipe 16 is connected to the intake pipe 7 from the fuel tank 15. A tank exhaust valve 17 is provided in the tank exhaust pipe 16, and the amount of fuel vapor supplied from the fuel tank 15 to the intake pipe 7 can be set using this valve. The tank exhaust line 16 and the tank exhaust valve 17 form a so-called tank exhaust system TE.
[0024]
The piston 2 is replaced with a reciprocating motion by the combustion of fuel in the combustion chamber 4. This reciprocating motion is transmitted to a crankshaft (not shown), where a rotational torque is generated.
[0025]
An input signal 19 representing an operating parameter of the internal combustion engine 1 measured by a sensor is applied to the control device 18. For example, the control device 18 is connected to an air flow meter, a lambda sensor, a rotation speed sensor, and the like. Further, the control device 18 is connected to an accelerator pedal sensor, which generates a signal indicating the position of the accelerator pedal operated by the driver and the torque required therewith. The output signal generated by the control device 18 can affect the characteristics of the internal combustion engine via an actuator or regulator. For example, the control device 18 is connected to the fuel injection valve 9, the spark plug 10, the throttle valve 11, and the like, and generates a signal necessary for the control.
[0026]
In particular, the control device 18 is provided for open-loop control and / or closed-loop control of the operating parameters of the internal combustion engine 1. For example, the amount of fuel injected from the intake valve 9 into the combustion chamber 4 is controlled by the control device 18 in a direction that particularly suppresses fuel consumption and / or in a direction that suppresses the release of harmful substances. The For this purpose, the control device 18 comprises a microprocessor which stores a program suitable for open-loop control and / or closed-loop control as described above in a storage medium, in particular ROM. Yes.
[0027]
In a first operating mode of the internal combustion engine, the so-called homogeneous mode “hom”, the throttle valve 11 is partially opened or closed depending on the desired torque. Fuel is injected into the combustion chamber 4 during the intake stroke caused by the piston 2 from the fuel injection valve 9. At the same time, the injected fuel is swirled by the air sucked through the throttle valve 11 and thereby diffuses substantially uniformly in the combustion chamber 4. The fuel / air mixture is then compressed during the compression stroke and then ignited by the spark plug 10. The piston 2 is driven by the expansion of the ignited fuel. The generated torque substantially depends on the position of the throttle valve 11 in the homogeneous mode. In order to suppress the production of harmful substances slightly, the fuel / air-air mixture is set to λ = 1 or λ <1 as much as possible.
[0028]
In the second operating mode of the internal combustion engine 1, the so-called homogeneous lean mode “hmm”, fuel is injected into the combustion chamber 4 during the intake stroke as in the homogeneous mode. However, unlike the homogeneous mode, the fuel / air-air mixture can also be λ> 1.
[0029]
In the third operating mode of the internal combustion engine 1, so-called stratification mode “sch”, the throttle valve 11 is fully opened. The fuel is injected into the combustion chamber 4 during the compression stroke caused by the piston 2 from the fuel injection valve 9, in particular locally in the immediate vicinity of the spark plug 10 and at an appropriate time interval before the ignition point. Be injected. Thereafter, fuel is ignited using the spark plug 10, whereby the piston 2 is driven here by expansion of the ignited fuel in the subsequent power stroke. The torque generated here is sufficiently dependent on the amount of fuel injected in this stratification mode. This stratification mode is substantially provided for the idling mode and the partial load mode of the internal combustion engine 1.
[0030]
In the fourth operating mode of the internal combustion engine 1, the so-called homogeneous stratification mode "hos", double injection is performed during the power stroke. In this case, fuel is injected into the combustion chamber 4 from the fuel injection valve 9 during the intake stroke and during the compression stroke. Therefore, this homogeneous stratification mode is a combination of the characteristics of the stratification mode and the characteristics of the homogeneous mode. By using this homogeneous stratification mode, for example, a gradual transition from the stratification mode to the homogeneous mode and a gradual transition from the homogeneous mode to the stratification mode can be achieved.
[0031]
Double injection also takes place in the fifth operating mode of the internal combustion engine 1, so-called stratified catalyst heating mode (Schicht-Katheizen) “skh”. In this case, fuel is injected into the combustion chamber 4 from the injection valve 9 during the compression stroke and during the power stroke. In this way, virtually no additional torque is obtained, but the fuel injected during the power stroke causes rapid heating of the catalyst 12. This makes sense, for example, when the internal combustion engine 1 is cold started.
[0032]
Switching between the operation modes of the internal combustion engine 1 described above is possible. This type of switching is performed by the control device 18. The trigger for switching is performed by an operating state of the internal combustion engine 1 or a function performed by the control device 18. For example, during a cold start, a fifth mode of operation, the stratification-catalyst heating mode, is triggered, which quickly heats the catalyst 12 to the operating temperature.
[0033]
FIG. 2 shows a method that can be implemented by the control device 18 and that is suitable for generating a signal for the control of the exhaust gas recirculation valve 14. The blocks shown in FIG. 2 are represented by programs in the control device 18.
[0034]
The signals described below and in particular their target values vary depending on the respective operating mode of the internal combustion engine 1. This is expressed by the following notation in the following specification. That is, it is expressed by putting a mark of “$” on the target value (this indicates the position for each operation mode).
[0035]
The characteristic map 21 is supplied with an instantaneous target value msoll for filling the combustion chamber 4 and the rotational speed of the internal combustion engine 1. Depending on these parameters, the characteristic map 21 generates the exhaust gas recirculation target rate rr $ s. In this case, the target value is an exhaust gas rate based on the internal and external exhaust gas recirculation systems. This exhaust gas recirculation target rate rr $ s represents the following exhaust gas rate. That is, the exhaust gas rate required to maintain a desired inert gas component in the combustion chamber 4 through the exhaust gas. This desired inert gas component is used for reducing nitrogen oxides NOx in the exhaust gas. For this purpose, the inert gas component can be set to any desired value using the characteristic map 21.
[0036]
The exhaust gas recirculation target rate rr $ s with respect to the exhaust gas rate based on the internal type and external type exhaust gas recirculation system using the block 22 is the filling degree of the combustion chamber 4 of the internal combustion engine 1 based on the internal type and external type exhaust gas recirculation system. Converted to This target value rfr $ s represents a component based on an internal type and an external type exhaust gas recirculation system in a filling degree in the combustion chamber 4 where a desired inert component exists in the combustion chamber 4.
[0037]
In block 23, the target value rfr $ s for the filling degree in the combustion chamber 4 of the internal combustion engine 1 based on the internal type and external type exhaust gas recirculation system is set in the combustion chamber 4 based on the internal type and external type exhaust gas recirculation system. Combined with the target value rlr $ s of the air filling degree. Thereby, an output signal as1 is obtained from the output side of the block 23. This output signal represents the target value of the inert gas filling degree in the combustion chamber 4 based on the internal and external exhaust gas recirculation systems. In other words, the output signal as1 represents a target value for the inert gas component supplied to the combustion chamber 4 via the internal and external exhaust gas recirculation systems.
[0038]
The characteristic map 24 is supplied with overlapping angle NW data representing overlapping of the opening times of the intake valve 5 and the exhaust valve 6. This kind of overlap of the opening time means that at least a part of the exhaust valves 6 is open in the intake stroke where only the intake valves 5 should be open. As a result, not only fresh air is drawn into the combustion chamber 4 of the internal combustion engine 1 from the intake pipe 7 but also exhaust gas from the exhaust pipe 8 is drawn. As described above, this exhaust gas is composed of an inert gas component and a residual air component.
[0039]
As a result, overall, exhaust gas recirculation occurs due to the overlap of the opening times of the intake valve 5 and the exhaust valve 6. In this case, the larger the overlap angle NW, the more inert gas components that are recirculated. There is always a minimum inert gas component via internal exhaust gas recirculation, based on a minimum overlap of open times that cannot be reduced.
[0040]
Further, the rotational speed nmot of the internal combustion engine 1 is supplied to the characteristic map 24. From this input signal, the characteristic map 24 generates a target value rfri $ s for the exhaust gas component of the filling degree in the combustion chamber 4 based on the internal exhaust gas recirculation. Thereby, this target value rfri $ s is controlled via the characteristic map 24 depending on the overlap angle NW.
[0041]
This target value rfri $ s is first subjected to density correction using the block 25. This is because the block 26 is then used to combine the correlated lambda values. In this case, blocks 25 and 26 are configured as multipliers. From the output side of the block 26, the target value riri $ s for the inert gas component in the exhaust gas recirculated to the combustion chamber 4 through the internal exhaust gas recirculation system is obtained.
[0042]
As described above, the output signal as1 represents the target value for the inert gas component supplied to the combustion chamber 4 via the internal and external exhaust gas recirculation systems. Further, as described above, the signal riri $ s represents the target value for the inert gas component supplied to the combustion chamber 4 only through the internal exhaust gas recirculation system. These two signals are supplied to the maximum value selection unit 27.
[0043]
When the output signal as1 and the inert gas component resulting from the internal and external exhaust gas recirculation systems are larger than the signal riri $ s, the output signal as1 is selected as the maximum value as the target value ri $ s. Sent from the output side of the unit 27. On the other hand, when the signal riri $ s and the inert gas component obtained as a result of only the internal exhaust gas recirculation system are larger than the output signal as1, this signal riri $ s is the target value rir $. s is sent from the output side of the maximum value selection unit 27.
[0044]
The first case is that of a typical stratification mode. There, a relatively high inert gas component is desired. This manifests itself in the form of the resulting inert gas component through the highly desired internal and external exhaust gas recirculation systems. This inert gas component is usually larger than the inert gas component generated only from the internal exhaust gas recirculation system. For this reason, the output signal as1 that appears on the output side as the target value rr $ s is transferred under the maximum value selection unit 27.
[0045]
The second case is of a typical homogeneous mode. There, a relatively small amount of inert gas component is desired. This is because this inert gas can reduce the power desired by the internal combustion engine 1 in most homogeneous modes. Therefore, the target value of the output signal as1 and the inert gas component is small. There are also the following possibilities. That is, the target value riri $ s of the inert gas component resulting from the internal exhaust gas recirculation system may be larger than the output signal as1. In such a case, the target value ir $ s is obtained from the maximum value selection unit 27 as the target value ir $ s from the output side. In other words, this is achieved by the internal exhaust gas recirculation system based on the small amount of desired inert gas components.
[0046]
The following is further achieved by the function described in connection with the maximum value selection 27 described above. In other words, the minimum inert gas component already described above (which is always present via the internal exhaust gas recirculation system) is used in any case, that is, through the maximum value selector 27 even under the output signal as1 approaching zero. And transferred as the target value rr $ s.
[0047]
This target value rr $ s is an inert gas component in the exhaust gas recirculated to the combustion chamber 4 via the internal and external exhaust gas recirculation systems. This target value rr $ s can be reused in further open-loop control and / or closed-loop control of the internal combustion engine 1.
[0048]
The target value rr $ s for the inert gas component in the exhaust gas recirculated to the combustion chamber 4 via the internal and external exhaust gas recirculation systems can also be used for the following. That is, it can also be used for controlling the exhaust gas recirculation valve 14 of the external exhaust gas recirculation system. On the other hand, the subtraction 28 subtracts the target value ir $ s relating only to the internal exhaust gas recirculation system from the target value ir $ s relating to the internal and external exhaust gas recirculation systems. The output signal as2 of the subtracting unit 28 corresponds to only the external exhaust gas recirculation system as a difference between the two target values.
[0049]
If the output signal as1 is sent as the target value rr $ s to the output side of the maximum value evaluation circuit 27, the output signal as2 is generated from the multiplication 28, which is greater than zero. This means that an external exhaust gas recirculation system is required. If the target value riri $ s is transmitted as the target value rr $ s from the output side of the maximum value selection circuit 27, the value zero is generated from the subtraction 28. This means that no external exhaust gas recirculation system is required.
[0050]
The output signal as2 is a target value for the inert gas component in the exhaust gas supplied to the combustion chamber 4 via the external exhaust gas recirculation system. From there, the position of the required exhaust gas recirculation valve 14 to which it belongs can be determined using the lambda value. This position can then be set and controlled using a sensor belonging to the exhaust gas recirculation valve 14.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic block circuit diagram of an embodiment of an internal combustion engine according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic block circuit diagram of an embodiment of a method of operating an internal combustion engine according to the present invention of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine 2 Piston 3 Cylinder 4 Combustion chamber 5 Intake valve 6 Exhaust valve 7 Intake pipe 8 Exhaust pipe 9 Fuel injection valve 10 Spark plug 11 Throttle valve 12 Catalyst 13 Exhaust gas recirculation conduit 14 Exhaust gas recirculation valve 15 Fuel tank 18 Control machine

Claims (8)

燃料が少なくとも2つの作動モードで燃焼室(4)内に噴射され、排ガスが外部型及び内部型の排ガス再循環系を介して燃焼室(4)内に戻され、再循環される排ガスは不燃性の不活性ガス成分と残留空気成分を含んでいる、内燃機関(1)の作動方法において、
内部型及び外部型排ガス再循環系を介して燃焼室(4)内へ再循環される排ガスにおける不活性ガス成分の目標値(rir$s)を求め、
内部型排ガス再循環系を介して再循環される排ガスにおける不活性ガス成分の目標値(riri$s)を求め、
前記内部型排ガス再循環系を介して燃焼室(4)内へ再循環される排ガスにおける不活性ガス成分の目標値(riri$s)を、内部型及び外部型排ガス再循環系を介して燃焼室(4)内へ再循環される排ガスにおける不活性ガス成分の目標値(rir$s)から減じ、
前記2つの目標値から得られた差分(as2)を用いて、外部型排ガス再循環系の排ガス再循環バルブ(14)を制御するようにしたことを特徴とする方法。
Fuel is injected into the combustion chamber (4) in at least two modes of operation, exhaust gas is returned to the combustion chamber (4) via an external and internal exhaust gas recirculation system, and the recirculated exhaust gas is non-combustible. In the operating method of the internal combustion engine (1), which contains a natural inert gas component and a residual air component,
A target value (ir $ s) of the inert gas component in the exhaust gas recirculated into the combustion chamber (4) through the internal and external exhaust gas recirculation system;
Obtain the target value (riri $ s) of the inert gas component in the exhaust gas recirculated through the internal exhaust gas recirculation system,
Combusting the target value (riri $ s) of the inert gas component in the exhaust gas recirculated into the combustion chamber (4) through the internal exhaust gas recirculation system through the internal and external exhaust gas recirculation systems Subtracted from the target value (ir $ s) of the inert gas component in the exhaust gas recirculated into the chamber (4),
A method of controlling an exhaust gas recirculation valve (14) of an external exhaust gas recirculation system using a difference (as2) obtained from the two target values.
前記内部型及び外部型排ガス再循環系を介して燃焼室(4)内へ再循環される排ガスにおける不活性ガス成分の目標値(rir$s)は、排ガス再循環目標率(rr$s)から求められる、請求項1記載の方法。  The target value (rr $ s) of the inert gas component in the exhaust gas recirculated into the combustion chamber (4) through the internal and external exhaust gas recirculation systems is the exhaust gas recirculation target rate (rr $ s). The method of claim 1, which is determined from 前記内部型排ガス再循環系を介して再循環される排ガスにおける不活性ガス成分の目標値(riri$s)を、排気バルブと吸気バルブ(5,6)の開放時間の重複から求める、請求項1または2記載の方法。  The target value (riri $ s) of the inert gas component in the exhaust gas recirculated through the internal exhaust gas recirculation system is obtained from the overlap of the open times of the exhaust valve and the intake valve (5, 6). The method according to 1 or 2. 前記内部型排ガス再循環系を介して再循環される排ガスにおける不活性ガス成分の目標値(riri$s)を、ラムダ値に依存して求める、請求項記載の方法。The method according to claim 3 , wherein the target value (riri $ s) of the inert gas component in the exhaust gas recirculated through the internal exhaust gas recirculation system is determined depending on the lambda value. 前記排ガス再循環バルブ(14)の位置は、前記差分(as2)に依存して制御される、請求項1からいずれか1項記載の方法。Position, the difference is controlled in dependence on (as2), The method according to 1, wherein 4 claim 1 of the exhaust gas recirculation valve (14). 前記内部型及び外部型排ガス再循環系を介して燃焼室(4)内へ再循環される排ガスにおける不活性ガス成分の目標値(rir$s)は、内部型排ガス再循環系を介して燃焼室(4)内へ再循環される排ガスにおける不活性ガス成分の目標値(riri$s)よりも小さくない、請求項1からいずれか1項記載の方法。The target value (ir $ s) of the inert gas component in the exhaust gas recirculated into the combustion chamber (4) through the internal and external exhaust gas recirculation systems is combusted through the internal exhaust gas recirculation system. The method according to any one of claims 1 to 5 , wherein the method is not less than the target value (riri $ s) of the inert gas component in the exhaust gas recirculated into the chamber (4). マイクロプロセッサなどの計算機器で実行可能なプログラムが記憶されている、請求項1からに記載の方法の実施に適している、内燃機関の制御機器(18)のためのROMなどの制御素子。A control element, such as a ROM, for a control device (18) of an internal combustion engine, suitable for carrying out the method according to claims 1-6 , wherein a program executable by a computing device such as a microprocessor is stored. 燃焼室(4)を有し、該燃焼室(4)には燃料が少なくとも2つの作動モードで噴射され、排ガスが外部型または内部型の排ガス再循環系を介して再循環可能であり、再循環される排ガスは不燃性の不活性ガス成分と残留空気成分を含んでおり、さらに開ループ制御及び/又は閉ループ制御のための制御機器(18)を有している内燃機関(1)において、
前記制御機器(18)によって、
内部型及び外部型排ガス再循環系を介して燃焼室(4)内へ再循環される排ガスにおける不活性ガス成分の目標値(rir$s)が求められ、
内部型排ガス再循環系を介して再循環される排ガスにおける不活性ガス成分の目標値(riri$s)が求められ、
前記内部型排ガス再循環系を介して燃焼室(4)内へ再循環される排ガスにおける不活性ガス成分の目標値(riri$s)が、内部型及び外部型排ガス再循環系を介して燃焼室(4)内へ再循環される排ガスにおける不活性ガス成分の目標値(rir$s)から減じられ、
前記2つの目標値から得られた差分(as2)を用いて、外部型排ガス再循環系の排ガス再循環バルブ(14)が制御されるように構成されていることを特徴とする内燃機関。
A combustion chamber (4) in which fuel is injected in at least two modes of operation, and the exhaust gas can be recirculated via an external or internal exhaust gas recirculation system; In the internal combustion engine (1), the exhaust gas to be circulated contains an incombustible inert gas component and a residual air component, and further has a control device (18) for open-loop control and / or closed-loop control.
By means of the control device (18)
A target value (ir $ s) of the inert gas component in the exhaust gas recirculated into the combustion chamber (4) through the internal type and external type exhaust gas recirculation system;
The target value (riri $ s) of the inert gas component in the exhaust gas recirculated through the internal exhaust gas recirculation system is determined,
The target value (riri $ s) of the inert gas component in the exhaust gas recirculated into the combustion chamber (4) through the internal exhaust gas recirculation system burns through the internal and external exhaust gas recirculation systems. Reduced from the target value (ir $ s) of the inert gas component in the exhaust gas recirculated into the chamber (4),
An internal combustion engine configured to control an exhaust gas recirculation valve (14) of an external exhaust gas recirculation system using a difference (as2) obtained from the two target values.
JP2000190004A 1999-06-24 2000-06-23 Method of operating an internal combustion engine Expired - Fee Related JP4488459B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19928824A DE19928824C2 (en) 1999-06-24 1999-06-24 Method for operating an internal combustion engine
DE19928824.0 1999-06-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001020768A JP2001020768A (en) 2001-01-23
JP4488459B2 true JP4488459B2 (en) 2010-06-23

Family

ID=7912296

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000190004A Expired - Fee Related JP4488459B2 (en) 1999-06-24 2000-06-23 Method of operating an internal combustion engine

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP4488459B2 (en)
DE (1) DE19928824C2 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10203032A1 (en) 2002-01-26 2003-08-14 Daimler Chrysler Ag Piston engine and associated operating method
JP2004100535A (en) * 2002-09-06 2004-04-02 Honda Motor Co Ltd Valve timing control device for internal combustion engine
DE10317120B4 (en) * 2003-04-14 2006-11-23 Siemens Ag System and method for determining a residual gas content in a combustion chamber of an internal combustion engine
DE10323314B4 (en) * 2003-05-23 2012-05-24 GM Global Technology Operations LLC Combustion engine assembly with operating method therefor
DE102005062280A1 (en) * 2005-12-24 2007-06-28 Daimlerchrysler Ag Regulation process for exhaust gas return ratio involves use of regulating structure including cascaded regulators
DE102007003855A1 (en) * 2007-01-25 2008-08-07 Siemens Ag Method for controlling the exhaust gas recirculation in an internal combustion engine
EP3722572A1 (en) * 2019-04-12 2020-10-14 Winterthur Gas & Diesel Ltd. Internal combustion engine

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59137343U (en) * 1983-03-07 1984-09-13 トヨタ自動車株式会社 Internal combustion engine exhaust gas purification device
DE4017547A1 (en) * 1990-05-31 1991-12-05 Werner Schrimpf Exhaust gas cleaning installation for four-stroke engine - includes electronically controlled feedback from exhaust to inlet manifold according to speed, temp., flow and vacuum
JP3040153B2 (en) * 1990-11-06 2000-05-08 マツダ株式会社 Engine exhaust gas recirculation system
JPH0518324A (en) * 1991-07-12 1993-01-26 Mitsubishi Electric Corp Exhaust gas recirculation controller of engine
JPH07310603A (en) * 1994-05-17 1995-11-28 Mazda Motor Corp Exhaust gas reflux device for engine
JP3223731B2 (en) * 1994-12-06 2001-10-29 日産自動車株式会社 EGR control device for internal combustion engine
US5613479A (en) * 1995-12-08 1997-03-25 Ford Motor Company Pressure feedback exhaust gas recirculation system
JP3624631B2 (en) * 1997-06-12 2005-03-02 株式会社日立製作所 Combustion control method for in-cylinder injection engine
JPH1193713A (en) * 1997-09-25 1999-04-06 Denso Corp Variable valve timing control device for internal combustion engine
JP3493981B2 (en) * 1997-10-24 2004-02-03 日産自動車株式会社 Supercharging pressure control device for internal combustion engine with EGR control device
JP3911912B2 (en) * 1999-06-23 2007-05-09 株式会社日立製作所 Engine control system and control method

Also Published As

Publication number Publication date
DE19928824A1 (en) 2000-12-28
JP2001020768A (en) 2001-01-23
DE19928824C2 (en) 2003-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6814062B2 (en) Method for operating an internal combustion engine
US6505603B1 (en) Fuel injection method for an internal combustion engine
JP3569120B2 (en) Combustion control device for lean burn internal combustion engine
US20060201476A1 (en) Method for operating an internal combustion engine
US6202624B1 (en) System for operating an internal combustion engine with direct injection, specially in a motor vehicle
US6758034B1 (en) Method for operating an internal combustion engine
WO2019230406A1 (en) Control device of internal combustion engine and control method of internal combustion engine
US20040154585A1 (en) Method for operating an internal combustion engine especially of a motor vehicle
US6278933B1 (en) Rapid transient torque management in DISI engines
US6240895B1 (en) Method for operating an internal combustion engine mainly intended for a motor vehicle
US6460508B1 (en) Method of operation for an internal combustion engine
US20040123834A1 (en) Method for operating an internal combustion engine especially for motor vehicles
JP4488459B2 (en) Method of operating an internal combustion engine
CN1364216B (en) Method for operating multi-cylinder internal combustion engine
US6386174B1 (en) Method for operating an internal combustion engine
US6722350B2 (en) Method for operating an internal combustion engine
US6505602B1 (en) Method of operating an internal combustion engine
US6474293B1 (en) Method for operating an internal combustion engine
US6625974B1 (en) Method for operating an internal combustion engine
US6698189B1 (en) Method for operation of an internal combustion engine
US6508227B2 (en) Method of operating an internal combustion engine
US7013862B2 (en) Method for operating an internal combustion engine
JP2004508483A (en) Method for determining fuel content of regeneration gas in an internal combustion engine with direct gasoline injection in stratified combustion mode
JP4518251B2 (en) Control device for internal combustion engine
US6394065B1 (en) Method for operating an internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070621

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080919

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20081217

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20081222

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20090217

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20090220

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090317

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090819

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091020

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100226

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100329

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130409

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140409

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees