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DE4130853C2 - Method for controlling the amount of exhaust gas recirculated in an internal combustion engine - Google Patents

Method for controlling the amount of exhaust gas recirculated in an internal combustion engine

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein derartiges Verfahren ist als Verschmutzungs­ regelung mit einem Ventil aus der DE-OS 25 25 537 bekannt, das in einer Abgasrückführleitung liegt und einen in erregtem Zustand das Ventil schließenden Hubmagneten enthält, der über eine elektro­ nische Steuerung dann erregt wird, wenn die Maschinendrehzahl einen Sollwert überschreitet. Über die Wahl dieses Sollwerts ist der Druckschrift nichts zu entnehmen. Der besagte Hubmagnet soll auch dann erregt werden, wenn die Drosselklappe im Ansaugsystem der Brennkraftmaschine geschlossen oder über eine bestimmte Position hinaus geöffnet ist, so daß eine Abgasrückführung nur im Teillast­ bereich erfolgt; außerdem soll die Abgasrückführung unterbunden sein, wenn die Maschinentemperatur unter einem Sollwert liegt, also eine niedrige Maschinentemperatur vorliegt.The invention relates to a method according to the preamble of Claim 1. Such a method is as pollution regulation with a valve from DE-OS 25 25 537 known in is an exhaust gas recirculation line and one in an excited state Valve closing solenoid contains that via an electro African control is excited when the engine speed one Setpoint exceeds. The choice of this setpoint is the Nothing to be found in the publication. The said lifting magnet should also then be excited when the throttle valve in the intake system Internal combustion engine closed or over a certain position is also open, so that exhaust gas recirculation only at partial load area done; exhaust gas recirculation is also to be prevented if the machine temperature is below a setpoint, that is the machine temperature is low.

Wie bekannt - siehe beispielsweise die Beschreibungseinleitung der EP 0 136 675 A2 -, tritt beim Beschleunigen eines mit einer Brenn­ kraftmaschine ausgerüsteten Kraftfahrzeugs ein Rauch- oder Rußstoß auf. Die Erfassung von Beschleunigungsphasen über die jeweilige Maschinenlast verlangt jedoch einen erheblichen, in der Regel elektronische Steuerschaltungen mit Rechnern erfordernden Aufwand. As is known - see for example the introduction to the EP 0 136 675 A2 - occurs when accelerating one with a burner engine equipped motor vehicle a smoke or soot on. The acquisition of acceleration phases over the respective However, machine load requires a substantial, usually electronic control circuits with effort requiring computers.  

Dieses Dokument schlägt dem Fachmann eine Umkehr der üblichen Abgasrückführ-Kenn­ felder derart vor, daß bei kontinuierlicher Last keine Abgasrückführung vorgenommen wird, vielmehr soll nur bei bestimmten Laständerungen Abgas rückgeführt werden. Dieses hat zur Folge, daß in weiten Betriebsbereichen, beispielsweise bei Konstantfahrt keine Abgasrück­ führung möglich ist.This document suggests a reversal of the usual exhaust gas recirculation characteristic to the person skilled in the art fields in such a way that exhaust gas recirculation is not carried out under continuous load, rather, exhaust gas should only be recirculated for certain load changes. This has to As a result, there is no exhaust gas return in wide operating ranges, for example when driving at constant speed leadership is possible.

Aus der DE 34 29 222 C1 ist ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit in Teillast wirksamer Abgasrückführung mit einem veränderbaren Vollastanschlag derart be­ kannt, daß beim Beschleunigen in der Teillast zur Rauchverminderung dieser Vollastan­ schlag auf einen rauchvermeidenden Wert zurückgenommen wird.DE 34 29 222 C1 describes a method for operating an internal combustion engine with in Partial load effective exhaust gas recirculation with a changeable full load stop knows that when accelerating in partial load to reduce smoke this full load is reduced to a smoke-preventing value.

In DE 35 35 224 A1 ist eine Abgasrückführungsvorrichtung beschrieben, welche bei einem Kaltstart die Abgasrückführung unterbricht, während das Abgasrückführventil bei hohen Lasten für eine bestimmte Zeitspanne aktiv bleibt, um anschließend nach Überschreiten dieser Zeitspanne zu seinem eigenen Schutz abgeschaltet wird.DE 35 35 224 A1 describes an exhaust gas recirculation device which is used in a Cold start interrupts the exhaust gas recirculation, while the exhaust gas recirculation valve at high Loads remain active for a certain period of time, after which they are exceeded is switched off during this period for its own protection.

Aus der DE 33 37 430 A1 ist es dem Fachmann bei einer gemischverdichtenden, fremdge­ zündeten Brennkraftmaschine bekannt, mit Abgasrückführung im unteren Teillastbereich zu fahren, wobei ein aus einem Leerlauffüllungsregelventil und einem Abgasrückführventil ge­ bildetes Kombiventil entweder im Leerlaufbereich die Leerlauffüllung regelt oder alternativ im unteren Teillastbereich die Abgasrückführung. Eine Abgasrückführung beispielsweise im leerlaufnahen Bereich ist hiermit nicht zu realisieren.From DE 33 37 430 A1 the person skilled in the art is familiar with a mixture-compressing, foreign ignited internal combustion engine known, with exhaust gas recirculation in the lower part-load range drive, a ge of an idle charge control valve and an exhaust gas recirculation valve Combined valve either regulates the idle charge in the idle range or alternatively in the exhaust gas recirculation in the lower part of the load range. Exhaust gas recirculation, for example in the The area close to idling cannot be realized with this.

Eine der vorgenannten DE 33 37 430 A1 ähnliche Lösung war dem Fachmann bereits aus DE 29 48 963 A1 bekannt. Auch hier wird entweder das Rückführen von Auspuffgasen oder aber die Leerlaufdrehzahl mittels eines einzigen Magnetventiles gesteuert. One skilled in the art was already familiar with a solution similar to the aforementioned DE 33 37 430 A1 DE 29 48 963 A1 known. Again, either the exhaust gas recirculation or but controlled the idle speed by means of a single solenoid valve.  

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren zu schaffen, das das Auftreten eines Rauch- oder Rußstoßes beim Anfahren der Maschine mit gerin­ gem Aufwand unter Verwendung bewährter Bauteile vermeidet.The invention has for its object to provide a generic method the occurrence of a smoke or soot burst when starting the machine avoids effort using proven components.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkma­ len des Hauptanspruchs, vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschreiben die Unteransprüche.The solution to this problem according to the invention consists in the characteristic features len of the main claim, advantageous training and development of the invention The process describes the subclaims.

Die Erfindung verwendet in vorteilhafter Weise als Kriterium für einen Anfahrvorgang also ein leicht zu gewinnendes Drehzahlsignal beim Vorliegen eines für einen Anfahrvor­ gang signifikanten Drehzahlwerts, beispielsweise im Bereich von 1200 U/min, wobei die Unterbrechung der Abgasrückführung nach einer vorgegebenen Zeitspanne, beispiels­ weise zwei Sekunden, wieder aufgehoben wird, da dann erfahrungsgemäß die für die Bildung des Rauch- oder Rußstoßes verantwortliche Anfahrphase beendet ist.The invention advantageously uses as a criterion for a starting process an easy-to-obtain speed signal when one is available for a start-up gear significant speed value, for example in the range of 1200 rpm, the Interruption of the exhaust gas recirculation after a predetermined period of time, for example wise two seconds, is lifted again, since experience shows that for the Formation of the smoke or soot burst responsible start-up phase has ended.

Wie in den Unteransprüchen angegeben, kann das erfindungsgemäße Verfahren durch Einführung weiterer Kriterien für die Wirksamkeit der Abgasrückführung ergänzt werden.As indicated in the subclaims, the method according to the invention can be carried out by Introduction of additional criteria for the effectiveness of exhaust gas recirculation can be supplemented.

Beispielsweise kann die Abgasrückführung auch im Leerlaufbetrieb wirksam sein. Eine derartige Maßnahme wirkt sich günstig hinsichtlich der Absenkung der NOx-Bestandteile des Abgases der Maschine aus. Dagegen kann eine Abgasrückführung unterbunden wer­ den bei niedriger Maschinentemperatur (Kaltstart), wie dies aus der ebenfalls bereits ge­ nannten DE-OS 25 25 537 bekannt ist. Ebenso kann die Abgasrückführung über einen Höhenschalter bei einem einer vorgegebenen Meereshöhe von beispielsweise 900 m ent­ sprechenden niedrigen Atmosphärendruck unterbunden werden, wie dies in der Be­ schreibungseinleitung der DE-PS 32 18 828 zur Sicherstellung einer hohen Leistung bei Höhenbetrieb der Maschine bekannt ist. For example, the exhaust gas recirculation can also be effective in idle mode. Such a measure has a favorable effect on the lowering of the NO x components of the exhaust gas of the machine. In contrast, an exhaust gas recirculation can be prevented who at low machine temperature (cold start), as is known from the already mentioned DE-OS 25 25 537. Likewise, the exhaust gas recirculation can be prevented by a height switch at a predetermined sea level of, for example, 900 m, corresponding low atmospheric pressure, as is known in the introduction to the description of DE-PS 32 18 828 to ensure high performance when operating the machine at high altitude.

Ein Ausführungsbeispiel einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein­ gerichtete Dieselmaschine wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert.An embodiment of a for performing the method according to the invention Directed diesel engine is explained below with reference to the drawing.

Die Brennkraftmaschine, deren Aufbau im einzelnen bekannt ist und daher nicht be­ schrieben zu werden braucht, ist allgemein mit 1 bezeichnet. Sie besitzt die Saugrohran­ ordnung 2 und das Abgassystem 3, das über die mit der Blende 4 zur Begrenzung der Abgasströmung ausgerüstete Abgasrückführleitung 5 mit der Saugrohranordnung 2 ver­ bunden werden kann. Zur gesteuerten Unterbrechung bzw. Unterbindung der Abgas­ rückströmung ist in der Abgasrückführleitung 5 das Abgasrückführventil 6 angeordnet, das über das Elektroumschaltventil 7, in dessen Erregerstromkreis 8 verschiedene, im einzelnen noch zu beschreibende Schalter angeordnet sind, erregt werden kann und dann die Unterdruckleitung 9 vom Bremskraftverstärker 10 her zur Betätigung des Abgasrück­ führventils 6 durchschaltet.The internal combustion engine, the structure of which is known in detail and therefore does not need to be described, is generally designated by 1 . It has the proper Saugrohran 2 and the exhaust system 3, may be the on the equipped with the diaphragm 4 to limit the exhaust gas flow exhaust gas recirculation line 5 ver with the suction tube 2 connected. For controlled interruption or suppression of the exhaust gas backflow, the exhaust gas recirculation valve 6 is arranged in the exhaust gas recirculation line 5, which can be energized via the electric changeover valve 7 , in the excitation circuit 8 of which various switches, which are still to be described, are arranged, and then the vacuum line 9 from the brake booster 10 forth to actuate the exhaust gas recirculation valve 6 .

Im Erregerstromkreis 8 liegt der Drehzahlschalter 11, der erst bei Erreichen einer Maschi­ nendrehzahl von etwa 1200 U/min öffnet, die signifikant über das Vorliegen eines An­ fahrvorgangs der Maschine 1 ist. Bei Drehzahlen über etwa 3200 U/min unterbindet der Drehzahlschalter 11 die Abgasrückführung generell, da auch bei hohen Drehzahlen im Teillastbetrieb u. a. die Gefahr der Ruß- oder Rauchbildung auftreten kann.In the excitation circuit 8 is the speed switch 11 , which only opens when a machine speed of about 1200 rpm is reached, which is significantly above the presence of a start-up process of the machine 1 . At speeds above about 3200 rpm, the speed switch 11 generally prevents exhaust gas recirculation, since the risk of soot or smoke formation can also occur at high speeds in part-load operation.

In Reihe mit dem Drehzahlschalter 11 liegt der Höhenschalter 12, der bei normalem At­ mosphärendruck geschlossen ist, dagegen dann öffnet, wenn ein vorgegebener Min­ destwert des Atmosphärendrucks unterschritten wird. Dieser Wert kann bei 910 mbar entsprechend 900 m Seehöhe liegen, so daß bei Höhenbetrieb der Maschine die Abgas­ rückführung unterbunden wird. Es hat sich gezeigt, daß andernfalls beim Beschleunigen aus der Teillast eine deutliche Rußwolke auftritt. In series with the speed switch 11 is the height switch 12 , which is closed at normal atmospheric pressure, but then opens when a predetermined minimum value of the atmospheric pressure is undershot. This value can be 910 mbar corresponding to 900 m above sea level, so that the exhaust gas recirculation is prevented when the machine is in high mode. It has been shown that otherwise a clear soot cloud occurs when accelerating from the partial load.

Schließlich enthält der Erregerstromkreis des Elektroumschaltventils 7 den Lastschalter 13 an der Einspritzpumpe 14, der sicherstellt, daß die Abgasrückführung nur bei Leerlauf und Teillast wirksam ist. Bei einer vorgegebenen Pumpendrehzahl, beispielsweise 1000 U/min, und einer bestimmten Einspritzmenge, z. B. 16 mm3 pro Einspritzung, unterbricht der Lastschalter 13 den Erregerstromkreis 8, so daß das Elektroumschaltventil 7 die Un­ terdruckverbindung durch die Unterdruckleitung 9 aufhebt.Finally, the excitation circuit of the electric changeover valve 7 contains the load switch 13 on the injection pump 14 , which ensures that the exhaust gas recirculation is only effective at idle and part load. At a given pump speed, for example 1000 rpm, and a certain injection quantity, for. B. 16 mm 3 per injection, the load switch 13 interrupts the excitation circuit 8 so that the electric switch valve 7 cancels the un-pressurized connection through the vacuum line 9 .

Nur dann, wenn die drei Schalter Drehzahlschalter 11, Höhenschalter 12 und Lastschal­ ter 13 sämtlich geschlossen sind, wird über das Elektroumschaltventil 7 also das Abgas­ rückführventil 6 geöffnet und demgemäß die Abgasrückführung wirksam.Only when the three switches speed switch 11 , height switch 12 and load switch ter 13 are all closed, the exhaust gas recirculation valve 6 is opened via the electric switch valve 7 and accordingly the exhaust gas recirculation becomes effective.

Dies setzt aber voraus, daß ein vorgegebener Mindestwert der Maschinentemperatur vorliegt. Dieses Kriterium erfaßt das thermopneumatische Ventil 15 am Heizungsflansch 16, das die Unterdruckverbindung zwischen Bremskraftverstärker 10 und Unterdrucklei­ tung 9 kontrolliert.However, this presupposes that there is a predetermined minimum value for the machine temperature. This criterion detects the thermopneumatic valve 15 on the heating flange 16 , which controls the vacuum connection between the brake booster 10 and the vacuum line 9 .

Die Maschine kann übrigens auch mit einem Abgasturbolader 17 und einem Katalysator 18 zur Abgasreinigung ausgerüstet sein. Die Geber Höhenschalter 1 und Ventil 5 können auch elektrisch arbeiten.The machine can also be equipped with an exhaust gas turbocharger 17 and a catalytic converter 18 for exhaust gas purification. The height switch 1 and valve 5 can also work electrically.

Da Drehzahlsignale ohnehin vorliegen, ist mit der Erfindung ein gattungsgemäßes Verfah­ ren geschaffen, das mit minimalem Aufwand das Auftreten eines auf der Abgasrückfüh­ rung beruhenden Ruß- oder Rauchstoßes beim Anfahren verhindert.Since speed signals are present anyway, the invention is a generic method ren created that with minimal effort the occurrence of a on the exhaust gas recirculation prevents soot or smoke puff when starting.

Claims (6)

1. Verfahren zur Steuerung der rückgeführten Abgasmenge bei einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Dieselmaschine, mit Abgasrückführung im Teillastbereich der Maschine, die bei Überschreiten eines vorgegebenen Drehzahlwertes der Maschine unterbrochen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasrückführung bei Über­ schreiten einer oberhalb der Leerlaufdrehzahl liegenden Anfahrdrehzahl für eine vorgegebene Zeitspanne unterbrochen wird.1. A method for controlling the amount of exhaust gas recirculated in an internal combustion engine, in particular a diesel engine, with exhaust gas recirculation in the partial load range of the machine, which is interrupted when a predetermined speed value of the machine is exceeded, characterized in that the exhaust gas recirculation for a starting speed above the idle speed for a predetermined period of time is interrupted. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitspanne wenige Sekunden, insbesondere zwei Sekunden, beträgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the time span few Seconds, especially two seconds. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgas­ rückführung bei Erreichen der Betriebsdrehzahl der Maschine (1) unterbunden wird.3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the exhaust gas recirculation is prevented when the operating speed of the machine ( 1 ) is reached. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgas­ rückführung unabhängig vom jeweiligen Drehzahlwert der Maschine (1) bei niedrigem Atmosphärendruck und/oder niedriger Maschinentemperatur unterbunden wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the exhaust gas recirculation is prevented regardless of the respective speed value of the machine ( 1 ) at low atmospheric pressure and / or low machine temperature. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Abgasrückführung auch im Leerlaufbetrieb der Maschine (1).5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized by exhaust gas recirculation even when the machine is idling ( 1 ). 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anfahrdrehzahl im Bereich von 1200 U/min. liegt.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the Starting speed in the range of 1200 rpm. lies.
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