DE10045548A1 - Abgastemperaturerhöhungsgerät und Verfahren für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Abstract

Ein Abgastemperaturerhöhungsgerät einer Brennkraftmaschine (1) hat folgendes: eine Ventilsteuereinrichtung zum Steuern eines Abgasdrosselventils (49) bei einem im wesentlichen vollständig geschlossenen Zustand, das in einem Abgaskanal (45, 47) vorgesehen ist, wenn von dem Motor (1) abgegebene unverbrannte Kraftstoffbestandteile zu vermindern sind; eine Hauptkraftstoffsteuereinrichtung zum Erhöhen einer Hauptkraftstoffmenge, die aus einem Kraftstoffeinspritzventil (32) eingespritzt wird, wenn das Abgasdrosselventil (49) bei dem im wesentlichen vollständig geschlossenen Zustand gesteuert wird; eine Steuereinrichtung für eine ergänzende Kraftstoffeinspritzung zum ergänzenden Einspritzen von Kraftstoff aus dem Kraftstoffeinspritzventil (32) nach dem Einspritzen der Hauptkraftstoffmenge durch die Hauptkraftstoffeinspritzsteuereinrichtung; und eine Fremdstoffentfernungseinrichtung (46), die in dem Abgaskanal (47) vorgesehen ist zum Entfernen von in dem Abgas enthaltenen Fremdstoffen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Technik zum Anheben der Temperatur des von einer Brennkraftmaschine abgegebenen Abgases, die in einem Kraftfahrzeug oder dergleichen eingebaut ist, und insbesondere auf eine Technik zum Anheben der Abgastemperatur ohne Verschlechtern der Emissionsqualität.

Angesichts von Brennkraftmaschinen, die in Kraftfahrzeuge eingebaut sind, ist es erforderlich, dass schädliche Gasbestandteile, die in dem Motorabgas enthalten sind, vor dem Auslassen des Abgases in die Atmosphäre entfernt oder gemindert werden. Um diese Anforderung zu erfüllen, wurde eine Technik vorgeschlagen, wobei ein Emissionssteuerungskatalysator in einem Abgaskanal eines Motors angeordnet ist, und in dem Abgas enthaltene schädliche Gasbestandteile durch den Emissionssteuerkatalysator entfernt oder vermindert werden.

Der Emissionssteuerkatalysator wird jedoch im Allgemeinen bei einer vorgegebenen Temperatur oder darüber aktiviert und kann dann schädliche Gasbestandteile aus dem Abgas entfernen. Wenn die Temperatur des Emissionssteuerkatalysator niedriger als die vorgegebene Temperatur ist, beispielsweise bei einem Kaltstart des Motors, ist deshalb der Emissionssteuerkatalysator nicht in der Lage, schädliche Gasbestandteile in dem Abgas ausreichend zu vermindern.

Um mit diesem Problem umzugehen, wurde ein Abgastemperaturerhöhungsgerät vorgeschlagen beispielsweise in der Offenlegungsschrift der Japanischen Patentanmeldung Nr. HEI 10/212995. Das in dieser Offenlegungsschrift beschriebene Temperaturerhöhungsgerät beabsichtigt die Erreichung einer schnellen Aktivierung eines Emissionssteuerkatalysators auf die folgende Weise. Das heißt, wenn ein Motor sich beispielsweise bei einem Aufwärmzustand nach einem Kaltstart befindet, führt das Abgastemperaturerhöhungsgerät eine ergänzende Kraftstoffeinspritzung (Nebenkraftstoffeinspritzung) während dem Expansionshub von jedem Zylinder zusätzlich zu der normalen Kraftstoffeinspritzung (Hauptkraftstoffeinspritzung) durch, die für die Verbrennung in dem Motor vorgesehen ist, so dass die Kraftstoffmenge, die durch die ergänzende Einspritzung vorgesehen ist, zum Anheben der Gastemperatur innerhalb des Zylinders verbrennt, die während dem Öffnen der Auslassventile auftritt, das heißt die Abgastemperatur wird angehoben.

Wenn jedoch der Motor sich beispielsweise bei einem Aufwärmzustand nach einem Kaltstart befindet, ist die Temperatur des Zylinder niedrig und der Kraftstoff der Haupteinspritzung vollzieht nicht auf einfache Weise eine vollständige Verbrennung, so dass relativ große Mengen an unverbrannten Kraftstoffbestandteilen in dem verbrannten Gas verbleiben. Wenn die Nebenkraftstoffeinspritzung bei einem Zustand von großen Mengen an unverbrannten Kraftstoffbestandteilresten durchgeführt wird, dient der Kraftstoff der Nebeneinspritzung als eine Zündquelle zum Verbrennen von unverbranntem Kraftstoffbestandteilen. Da jedoch die Atmosphärentemperatur innnerhalb des Zylinders niedrig ist, verbrennt der Kraftstoff der Nebeneinspritzung und die unverbrannten Kraftstoffbestandteile nicht vollständig, so dass in einigen Fällen Fremdstoffe in großen Mengen erzeugt werden, die durch Ruß und unverbrannte Kraftstoffbestandteile repräsentiert sind.

Demgemäß besteht die Aufgabe der Erfindung in der Schaffung einer Technik zum wirksamen Anheben der Abgastemperatur ohne Verschlechtern der Emissionsqualität.

Ein Brennkraftmaschinenabgastemperaturerhöhungsgerät in Übereinstimmung mit einem Gesichtspunkt der Erfindung ist gekennzeichnet durch: ein Abgasdrosselventil, das in einem Abgaskanal einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist und das eine Menge eines Abgases einstellt, das in den Abgaskanal einströmt; ein Kraftstoffeinspritzventil, das Kraftstoff direkt in einen Zylinder der Brennkraftmaschine einspritzt; eine Ventilsteuereinrichtung zum Steuern des Abgasdrosselventils auf einen im wesentlichen vollständig geschlossen Zustand, wenn unverbrannte Kraftstoffbestandteile vermindert werden sollen, die von der Brennkraftmaschine abgegeben werden; eine Hauptkraftstoffeinspritzsteuereinrichtung zum Erhöhen einer Hauptkraftstoffmenge, die von dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt wird, wenn das Abgasdrosselventil bei dem im wesentlichen vollständig geschlossenen Zustand gesteuert wird; eine Steuereinrichtung für eine ergänzende Kraftstoffeinspritzung zum ergänzenden Einspritzen des Kraftstoffs von dem Kraftstoffeinspritzventil nachdem die Hauptkraftstoffmenge eingespritzt ist durch die Hauptkraftstoffeinspritzsteuereinrichtung; und eine Fremdstoffentfernungseinrichtung, die in dem Abgaskanal vorgesehen ist zum Entfernen von Fremdstoffen, die in dem Abgas enthalten sind, das in den Abgaskanal einströmt.

Bei dem wie vorstehend beschrieben aufgebauten Abgastemperaturerhöhungsgerät steuert die Ventilsteuereinrichtung den Öffnungsgrad des Abgasdrosselventils auf den im wesentlichen vollständig geschlossenen Zustand, wenn die von dem Motor abgegebene Menge der unverbrannten Kraftstoffbestandteile reduziert werden muss. Ansprechend auf den im wesentlichen vollständig geschlossenen Ventilzustand steuert die Hauptkraftstoffeinspritzsteuereinrichtung das Kraftstoffeinspritzventil so, dass die eingespritzte Hauptkraftstoffmenge erhöht wird, und die ergänzende Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung steuert das Kraftstoffeinspritzventil so, dass eine ergänzende Kraftstoffmenge eingespritzt wird nach dem Einspritzen der Hauptkraftstoffmenge.

Auf Grund der Synergiewirkung des vollständig geschlossenen Zustands des Abgasdrosselventils und der Erhöhung der eingespritzten Hauptkraftstoffmenge erhöhen sich der Druck und die Temperatur des Abgases in einem Abgaskanal stromaufwärts des Abgasdrosselventils und in dem Zylinder des Motors und die Durchflussrate des Abgases vermindert sich, so dass die unverbrannten Kraftstoffbestandteile, das heißt ein Rest des Hauptkraftstoffs (durch die Hauptkraftstoffeinspritzung eingespritzter Kraftstoff), und der ergänzende Kraftstoff (durch die ergänzende Kraftstoffeinspritzung eingespritzter Kraftstoff) mit einer hohen Temperatur für eine lange Zeit verbrennen. Somit nimmt eine Menge des unverbrannten Kraftstoffbestandteilrests ab. Darüber hinaus werden Fremdstoffe, die in dem Abgas enthalten sind, wie beispielsweise Ruß und dergleichen, aus dem Abgas entfernt durch die Fremdstoffentferneinrichtung, die in dem Abgaskanal angeordnet ist, und deshalb werden diese nicht in die Atmosphäre abgegeben.

Die Zeit, wenn die Menge der unverbrannten Kraftstoffbestandteile von dem Motor abgegeben wird, kann beispielsweise sein, wenn der Motor sich bei einem Aufwärmvorgang nach einem Kaltstart befindet oder wenn der Motor sich bei einem Niedriglastbetriebszustand befindet bei einem Zustand mit einer niedrigen externen Lufttemperatur etc.

Bei dem Brennkraftmaschinenabgastemperaturerhöhungsgerät der Erfindung wird es bevorzugt, dass die ergänzende Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung eine ergänzende Kraftstoffeinspritzung bei einer derartigen Zeitgebung ausführt, dass eine Menge der von der Brennkraftmaschine abgegebenen unverbrannten Kraftstoffbestandteile minimal wird.

Bei dem Brennkraftmaschinenabgastemperaturerhöhungsgerät der Erfindung kann die Fremdstoffentfernungseinrichtung beispielsweise eine Fremdstofffalle sein, die auf physikalische Weise die Fremdstoffe adsorbiert, die in dem Abgas enthalten sind.

Dabei ist es notwendig, die Fremdstofffalle wiederherzustellen, bevor die Adsorptionskapazität der Fremdstofffalle gesättigt ist. Wenn eine derartige Notwendigkeit auftritt, kann die Temperatur des durch die Fremdstofffalle durchströmenden Abgases angehoben werden durch die Ventilsteuereinrichtung, die das Abgasdrosselventil zu dem im wesentlichen vollständig geschlossenen Zustand steuert, und durch die Hauptkraftstoffeinspritzsteuereinrichtung, die das Kraftstoffeinspritzventil so steuert, dass die eingespritzte Hauptkraftstoffmenge erhöht wird, und durch die ergänzende Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung, die das Kraftstoffeinspritzventil so steuert, dass die ergänzende Kraftstoffeinspritzung ausgeführt wird.

Bei dem Brennkraftmaschinenabgastemperaturerhöhungsgerät der Erfindung wird bevorzugt, dass die Fremdstoffentfernungseinrichtung in einem Abschnitt des Abgaskanal stromaufwärts des Abgasdrosselventils vorgesehen ist.

Diese Anordnung wird aus den folgenden Gründen bevorzugt. Das heißt, wenn das Abgasdrosselventil im wesentlichen vollständig geschlossen ist, ist die Durchflussrate des Abgases in dem Abgaskanal stromaufwärts des Abgasdrosselventils niedriger als in dem Abgaskanal stromabwärts des Abgasdrosselventils und ein Abgas mit hoher Temperatur verbleibt in dem Abgaskanal stromaufwärts des Ventils. Deshalb ist die Brennstoffentfernungseinrichtung einem Abgas mit hoher Temperatur für eine lange Zeit ausgesetzt, so dass die Fremdstoffentfernungseinrichtung mit verbesserter Effizienz wiederhergestellt werden kann.

Die vorangegangene und weiter Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ersichtlich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, wobei gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um gleiche Elemente zu repräsentieren.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Bauweise einer Brennkraftmaschine, auf die ein Brennkraftmaschinenabgastemperaturerhöhungsgerät gemäß der Erfindung angewandt ist.

Fig. 2 stellt eine innere Bauweise einer Emissionssteuerkatalysatorvorrichtung dar.

Fig. 3 stellt auch eine innere Bauweise des Emissionssteuerkatalysatorvorrichtung dar.

Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm, das eine Abgastemperaturerhöhungssteuerroutine darstellt.

Fig. 5 zeigt Beziehungen an zwischen der ergänzenden Kraftstoffeinspritzzeitgebung, der Menge der abgegebenen Fremdstoffe und der Menge der unverbrannten abgegebenen Kohlenwasserstoffe (HC).

Fig. 6 zeigt ein Ablaufdiagramm, das eine Emissionssteuerkatalysatorwiederherstellsteuerroutine darstellt.

Ein Ausführungsbeispiel des Brennkraftmaschinenabgastemperaturerhöhungsgerät der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Bauweise einer Brennkraftmaschine, auf die ein erfindungsgemäßes Abgastemperaturerhöhungsgerät angewandt ist. Eine Brennkraftmaschine 1, die in Fig. 1 gezeigt ist, ist ein Viertaktmotor mit Kraftstoffdirekteinspritzung mit einer Vielzahl von Zylindern 21 und Kraftstoffeinspritzventilen 32 zum Einspritzen von Kraftstoff in die individuellen Zylinder 21.

Der Motor 1 hat einen Zylinderblock 1b, in dem die Zylinder 21 und ein Kühlwasserkanal 1c ausgebildet sind, und einen Zylinderkopf 1a, der an einem oberen Abschnitt des Zylinderblocks 1b fixiert ist.

Der Zylinderblock 1b stützt auf drehende Weise eine Kurbelwelle 23, das heißt eine Motorabtriebswelle. Die Kurbelwelle 23 ist mit Kolben 22 verbunden, die auf gleitende Weise in den entsprechenden Zylindern 21 angeordnet sind.

Oberhalb von jedem Kolben 22 ist eine Brennkammer 24 ausgebildet, die durch eine obere Fläche des Kolbens 22 und eine Wandfläche des Zylinderkopfs 1a definiert ist. Zündkerzen 25 sind an dem Zylinderkopf 1a angebracht, so dass jede Zündkerze 25 einer entsprechenden der Brennkammern 25 zugewandt ist. Jede Zündkerze 25 ist mit einer Zündeinrichtung 25a verbunden, die einen Betriebsstrom an die Zündkerze 25 auflegt.

Ansauganschlüsse 26 und Auslassanschlüsse 27 sind in dem Zylinderkopf 1a ausgebildet, so dass Mündungsenden der beiden Ansauganschlüsse 26 und Mündungsenden der beiden Auslassanschlüsse 27 einer entsprechenden der Brennkammern 24 zugewandt sind. Kraftstoffeinspritzventile 32 sind an dem Zylinderkopf 1a angebracht, so dass eine Düsenöffnung von jedem Kraftstoffeinspritzventil 32 einer entsprechenden der Brennkammern 24 zugewandt ist.

Das Mündungsende von jedem Ansauganschluss 26 wird geöffnet und geschlossen durch ein Einlassventil 28, das an dem Zylinderkopf 1a für Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen gestützt ist. Die Einlassventile 28 werden vorwärts und rückwärts bewegt durch eine einlassseitige Nockenwelle 30, die drehbar gelagert ist auf dem Zylinderkopf 1a.

Das Mündungsende von jedem Auslassanschluss 27 wird geöffnet und geschlossen durch ein Auslassventil 29, das an dem Zylinderkopf 1a gestützt ist für Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen. Die Auslassventile 29 werden vorwärts und rückwärts bewegt durch eine auslassseitige Nockenwelle 31, die drehbar gelagert ist auf dem Zylinderkopf 1a.

Die einlassseitige Nockenwelle 30 und die auslassseitige Nockenwelle 31 sind mit der Kurbelwelle 23 über einen (nicht gezeigten) Zahnriemen verbunden, so dass ein Drehmoment von der Kurbelwelle 23 auf die einlassseitige Nockenwelle 30 und die auslassseitige Nockenwelle 31 über den Zahnriemen übertragen wird.

Einer der beiden Ansauganschlüsse 26, der in Verbindung mit jedem Zylinder 21 verbunden ist, ist durch einen geraden Anschluss ausgebildet, der einen linearen Kanal hat, der sich von einem Mündungsende des Ansauganschlusses 26 an einer externen Wand des Zylinderkopfs 1a zu seinem Mündungsende erstreckt, das der Brennkammer 24 zugewandt ist. Der andere Ansauganschluss 26 ist durch einen schneckenförmigen Anschluss ausgebildet, der einen Kanal hat, der sich von einem Mündungsende des Ansauganschluss 26 an der externen Wand des Zylinderkopfs 1a zu seinem Mündungsende erstreckt, das der Brennkammer 24 zugewandt ist, und der sich auf einer zu einer Achse des Zylinders 21 senkrechten Ebene krümmt.

Jeder Ansauganschluss 26 ist mit einer entsprechenden der Zweigleitungen eines Ansaugkrümmers 33 verbunden, der an dem Zylinderkopf 1a angebracht ist. Die mit dem geraden Anschluss der beiden Ansauganschlüsse 26 von jedem Zylinder 21 verbundene Zweigleitung ist mit einem Drallsteuerventil 37 versehen. Jedes Drallsteuerventil 37 ist mit einem Stellglied 37a versehen, das durch einen Schrittmotor oder dergleichen ausgebildet ist, um das Drallsteuerventil 37 zu öffnen und zu schließen in Übereinstimmung mit dem Betrag des angelegten Stroms, und einem Drallsteuerventilpositionssensor 37b, der ein elektrisches Signal in Übereinstimmung mit dem Öffnungsgrad des Drallsteuerventils 37 abgibt.

Der Ansaugkrümmer 33 ist mit einem Windkessel 34 verbunden, der mit einer Luftreinigerbox 36 über eine Ansaugleitung 35 verbunden ist. Die Ansaugleitung 35 ist mit einer Drosselklappe 39 versehen, die die Menge der durch die Ansaugleitung 35 strömenden Frischluft einstellt.

Die Drosselklappe 39 ist mit einem Stellglied 40 versehen, das durch einen Schrittmotor oder dergleichen ausgebildet ist, um die Drosselklappe 39 zu öffnen und zu schließen in Übereinstimmung mit dem Betrag des angelegten Stroms, und einem Drosselpositionssensor 41, der ein elektrisches Signal in Übereinstimmung mit dem Öffnungsgrad der Drosselklappe 39 abgibt.

Die Drosselklappe 39 ist auch mit einem (nicht gezeigten) Gaspedalhebel versehen, der im Zusammenhang mit der Bewegung eines Gaspedals 32 gedreht wird. Der Gaspedalhebel ist mit einem Gaspedalpositionssensor 43 versehen, der ein elektrisches Signal in Übereinstimmung mit der Drehposition des Gaspedalhebels abgibt (das heißt dem Niederdrückungsbetrag des Gaspedals 42).

Ein Abschnitt der Ansaugleitung 35 stromaufwärts der Drosselklappe 39 ist mit einem Luftmengenmesser 44 versehen, der ein elektrisches Signal in Übereinstimmung mit der Masse der Frischluft (Ansaugluftmasse) abgibt, die durch die Ansaugleitung 35 strömt.

Jeder Auslassanschluss 27 des Motors 1 ist mit einer entsprechenden der Zweigleitungen des Abgaskrümmers 45 verbunden, der an dem Zylinderkopf 1a angebracht ist. Der Abgaskrümmer 45 ist mit einer Abgasleitung 47 über eine Emissionssteuerkatalysatorvorrichtung verbunden. Die Abgasleitung 47 ist bei ihrem stromabwärtigen Ende mit einem (nicht gezeigten) Schalldämpfer verbunden.

Die Emissionssteuerkatalysatorvorrichtung 46 verwirklicht eine Fremdstoffentferungseinrichtung bei der Erfindung. Beispielsweise ist die Emissionssteuerkatalysatorvorrichtung 46 eine Durchlasswandemissionssteuerkatalysatorvorrichtung, wie in Fig. 2 und 3 gezeigt ist, die ausgebildet ist durch eine poröse Stütze einer Honigwabenstruktur mit einer Anordnung von ersten Kanälen 46a, die bei ihren stromaufwärtigen Enden offen sind und bei ihren stromabwärtigen Enden geschlossen sind, und zweiten Kanälen 46b, die bei ihren stromaufwärtigen Enden geschlossen sind und bei ihren stromabwärtigen Enden offen sind, und eine Katalysatorlage, die auf der Stütze ausgebildet ist.

Die Stütze kann beispielsweise eine poröse keramische Stütze, eine poröse Ceolitstütze etc. sein. Die Katalysatorlage kann beispielsweise eine Lage sein, die gebildet ist durch Beladen von Oberflächen aus porösem Aluminium (Al2O3) mit einer Edelmetallkatalysatorsubstanz aus einer Platin-Rhodium-Familie (PT/RH) oder einer Paladium-Rhodium-Familie (PA/RH), einer Lage, die ausgebildet ist zumindest aus einer Art, die ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Alkalimetallen besteht einschließlich Kalium (K), Natrium (Na), Lithium (Li), Cäsium (Ce) etc. und Alkalierden einschließlich Barium (Ba), Kalzium (Ca) etc. und seltenen Erden einschließlich Lantan (La), Yttrium (Y) etc. in Verbindung mit einem Edelmetall, wie beispielsweise Platin (Pt) oder dergleichen etc.

Wenn Abgas in die wie vorstehend aufgebaute Emissionssteuerkatalysatorvorrichtung 46 einströmt, wird das Abgas zunächst in die ersten Kanäle 46a geleitet und strömt durch Wandporen der Stütze in die zweiten Kanäle 46 ein und strömt dann aus den zweiten Kanälen 46b aus in den stromabwärtigen Abschnitt der Abgasleitung 47. Ein Abgas strömt durch die Wände der Stütze, in dem Abgas enthaltene Fremdstoffe, wie bespielsweise Ruß, unverbrannte Kraftstoffbestandteile etc. werden gefangen und schädliche Gasbestandteile in dem Abgas werden entfernt oder vermindert durch die Katalysatorlage. Somit hat die Emissionssteuerkatalysatorvorrichtung 46 eine Filterfunktion zum Sammeln oder Fangen von Fremdstoffen aus dem Abgas und eine Katalysatorfunktion zum Entfernen oder Vermindern von schädlichen Gasbestandteilen in dem Abgas.

In Fig. 1 ist der Abgaskrümmer 45 mit einer Lamdasonde (Sauerstoffsensor) 48 versehen, die ein elektrisches Signal abgibt in Übereinstimmung mit der Sauerstoffkonzentration, die in dem in den Abgaskrümmer 45 einströmenden Abgas enthalten ist.

Ein Abgasdrosselventil 49 zum Einstellen des Durchflusses des Abgases in der Abgasleitung 47 ist in einem Teilweg der Abgasleitung 47 vorgesehen. Das Abgasdrosselventil 49 ist mit einem Stellglied 50 versehen, das durch einen Schrittmotor oder dergleichen ausgebildet ist, um das Abgasdrosselventil 49 zu öffnen und zu schließen in Übereinstimmung mit dem Betrag des angelegten Stroms.

Der Motor 1 ist mit einem Kurbelpositionssensor 51, der ausgebildet ist durch einen Zeitgebungsrotor 51a, der an einem Endabschnitt der Kurbelwelle 23 angebracht ist, und eine elektromagnetische Aufnahmeeinrichtung 51b, die an einem Abschnitt des Zylinderblocks 1b in der Nähe des Zeitgebungsrotors 51a angebracht ist, und einem Wassertemperatursensor 52 ausgestattet, der an dem Zylinderblock 1b angebracht ist, um die Temperatur des Kühlwassers zu erfassen, das durch den Kühlwassserkanal 1c fließt, der in dem Motor 1 ausgebildet ist.

Der wie vorstehend beschrieben aufgebaute Motor 1 ist mit einer elektronischen Steuereinheit (die nachfolgend als eine ECU bezeichnet wird) 20 zum Steuern des Betriebszustands des Motors 1 ausgestattet.

Die ECU 20 schafft eine Verbindung zu verschiedenen Sensoren, wie bespielsweise einem Drallsteuerventilpositionssensor 37b, dem Drosselpositionssensor 41, dem Gaspedalpositionssensor 43, dem Luftmengenmesser 44, der Lambdasonde 48, dem Kurbelposisionssensor 51, dem Wassertemperatursensor 52 etc. über eine elektrische Verdrahtung, so dass Ausgangssignale der Sensoren in die ECU 20 eingespeist werden.

Die ECU 20 schafft auch eine Verbindung zu den Zündeinrichtungen 25a, den Kraftstoffeinspritzventilen 32, den Stellgliedern 37a, dem Stellglied 40, dem Stellglied 50 etc. über eine elektrische Verdrahtung, so dass die ECU 20 in der Lage ist, die Zündeinrichtungen 25a, die Kraftstoffeinspritzventile 32, die Stellglieder 37a, das Stellglied 40 und das Stellglied 50 unter Verwendung der Werte der Ausgangssignale der verschiedenen Sensoren als Parameter zu steuern.

Beispielsweise unter Verwendung als Parameter der Werte der Ausgangssignale des Kurbelpositionssensors 51, des Gaspedalspositionssensor 43, des Luftmengenmessers 44 und dergleichen grenzt die ECU 20 den Betriebszustand des Motors 1 ab. Wenn ermittelt wird, dass der Betriebszustand des Motors 1 ein Niedriglastbetriebsbereich ist, führt die ECU 20 eine Steuerung durch zum Erzielen einer geschichteten Ladungsverbrennung, das heißt die ECU 20 sendet ein Steuersignal zu den Stellgliedern 37a, um den Öffnungsgrad der Drallsteuerventile 37 zu reduzieren, und sendet ein Steuersignal zu dem Stellglied 40, um die Drosselklappe 39 im wesentlichen vollständig zu öffnen, und legt den Betriebsstrom an jedes der Kraftstoffeinspritzventile 32 an während dem Kompressionshub des entsprechenden der Zylinder 21, um eine Kompressionshubskraftstoffeinspritzung zu veranlassen.

Auf Grund der vorstehend beschriebenen Steuerung wird Frischluft in die Brennkammer 24 von jedem Zylinder 21 hauptsächlich über den schneckenförmigen Ansauganschluss 26 eingeführt während dem Ansaughub des Zylinders 21, so dass Verwirbelungen (Drall) in der Brennkammer 24 auftreten. Während dem folgenden Kompressionshub wird Kraftstoff in die Brennkammer 24 von dem Kraftstoffeinspritzventil 32 eingespritzt und dieser folgt dem Drall und bewegt sich in die Nähe der Zündkerze 25 bei einer vorgegebenen Zeitgebung. Dabei wird ein sogenannter geschichteter Zustand in der Brennkammer 24 eingerichtet mit einer brennbaren Gemischschicht in der Nähe der Zündkerze 25 in der Brennkammer 24 und einer Luftschicht in dem anderen Bereich. Bei der vorstehend erwähnten vorgegebenen Zeitgebung treibt die ECU 20 die Zündeinrichtung 25 an zum Zünden der Zündkerze 25. In Folge dessen brennt das Luftkraftstoffgemisch (einschließlich der brennbaren Gemischschicht und der Luftschicht) in der Brennkammer 24 beginnend mit der brennbaren Gemischschicht in der Nachbarschaft der Zündkerze 25. Das heißt, dass die brennbare Gemischschicht als eine Zündquelle dient.

Die einzuspritzende Kraftstoffmenge während der Betriebsart mit der geschichteten Ladungsverbrennung wird ermittelt unter Verwendung des Gaspedalniederdrückungsbetrags und der Motordrehzahl als Parameter. Insbesondere ermittelt die ECU 20 eine einzuspritzende Kraftstoffmenge (oder Kraftstoffeinspritzdauer) unter Verwendung eines Kraftstoffeinspritzsteuerkennfeldes für eine geschichtete Ladungsverbrennung, das eine Beziehung anzeigt zwischen dem Wert des Ausgangssignals des Gaspedalpositionssensors 43 (einem Niederdrückungsbetrag des Gaspedals), der Motordrehzahl und der einzuspritzenden Kraftstoffmenge.

Wenn die ECU 20 ermittelt, dass der Betriebszustand des Motors ein Zwischenlastbetriebsbereich ist, führt die ECU 20 eine Steuerung durch, um eine homogene magere Verbrennung eines mageren Kraftstoffgemisches zu erzielen. Das heißt, dass die ECU 20 den Öffnungsgrad der Drallsteuerventile 37 reduziert durch Senden eines Steuersignals zu den Stellgliedern 37a und eine Ansaughubkraftstoffeinspritzung veranlasst durch Anlegen des Betriebsstroms an das Kraftstoffventil 32 von jedem Zylinder 21 während dem Ansaughub des Zylinders 21. Auf Grund dieser Steuerung mischen sich Frischluft und Kraftstoff homogen zur Schaffung eines mageren Kraftstoffgemisches im wesentlichen in der gesamten Brennkammer 24 von jedem Zylinder 21, wodurch eine homogene magere Verbrennung erzielt wird.

Wenn die ECU 20 ermittelt, dass der Betriebszustand des Motors 1 ein Hochlastbetriebsbereich ist, führt die ECU 20 eine Steuerung durch, um eine homogene Verbrennung eines Gemisches ungefähr mit dem stöchiometrischen Luftkraftstoffgemisch zu erzielen. Das heißt, dass die ECU 20 die Drallsteuerventile 37 in dem vollständig offenen Zustand einrichtet durch Senden eines Steuersignals zu den Stellgliedern 37a und ein Steuersignal zu dem Stellglied 40 sendet, so dass die Drosselklappe 39 bei einem Öffnungsgrad in Übereinstimmung mit dem Niederdrückungsbetrag des Gaspedals 42 eingerichtet wird (der Wert des Ausgangssignals des Gaspedalpositionssensors 43), und eine Ansaughubkraftstoffeinspritzung veranlasst durch Anlegen des Betriebsstroms an das Kraftstoffeinspritzventil 32 von jedem Zylinder 21 während dem Ansaughub des Zylinders 21. Auf Grund dieser Steuerung werden Frischluft und Kraftstoff homogen vermischt, um im wesentlichen ein stöchiometrisches Luftkraftstoffgemisch im wesentlichen in der gesamten Brennkammer 24 von jedem Zylinder 21 zu schaffen, wodurch eine homogene Verbrennung erzielt wird.

Bei dem Übergang von der geschichteten Ladungsverbrennungssteuerung zu der homogenen Verbrennungssteuerung oder bei dem Übergang von der homogenen Verbrennungssteuerung zu der geschichteten Ladungsverbrennungssteuerung legt die ECU 20 den Betriebsstrom an das Kraftstoffeinspritzventil 32 von jedem Zylinder 21 zweimal an, das heißt, dass sie den Betriebsstrom separat während dem Kompressionshub und während dem Ansaughub des Zylinders 21 anlegt, um eine Drehmomentschwankung des Motors 1 zu verhindern. Auf Grund dieser Steuerung wird eine brennbare Gemischschicht in der Nachbarschaft der Zündkerze 25 gebildet und eine magere Gemischschicht wird in dem anderen Bereich der Brennkammer 24 von jedem Zylinder 21 gebildet, wodurch eine sogenannte schwach geschichtete Ladungsverbrennung erzielt wird.

Wenn die ECU 20 ermittelt, dass der Betriebszustand des Motors 1 ein Leerlaufbetriebsbereich ist, führt die ECU 20 eine sogenannte Rückführleerlaufdrehzahlsteuerung (ISC) durch. Das heißt, dass die ECU 20 den Öffnungsgrad der Drosselklappe 39 so steuert, um einen Durchfluss der Ansaugluft zu gewährleisten, der notwendig ist für ein Konvergieren der Istmotordrehzahl an einer Sollleerlaufdrehzahl.

Wenn die Menge der unverbrannten Kraftstoffbestandteile (unverbrannte Kohlenwasserstoffe) reduziert werden soll, die in die Atmosphäre abgegeben werden, führt die ansaugseitige Nockenwelle 30 eine Abgastemperaturerhöhungssteuerung durch.

Für die Abgastemperaturerhöhungssteuerung führt die ECU 20 eine Abgastemperaturerhöhungssteuerungsroutine aus, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist. Die Abgastemperaturerhöhungssteuerungsroutine ist eine Routine, die in einem ROM (read only memory = Nur-Lese-Speicher) oder dergleichen vorher gespeichert ist, der in der ECU 20 vorgesehen ist. Die Routine wird wiederholt ausgeführt bei jeder vorgegebenen Zeit (beispielsweise jedesmal, wenn der Kurbelpositionssensor 51 ein Impulssignal abgibt).

In der Abgastemperaturerhöhungssteuerroutine ermittelt die ECU 20 beim Schritt S401 zunächst, ob es die Zeit ist, bei der die unverbrannten Kraftstoffbestandteile (unverbrannte Kohlenwasserstoffe HC) vermindert werden müssen, die von dem Motor 1 abgegeben werden.

Die Zeit, bei der die von dem Motor 1 abgegebenen unverbrannten HC zu vermindernd sind, ist, wenn die Temperatur in den Brennkammer 24 des Motors 1 so niedrig ist, dass die Emissionssteuerkatalysatorvorrichtung 46 nicht aktiviert ist, beispielsweise wenn der Motor 1 sich bei einem Aufwärmzustand nach einem Kaltstart befindet oder wenn sich der Motor 1 in einem Niedriglastbetriebszustand etc. befindet.

Das kann folgendermaßen erläutert werden. Das heißt, wenn die Temperatur in den Brennkammern 24 des Motors 1 niedrig ist, zeigt der Gemischverbrennungszustand in jeder Brennkammer 24 die Neigung zu einer Instabilität und das Gemisch wird nicht leicht vollständig verbrannt, so dass große Mengen an unverbrannten HC aus den Brennkammern 24 abgegeben werden. Da in einem derartigen Fall die Emissionssteuerkatalysatorvorrichtung 46 nicht aktiviert ist, werden die unverbrannten HC in dem Abgas nicht ausreichend vermindert durch die Emissionssteuerkatalysatorvorrichtung 46, sondern in die Atmosphäre ausgelassen.

Wenn beim Schritt S401 ermittelt wird, dass es momentan nicht die Zeit ist, um die unverbrannten HC zu vermindern, die von dem Motor 1 abgegeben werden, beendet die ECU 20 zeitweilig das Ausführen der Routine.

Wenn im Gegensatz hierzu beim Schritt S401 ermittelt wird, dass die von dem Motor 1 abgegebenen unverbrannten HC momentan vermindert werden müssen, schreitet die ECU 20 zum Schritt S402 fort, bei dem die ECU 20 das Ausführen des Abgastemperaturerhöhungsprozesses beginnt.

In dem Abgastemperaturerhöhungsprozess steuert die ECU 20 das Stellglied 50, um das Auslassventil 29 in einem im wesentlichen vollständig geschlossen Zustand einzurichten. In Folge dessen steigt der Abgasdruck in dem Abgasanschluss 27, dem Abgaskrümmer 45 und einem Abschnitt der Abgasleitung 47 stromaufwärts des Abgasdrosselventils 49. Wenn der Abgasdruck somit angehoben ist, fällt der Druck des von den Brennkammern 24 in die Abgasanschlüsse 27 abgegebenen Abgases nicht ab. Somit wird eine Abnahme der Abgastemperatur gedrosselt. Darüber hinaus reduziert das Einrichten des Abgasdrosselventils 47 bei dem im wesentlichen vollständig geschlossenen Zustand die Durchflussrate des Abgases in dem Abgaskanal von den Auslassanschlüssen 27 zu dem Abgasdrosselventil 49.

In Folge dessen bleibt von den Brennkammern 24 abgegebenes Abgas mit einer hohen Temperatur in einem Abgaskanal stromabwärts des Abgasdrosselventils 49 für eine lange Zeit, während die in dem Abgas verbleibenden unverbrannten HC oxidiert werden.

Das Einrichten des Abgasdrosselventis 49 in dem im wesentlichen vollständig geschlossenen Zustand kann jedoch eine ausreichende Oxidation der unverbrannten HC nicht veranlassen, wenn die Temperatur des Abgases übermäßig niedrig ist, das gerade von den Brennkammern 24 in die Auslassanschlüsse 27 abgegeben wurde, oder wenn die Menge der in dem Abgas enthaltenen unverbrannten HC, das von den Brennkammern 24 abgegeben wird, übermäßig groß ist.

Deshalb steuert bei diesem Ausführungsbeispiel bei dem Abgastemperaturerhöhungsprozess die ECU 20 nicht nur das Abgasdrosselventil 49 bei dem im wesentlichen vollständig geschlossenen Zustand, sondern steuert auch die Kraftstoffeinspritzventile 32, um nicht nur die Hauptkraftstoffeinspritzung durchzuführen, die einen Hauptbeitrag zu der Motorleistung liefert, sondern auch eine Nebenkraftstoffeinspritzung, bei der Kraftstoff ergänzend eingespritzt wird bei einer vorgegebenen Zeitgebung nach der Hauptkraftstoffeinspritzung.

Während dieser Kraftstoffeinspritzsteuerung werden unverbrannte HC, die von dem Hauptkraftstoff übrig sind, der durch die Haupteinspritzung geliefert wird, mit dem ergänzenden Kraftstoff verbrannt, der als eine Zündquelle dient. Die Nebenkraftstoffeinspritzung wird bei einem Hochtemperaturzustand unmittelbar nach der Verbrennung des Hauptkraftstoffs durchgeführt, so dass der ergänzende Kraftstoff im wesentlichen vollständig verbrennt. Deshalb ist die Menge der unverbrannten HC, die auf die ergänzende Kraftstoffeinspritzung zurückzuführen sind, sehr klein.

Weil darüber hinaus der ergänzende Kraftstoff in jeder Brennkammer 24 wie vorstehend beschrieben verbrannt wird, wird Verbrennungswärme des ergänzenden Kraftstoffs und Verbrennungswärme der unverbrannten HC zusätzlich zu der Verbrennungswärme des Hauptkraftstoffs erzeugt, so dass die Brenngastemperatur in den Brennkammern 24 weiter angehoben wird.

In Folge dessen wird die Temperatur des Abgases, das von den Brennkammern 24 in die Auslassanschlüsse 27 abgegeben wird, ausreichend hoch und die Menge der unverbrannten HC vermindert sich, die in dem Abgas verbleiben. Deshalb wird im wesentlichen die gesamte Menge der in dem Abgas in dem Abgaskanal stromaufwärts des Abgasdrosselventils 49 verbleibenden unverbrannten HC oxidiert. Des Weiteren ist bei diesem Ausführungsbeispiel die Emissionssteuerkatalysatorvorrichtung 46 noch in dem Abgaskanal stromaufwärts des Abgasdrosselventils 49 angeordnet. Wenn die Abgastemperatur wie vorstehend beschrieben angehoben wird, wird deshalb die Emissionssteuerkatalysatorvorrichtung 46 einem Abgas mit hoher Temperatur für eine lange Zeit ausgesetzt, so dass die Aktivierung der Emissionssteuerkatalysatorvorrichtung 46 gefördert wird.

Vorzugsweise wird eine derartige Zeitgebung der ergänzenden Kraftstoffeinspritzung empirisch vorbestimmt, so dass die Temperatur des von jeder Brennkammer 24 in die Abgasanschlüsse 27 abgegebenen Abgases ausreichend hoch wird und die Menge der in dem Abgas verbleibenden unverbrannten HC minimiert wird.

Wenn beispielsweise der Motor 1 des Ausführungsbeispiels sich bei einem Aufwärmzustand nach einem Kaltstart befindet, wird die Menge der von der Brennkammer 24 von jedem Zylinder 21 in die Auslassanschlüsse 27 abgegebenen unverbrannten HC minimiert und die Temperatur des Abgases, das von der Brennkammer 24 zu den Auslassanschlüssen 27 abgegeben wird, wird ausreichend hoch, wenn die ergänzende Kraftstoffeinspritzung für den Zylinder 21 durchgeführt wird, wenn sich die Kurbelwelle 23 im wesentlichen bei 60 Grad nach OT bei dem Expansionshub in dem Zylinder 21 befindet, wie in Fig. 5 angedeutet ist. Deshalb wird während dem Aufwärmzustand bevorzugt, dass die ECU 20 die ergänzende Kraftstoffeinspritzsteuerung für jeden Zylinder 21 durchführt, wenn die Kurbelwelle 23 sich im wesentlichen bei 60 Grad nach OT bei dem Expansionshub in dem Zylinder 21 befindet.

Wenn das Abgasdrosselventil 49 im wesentlichen vollständig geschlossen ist und der Abgasdruck ansteigt, wirkt der Abgasdruck als ein Rückdruck auf einen Motor 1, so dass die Leistung des Motors 1 fällt. Wenn das Abgasdrosselventil 49 bei diesem Ausführungsbeispiel jedoch bei dem im wesentlichen vollständig geschlossen Zustand gesteuert wird, erhöht die ECU 20 die einzuspritzende Kraftstoffmenge durch die Haupteinspritzung, so dass die Leistung des Motors 1 sich der Leistung angleicht, die während dem vollständig offenen Zustand des Abgasdrosselventils 49 erzeugt wird.

Darüber hinaus werden bei dem in Fig. 5 angedeuteten Beispiel Fremdstoffe wie beispielsweise Ruß und dergleichen in großen Mengen produziert, wenn die ergänzende Kraftstoffeinspritzung bei einer Zeitgebung durchgeführt wird, die die von der Brennkammer 24 abgegebenen unverbrannten HC minimiert. Da bei dem Abgastemperaturerhöhungsgerät dieses Ausführungsbeispiels jedoch die Wanddurchtrittsemissionssteuerkatalysatorvorrichtung 46 in dem Abgaskanal des Motors 1 vorgesehen ist, werden die in dem Abgas enthaltenen Fremdstoffe durch die Emissionssteuerkatalysatorvorrichtung 46 entfernt und werden nicht in die Atmosphäre freigelassen.

In dem Ablaufdiagramm der Abgastemperaturerhöhungssteuerroutine von Fig. 4 schreitet die ECU 20 nach dem Ausführen des Prozesses von Schritt S402 zum Schritt 403 fort, bei dem die ECU 20 ermittelt, ob die Emissionssteuerkatalysatorvorrichtung 46 aktiviert ist.

Als das Verfahren zum Ermitteln, ob die Emissionssteuerkatalysatorvorrichtung 46 aktiviert ist, kann beispielsweise die Ermittlung durchgeführt werden auf der Grundlage aus der Schätzung von der Ausführdauer des Abgastemperaturerhöhungsprozesses oder auf der Grundlage des Werts eines Ausgangssignals von einem Temperatursensor, der an der Emissionssteuerkatalysatorvorrichtung 46 angeordnet ist.

Wenn beim Schritt S403 ermittelt wird, dass die Emissionssteuerkatalysatorvorrichtung 46 nicht aktiviert ist, kehrt die ECU 20 zum Schritt S402 zurück und setzt das Ausführen des Abgastemperaturerhöhungsprozesses fort. Wenn im Gegensatz hierzu beim Schritt S403 ermittelt wird, dass die Emissionssteuerkatalysatorvorrichtung 46 aktiviert ist, schreitet die ECU 20 zum Schritt S404 fort, bei dem die ECU 20 das Ausführen des Abgastemperaturerhöhungsprozesses beendet. Dann beendet die ECU 20 das Ausführen der Routine.

Die ECU 20, die wie vorstehend beschrieben die Abgastemperaturerhöhungssteuerroutine ausführt, verwirklicht eine Ventilsteuereinrichtung, eine Hauptkraftstoffeinspritzsteuereinrichtung und eine Steuereinrichtung für eine ergänzende Kraftstoffeinspritzung bei der Erfindung. Deshalb ist das Brennkraftmaschinenabgastemperaturerhöhungsgerät des Ausführungsbeispiels in der Lage, die Menge der unverbrannten HC und Fremdstoffe zu reduzieren, die in die Atmosphäre abgegeben werden, wenn die Menge der von dem Motor 1 abgegebenen unverbrannten HC reduziert werden muss, beispielsweise wenn der Motor 1 sich bei einem Aufwärmzustand nach einem Kaltstart befindet oder wenn der Motor 1 sich bei einem Niedriglastbetriebszustand befindet. Das Abgastemperaturerhöhungsgerät des Ausführungsbeispiels ist auch in der Lage, eine schnelle Aktivierung der Emissionssteuerkatalysatorvorrichtung 46 zu fördern.

Da bei dem Ausführungsbeispiel Fremdstoffe, die in relativ großen Mengen während der Abgastemperaturerhöhungssteuerung produziert werden, durch die Emissionssteuerkatalysatorvorrichtung 46 entfernt werden, ist es notwendig, die Emissionssteuerkatalysatorvorrichtung 46 wiederherzustellen, bevor die Fremdstoffadsorptionskapazität der Emissionssteuerkatalysatorvorrichtung 46 gesättigt wird.

Deshalb stellt die ECU 20 bei dem Ausführungsbeispiel die Adsorptionskapazität der Emissionssteuerkatalysatorvorrichtung 46 wiederher durch Ausführen einer Emissionssteuerkatalysatorwiederherstellsteuerroutine, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist. Die Emissionssteuerkatalysatorwiederherstellsteuerroutine ist eine Routine, die in dem ROM der ECU 20 vorher gespeichert ist. Die Routine wird wiederholt ausgeführt durch die ECU 20 bei einer vorgegebenen Zeit (beispielsweise jedes Mal, wenn der Kurbelpositionssensor 51 ein Impulssignal abgibt).

In der Emissionssteuerkatalysatorwiederherstellsteuerroutine ermittelt die ECU 20 zunächst beim Schritt S601, ob es momentan die Zeit zum Wiederherstellen der Adsorptionskapazität der Emissionssteuerkatalysatorvorrichtung 46 ist. Das Verfahren für diese Ermittlung kann beispielsweise ein Verfahren sein, wobei die Menge der in der Emissionssteuerkatalysatorvorrichtung 46 adsorbierten Fremdstoffe geschätzt wird unter Verwendung der Betriebsgeschichte des Motors 1 als ein Parameter, und der geschätzte Wert wird verglichen mit einer Maximalmenge der Fremdstoffe, die die Emissionssteuerkatalysatorvorrichtung 46 adsorbieren kann (maximale Adsorptionsmenge), und wenn der geschätzte Wert gleich oder größer als die maximale Adsorptionsmenge ist, wird ermittelt, dass es die Zeit ist, um die Adsorptionskapazität der Emissionssteuerkatalysatorvorrichtung 46 wiederherzustellen.

Wenn beim Schritt S601 ermittelt wird, dass es nicht die Zeit ist, um die Adsorptionskapazität der Emissionssteuerkatalysatorvorrichtung 46 wiederherzustellen, beendet die ECU 20 zeitweilig das Ausführen der Routine. Wenn im Gegensatz hierzu beim Schritt S601 ermittelt wird, dass es die Zeit ist, um die Adsorptionskapazität der Emissionssteuerkatalysatorvorrichtung 46 wiederherzustellen, schreitet die ECU 20 zum Schritt S602 fort, bei dem die ECU 20 einen Emissionssteuerkatalysatorwiederherstellprozess ausführt.

Die in der Emissionssteuerkatalysatorvorrichtung 46 adsorbierten Fremdstoffe können entfernt werden beispielsweise durch eine Oxidation (Verbrennung) der Fremdstoffe, die erzielt wird durch Anheben der Atmosphärentemperatur in der Emissionssteuerkatalysatorvorrichtung 46 auf ungefähr 500°C oder darüber und Herstellen einer Atmosphäre mit Sauerstoffüberschuss.

Deshalb erhöht bei dem Emissionssteuerkatalysatorwiederherstellprozess die ECU 20 die Temperatur des Abgases, das in die Emissionssteuerkatalysatorvorrichtung 46 einströmt, um die Fremdstoffe zu oxidieren, die in der Emissionssteuerkatalysatorvorrichtung adsorbiert sind, durch Ausführen eines Prozesses, der ähnlich ist dem vorstehend beschriebenen Abgastemperaturerhöhungsprozess, der durchgeführt wird während der Abgastemperaturerhöhungssteuerung für eine vorgegebene Zeit.

Nach dem Ausführen des Prozesses von Schritt S602 beendet die ECU 20 zeitweilig das Ausführen der Routine.

Somit wird es auf Grund dem Ausführen der Emissionssteuerkatalysatorwiederherstellsteuerroutine durch die ECU 20 möglich, die Temperatur des von dem Motor 1 abgegebenen Abgases zu erhöhen. Da die Emissionssteuerkatalysatorvorrichtung 46 in dem Abgaskanal stromaufwärts des Abgasdrosselventils 49 angeordnet ist, werden die in der Emissionssteuerkatalysatorvorrichtung 46 adsorbierten Fremdstoffe einem Abgas mit hoher Temperatur ausgesetzt, das sich in dem Abgaskanal stromaufwärts des Abgasdrosselventils 49 befindet, für eine lange Zeit, und deshalb werden sie wirksam oxidiert.

Wenn die Emissionssteuerkatalysatorvorrichtung des Motors 1 hauptsächlich in einer mageren Atmosphäre verwendet wird wie bei einem Dieselmotor oder einem Magermixmotor, ist es wahrscheinlich, dass der Emissionssteuerkatalysator durch Sauerstoff vergiftet wird und seine katalytische Aktivität oder dergleichen verschlechtert. Dabei wird es deshalb bevorzugt, dass, wenn die Emissionssteuerkatalysatorvorrichtung wiederherzustellen ist, die Sauerstoffvergiftung gelöst wird durch zeitweiliges Aussetzen der Emissionssteuerkatalysatorvorrichtung einem Abgas mit einem fetten oder stöchiometrischen Luftkraftstoffverhältnis vor dem Ausführen des vorstehend beschriebenen Abgastemperaturerhöhungsprozesses.

Das erfindungsgemäße Abgastemperaturerhöhungsgerät für eine Brennkraftmaschine 1 hat folgendes: die Ventilsteuereinrichtung zum Steuern des Abgasdrosselventils 49 bei dem im wesentlichen vollständig geschlossenen Zustand, das in dem Abgaskanal 45, 47 vorgesehen ist, wenn von dem Motor 1 abgegebene unverbrannte Kraftstoffbestandteile zu vermindern sind; die Hauptkraftstoffsteuereinrichtung zum Erhöhen der Hauptkraftstoffmenge, die aus dem Kraftstoffeinspritzventil 32 eingespritzt wird, wenn das Abgasdrosselventil 49 bei dem im wesentlichen vollständig geschlossenen Zustand gesteuert wird; die Steuereinrichtung für die ergänzende Kraftstoffeinspritzung zum ergänzenden Einspritzen von Kraftstoff aus dem Kraftstoffeinspritzventil 32 nach dem Einspritzen der Hauptkraftstoffmenge durch die Hauptkraftstoffeinspritzsteuereinrichtung; und die Fremdstoffentfernungseinrichtung 46, die in dem Abgaskanal 47 vorgesehen ist zum Entfernen von in dem Abgas enthaltenen Fremdstoffen.

Während die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf das beschrieben ist, das momentan als ihr bevorzugtes Ausführungsbeispiel betrachtet wird, ist es verständlich, dass die Erfindung nicht auf das offenbarte Ausführungsbeispiel oder diese Bauweisen beschränkt ist. Im Gegensatz ist beabsichtigt, dass die Erfindung verschiedene Abwandlungen und äquivalente Anordnungen abdeckt.

Claims (6)

1. Brennkraftmaschinenabgastemperaturerhöhungsgerät gekennzeichnet durch:
ein Abgasdrosselventil (49), das in einem Abgaskanal (45, 47) einer Brennkraftmaschine (1) vorgesehen ist und das eine Menge eines Abgases einstellt, das in den Abgaskanal (47) einströmt;
ein Kraftstoffeinspritzventil (32), das Kraftstoff direkt in einen Zylinder (21) der Brennkraftmaschine (1) einspritzt;
eine Ventilsteuereinrichtung zum Steuern des Abgasdrosselventils (49) auf einen im wesentlichen vollständig geschlossen Zustand, wenn unverbrannte Kraftstoffbestandteile vermindert werden sollen, die von der Brennkraftmaschine (1) abgegeben werden;
eine Hauptkraftstoffeinspritzsteuereinrichtung zum Erhöhen einer Hauptkraftstoffmenge, die von dem Kraftstoffeinspritzventil (32) eingespritzt wird, wenn das Abgasdrosselventil (49) bei dem im wesentlichen vollständig geschlossenen Zustand gesteuert wird;
eine Steuereinrichtung für eine ergänzende Kraftstoffeinspritzung zum ergänzenden Einspritzen des Kraftstoffs von dem Kraftstoffeinspritzventil (32) nachdem die Hauptkraftstoffmenge eingespritzt ist durch die Hauptkraftstoffeinspritzsteuereinrichtung; und
eine Fremdstoffentfernungseinrichtung (46), die in dem Abgaskanal (45, 47) vorgesehen ist zum Entfernen von Fremdstoffen, die in dem Abgas enthalten sind, das in den Abgaskanal (45, 47) einströmt.

2. Brennkraftmaschinenabgastemperaturerhöhungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung für die ergänzende Kraftstoffeinspritzung eine ergänzende Kraftstoffeinspritzung bei einer derartigen Zeitgebung ausführt, das eine Menge der unverbrannten Kraftstoffbestandteile minimal wird, die von der Brennkraftmaschine (1) abgegeben werden.

3. Brennkraftmaschinenabgastemperaturerhöhungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Fremdstoffentfernungseinrichtung (46) eine Fremdstofffalle ist, die die in dem Abgas enthaltenen Fremdstoffe auf physikalische Weise adsorbiert, und
dass, wenn die Fremdstofffalle (46) wiederherzustellen ist, die Ventilsteuereinrichtung das Abgassteuerventil (49) bei dem im wesentlichen vollständig geschlossenen Zustand steuert, und die Hauptkraftstoffeinspritzsteuereinrichtung das Kraftstoffeinspritzventil (32) so steuert, dass die eingespritzte Hauptkraftstoffmenge erhöht wird, und die Steuereinrichtung für die ergänzende Kraftstoffeinspritzung das Kraftstoffeinspritzventil (32) so steuert, dass die ergänzende Kraftstoffeinspritzung ausgeführt wird.

4. Brennkraftmaschinenabgastemperaturerhöhungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fremdstoffentfernungseinrichtung (46) in einem Abschnitt des Abgaskanals (45, 47) stromaufwärts des Abgasdrosselventils (49) vorgesehen ist.

5. Abgastemperaturerhöhungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit: einem Abgasdrosselventil (49), das in einem Abgaskanal (45, 47) einer Brennkraftmaschine (1) vorgesehen ist und das eine Menge eines Abgases einstellt, das in den Abgaskanal (47) einströmt; einem Kraftstoffeinspritzventil (32), das Kraftstoff direkt in einen Zylinder (21) der Brennkraftmaschine (1) einspritzt; einer Ventilsteuereinrichtung zum Steuern eines Öffnungsgrads des Abgasdrosselventils (49); einer Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung zum Steuern einer Einspritzung des Kraftstoffs aus dem Kraftstoffeinspritzventil (32); und einer Fremdstoffentfernungseinrichtung (46), die in dem Abgaskanal (45, 47) vorgesehen ist zum Entfernen von Fremdstoffen, die in dem Abgas enthalten sind, das in den Abgaskanal (45, 47) einströmt, dadurch gekennzeichnet, dass
die Ventilsteuereinrichtung das Abgasdrosselventil (49) bei einem im wesentlichen vollständig geschlossenen Zustand steuert, wenn unverbrannte Kraftstoffbestandteile zu vermindern sind, die von der Brennkraftmaschine (1) abgegeben werden, und
dass, wenn das Abgasdrosselventil (49) bei dem im wesentlichen vollständig geschlossenen Zustand gesteuert wird, die Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung eine von dem Kraftstoffeinspritzventil (32) eingespritzte Hauptkraftstoffmenge erhöht, und die Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung nach dem Einspritzen der Hauptkraftstoffmenge ergänzend Kraftstoff aus dem Kraftstoffeinspritzventil (32) einspritzt.

6. Abgastemperaturerhöhungsverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass:
die Fremdstoffentfernungseinrichtung (46) eine Fremdstofffalle ist, die die in dem Abgas enthaltenen Fremdstoffe auf physikalische Weise adsorbiert, und
dass, wenn die Fremdstofffalle (46) wiederherzustellen ist, die Ventilsteuereinrichtung das Abgasdrosselventil (49) bei dem im wesentlichen vollständig geschlossenen Zustand steuert, und die Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung die aus dem Kraftstoffeinspritzventil (32) eingespritzte Hauptkraftstoffmenge erhöht und die Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung nach dem Einspritzen der Hauptkraftstoffmenge eine ergänzende Kraftstoffeinspritzung ausführt.