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HINTERGRUND
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Dieselmotor mit einem Turbolader, eine Regel- bzw. Steuervorrichtung hierfür, ein Verfahren eines Regelns bzw. Steuerns eines Dieselmotors und auf ein Computerprogrammprodukt.
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Konventioneller Weise waren Dieselmotoren, welche mit Dieselpartikelfiltern (nachfolgend auch als ”DPF” bezeichnet) in ihren Auslass- bzw. Abgasdurchtritten versehen sind, gut bekannt. Das DPF fängt teilchenförmiges Material (PM) innerhalb des Abgases, und wenn eine Speicher- bzw. Sammelmenge des PM ansteigt, muss es regeneriert werden. Normalerweise ist bzw. wird an der stromaufwärtigen Seite eines derartigen DPF ein Katalysator, welcher eine oxidierende Funktion (z. B. Oxidationskatalysator) aufweist, vorgesehen bzw. zur Verfügung gestellt und der Katalysator wird bei der DPF Regeneration verwendet. Beispielsweise offenbart
JP2004-0316441 A einen Dieselmotor, welcher eine Haupteinspritzung, in welcher Kraftstoff für ein Erzeugen eines Drehmoments in einen Zylinder eingespritzt wird, und dann eine Nacheinspritzung durchführt, um nicht verbrannten Kraftstoff zu einem Auslass- bzw. Abgasdurchtritt zuzuführen. Wenn der nicht verbrannte Kraftstoff den Katalysator erreicht, wird er oxidiert und erhöht eine Abgastemperatur. Als ein Resultat wird das PM, welches in dem DPF gesammelt bzw. gespeichert ist, verbrannt, um durch ein Abgas hoher Temperatur entfernt zu werden. Somit wird das DPF regeneriert.
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Darüber hinaus kann diese Art eines Dieselmotors mit einem Turbolader versehen sein, um eine Energie eines Abgases zu sammeln und einen Turboladedruck zu erhöhen. Beispielsweise offenbart
JP2009-0191737A einen Dieselmotor, welcher zwei große und kleine Turbolader beinhaltet. Die Turbine des kleinen Turboladers ist stromaufwärts von der Turbine des großen Turboladers in dem Abgasstrom angeordnet. Darüber hinaus sind in einem Auslassdurchtritt dieses Dieselmotors ein stromaufwärtiger Bypassdurchtritt für ein Umgehen der stromaufwärtigen Turbine und ein stromabwärtiger Bypassdurchtritt für ein Umgehen der stromabwärtigen Turbine angeordnet, ein Regulierventil ist innerhalb des stromaufwärtigen Bypassdurchtritts vorgesehen und ein Ladedruckregelventil ist innerhalb des stromabwärtigen Bypassdurchtritts vorgesehen.
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Demgegenüber ist es in dem Motor mit dem Turbolader, welcher in
JP2009-0191737A geoffenbart ist, wenn sich der Motor zu einem Verzögerungszustand (Zustand eines Betriebs niedriger Geschwindigkeit bzw. Drehzahl und Last) verschiebt bzw. bewegt, bevorzugt, dass das Regulierventil geregelt bzw. gesteuert wird, um eine kleinere Öffnung aufzuweisen, und der kleine Turbolader mit einer vergleichsweise geringen Rotationsträgheit betätigt bzw. betrieben wird. Dadurch kann eine Beschleunigungsantwort bzw. ein Beschleunigungsansprechen verbessert werden, wenn der Motor neu beschleunigt wird.
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Jedoch wird in diesem Fall das Abgas, welches von dem Zylinder des Motors ausgebracht bzw. ausgetragen wird, zu einem Oxidationskatalysator nach einem Passieren der Turbine des kleinen Turboladers zugeführt, und somit wird die Hitze bzw. Wärme des Abgases durch die Turbine aufgenommen und die Abgastemperatur, welche zu dem Oxidationskatalysator zugeführt wird, nimmt ab.
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Insbesondere wird, wenn sich der Motor in einem Verzögerungs- bzw. Abbremsungszustand befindet, eine Kraftstoffeinspritzung zu einem Zylinder an einem Verdichtungs- bzw. Kompressionshub (Haupteinspritzung) verhindert bzw. verboten (da eine Kraftstoffunterbrechung durchgeführt wird), und daher nimmt die Temperatur des Abgases, welches zu dem Oxidationskatalysator zuzuführen ist, signifikant bzw. merklich ab, wodurch eine Schwierigkeit bewirkt wird, den Oxidationskatalysator in einem aktivierten Zustand aufrecht zu erhalten. Daher wird, selbst wenn die Nacheinspritzung durchgeführt wird, um das DPF zu regenerieren, der eingespritzte verbrannte Kraftstoff nicht oxidiert werden, und somit wird ein eine Abgastemperatur erhöhender Effekt unter Verwendung von Hitze bzw. Wärme von der Oxidationsreaktion verloren und es dauert einige Zeit, um das DPF zu regenerieren, wobei dies eine Verschlechterung im Kraftstoffverbrauch und Probleme bewirkt, dass sich eine größere Kraftstoffmenge an einer Wandfläche im Zylinderinneren aufgrund der Nacheinspritzung anlegt und Motoröl verdünnt wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der obigen Situationen gemacht und stellt einen Dieselmotor zur Verfügung, welcher in einer Zeitperiode eines Regenerierens eines DPF des Dieselmotors während eines Abbremsens bzw. Verzögerns verkürzt wird und darüber hinaus bei einer Verdünnung des Motoröls und einer Verschlechterung eines Kraftstoffverbrauchs des Motors unterdrückt bzw. daran gehindert wird, wenn die DPF Regeneration durch die Nacheinspritzung durchgeführt wird, indem eine Konfiguration der Regel- bzw. Steuervorrichtung erdacht bzw. konstruiert wird.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Dieselmotor mit wenigstens einem Turbolader zur Verfügung gestellt, beinhaltend einen Motorkörper, welcher wenigstens einen Zylinder aufweist, zu welchem Kraftstoff, enthaltend Dieselkraftstoff als seine Hauptkomponente, zugeführt wird, ein Kraftstoffeinspritzventil für ein Einspritzen des Kraftstoffs in den Zylinder, eine Turbine des Turboladers, welche innerhalb eines Auslassdurchtritts vorgesehen ist, durch welche ein Abgas von dem Zylinder ausgetragen bzw. ausgebracht wird, einen Bypassdurchtritt für ein Umgehen der Turbine, ein Bypassventil für ein Öffnen und Schließen des Bypassdurchtritts, einen Oxidationskatalysator, welcher innerhalb des Abgas- bzw. Auslassdurchtritts stromabwärts von der Turbine und dem Bypassdurchtritt angeordnet ist, und für ein Reinigen von HC, welches in dem Abgas enthalten ist, und ein DPF, welches innerhalb des Abgasdurchtritts stromabwärts von dem Oxidationskatalysator angeordnet ist und für ein Fangen von Russ, welcher in dem Abgas enthalten ist. Darüber hinaus beinhaltet der Motor ein Kraftstoffunterbrechungsmodul für ein Anhalten, wenn sich der Dieselmotor in einem Abbremsungs- bzw. Verzögerungszustand befindet, einer Haupteinspritzung des Kraftstoffs, welche an einem Verdichtungshub des Zylinders durchgeführt wird, ein DPF Regenerationsmodul für ein Durchführen, wenn eine vorbestimmte DPF Regenerationsbedingung erfüllt ist, einer Nacheinspritzung an einem Expansionshub des Zylinders, um HC zu dem Oxidationskatalysator zuzuführen und das DPF durch Hitze zu regenerieren, welche von einer Oxidationsreaktion von HC generiert bzw. erzeugt wird, und ein Bypassventil-Regel- bzw. -Steuermodul für ein Regeln bzw. Steuern des Bypassventils. Wenn sich der Dieselmotor in dem Verzögerungszustand befindet und die vorbestimmte DPF Regenerationsbedingung erfüllt ist, regelt bzw. steuert das Bypassventil-Regel- bzw. -Steuermodul das Bypassventil, um in einem Ausmaß mehr als eine Öffnung des Bypassventils zu öffnen, wenn die vorbestimmte DPF Regenerationsbedingung nicht erfüllt ist.
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Wenn die vorbestimmte DPF Regenerationsbedingung erfüllt ist bzw. wird, wird die Nacheinspritzung des Kraftstoffs durch das DPF Regenerationsmodul durchgeführt. Der nachträglich eingespritzte nicht verbrannte Kraftstoff (HC) wird zu dem Oxidationskatalysator gemeinsam mit dem Abgas zugeführt, bewirkt eine Oxidationsreaktion, erhöht die Temperatur des Abgases durch die Hitze bzw. Wärme, welche von der Oxidationsreaktion erzeugt bzw. generiert wird, und somit werden Abgaspartikel, welche in dem DPF gespeichert bzw. gesammelt sind, durch das Abgas bei der erhöhten Temperatur verbrannt und daraus entfernt. Somit wird die DPF Regeneration durch das DPF Regenerationsmodul durchgeführt.
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Darüber hinaus wird, wenn sich der Motor in dem Verzögerungs- bzw. Abbremsungszustand befindet, wenn die DPF Regenerationsbedingung erfüllt ist (während der DPF Regeneration), das Bypassventil durch das Bypassventil-Regel- bzw. -Steuermodul geregelt bzw. gesteuert, um mehr zu öffnen im Vergleich damit, wenn die DPF Regenerationsbedingung nicht erfüllt ist. Als ein Resultat steigt ein Strömungsverhältnis des Abgases an, welches die Turbine des Turboladers umgeht. Daher kann verhindert werden, dass die Hitze bzw. Wärme des Abgases, welches zu dem DPF zuzuführen ist, durch die Turbine entnommen wird und die Temperatur des Abgases abnimmt. Daher ist bzw. wird, wenn sich der Motor in dem Verzögerungszustand befindet, selbst wenn die Temperatur im Inneren des Zylinders aufgrund der Kraftstoffunterbrechung durch das Kraftstoffunterbrechungsmodul verringert wird (Anhalten der Haupteinspritzung), die Temperatur des Abgases, welches zu dem Oxidationskatalysator zuzuführen ist, hoch beibehalten, und das DPF kann in dem aktivierten Zustand (dem Zustand, wo sich die Temperatur des DPF über einer Aktivierungstemperatur befindet) so lange wie möglich beibehalten werden. Als ein Resultat wird das Abgas, welches zu dem DPF zuzuführen ist, ausreichend erhöht und die DPF Regenerationszeitperiode kann verkürzt werden. Daher können die Verdünnung des Motoröls und die Abnahme des Kraftstoffverbrauchs des Motors aufgrund der Nacheinspritzung (DPF Regeneration) unterdrückt werden.
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Der Motor kann darüber hinaus beinhalten einen EGR Durchtritt, welcher einen Einlassdurchtritt für ein Einbringen von Einlassluft in den Zylinder mit einem Teil des Auslassdurchtritts stromaufwärts von der Turbine in Verbindung setzt, ein EGR Ventil für ein Öffnen und Schließen des EGR Durchtritts, und ein EGR Ventil-Regel- bzw. -Steuermodul für ein Regeln bzw. Steuern des EGR Ventils. Während das DPF durch das DPF Regenerationsmodul regeneriert wird, kann das EGR Ventil-Regel- bzw. -Steuermodul das EGR Ventil regeln bzw. steuern, um im Wesentlichen vollständig geschlossen zu sein.
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Das EGR Ventil wird durch das EGR Ventil-Regel- bzw. -Steuermodul geregelt bzw. gesteuert, um vollständig geschlossen zu sein, während das DPF regeneriert wird. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass ein Teil des nachträglich eingespritzten nicht verbrannten Kraftstoffs (HC Element) zurück in den Zylinder rezirkuliert wird und unvollständig verbrannt wird. Somit tritt eine Verschlechterung der Motorbremsleistung bei der Motorabbremsung bzw. -verzögerung nicht auf.
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Der Turbolader kann ein zweistufiger Turbolader sein, dessen Turbinen in Reihe bzw. hintereinander innerhalb des Auslassdurchtritts von stromaufwärts nach stromabwärts angeordnet sind. Der Bypassdurchtritt kann einen stromaufwärtigen Bypassdurchtritt für ein Umgehen von einer der Turbinen, welche stromaufwärts von der anderen Turbine positioniert ist, wobei die Turbinen innerhalb des Auslassdurchtritts vorgesehen sind, und einen stromabwärtigen Bypassdurchtritt für ein Umgehen der stromabwärtigen Turbine beinhalten. Das Bypassventil kann ein stromaufwärtiges Bypassventil für ein Öffnen und Schließen des stromaufwärtigen Bypassdurchtritts, und ein stromabwärtiges Bypassventil für ein Öffnen und Schließen des stromabwärtigen Bypassdurchtritts beinhalten. Der Oxidationskatalysator kann innerhalb des Auslassdurchtritts stromabwärts von dem stromabwärtigen Bypassdurchtritt angeordnet sein. Wenn sich der Dieselmotor in dem Verzögerungszustand befindet und die DPF Regenerationsbedingung erfüllt ist, kann das Bypassventil-Regel- bzw. -Steuermodul das stromaufwärtige und stromabwärtige Bypassventil regeln bzw. steuern, um jeweils in dem Ausmaß mehr als die Öffnungen zu öffnen, wenn die DPF Regenerationsbedingung nicht erfüllt ist.
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Wenn sich der Motor in dem Verzögerungszustand befindet und die DPF Regenerationsbedingung in dem Dieselmotor mit den zwei Turboladern erfüllt ist, werden das stromaufwärtige und stromabwärtige Bypassventil durch das Bypassventil-Regel- bzw. -Steuermodul geregelt bzw. gesteuert, um in dem Ausmaß mehr als die Öffnung des Bypassventils zu öffnen, wenn die DPF Regenerationsbedingung nicht erfüllt ist. Als ein Resultat umgeht das Abgas, welches von dem Zylinder ausgebracht bzw. ausgetragen wird, die stromaufwärtige und stromabwärtige Turbine und wird zu dem Oxidationskatalysator zugeführt. Daher kann verhindert werden, dass die Hitze bzw. Wärme des Abgases, welches von dem Zylinder ausgetragen wird, durch die Turbine entnommen wird und die Temperatur des Abgases abnimmt, und als ein Resultat kann die Temperaturabnahme des Abgases, welches zu dem Oxidationskatalysator zuzuführen ist, unterdrückt bzw. verhindert werden. Somit können die Betriebsweisen und Effekte ähnlich zu dem obigen Aspekt leicht erhalten werden.
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Wenn sich der Motor in dem Verzögerungszustand befindet, nachdem die DPF Regeneration durch das DPF Regenerationsmodul endet, kann das Bypassventil-Regel- bzw. -Steuermodul das Bypassventil regeln bzw. steuern, um in dem Ausmaß geringer als die Öffnung des Bypassventils während der DPF Regeneration zu drosseln.
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Wenn sich der Motor in dem Verzögerungszustand befindet, nachdem die DPF Regeneration durch das DPF Regenerationsmodul endet, wird das Bypassventil geregelt bzw. gesteuert, um in dem Ausmaß geringer als die Öffnung des Bypassventils während der DPF Regeneration zu drosseln. Daher wird, wenn der Motor von dem Verzögerungszustand beschleunigt, der Turbolader (die Turbine) prompt aktiviert, um die Erhöhung eines Turboladedrucks zu stimulieren, und ein Beschleunigungsansprechen bzw. eine Beschleunigungsantwort kann verbessert werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Regel- bzw. Steuervorrichtung für einen Dieselmotor zur Verfügung gestellt, wobei der Motor einen Turbolader, ein Kraftstoffeinspritzventil für ein Einspritzen von Kraftstoff in einen Zylinder, einen Turbolader, einen Bypassdurchtritt für ein Umgehen einer Turbine des Turboladers, ein Bypassventil für ein Öffnen und Schließen des Bypassdurchtritts,
einen Oxidationskatalysator, welcher innerhalb des Auslassdurchtritts stromabwärts von der Turbine und dem Bypassdurchtritt angeordnet ist und für ein Reinigen von HC, welches in dem Abgas enthalten ist, und
ein Dieselpartikelfilter umfasst, welches innerhalb des Auslassdurchtritts stromabwärts von dem Oxidationskatalysator angeordnet ist, und für ein Einfangen von Russ dient, welcher in dem Abgas enthalten ist, wobei die Regel- bzw. Steuervorrichtung umfasst:
ein Kraftstoffunterbrechungsmodul für ein Unterbrechen bzw. Anhalten, wenn sich der Dieselmotor in einem Verlangsamungs- bzw. Verzögerungszustand befindet, einer Haupteinspritzung des Kraftstoffs, welche an einem Verdichtungshub des Zylinders durchgeführt wird;
ein Dieselpartikelfilter-Regenerationsmodul für ein Durchführen, wenn eine vorbestimmte Dieselpartikelfilter-Regenerationsbedingung erfüllt ist, einer Nacheinspritzung an einem Expansionshub des Zylinders, um HC zu dem Oxidationskatalysator zuzuführen und das Dieselpartikelfilter durch Hitze zu regenerieren, welche von einer Oxidationsreaktion von HC generiert wird; und
ein Bypassventil-Regel- bzw. -Steuermodul für ein Regeln bzw. Steuern des Bypassventils,
wobei, wenn sich der Dieselmotor in dem Verzögerungszustand befindet und die vorbestimmte Dieselpartikelfilter-Regenerationsbedingung erfüllt ist, das Bypassventil-Regel- bzw. -Steuermodul das Bypassventil regelt bzw. steuert, um in dem Ausmaß mehr als eine Öffnung des Bypassventils zu öffnen, wenn die vorbestimmte Dieselpartikelfilter-Regenerationsbedingung nicht erfüllt ist.
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Die Regel- bzw. Steuervorrichtung kann darüber hinaus umfassen:
ein EGR Ventil-Regel- bzw. -Steuermodul für ein Regeln bzw. Steuern eines EGR Ventils, welches in einem EGR Durchtritt des Motors vorgesehen ist,
wobei, während das Dieselpartikelfilter durch das Dieselpartikelfilter-Regenerationsmodul regeneriert wird, das EGR Ventil-Regel- bzw. -Steuermodul das EGR Ventil regelt bzw. steuert, um im Wesentlichen vollständig geschlossen zu sein.
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Vorzugsweise regelt bzw. steuert, wenn sich der Motor in dem Verzögerungszustand befindet, nachdem die Dieselpartikelfilter-Regeneration durch das Dieselpartikelfilter-Regenerationsmodul endet, das Bypassventil-Regel- bzw. -Steuermodul das Bypassventil, um in dem Ausmaß geringer als die Öffnung des Bypassventils während der Dieselpartikelfilter-Regeneration zu drosseln.
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Gemäß noch einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Regeln bzw. Steuern eines Dieselmotors mit wenigstens einem Turbolader zur Verfügung gestellt, beinhaltend ein Kraftstoffeinspritzventil für ein Einspritzen des Kraftstoffs in einen Zylinder, einen Bypassdurchtritt für ein Umgehen einer Turbine des Turboladers, ein Bypassventil für ein Öffnen und Schließen des Bypassdurchtritts, einen Oxidationskatalysator, welcher innerhalb eines Abgas- bzw. Auslassdurchtritts stromabwärts von der Turbine und dem Bypassdurchtritt angeordnet ist, ein Dieselpartikelfilter, welches in dem Auslassdurchtritt stromabwärts von dem Oxidationskatalysator angeordnet ist, und ein Bypassventil-Regel- bzw. -Steuermodul für ein Regeln bzw. Steuern des Bypassventils, wobei das Verfahren umfasst:
ein Anhalten, wenn sich der Dieselmotor in einem Verzögerungszustand befindet, einer Haupteinspritzung des Kraftstoffs, welche an einem Verdichtungshub des Zylinders durchgeführt wird;
ein Durchführen, wenn eine vorbestimmte Dieselpartikelfilter-Regenerationsbedingung erfüllt wird, einer Nacheinspritzung an einem Expansionshub des Zylinders, um HC zu dem Oxidationskatalysator zuzuführen und das Dieselpartikelfilter durch Hitze zu regenerieren, welche von einer Oxidationsreaktion von HC erzeugt wird; und
ein Regeln bzw. Steuern, wenn sich der Dieselmotor in dem Verzögerungszustand befindet und die vorbestimmte Dieselpartikelfilter-Regenerationsbedingung erfüllt wird, des Bypassventils, um in dem Ausmaß mehr als eine Öffnung des Bypassventils zu öffnen, wenn die vorbestimmte Dieselpartikelfilter-Regenerationsbedingung nicht erfüllt wird.
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Vorzugsweise umfasst das Verfahren darüber hinaus den Schritt eines Regelns bzw. Steuerns eines EGR Ventils, welches in einem EGR Durchtritt des Motors vorgesehen wird, um im Wesentlichen vollständig geschlossen zu sein bzw. zu werden, während das Dieselpartikelfilter regeneriert wird.
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Gemäß noch einem weiteren Aspekt wird ein Computerprogrammprodukt zur Verfügung gestellt, umfassend auf einem Computer implementierte Instruktionen, welche, wenn auf ein geeignetes System geladen und auf diesem ausgeführt, die Schritte des oben erwähnten Verfahrens durchführen können.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein schematisches Diagramm, welches einen Dieselmotor illustriert, welcher mit einer Regel- bzw. Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung versehen ist.
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2 ist ein Blockdiagramm, welches sich auf eine Regelung bzw. Steuerung des Dieselmotors bezieht.
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3 ist eine Karte, welche Betätigungs- bzw. Betriebsbereiche eines großen und kleinen Turboladers gemäß einem Betriebszustand des Motors illustriert.
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4 ist ein Diagramm, welches schematisch einen Zusammenhang zwischen einer Öffnungsfläche eines Regulierventils und einer Turbinendrehzahl eines kleinen Turboladers illustriert.
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5 ist ein Flussdiagramm, welches eine Regelung bzw. Steuerung einer Regeneration bei einer Verzögerung durch ein PCM illustriert.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen beschrieben.
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1 ist eine schematische Konfiguration eines Motors 1 (Motorkörpers) gemäß der Ausführungsform. Der Motor 1 ist ein Dieselmotor, welcher in einem Fahrzeug installiert ist und zu welchem Kraftstoff zugeführt wird, welcher Dieselkraftstoff als seine Hauptkomponente enthält. Der Motor 1 beinhaltet einen Zylinderblock 11, welcher mit einer Mehrzahl von Zylindern 11a ausgebildet ist (nur ein Zylinder ist illustriert), einen Zylinderkopf 12, welcher auf dem Zylinderkopf 11 angeordnet ist, und eine Ölwanne 13, welche unterhalb des Zylinderblocks 11 angeordnet ist und wo ein Schmiermittel gespeichert ist. Im Inneren jedes Zylinders 11a des Motors 1 ist ein Kolben 14 hin- und hergehbar eingepasst, und ein Hohlraum, welcher eine rückspringend bzw. hinterschnitten geformte Verbrennungskammer 14a unterteilt, ist an einer oberen Seite bzw. Fläche des Kolbens 14 ausgebildet. Der Kolben 14 ist mit einer Kurbelwelle 15 über eine Verbindungsstange 14b gekoppelt.
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Der Zylinderkopf 12 ist mit den Einspritzeinrichtungen 18 für ein Einspritzen des Kraftstoffs und Glühkerzen 19 für ein Verbessern der Entzündbarkeit des Kraftstoffs durch ein Aufwärmen von Einlassluft in einem kalten Zustand des Motors versehen. Jede Einspritzeinrichtung 18 ist derart angeordnet, dass ihre Kraftstoffeinspritzöffnung innerhalb der Verbrennungskammer 14a von einer Deckenoberfläche der Verbrennungskammer 14a freigelegt ist bzw. mündet, und sie direkt den Kraftstoff zu der Verbrennungskammer 14a durch ein Einspritzen im Wesentlichen dann zuführt, wenn sich der Kolben nahe einem oberen Totpunkt (TDC) an einem Verdichtungs- bzw. Kompressionshub befindet. Die Einspritzeinrichtung 18 stellt ein Kraftstoffeinspritzventil dar.
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Ein Aufnahme- bzw. Einlassdurchtritt 30 ist an einer Seitenfläche des Motors 1 derart verbunden bzw. angeschlossen, um mit Einlassöffnungen bzw. -ports 16 der Zylinder 11a zu kommunizieren bzw. in Verbindung zu stehen. Andererseits ist ein Auslass- bzw. Austrittsdurchtritt 40, durch welchen verbranntes Gas (Abgas) von jedem Zylinder 11a ausgebracht bzw. ausgetragen wird, mit der anderen Seitenfläche des Motors verbunden. Die Einlass- und Auslassdurchtritte 30 und 40 sind mit einem großen Turbolader 61 und einem kleinen Turbolader 62 für ein Aufladen der Einlassluft angeordnet bzw. versehen (später im Detail beschrieben).
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Eine Luftreinigungseinrichtung 31 für ein Filtern von Einlassluft ist in einem stromaufwärtigen Endteil des Einlassdurchtritts 30 angeordnet. Ein Ausgleichs- bzw. Druckausgleichsbehälter 33 ist nahe einem stromabwärtigen Ende des Einlassdurchtritts 30 angeordnet. Ein Teil des Einlassdurchtritts 30 stromabwärts von dem Druckausgleichsbehälter 33 ist zu den jeweiligen Zylindern 11a verzweigt, um unabhängige Durchtritte zu sein, und stromabwärtige Enden der unabhängigen Durchtritte sind jeweils mit den Einlassöffnungen 16 der Zylinder 11a verbunden.
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Kompressoren bzw. Verdichter 61a und 62a des großen und kleinen Turboladers 61 und 62, ein Verdichter 62a des kleinen Turboladers 62, ein Zwischenkühler 35 für ein Kühlen von Luft, welche durch die Verdichter 61a und 62a komprimiert bzw. verdichtet wird, und ein Drosselventil 36 für ein Einstellen einer Einlassluftmenge für jede Verbrennungskammer 14a des Zylinders 11a sind zwischen der Luftreinigungseinrichtung 31 und dem Druckausgleichsbehälter 33 in dem Einlassdurchtritt 30 angeordnet. Das Drosselventil 36 ist grundsätzlich im Wesentlichen vollständig geöffnet; es ist jedoch im Wesentlichen vollständig geschlossen, wenn der Motor 1 angehalten wird, um einen Stoß bzw. Schlag zu vermeiden.
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Ein stromaufwärtiges Teil des Auslassdurchtritts 40 ist mit einem Auslassverteiler bzw. Abgassammler versehen, welcher unabhängige Durchtritte, welche jeweils in Richtung zu den Zylindern 11a verzweigt sind, und mit äußeren Enden der Auslassöffnungen bzw. -ports 17 verbunden, und einen sich vereinigenden Querschnitt aufweist, wo sich die unabhängigen Durchtritte miteinander vereinigen.
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In einem Teil des Auslassdurchtritts 40 stromabwärts von dem Abgassammler sind eine Turbine 62b des kleinen Turboladers 62, eine Turbine 61b des großen Turboladers 61, ein Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuersystem 41 für ein Reinigen von gefährlichen Komponenten, welche in dem Abgas enthalten sind, und ein Schalldämpfer 42 von seiner stromaufwärtigen Seite in dieser Reihenfolge angeordnet.
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Das Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuersystem 41 beinhaltet den Oxidationskatalysator 41a und ein Dieselpartikelfilter (DPF) 41b, welche von seiner stromaufwärtigen Seite in dieser Reihenfolge angeordnet sind. Der Oxidationskatalysator 41a und das DPF 41b sind in einem einzelnen bzw. einzigen Gehäuse aufgenommen. Der Oxidationskatalysator 41a weist einen Oxidationskatalysator auf, welcher beispielsweise nur Platin oder Platin versetzt mit Palladium trägt, und unterstützt eine Reaktion eines Oxidierens von CO und HC, welche in dem Abgas enthalten sind, um CO2 und H2O zu erzeugen. Der Oxidationskatalysator 41a konfiguriert bzw. bildet einen Katalysator, welcher eine Oxidationsfunktion aufweist. Darüber hinaus ist das DPF 41b ein Filter, welches PM, wie beispielsweise Russ einfängt, welche in dem Abgas des Motors 1 enthalten sind, wobei beispielsweise das DPF 41b ein Wandstromtypfilter ist, welches mit hitze- bzw. wärmebeständigem keramischem Material, wie beispielsweise Siliziumcarbid (SiC) oder Cordierit gebildet ist, oder ein dreidimensionales Netzfilter, welches mit einer hitze- bzw. wärmebeständigen keramischen Faser gebildet ist. Es ist festzuhalten, dass der Oxidationskatalysator auf dem DPF 41b beschichtet sein kann.
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Ein EGR Durchtritt 51 für ein Rezirkulieren eines Teils des Abgases zu dem Einlassdurchtritt 30 verbindet ein Teil des Einlassdurchtritts 30 zwischen dem Druckausgleichsbehälter 33 und dem Drosselventil 36 (d. h. das Teil des Einlassdurchtritts 30 stromabwärts von dem kleinen Verdichter 62a des kleinen Turboladers 62) mit einem Teil des Auslassdurchtritts 40 zwischen dem Abgassammler und der kleinen Turbine 62b des kleinen Turboladers 62 (d. h. das Teil des Auslassdurchtritts 40 stromaufwärts von dem kleinen Verdichter 62a des kleinen Turboladers 62). Der EGR Durchtritt 51 ist mit einem EGR Ventil 51a für ein Einstellen einer rezirkulierenden Menge des Abgases zu dem Einlassdurchtritt 30 und einem EGR Kühler 52 für ein Kühlen des Abgases durch das Motorkühlmittel versehen.
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Der große Turbolader 61 weist den großen Verdichter 61a in dem Einlassdurchtritt 30 angeordnet auf und die große Turbine 61b in dem Auslassdurchtritt 40 angeordnet auf. Der große Verdichter 61a ist in dem Einlassdurchtritt 30 zwischen der Luftreinigungseinrichtung 31 und dem Zwischenkühler 35 angeordnet. Andererseits ist die große Turbine 61b in dem Auslassdurchtritt 40 zwischen dem Auslassverteiler bzw. Abgassammler und dem Oxidationskatalysator 41a angeordnet.
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Der kleine Turbolader 62 weist den kleinen Verdichter 62a in dem Einlassdurchtritt 30 angeordnet auf und die kleine Turbine 62b in dem Auslassdurchtritt 40 angeordnet auf. Der kleine Verdichter 62a ist in dem Einlassdurchtritt 30 stromabwärts von dem großen Verdichter 61a angeordnet. Andererseits ist die kleine Turbine 62b in dem Auslassdurchtritt 40 stromaufwärts von der großen Turbine 61b angeordnet.
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Somit sind der große Verdichter 61a und der kleine Verdichter 62a in dem Einlassdurchtritt 30 in dieser Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite ausgerichtet, und die kleine Turbine 62b und die große Turbine 61b sind in dem Auslassdurchtritt 40 in dieser Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite ausgerichtet. Diese große und kleine Turbine 61b und 62b werden durch einen Abgasstrom gedreht, und der große und kleine Verdichter 61a und 62a, welche jeweils mit der großen und kleinen Turbine 61b und 62b gekoppelt sind, werden durch die Rotationen dieser großen und kleinen Turbine 61b und 62b betätigt bzw. betrieben.
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Der kleine Turbolader 62 ist relativ klein und der große Turbolader 61 ist relativ groß. Somit weist die große Turbine 61b des großen Turboladers 61 eine größere Trägheit als die kleine Turbine 62b des kleinen Turboladers 62 auf.
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Darüber hinaus ist ein kleiner Einlass-Bypassdurchtritt 63 für ein Umgehen des kleinen Verdichters 62a mit dem Einlassdurchtritt 30 verbunden. Dieser kleine Einlass-Bypassdurchtritt 63 ist mit einem kleinen Einlass-Bypassventil 63a für ein Einstellen einer Luftmenge angeordnet bzw. versehen, welche in den kleinen Einlass-Bypassdurchtritt 63 fließt bzw. strömt. Das kleine Einlass-Bypassventil 63a ist konfiguriert, um vollständig geschlossen (normalerweise geschlossen) zu sein, wenn keine Leistungsverteilung vorliegt.
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Andererseits ist der Auslassdurchtritt 40 mit einem kleinen Auslass-Bypassdurchtritt 64 für ein Umgehen der kleinen Turbine 62b und mit einem großen Auslass-Bypassdurchtritt 65 für ein Umgehen der großen Turbine 61b verbunden. Der kleine Auslass-Bypassdurchtritt 64 ist mit einem Regulierventil 64a für ein Einstellen einer Menge des Abgases angeordnet bzw. versehen, welche in den kleinen Auslass-Bypassdurchtritt 64 fließt bzw. strömt, und der große Auslass-Bypassdurchtritt 65 ist mit einem Ladedruckregelventil 65a für ein Einstellen einer Menge des Abgases angeordnet bzw. versehen, welche in den großen Auslass-Bypassdurchtritt 65 fließt bzw. strömt. Das Regulierventil 64a und das Ladedruckregelventil 65a sind beide konfiguriert, um im Wesentlichen vollständig geöffnet (normalerweise geöffnet) zu sein, wenn keine Leistungsverteilung auftritt bzw. vorliegt.
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Der Dieselmotor 1, welcher wie oben konfiguriert ist, wird durch ein Antriebsstrang-Regel- bzw. -Steuermodul (nachfolgend als das PCM bezeichnet) 10 geregelt bzw. gesteuert. Das PCM 10 ist vorzugsweise durch einen Mikroprozessor ausgebildet bzw. dargestellt, welcher eine CPU, einen Speicher, einen Satz von Zähler-Zeitgebern, ein Interface und einen Kommunikationsbus für ein Verbinden dieser Einheiten aufweist. Wie dies in 2 illustriert ist, wird das PCM 10 mit Detektionssignalen des Wassertemperatursensors SW1 für ein Detektieren der Temperatur des Motorkühlmittels, eines Turboladedrucksensors SW2, welcher an dem Druckausgleichsbehälter 33 festgelegt ist und für ein Detektieren eines Drucks von Luft dient, welche in die Verbrennungskammern 14a zuzuführen ist, eines Einlasslufttemperatursensors SW3 für ein Detektieren der Temperatur von Einlassluft, eines Kurbelwellenwinkelsensors SW4 für ein Detektieren eines Drehwinkels der Kurbelwelle 15, eines Beschleunigungspedalpositionssensors SW5 für ein Detektieren einer Beschleunigungspedalöffnung entsprechend einem Winkel eines Beschleunigungspedals (nicht illustriert) des Fahrzeugs, eines stromaufwärtigen Abgasdrucksensors SW6 für ein Detektieren eines Abgasdrucks stromaufwärts von dem DPF 41b, eines stromabwärtigen Abgasdrucksensors SW7 für ein Detektieren des Abgasdrucks stromabwärts von dem DPF 41b, und eines Katalysatortemperatursensors SW8 für ein Detektieren der Temperatur des Oxidationskatalysators 41a versorgt. Durch ein Durchführen von verschiedenen Arten von Vorgängen basierend auf diesen Detektionssignalen, bestimmt das PCM 10 Zustände des Motors 1 und des Fahrzeugs, und gibt darüber hinaus Regel- bzw. Steuersignale zu den Einspritzeinrichtungen 18, den Glühkerzen 19, der VVL 71 in dem Ventilantriebssystem und Betriebsbetätigungseinrichtungen bzw. -stellgliedern der verschiedenen Arten von Ventilen 36, 51a, 63a, 64a und 65a entsprechend den bestimmten Zuständen aus.
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Der Motor 1 ist konfiguriert, um ein vergleichsweise niedriges geometrisches Kompressions- bzw. Verdichtungsverhältnis von zwischen 12:1 und 15:1 aufzuweisen, um eine Abgasemissionsleistung und eine thermische Effizienz zu verbessern. Andererseits erhöhen mit bzw. bei dem Motor 1 der große und kleine Turbolader 61 und 62 das Drehmoment, und dadurch wird das reduzierte Drehmoment aufgrund des herabgesetzten geometrischen Verdichtungsverhältnisses kompensiert.
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(Grundzüge einer Motorsteuerung bzw. -regelung)
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Als eine grundlegende Regelung bzw. Steuerung des Motors 1 bestimmt das PCM 10 ein Zieldrehmoment (abgezielte Last bzw. Belastung), basierend hauptsächlich auf einer Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl und der Beschleunigungspedalöffnung, und führt eine Kraftstoffeinspritzung durch die Einspritzeinrichtung 18 durch, wenn sich der Kolben nahe dem Verdichtungs TDC befindet, um das Zieldrehmoment zu erzeugen bzw. zu generieren. Es ist festzuhalten, dass, wenn sich der Motor 1 in einer Verzögerung bzw. bei einem Abbremsen befindet, das PCM 10 eine Kraftstoffunterbrechungsregelung bzw. -steuerung durchführt, um die Haupteinspritzung zu stoppen bzw. zu unterbrechen (zu verbieten), wenn sich der Kolben nahe dem Verdichtungs TDC befindet.
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Darüber hinaus führt, wenn eine DPF Regenerationsbedingung erfüllt ist bzw. wird, das PCM 10 eine Nacheinspritzung durch, welche nicht zu der Verbrennung beiträgt (nicht ein Drehmoment erzeugt), welche durch die Einspritzeinrichtung 18 bewirkt wird, wenn sich der Zylinder 11a an dem Expansionshub befindet. Der nachträglich eingespritzte Kraftstoff wird zu dem Oxidationskatalysator 41a gemeinsam mit dem zu oxidierenden Abgas zugeführt bzw. geliefert. Die Hitze bzw. Wärme, welche durch diese Oxidation erzeugt bzw. generiert wird, erhöht die Temperatur des Abgases, welches zu dem DPF 41b zugeführt wird, und teilchenförmiges Material (PM), welches in dem DPF 41b gesammelt bzw. gespeichert ist, wird entfernt, indem es durch ein Verwenden der Hitze des Abgases verbrannt wird (das DPF 41b wird regeneriert).
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Hier ist die DPF Regenerationsbedingung eine vorbestimmte Bedingung, mit welcher bestimmt wird, dass das DPF 41b regeneriert werden muss bzw. soll. In dieser Ausführungsform wird eine Speicher- bzw. Sammelmenge an PM in dem DPF 41b durch einen Unterschied ΔP in einem Abgasdruck an der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite in dem DPF 41b evaluiert (abgeschätzt), und wenn die Druckdifferenz ΔP über einem vorbestimmten Wert X liegt, wird für die DPF Regenerationsbedingung bestimmt, dass sie erfüllt ist. Die DPF Regeneration endet, wenn der Differenzdruck ΔP unter einen vorbestimmten minimalen Wert Y kleiner als der vorbestimmte Wert X fällt. Somit wird, wenn die PM Sammelmenge M in dem DPF 41b sich über dem vorbestimmten Wert X befindet und die DPF Regenerationsregelung bzw. -steuerung gestartet wird, selbst wenn die PM Sammelmenge unter den vorbestimmten Wert X danach gelangt, solange sie nicht unter den minimalen Wert Y gelangt, für die DPF Regenerationsbedingung erachtet, dass sie erfüllt ist, und somit wird die Regelung bzw. Steuerung fortgesetzt.
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Die DPF Regenerationsregelung bzw. -steuerung durch das PCM 10 beinhaltet eine normale Regenerationsregelung bzw. -steuerung, welche durchgeführt wird, wenn sich der Motor 1 in einem Beschleunigungszustand oder einem Zustand konstanter Geschwindigkeit bzw. Drehzahl befindet, und eine Regenerationsregelung bzw. -steuerung bei einer Verzögerung bzw. Abbremsung, welche durchgeführt wird, wenn sich der Motor 1 in einem Verzögerungs- bzw. Abbremsungszustand befindet. Somit führt das PCM 10 die Regenerationsregelung bzw. -steuerung bei einer Verzögerung durch, wenn für eine Filterregenerationsbedingung bestimmt ist bzw. wird, dass sie erfüllt ist, während der Motor 1 sich in dem Abbremsungs- bzw. Verzögerungszustand befindet, und andererseits führt es die normale Regenerationsregelung bzw. -steuerung durch, wenn für die Filterregenerationsbedingung bestimmt wird, dass sie erfüllt ist, während sich der Motor 1 in dem Beschleunigungszustand oder dem Zustand konstanter Geschwindigkeit bzw. Drehzahl befindet.
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In der normalen Regenerationsregelung bzw. -steuerung wird ein Zeitpunkt der Nacheinspritzung eingestellt bzw. festgelegt, um zwischen etwa 80° bis etwa 120° nach dem oberen Totpunkt (ATDC) zu sein, und die Nacheinspritzung wird als eine normale Nacheinspritzung in der folgenden Beschreibung bezeichnet. Andererseits wird in der Regenerationsregelung bzw. -steuerung bei einer Verzögerung der Zeitpunkt der Nacheinspritzung zwischen etwa 30° bis etwa 40° ATDC eingestellt bzw. festgelegt, wobei dies vorgerückt bzw. vorgestellt verglichen mit dem Zeitpunkt der normalen Nacheinspritzung ist. In der folgenden Beschreibung wird die Nacheinspritzung als die verzögernde Nacheinspritzung bezeichnet.
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Darüber hinaus regelt bzw. steuert das PCM 10 das Regulierventil 64a und das Ladedruckregelventil 65a auf vorbestimmte Öffnungen, welche gemäß dem Betriebszustand des Motors 1 (Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl und Motordrehmoment) jeweils eingestellt bzw. festgelegt sind bzw. werden. Spezifisch sind bzw. werden die vorbestimmten Öffnungen in dem ROM in der Form einer Karte im Zusammenhang mit einer Beziehung zwischen der Motordrehzahl und dem Motordrehmoment (Motorlast) gespeichert, so dass jeder der Turbolader 61 und 62 gemäß der Karte in 3 arbeitet. Somit regelt bzw. steuert innerhalb eines Bereichs A der Karte auf einer Seite einer relativ niedrigen Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl und Last das PCM 10 das Regulierventil 64a, um eine kleinere Öffnung aufzuweisen, und das Ladedruckregelventil 65a, um vollständig geöffnet zu sein, um hauptsächlich den kleinen Turbolader 62 zu betreiben. Andererseits wirkt innerhalb eines Bereichs B der Karte auf einer Seite einer relativ hohen Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl und Last der kleine Turbolader 62 als ein Abgaswiderstand und somit regelt bzw. steuert das PCM 10, um das Regulierventil 64a größer zu öffnen und das Ladedruckregelventil 65a zu dem im Wesentlichen vollständig geschlossenen Zustand, um hauptsächlich den großen Turbolader 61 zu betreiben. Wie dies in 4 illustriert ist, steigt, wenn bzw. da das Regulierventil 64a zu dem vollständig geschlossenen Zustand gelangt, die Drehzahl der Turbine 62b des kleinen Turboladers 62 an und ihre Turboladeleistung verbessert sich.
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In der Regenerationsregelung bzw. -steuerung bei einer Verzögerung führt das PCM 10 eine eine Ventilöffnung korrigierende Regelung bzw. Steuerung eines Regelns bzw. Steuerns der Öffnung des Regulierventils 64a durch, um größer als die vorbestimmte Öffnung zu sein. In dieser Ausführungsform wird als ein Beispiel der Ventilöffnungsregelung bzw. -steuerung in der Regenerationsregelung bzw. -steuerung bei einer Verzögerung durch das PCM 10 das Regulierventil 64a geregelt bzw. gesteuert, um in dem vollständig geöffneten Zustand zu sein (geöffnet größer als die vorbestimmte Öffnung). Daher arbeitet in der Regenerationsregelung bzw. -steuerung bei einer Verzögerung, selbst wenn der Betriebsbereich des Motors 1 innerhalb des Bereichs A an der Seite einer relativ niedrigen Motordrehzahl und Last ist, da das Abgas die kleine Turbine 62b umgeht, der kleine Turbolader 62 nicht.
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Wie oben regelt bzw. steuert in der Regenerationsregelung bzw. -steuerung bei der Verzögerung das PCM 10 die Öffnungen des Ladedruckregelventils 65a und des Regulierventils 64a jeweils auf die vorbestimmten Öffnungen, und andererseits regelt bzw. steuert in der Regenerationsreglung bzw. -steuerung bei der Verzögerung das PCM 10 die Öffnung des Ladedruckregelventils 65a auf seine vorbestimmte Öffnung und die Öffnung des Regulierventils 64a, um größer als seine vorbestimmte Öffnung zu sein (in dieser Ausführungsform den vollständig geöffneten Zustand).
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Darüber hinaus regelt bzw. steuert das PCM 10 die Öffnung des Drosselventils 36 gemäß dem Betriebszustand des Motors 1. Spezifisch regelt bzw. steuert das PCM 10 das Drosselventil 36, um im Wesentlichen vollständig geöffnet zu sein, während die Regenerationsreglung bzw. -steuerung bei einer Verzögerung nicht durchgeführt wird, und andererseits führt das PCM 10 eine Drosselregelung bzw. -steuerung durch, um die Öffnung des Drosselventils 36 zu regeln bzw. steuern, um kleiner zu sein, während die Regenerationsregelung bzw. -steuerung bei der Verzögerung durchgeführt wird. Die gedrosselte Öffnung des Drosselventils 36 ist bzw. wird eingestellt, um nahezu vollständig geschlossen innerhalb des Bereichs zu sein, wo der Motor 1 nicht stoppt bzw. anhält, und die gedrosselte Öffnung wird in dem ROM in der Form einer Karte im Zusammenhang mit einer Beziehung zwischen dem Motordrehmoment und der Motordrehzahl gespeichert.
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Darüber hinaus regelt bzw. steuert das PCM 10 die Öffnung des EGR Ventils 51a gemäß dem Betriebszustand des Motors 1. Spezifisch berechnet das PCM 10 ein Ziel EGR Verhältnis und regelt bzw. steuert die Öffnung des EGR Ventils 51a, um das Ziel EGR Verhältnis zu erhalten. Es ist festzuhalten, dass, während die Nacheinspritzung durchgeführt wird, das PCM 10 das EGR Ventil 51a auf den im Wesentlichen vollständig geschlossenen Zustand unabhängig von dem Betriebszustand des Motors 1 regelt bzw. steuert.
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Als nächstes wird die DPF Regenerationsregelung bzw. -steuerung durch das PCM 10 im Detail basierend auf dem Flussdiagramm in 5 beschrieben.
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Bei Schritt S1 wird bestimmt, ob die DPF Regenerationsbedingung erfüllt ist, und wenn das Resultat NEIN ist, gelangt sie zu Schritt S8, und wenn das Resultat JA ist, gelangt sie zu Schritt S2.
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Bei Schritt S2 wird ein Regel- bzw. Steuersignal an das Betätigungsstellglied des EGR Ventils 51a ausgegeben, um vollständig den EGR Durchtritt 51 zu schließen (um eine externe EGR zu verhindern).
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Bei Schritt S3 wird bestimmt, ob sich der Motor 1 in dem Verzögerungszustand befindet, basierend auf den Signalen von dem Kurbelwellenwinkelsensor SW4 (Motordrehzahlsensor) und dem Beschleunigungspedalöffnungssensor SW5, und wenn das Resultat NEIN ist, gelangt sie zu Schritt S13, und wenn das Resultat JA ist, gelangt sie zu Schritt S4.
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Bei Schritt S4 wird das Regel- bzw. Steuersignal an die Einspritzeinrichtung 18 ausgegeben, um die Haupteinspritzung zu unterbrechen, so dass die Kraftstoffunterbrechungsregelung bzw. -steuerung durchgeführt wird.
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Bei Schritt S5 wird das Regel- bzw. Steuersignal an die Einspritzeinrichtung 18 ausgegeben, um die verzögernde Nacheinspritzung durchzuführen.
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Bei Schritt S6 wird das Regel- bzw. Steuersignal an das Betätigungsstellglied des Regulierventils 64a ausgegeben, um die eine Ventilöffnung korrigierende Regelung bzw. Steuerung des Regulierventils 64a durchzuführen.
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Bei Schritt S7 wird das Regel- bzw. Steuersignal zu dem Betätigungsstellglied des Drosselventils 36 ausgegeben, um die Drosselregelung bzw. -steuerung des Drosselventils 36 durchzuführen.
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Bei Schritt S8 wird nachfolgend auf Schritt S1, wenn die Bestimmung des Schritts S1 NEIN ist, das Regel- bzw. Steuersignal an das Betätigungsstellglied des EGR Ventils 51a ausgegeben, um es auf den vollständig geöffneten Zustand zu regeln bzw. zu steuern.
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Bei Schritt S9 wird das Regel- bzw. Steuersignal an das Betätigungsstellglied des Drosselventils 36 ausgegeben, um es auf den im Wesentlichen vollständig geöffneten Zustand zu regeln bzw. zu steuern.
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Bei Schritt S10 wird die Nacheinspritzung durch die Einspritzeinrichtung 18 verboten bzw. verhindert.
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Bei Schritt S11 wird die eine Ventilöffnung korrigierende Regelung bzw. Steuerung des Regulierventils 64a verhindert bzw. verboten.
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Bei Schritt S12 wird die Drosselregelung bzw. -steuerung des Drosselventils 36 verhindert, und dann kehrt sie zu Schritt S1 zurück.
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Bei Schritt 13 nachfolgend auf Schritt S3, wenn die Bestimmung bei Schritt S3 NEIN ist, wird das Regel- bzw. Steuersignal an die Einspritzeinrichtung 18 ausgegeben, um die Haupteinspritzung des Kraftstoffs nahe dem Verdichtungs TDC des Zylinders 11a durchzuführen.
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Bei Schritt S14 wird das Regel- bzw. Steuersignal an die Einspritzeinrichtung 18 ausgegeben, um die normale Nacheinspritzung durchzuführen.
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Bei Schritt S15 wird die eine Ventilöffnung korrigierende Regelung bzw. Steuerung des Regulierventils 64a verboten bzw. verhindert.
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Bei Schritt S16 wird die Drosselregelung des Drosselventils 36 verboten bzw. verhindert, und dann kehrt sie zu Schritt S1 zurück.
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Mit der Regel- bzw. Steuervorrichtung des Dieselmotors 1, welche wie oben konfiguriert ist, wird beispielsweise, wenn die DPF Regenerationsbedingung erfüllt ist (Schritt S1: JA), und sich der Motor 1 in dem Verzögerungszustand befindet (Schritt S3: JA), die verzögernde Nacheinspritzung durchgeführt, und die Regeneration des DPF 41b wird durchgeführt (Schritt S5). In dem Verzögerungszustand wird, da sich der Motor 1 normalerweise in Richtung zu dem Bereich A (siehe 3) verschiebt, das Ladedruckregelventil 65a betätigt bzw. betrieben, um größer entsprechend der Turboladerbetriebskarte in 3 zu öffnen. Andererseits wird basierend auf der Turboladerbetriebs- bzw. -betätigungskarte das Regulierventil 64a geregelt bzw. gesteuert, um eine kleinere Öffnung aufzuweisen, wenn sich der Betriebszustand des Motors 1 zu dem Bereich A verschiebt; jedoch wird in dem Verzögerungszustand, während das DPF regeneriert wird, die eine Ventilöffnung korrigierende Regelung bzw. Steuerung des Regulierventils 64a durchgeführt und dadurch wird die Öffnung davon geregelt bzw. gesteuert, um größer als seine vorbestimmte Öffnung zu sein (in dieser Ausführungsform der vollständig geöffnete Zustand) (Schritt S6).
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Als ein Resultat umgeht das Abgas, welches von dem Zylinder 11a ausgebracht bzw. ausgetragen wird, die große und kleine Turbine 62b und 61b, um zu dem Oxidationskatalysator 41a zugeführt bzw. geliefert zu werden. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass die Hitze bzw. Wärme des Abgases, welches zu dem Oxidationskatalysator 41a zuzuführen ist, durch die Turbinen 61b und 62b entnommen wird. Daher wird durch die durchgeführte Kraftstoffunterbrechung (Anhalten bzw. Stoppen der Haupteinspritzung), wenn sich der Motor 1 zu dem Verzögerungszustand verschiebt bzw. bewegt, selbst wenn sich die Temperatur des Zylinders 11a verschlechtert bzw. abnimmt, die Temperatur des Abgases, welches zu dem Oxidationskatalysator 41a zuzuführen ist, hoch gehalten bzw. beibehalten, und der Oxidationskatalysator 41a kann in dem aktivierten Zustand so lange wie möglich gehalten werden.
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Darüber hinaus kann, wenn sich der Motor 1 in dem Verzögerungszustand befindet, während das DPF regeneriert wird, da das EGR Ventil 51a durch das PCM 10 geregelt bzw. gesteuert wird, um vollständig geschlossen zu sein (Schritt S2), ein Teil des nachträglich eingespritzten nicht verbrannten Kraftstoffs (HC Komponente) daran gehindert werden, zurück von dem EGR Durchtritt 51 zu dem Zylinder 11a rezirkuliert und unvollständig verbrannt zu werden. Daher wird die Verschlechterung der Motorbremsleistung, wenn sich der Motor in dem Verzögerungszustand befindet, nicht auftreten.
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Darüber hinaus wird, wenn sich der Motor 1 in dem Verzögerungszustand befindet, während das DPF regeneriert wird, die Drosselregelung bzw. -steuerung des Drosselventils 36 durchgeführt, und die Öffnung des Drosselventils 36 wird geregelt bzw. gesteuert, um kleiner zu sein (Schritt S7). Daher wird Frischluft (Luft bei niedriger Temperatur) daran gehindert, in den Zylinder 11a zu fließen bzw. zu strömen, und die Abnahme in einer Temperatur im Inneren des Zylinders aufgrund der Kraftstoffunterbrechung kann unterdrückt werden. Auf diese Weise kann die Verringerung in der Temperatur des Abgases, welches zu dem Oxidationskatalysator 41a zuzuführen ist, weiters sicher unterdrückt werden, und der Oxidationskatalysator 41a kann in dem aktivierten Zustand beibehalten werden. Als ein Resultat wird die Temperatur des Abgases, welches zu dem DPF 41b zuzuführen ist, hoch gehalten und eine Zeitperiode eines Regenerierens des DPF kann verkürzt werden. Auf diese Weise wird der Kraftstoffverbrauch des Motors 1 verbessert und die Verdünnung des Motoröls kann unterdrückt werden.
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Wenn das DPF startet regeneriert zu werden und die PM Sammelmenge M des DPF 41b unter den minimalen Wert Y fällt, endet die DPF Regeneration. Darüber hinaus werden, wenn die DPF Regeneration endet, während sich der Motor 1 in dem Verzögerungszustand befindet (Schritt S1: NEIN), die eine Ventilöffnung korrigierende Regelung bzw. Steuerung des Regulierventils 64a und die Drosselregelung bzw. -steuerung des Drosselventils 36 durch das PCM 10 verboten bzw. verhindert (Schritte S11 und S12), und als Resultat wird die Öffnung des Regulierventils 64a geregelt bzw. gesteuert, um größer zu öffnen, und das Drosselventil 36 wird geregelt bzw. gesteuert, um vollständig geöffnet zu sein. Auf diese Weise wird, wenn der Motor 1 von dem Verzögerungszustand beschleunigt, während eine Einlassluftmenge, welche bei der Beschleunigung erforderlich bzw. gefordert ist, ausreichend sichergestellt ist, der kleine Turbolader 62, welcher exzellent in einer Startleistung ist, prompt bzw. rasch betätigt bzw. betrieben, um die Erhöhung eines Turboladedrucks zu stimulieren, und das Beschleunigungsansprechen zu verbessern.
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Wie dies oben beschrieben ist, regelt bzw. steuert in dieser Ausführungsform, wenn sich der Motor 1 in dem Verzögerungszustand befindet und die vorbestimmte DPF Regenerationsbedingung erfüllt ist (Schritt S3: JA), das PCM 10 die Öffnung des Regulierventils 64a, um größer zu öffnen (als die vorbestimmte Öffnung) im Vergleich dazu, wenn die DPF Regenerationsbedingung nicht erfüllt ist (Schritt S6). Auf diese Weise wird die DPF Regenerationszeitperiode, wenn sich der Motor 1 in dem Verzögerungszustand befindet, verkürzt, und als ein Resultat können die Verdünnung des Motoröls und die Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs aufgrund der Nacheinspritzung (DPF Regeneration) unterdrückt werden.
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(Andere Ausführungsformen)
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Die Konfiguration der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt, und beinhaltet andere verschiedene Arten von Konfigurationen.
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Derart wird in der obigen Ausführungsform, wenn sich der Motor 1 in dem Verzögerungszustand während der DPF Regeneration befindet, eine eine Ventilöffnung korrigierende Regelung bzw. Steuerung des Regulierventils 64a durchgeführt, so dass die Öffnung des Regulierventils 64a geregelt bzw. gesteuert wird, um größer zu öffnen im Vergleich dazu, wenn die DPF Regenerationsbedingung nicht erfüllt ist; jedoch kann durch ein zusätzliches Durchführen einer eine Ventilöffnung korrigierenden Regelung bzw. Steuerung des Ladedruckregelventils 65a die Öffnung des Ladedruckregelventils 65a auch geregelt bzw. gesteuert werden, um größer zu öffnen im Vergleich dazu, wenn die DPF Regenerationsbedingung nicht erfüllt ist. Auf diese Weise kann die Temperaturabnahme aufgrund der Tatsache, dass das Abgas durch die Turbine hindurchtritt, weiter unterdrückt bzw. verhindert werden, und die DPF Regenerationszeitperiode, wenn sich der Motor 1 in dem Verzögerungszustand befindet, kann weiter verkürzt werden.
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Darüber hinaus wird in der obigen Ausführungsform innerhalb des Bereichs einer niedrigen Motordrehzahl und Last des Motors 1 das Ladedruckregelventil 65a auf den im Wesentlichen vollständig geöffneten Zustand geregelt bzw. gesteuert; es kann jedoch auf den im Wesentlichen vollständig geschlossenen Zustand geregelt bzw. gesteuert werden.
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In der obigen Ausführungsform sind die zwei Turbolader 61 und 62 vorgesehen; jedoch nicht beschränkt darauf, kann bzw. können ein oder drei oder mehr davon vorliegen.
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Die vorliegende Erfindung ist nützlich bei Dieselmotoren mit einem oder mehreren Turbolader(n) und ist insbesondere nützlich bei Dieselmotoren mit zwei Turboladern, d. h. einem kleinen Turbolader und einem großen Turbolader.
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Es sollte verstanden werden, dass die Ausführungsformen hierin illustrativ und nicht beschränkend sind, da der Rahmen der Erfindung durch die beigeschlossenen Ansprüche eher als durch die diesen vorangehende Beschreibung definiert wird, und alle Änderungen, welche innerhalb der Grenzen und Begrenzungen der Ansprüche fallen, oder Äquivalente von derartigen Grenzen und Begrenzungen davon durch die Ansprüche mitumfasst sein sollen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Dieselmotor
- 10
- PCM (Ventilregel- bzw. -steuermodul, DPF Regenerationsmodul, Kraftstoffunterbrechungsmodul)
- 30
- Einlassdurchtritt
- 36
- Drosselventil
- 40
- Auslassdurchtritt
- 41a
- Oxidationskatalysator
- 41b
- DPF
- 51
- EGR Durchtritt
- 51a
- EGR Ventil
- 61
- großer Turbolader
- 62
- kleiner Turbolader
- 61a
- großer Verdichter
- 62a
- kleiner Verdichter
- 61b
- große Turbine (stromabwärtige Turbine)
- 62b
- kleine Turbine (stromaufwärtige Turbine)
- 64
- kleiner Auslass-Bypassdurchtritt (stromaufwärtiger Bypassdurchtritt)
- 64a
- Regulierventil (stromaufwärtiges Bypassventil)
- 65
- großer Auslass-Bypassdurchtritt (stromabwärtiger Bypassdurchtritt)
- 65a
- Ladedruckregelventil (stromabwärtiges Bypassventil)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2004-0316441 A [0002]
- JP 2009-0191737 A [0003, 0004]
