DE102012023524B4

DE102012023524B4 - Dieselmotor, Regel- bzw. Steuervorrichtung, Verfahren zum Regeln bzw. Steuernund Computerprogrammprodukt hierfür

Info

Publication number: DE102012023524B4
Application number: DE102012023524.0A
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Nishimura
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2012-11-30
Publication date: 2017-11-09
Anticipated expiration: 2032-12-01
Also published as: CN103184947B; US20130167508A1; JP5862292B2; CN103184947A; JP2013136985A; US9334784B2; DE102012023524A1

Abstract

Dieselmotor, beinhaltend: einen Motorkörper (1), welcher wenigstens einen Zylinder (11a), zu welchem Kraftstoff, welcher Dieselkraftstoff als seine Hauptkomponente enthält, zugeführt wird, ein Kraftstoffeinspritzventil (18) für ein Einspritzen des Kraftstoffs in den Zylinder (11a), eine variable Ventilsteuerung VVL (71) für ein Ändern von Öffnungs- und Schließzeitpunkten von wenigstens einem eines Einlassventils (21) und eines Auslassventils (22), welche an dem Zylinder (11a) vorgesehen sind, einen Oxidationskatalysator (41a), welcher innerhalb eines Auslassdurchtritts (40) angeordnet ist, welcher mit dem Motorkörper (1) verbunden ist, und für ein Reinigen von HC, welches von dem Zylinder (11a) ausgetragen wird, und ein DPF (41b) aufweist, welches stromabwärts von dem Oxidationskatalysator (41a) angeordnet ist, und für ein Einfangen von Russ, welcher in dem Abgas enthalten ist, ein DPF Regenerationsmodul für ein Zuführen, wenn eine vorbestimmte DPF Regenerationsbedingung erfüllt ist, von HC zu dem Oxidationskatalysator (41a), um das DPF (41b) durch Hitze zu regenerieren, welche von einer Oxidationsreaktion von HC erzeugt wird; und ein Kraftstoffunterbrechungsmodul für ein Anhalten, wenn sich der Dieselmotor in einem Verzögerungszustand befindet, einer Haupteinspritzung des Kraftstoffs, welche an einem Verdichtungshub des Zylinders (11a) durchgeführt wird, wobei in einem Zustand einer Regeneration bei einer Verzögerung, in welchem sich der Dieselmotor in dem Verzögerungszustand befindet und die DPF Regenerationsbedingung erfüllt ist, die variable Ventilsteuerung VVL (71) eine einer Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens eines Öffnens des Einlassventils (21) an einem Einlasshub, des Auslassventils (22) an einem Auslasshub und zusätzlich des Auslassventils (22) an dem Einlasshub oder des Einlassventils (21) an dem Auslasshub und einer negativen überlappenden Regelung bzw. Steuerung eines Einstellens einer Zeitperiode durchführt, in welcher das Einlassventil (21) und das Auslassventil (22) beide an dem Auslasshub und/oder dem Einlasshub geschlossen sind, wobei das DPF Regenerationsmodul eine Nacheinspritzung an einem Expansionshub des Zylinders (11a) durchführt, um HC in das Abgas zuzuführen, welches zu dem Oxidationskatalysator (41a) zuzuführen ist, und, selbst wenn sich der Dieselmotor in dem Zustand einer Regeneration bei einer Verzögerung befindet, das DPF Regenerationsmodul die Nacheinspritzung verbietet, wenn eine ...

Description

HINTERGRUND
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gebiet eines Standes der Technik, welches sich auf einen Dieselmotor, eine Regel- bzw. Steuervorrichtung eines Dieselmotors, ein Verfahren zum Regeln bzw. Steuern eines Dieselmotors und ein entsprechendes Computerprogrammprodukt bezieht.
Konventioneller Weise waren Dieselmotoren, welche mit einem Dieselpartikelfilter (nachfolgend als das ”DPF” bezeichnet) in einem Auslassdurchtritt versehen sind, gut bekannt. Das DPF fängt teilchenförmiges Material (PM) innerhalb des Abgases, und wenn eine Sammel- bzw. Speichermenge des teilchenförmigen Materials ansteigt, muss es regeneriert werden. Normalerweise ist an der stromaufwärtigen Seite eines derartigen DPF ein Oxidationskatalysator vorgesehen und ein Katalysator darin wird bei der DPF Regeneration verwendet. Beispielsweise offenbart JP 2004-316 441 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 Auslassdurchtritt einzubringen bzw. 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 ist, verbrannt, um durch ein Abgas hoher Temperatur entfernt zu werden. Somit wird das DPF regeneriert.
Demgegenüber wird, wenn sich der Motor in einem Abbremsungs- bzw. Verzögerungszustand befindet, normalerweise die Kraftstoffeinspritzung zu einem Zylinder an einem Kompressions- bzw. Verdichtungshub (Haupteinspritzung) verhindert bzw. verboten (da eine Kraftstoffunterbrechung durchgeführt wird), und daher sinkt die Temperatur des Abgases, welches zu dem Oxidationskatalysator zuzuführen bzw. zu liefern ist, signifikant ab, wobei dies eine Schwierigkeit beim Aufrechterhalten des Oxidationskatalysators in einem aktivierten Zustand bewirkt. Daher wird, selbst wenn die Nacheinspritzung durchgeführt wird, um das DPF zu regenerieren, der eingespritzte nicht 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 benötigt einige Zeit, um das DPF zu regenerieren, wobei dies eine Verschlechterung in einem Kraftstoffverbrauch und Probleme bewirkt, dass eine größere Menge an Kraftstoff an einer Wandfläche im Inneren des Zylinders aufgrund der Nacheinspritzung anhaftet und Motoröl verdünnt wird.
EP 1 798 405 B1 offenbart eine Regenerationssteuerung eines Abgasfilters, bei der eine Nacheinspritzung nach einer Hauptkraftstoffeinspritzung ausgeführt wird, wenn der Motor leicht abbremst, und die Nacheinspritzung unterbleibt, wenn der Motor stark abbremst.
DE 103 48 366 A1 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben einer direkteinspritzenden Diesel-Brennkraftmaschine mit einem Beginn der Kraftstoffeinspritzung in einem Bereich zwischen 2° Kurbelwinkel vor dem oberen Totpunkt bis 20° Kurbelwinkel nach dem oberen Totpunkt, wenn der Motor mit mittlerer Teillast betrieben wird.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der obigen Situationen gemacht, verkürzt eine Zeitperiode eines Regenerierens eines DPF eines Dieselmotors während eines Abbremsens bzw. Verzögerns, und unterdrückt darüber hinaus eine Verschlechterung eines Kraftstoffverbrauchs des Motors und eine Verdünnung des Motoröls durch ein Entwickeln bzw. Bereitstellen einer Konfiguration eines Dieselmotors und einer Regel- bzw. Steuervorrichtung hierfür.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhalfte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Dieselmotor zur Verfügung gestellt, beinhaltend einen Motorkörper, welcher wenigstens einen Zylinder, zu welchem Kraftstoff, welcher Dieselkraftstoff als seine Hauptkomponente enthält, zugeführt wird, ein Kraftstoffeinspritzventil für ein Einspritzen des Kraftstoffs in den Zylinder, eine variable Ventilsteuerung bzw. -einstellung für ein Ändern von Öffnungs- und Schließzeitpunkten von wenigstens einem eines Einlassventils und eines Auslassventils, welche an dem Zylinder vorgesehen sind, einen Oxidationskatalysator, welcher innerhalb eines Auslassdurchtritts angeordnet ist, welcher mit dem Motorkörper verbunden ist, für ein Reinigen von HC, welches von dem Zylinder ausgetragen wird, und ein DPF aufweist, welches stromabwärts von dem Oxidationskatalysator angeordnet ist, für ein Einfangen von Russ, welcher in dem Abgas enthalten ist. Der Dieselmotor beinhaltet ein DPF Regenerationsmodul für ein Zuführen, wenn eine vorbestimmte DPF Regenerationsbedingung erfüllt ist, von HC zu dem Oxidationskatalysator, um das DPF durch Hitze bzw. Wärme zu regenerieren, welche von einer Oxidationsreaktion von HC erzeugt bzw. generiert wird, und ein Kraftstoffunterbrechungsmodul für ein Anhalten, wenn sich der Dieselmotor in einem Verzögerungszustand befindet, einer Haupteinspritzung des Kraftstoffs, welche an einem Kompressions- bzw. Verdichtungshub des Zylinders durchgeführt wird. In einem Zustand einer Regeneration bei bzw. während einer Verzögerung, in welchem sich der Dieselmotor in dem Abbremsungs- bzw. Verzögerungszustand befindet und die DPF Regenerationsbedingung erfüllt ist, führt die variable Ventilsteuerung eine einer Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen bzw. zweifachen Öffnens eines Öffnens des Einlassventils an dem Einlasshub, des Auslassventils an dem Auslasshub und zusätzlich des Auslassventils an dem Einlasshub oder des Einlassventils an dem Auslasshub und einer negativen überlappenden Regelung bzw. Steuerung eines Einstellens einer Zeitperiode durch, in welcher das Einlassventil und das Auslassventil beide an dem Auslasshub und/oder dem Einlasshub geschlossen sind.
Gemäß dieser Konfiguration wird, wenn sich der Motor in dem Abbremsungs- bzw. Verzögerungszustand befindet und die vorbestimmte DPF Regenerationsbedingung erfüllt ist (sich der Motor in einem Zustand einer Regeneration bei bzw. während einer Verzögerung befindet), nicht verbrannter Kraftstoff (HC) zu dem Oxidationskatalysator durch das DPF Regenerationsmodul zugeführt bzw. geliefert, und die DPF Regeneration wird durch die Hitze bzw. Wärme, welche von der Oxidationsreaktion erzeugt bzw. generiert wird, durchgeführt (PM, welches in dem DPF gespeichert bzw. gesammelt ist, wird verbrannt).
Jedoch wird in dem Zustand einer Regeneration bei einer Verzögerung, da die Haupteinspritzung des Kraftstoffs durch das Kraftstoffunterbrechungsmodul verhindert bzw. verboten wird (da der Kraftstoff unterbrochen ist), die Temperatur des Abgases, welches von dem Zylinder des Motorkörpers auszutragen ist, nicht ausreichend ansteigen. Daher nimmt die Temperatur des Abgases, welches zu dem Oxidationskatalysator und dem DPF zuzuführen ist, ab, wobei dies ein Problem bewirkt, dass eine Zeitperiode für ein Regenerieren des DPF lang wird (eine Zeitperiode, welche beim Verbrennen von PM erforderlich ist, welches in dem DPF gespeichert ist, um davon entfernt zu werden).
Somit wird gemäß der vorliegenden Erfindung in dem Zustand einer Regeneration bei einer Verzögerung die Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens des Auslassventils oder des Einlassventils, oder die negative Überlappungssteuerung bzw. -regelung eines Einstellens der Zeitperiode, in welcher das Einlassventil und das Auslassventil beide an dem Auslasshub und/oder dem Einlasshub geschlossen sind, durchgeführt. Auf diese Weise kann eine Strömungsmenge an Frischluft (Luft niedriger Temperatur), um in den Zylinder an dem Einlasshub zu fließen bzw. strömen, reduziert werden, und somit kann eine Temperaturverringerung im Inneren des Zylinders nach der Kraftstoffunterbrechung so weit wie möglich unterdrückt werden.
Somit fließt bzw. strömt in der Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens des Einlassventils, wenn das Einlassventil an dem Auslasshub geöffnet wird und ein Teil des verbrannten Abgases im Inneren des Zylinders zurück zu dem Einlasssystem rezirkuliert wird, das rezirkulierte bzw. rückgeführte verbrannte Gas in den Zylinder an dem folgenden Einlasshub; daher reduziert sich die Fluss- bzw. Strömungsmenge an Frischluft, welche in den Zylinder an dem Einlasshub strömt, dementsprechend. Darüber hinaus wird in der Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens des Auslassventils das verbrannte Gas, welches zu dem Auslasssystem an dem Auslasshub ausgebracht bzw. ausgetragen wird, zurück in den Zylinder rezirkuliert, wenn das Auslassventil an dem folgenden Einlasshub geöffnet wird; daher reduziert sich die Strömungsmenge an Frischluft, welche in den Zylinder an dem Einlasshub strömt bzw. fließt, dementsprechend. Darüber hinaus existiert in der negativen Überlappungssteuerung bzw. -regelung eine Zeitperiode, in welcher sowohl das Einlass- als auch das Auslassventil an dem Einlasshub und/oder dem Auslasshub schließen; daher verbleibt verbranntes Gas in dem Zylinder, und die Strömungsmenge an Frischluft, welche in den Zylinder an dem Einlasshub fließt, reduziert sich dementsprechend.
Daher wird, selbst nachdem die Kraftstoffunterbrechung durchgeführt wird (die Haupteinspritzung gestoppt bzw. angehalten wird), da sich der Motor in dem Zustand einer Regeneration bei einer Verzögerung befindet, die Temperatur im Inneren des Zylinders hoch gehalten bzw. beibehalten, und die Temperatur des Abgases, um zu dem DPF von dem Zylinder zugeführt zu werden, kann hoch gehalten werden. Somit wird die DPF Regenerationszeitperiode, wenn sich der Motor in dem Verzögerungszustand befindet, verkürzt, um einen Kraftstoffverbrauch des Motors zu verbessern und eine Verdünnung des Motoröls zu unterdrücken bzw. zu verhindern.
Das DPF Regenerationsmodul kann eine Nacheinspritzung an einem Expansionshub des Zylinders durchführen, um HC in das Abgas zuzuführen, welches zu dem Oxidationskatalysator zuzuführen ist, und, selbst wenn sich der Dieselmotor in dem Zustand einer Regeneration bei einer Verzögerung befindet, kann das DPF Regenerationsmodul die Nacheinspritzung verbieten bzw. verhindern, wenn eine Temperatur des Oxidationskatalysators unter einer vorbestimmten Temperatur liegt. In dem Zustand einer Regeneration bei einer Verzögerung kann, während die Nacheinspritzung durch das DPF Regenerationsmodul durchgeführt wird, die variable Ventilsteuerung die Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens und die negative überlappende Regelung bzw. Steuerung verbieten, und während die Nacheinspritzung durch das DPF Regenerationsmodul verboten ist, kann die VVL eine der Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens und der negativen überlappenden Steuerung durchführen.
Gemäß dieser Konfiguration wird, selbst wenn sich der Dieselmotor in dem Zustand einer Regeneration bei einer Verzögerung befindet, wenn die Temperatur des Oxidationskatalysators unter einer vorbestimmten Temperatur (z. B. einer Aktivierungstemperatur) ist bzw. liegt, die Nacheinspritzung durch das DPF Regenerationsmodul verboten bzw. verhindert. Daher wird beispielsweise die Nacheinspritzung durchgeführt, selbst wenn sich der Oxidationskatalysator in dem deaktivierten Zustand befindet (die Temperatur des Oxidationskatalysators unter die aktivierende bzw. Aktivierungstemperatur fällt), und ein nicht notwendiger Verbrauch an Kraftstoff kann verhindert werden. Darüber hinaus wird, wenn die Nacheinspritzung durch das DPF Regenerationsmodul verboten wird, alternativ zu der Nacheinspritzung die Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens oder die negative Überlappungsregelung bzw. -steuerung durch die VVL durchgeführt. Auf diese Weise kann, selbst nachdem die Nacheinspritzung verboten wird und die Wärme von der Oxidationsreaktion an dem Oxidationskatalysator nicht erhalten werden kann, durch ein Beibehalten der Temperatur als hoch im Inneren des Zylinders die Temperaturabnahme des Abgases, welches zu dem DPF zuzuführen ist, unterdrückt werden. Dementsprechend kann, selbst nachdem die Nacheinspritzung verboten ist bzw. wird, die DPF Regeneration fortgesetzt werden. Somit kann die DPF Regeneration sicher durchgeführt werden, während ein unnötiger Verbrauch des Kraftstoffs durch die Nacheinspritzung verhindert wird.
Andererseits wird, wenn die Temperatur des Oxidationskatalysators über der vorbestimmten Temperatur in dem Zustand einer Regeneration bei einer Verzögerung liegt, die Nacheinspritzung durch das DPF Regenerationsmodul durchgeführt, und dadurch kann die DPF Regeneration sicher durch ein Verwenden der Hitze bzw. Wärme von der Oxidationsreaktion von nicht verbranntem Kraftstoff (HC) an dem Oxidationskatalysator durchgeführt werden. Darüber hinaus werden, während die Nacheinspritzung durch das DPF Regenerationsmodul durchgeführt wird, die Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens und die negative Überlappungsregelung bzw. -steuerung durch das Ventilsteuerungs-Regel- bzw. -Steuermodul verboten. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass nicht verbrannter Kraftstoff zurück in den Zylinder rezirkuliert wird und unvollständig verbrannt wird (wobei ein Drehmoment erzeugt wird). Somit wird eine Verschlechterung der Motorbremsleistung nicht auftreten, wenn der Motor abbremst bzw. sich verlangsamt.
Das DPF Regenerationsmodul kann eine Nacheinspritzung an einem Expansionshub des Zylinders durchführen, um HC in das Abgas zuzuführen bzw. zu liefern, welches zu dem Oxidationskatalysator zu liefern bzw. zuzuführen ist, und selbst wenn sich der Dieselmotor in dem Zustand einer Regeneration bei einer Verzögerung befindet, kann das DPF Regenerationsmodul die Nacheinspritzung verbieten, nachdem eine vorbestimmte Zeitperiode von dem Start der Motorverzögerung verstrichen ist. In dem Zustand einer Regeneration bei einer Verzögerung kann, während die Nacheinspritzung durch das DPF Regenerationsmodul durchgeführt wird, die variable Ventilsteuerung die Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens und die negative überlappende Regelung bzw. Steuerung verbieten, und während die Nacheinspritzung durch das DPF Regenerationsmodul verboten bzw. verhindert wird, kann die VVL eine der Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens und der negativen überlappenden Regelung bzw. Steuerung durchführen.
Gemäß dieser Konfiguration wird, selbst wenn sich der Dieselmotor in dem Zustand einer Regeneration bei einer Verzögerung befindet, für die vorbestimmte Zeitperiode von dem Start der Verzögerung bzw. des Abbremsens des Motors die Nacheinspritzung durch das DPF Regenerationsmodul durchgeführt. Darüber hinaus wird, während die Nacheinspritzung durch das DPF Regenerationsmodul durchgeführt wird, die Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens durch die VVL verboten.
Andererseits wird, wenn sich der Dieselmotor in dem Zustand einer Regeneration bei einer Verzögerung befindet, nachdem die vorbestimmte Zeitperiode von dem Start der Verzögerung des Motors verstrichen ist, die Nacheinspritzung durch das DPF Regenerationsmodul verboten. Darüber hinaus wird, während die Nacheinspritzung durch das DPF Regenerationsmodul verboten wird, alternativ zu der Nacheinspritzung die Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens oder die negative Überlappungsregelung bzw. -steuerung durch die VVL durchgeführt.
Darüber hinaus wird die vorbestimmte Zeitperiode als eine Zeitperiode von dem Start der Verzögerung des Motors vorbestimmt, bis die Temperatur des Oxidationskatalysators unter die Aktivierungstemperatur fällt. Auf diese Weise können die Vorgänge und Effekte ähnlich zu dem obigen Aspekt leicht durch eine Zeitgeberregelung bzw. -steuerung erhalten werden.
Der Motor in dem obigen Aspekt kann auch beinhalten ein Drosselventil, welches innerhalb eines Einlassdurchtritts angeordnet ist, welcher mit dem Motorkörper verbunden ist, und ein Drosselventil-Regel- bzw. -Steuermodul für ein Regeln bzw. Steuern einer Öffnung des Drosselventils, wobei das Drosselventil-Regel- bzw. -Steuermodul, wenn sich der Dieselmotor in dem Verzögerungszustand befindet, das Drosselventil regelt bzw. steuert, um zu dem Ausmaß geringer als die Öffnung des Drosselventils gedrosselt zu sein, wenn sich der Dieselmotor nicht in dem Verzögerungszustand befindet.
Gemäß dieser Konfiguration wird, wenn sich der Motor in dem Verzögerungszustand befindet, das Drosselventil, welches innerhalb des Einlassdurchtritts des Motors angeordnet ist, durch das Drosselventil-Regel- bzw. -Steuermodul geregelt bzw. gesteuert, um gedrosselt zu sein bzw. zu werden, um eine kleinere Öffnung aufzuweisen. Auf diese Weise wird die Strömungsmenge der Frischluft, welche in den Zylinder fließt bzw. strömt, wenn sich der Motor in dem Verzögerungszustand befindet, unterdrückt, und die Temperaturabnahme im Inneren des Zylinders nach der Kraftstoffunterbrechung (die Haupteinspritzung ist bzw. wird gestoppt bzw. angehalten) kann so weit wie möglich unterdrückt bzw. verhindert werden. Somit kann, selbst nachdem die Kraftstoffunterbrechung durchgeführt wird, die Temperatur des Abgases, welches zu dem Oxidationskatalysator und dem DPF von dem Zylinder zuzuführen ist, hoch gehalten bzw. beibehalten werden, und die DPF Regenerationszeitperiode, wenn sich der Motor in dem Verzögerungszustand befindet, kann weiter sicher verkürzt werden.
Wenn sich der Motor in dem Verzögerungszustand befindet, kann das DPF Regenerationsmodul einen Zeitpunkt der Nacheinspritzung, welche durchgeführt wird, wenn die DPF Regenerationsbedingung erfüllt ist, verglichen dazu vorstellen bzw. vorrücken, wenn sich der Motor in einem Zustand konstanter Geschwindigkeit bzw. Drehzahl oder in einem Beschleunigungszustand befindet.
Gemäß dieser Konfiguration kann die Verdünnung des Motoröls weiter sicher unterdrückt werden. Da die Nacheinspritzung für ein Zuführen bzw. Liefern von nicht verbranntem Kraftstoff zu dem Auslasssystem dient, ist bzw. liegt ihr Einspritzzeitpunkt vorzugsweise in der späten Stufe des Expansionshubs, wo die Temperatur im Inneren des Zylinders niedrig ist. Jedoch sinkt, wenn sich der Motor in dem Verzögerungszustand befindet, die Temperatur im Inneren des Zylinders signifikant aufgrund der Kraftstoffunterbrechung ab, und daher verdampft, wenn die Nacheinspritzung in der späten Stufe des Expansionshubs durchgeführt wird, nicht verbrannter Kraftstoff nicht, welcher an einer Wandfläche im Inneren des Zylinders anhaftet, und verbleibt in der Form einer Flüssigkeit. Als ein Resultat tritt ein Problem auf, dass der nicht verbrannte Kraftstoff, welcher an der Wandfläche im Inneren des Zylinders anhaftet, verdünnt wird. Andererseits wird in der vorliegenden Erfindung der Zeitpunkt der Nacheinspritzung, welche durchgeführt wird, wenn sich der Motor in dem Verzögerungszustand befindet, von dem Zeitpunkt der Nacheinspritzung vorgerückt bzw. vorgestellt, welche in einem Zustand konstanter Geschwindigkeit bzw. Drehzahl oder einem Beschleunigungszustand des Motors durchgeführt wird. Somit wird die Verdampfung des nicht verbrannten Kraftstoffs, welcher an der Wandfläche im Inneren des Zylinders anhaftet, stimuliert bzw. angeregt, und das oben beschriebene Problem der Verdünnung des Motoröls kann so weit wie möglich vermieden werden.
Vorzugsweise wird diese Nacheinspritzung zu einem Zeitpunkt von etwa 80° bis etwa 120° nach einem oberen Totpunkt durchgeführt, wenn der Motor außerhalb des Zustands einer Regeneration bei einer Verzögerung betrieben wird, und/oder die Nacheinspritzung wird zu einem Zeitpunkt von etwa 30° bis etwa 40° nach einem oberen Totpunkt durchgeführt, wenn der Motor in dem Zustand einer Regeneration bei einer Verzögerung betrieben wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Regel- bzw. Steuervorrichtung eines Dieselmotors zur Verfügung gestellt, wobei der Dieselmotor einen Oxidationskatalysator, ein Dieselpartikelfilter DPF und eine variable Ventilsteuerung VVL umfasst, wobei die Regel- bzw. Steuervorrichtung konfiguriert ist, um:
nicht verbrannten Kraftstoff zu dem Oxidationskatalysator zuzuführen, um das DPF durch Hitze bzw. Wärme zu regenerieren, welche von einer Oxidationsreaktion des nicht verbrannten Kraftstoffs erzeugt bzw. generiert wird, wenn eine vorbestimmte DPF Regenerationsbedingung erfüllt ist, und
in einem Zustand einer Regeneration bei einer Verzögerung, in welchem sich der Dieselmotor in einem Verzögerungszustand befindet und die DPF Regenerationsbedingung erfüllt ist, die VVL zu veranlassen, eine einer Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens eines Öffnens des Einlassventils an einem Einlasshub, des Auslassventils an einem Auslasshub und zusätzlich des Auslassventils an dem Einlasshub oder des Einlassventils an dem Auslasshub und einer negativen überlappenden Regelung bzw. Steuerung eines Einstellens einer Zeitperiode durchzuführen, in welcher das Einlassventil und das Auslassventil beide an dem Auslasshub und/oder dem Einlasshub geschlossen sind,
eine Nacheinspritzung an einem Expansionshub des Zylinders durchzuführen, um HC in das Abgas zuzuführen, welches zu dem Oxidationskatalysator zuzuführen ist, und, selbst wenn sich der Dieselmotor in dem Zustand einer Regeneration bei einer Verzögerung befindet, die Nacheinspritzung verboten wird, wenn eine Temperatur des Oxidationskatalysators unter einer vorbestimmten Temperatur liegt und/oder nachdem eine vorbestimmte Zeitperiode von einem Start der Motorverzögerung verstrichen ist, und
wobei in dem Zustand einer Regeneration bei einer Verzögerung, während die Nacheinspritzung durchgeführt wird, die VVL die Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens und die negative überlappende Regelung bzw. Steuerung verbietet, und während die Nacheinspritzung verboten ist, die VVL eine der Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens oder der negativen überlappenden Steuerung durchführt.
Vorzugsweise ist die Regel- bzw. Steuervorrichtung darüber hinaus konfiguriert, um eine Haupteinspritzung des Kraftstoffs anzuhalten bzw. zu unterbrechen, wenn sich der Dieselmotor in dem Verzögerungszustand befindet.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Regeln bzw. Steuern eines Dieselmotors zur Verfügung gestellt, wobei der Dieselmotor beinhaltet einen Motorkörper, welcher wenigstens einen Zylinder, zu welchem Kraftstoff, welcher Dieselkraftstoff als seine Hauptkomponente enthält, zugeführt wird, ein Kraftstoffeinspritzventil für ein Einspritzen des Kraftstoffs in den Zylinder, eine variable Ventilsteuerung VVL für ein Ändern von Öffnungs- und Schließzeitpunkten von wenigstens einem eines Einlassventils und eines Auslassventils, welche an dem Zylinder vorgesehen sind, einen Oxidationskatalysator, welcher innerhalb eines Auslassdurchtritts angeordnet ist, welcher mit dem Motorkörper verbunden ist, und für ein Reinigen von HC, welches von dem Zylinder ausgetragen wird, und ein Dieselpartikelfilter DPF aufweist, welches stromabwärts von dem Oxidationskatalysator angeordnet ist, und für ein Einfangen von Russ, welcher in dem Abgas enthalten ist, wobei das Verfahren umfasst:
ein Zuführen, wenn eine vorbestimmte DPF Regenerationsbedingung erfüllt wird, von HC zu dem Oxidationskatalysator, um das DPF durch Hitze bzw. Wärme zu regenerieren, welche von einer Oxidationsreaktion von HC erzeugt wird; und
ein Regeln bzw. Steuern in einem Zustand einer Regeneration bei einer Verzögerung, in welcher sich der Dieselmotor in einem Verzögerungszustand befindet und die DPF Regenerationsbedingung erfüllt wird, der VVL, um eine einer Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens eines Öffnens des Einlassventils an einem Einlasshub, des Auslassventils an einem Auslasshub und zusätzlich des Auslassventils an dem Einlasshub oder des Einlassventils an dem Auslasshub und einer negativen überlappenden Regelung bzw. Steuerung eines Einstellens einer Zeitperiode durchzuführen, in welcher das Einlassventil und das Auslassventil beide an dem Auslasshub und/oder dem Einlasshub geschlossen werden,
eine Nacheinspritzung an einem Expansionshub des Zylinders durchzuführen, um HC in das Abgas zuzuführen, welches zu dem Oxidationskatalysator zuzuführen ist, und, selbst wenn sich der Dieselmotor in dem Zustand einer Regeneration bei einer Verzögerung befindet, die Nacheinspritzung verboten wird, wenn eine Temperatur des Oxidationskatalysators unter einer vorbestimmten Temperatur liegt und/oder nachdem eine vorbestimmte Zeitperiode von einem Start der Motorverzögerung verstrichen ist, und
wobei in dem Zustand einer Regeneration bei einer Verzögerung, während die Nacheinspritzung durchgeführt wird, die VVL die Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens und die negative überlappende Regelung bzw. Steuerung verbietet, und während die Nacheinspritzung verboten ist, die VVL eine der Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens oder der negativen überlappenden Steuerung durchführt.
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.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein schematisches Diagramm, welches einen Dieselmotor illustriert, welcher mit einer Regel- bzw. Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung versehen ist.
2 ist ein Blockdiagramm, welches sich auf eine Regelung bzw. Steuerung des Dieselmotors bezieht.
3A und 3B sind Zeitgebungs- bzw. Steuerdiagramme einer Nacheinspritzung und eines Öffnens eines Auslassventils, welche schematisch Inhalte einer Regelung bzw. Steuerung einer Regeneration bei einer Verzögerung durch ein PCM illustrieren.
4 ist ein Flussdiagramm, welches eine Regenerationsregelung bzw. -steuerung eines DPF (Dieselpartikelfilters) durch das PCM (Antriebsstrang-Regel- bzw. -Steuermodul) illustriert.
5 illustriert Zeitdiagramme eines bestimmten Beispiels der DPF Regenerationsregelung bzw. -steuerung, in welchen das Diagramm (a) eine Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigt, das Diagramm (b) eine Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl anzeigt, das Diagramm (c) ein Flag eines Verzögerns einer Nacheinspritzung anzeigt, das Diagramm (d) ein Aktivierungs-Flag einer VVL (Anheben und Zeitgebung bzw. Steuerung eines variablen Ventils) anzeigt, das Diagramm (e) eine Einlassluftmenge anzeigt, das Diagramm (f) eine DOC (Dieseloxidationskatalysator) Einlassabgastemperatur anzeigt, das Diagramm (g) eine DPF Einlassabgastemperatur anzeigt und das Diagramm (h) eine normale Nacheinspritzmenge anzeigt.
6 ist ein vergrößertes Diagramm des Bereichs A im Diagramm (g) von 5.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend wird ein Dieselmotor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen beschrieben. Es ist festzuhalten, dass die folgende Beschreibung der geeigneten Ausführungsform lediglich eine Illustration ist.
1 ist eine schematische Konfiguration eines Motors 1 (Motorkörpers) gemäß der Ausführungsform. Der Motor 1 ist ein Dieselmotor, welcher in einem Fahrzeug installiert ist, 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, 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.
In dem Zylinderkopf 12 sind eine Einlassöffnung bzw. ein Einlassport 16 und eine Auslassöffnung bzw. ein Auslassport 17 ausgebildet, und ein Einlassventil 21 für ein Öffnen und Schließen der Öffnung der Einlassöffnung 16 an der Seite der Verbrennungskammer und ein Auslassventil 22 für ein Öffnen und Schließen der Öffnung der Auslassöffnung 17 an der Seite der Verbrennungskammer 14a sind für jeden Zylinder 11a angeordnet.
Innerhalb eines Ventilantriebssystems des Motors 1 für ein Betätigen der Einlass- und Auslassventile 21 und 22 ist ein hydraulisch betätigter variabler Ventilmechanismus (siehe 2 nachfolgend als eine VVL (variable Ventilanhebung und Zeitgebung bzw. Steuerung) bezeichnet) 71 für ein Ermöglichen eines Änderns von Öffnungs- und Schließzeitpunkten des Auslassventils 22 an einer Auslassventilseite vorgesehen bzw. zur Verfügung gestellt.
Die VVL 71 (eine detaillierte Konfiguration ist nicht illustriert) ist konfiguriert, um zwei Arten von Nocken mit voneinander verschiedenen Nockenprofilen zu beinhalten, in welchen ein erster Nocken eine Nockennase aufweist und ein zweiter Nocken zwei Nockennasen aufweist; und ein Spiel- bzw. Totgang-Mechanismus für ein selektives Übertragen eines Betriebs- bzw. Betätigungszustands von einem des ersten und zweiten Nockens zu dem Auslassventil. Wenn der Spiel- bzw. Totgang-Mechanismus den rotierenden Betrieb des ersten Nockens zu dem Auslassventil 22 überträgt, öffnet das Auslassventil 22 nur ein Mal während eines Auslasshubs. Andererseits öffnet, wenn der Totgang-Mechanismus den rotierenden Betrieb bzw. die rotierende Betätigung des zweiten Nockens auf das Auslassventil 22 überträgt, das Auslassventil 22 während des Auslasshubs und auch während des Einlasshubs jeweils ein Mal (Auslassregelung bzw. -steuerung eines zweimaligen Öffnens). In der folgenden Beschreibung bezeichnet ”die VVL 71 ist bzw. befindet sich in dem aktivierten Zustand” einen Zustand, wo die Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens des Auslassventils 22 durch den ersten Nocken durchgeführt wird, und bezeichnet ”die VVL 71 ist bzw. befindet sich in dem deaktivierten Zustand” einen Zustand, wo die Auslassregelung bzw. -steuerung mit zweimaligem Öffnen nicht durchgeführt wird, mit anderen Worten, das Auslassventil 22 nur ein Mal während des Auslasshubs durch den zweiten Nocken geöffnet wird.
Zwischen der Aktivierung und Deaktivierung der VVL 71 wird durch einen Hydraulikdruck umgeschaltet, welcher von einer Hydraulikdruckpumpe zugeführt bzw. geliefert wird, welche durch den Motor (nicht illustriert) betrieben wird, und eine interne EGR (Abgasrezirkulation) wird durch ein Aktivieren der VVL 71 verfügbar. Es ist festzuhalten, dass ein elektromagnetisch betätigtes Ventilsystem für ein Betreiben bzw. Betätigen des Auslassventils 22 unter Verwendung eines elektromagnetischen Betätigungselements bzw. Stellglieds beim Ermöglichen des Schaltens bzw. Umschaltens zwischen der Aktivierung und Deaktivierung der VVL angewandt werden kann. Darüber hinaus ist die Ausführung bzw. Durchführung der internen EGR nicht auf die Auslassregelung bzw. -steuerung eines zweimaligen Öffnens beschränkt, und sie kann beispielsweise durch eine interne EGR Regelung bzw. Steuerung durch ein zweimaliges Öffnen des Einlassventils 21 an dem Einlasshub und dem Auslasshub (Einlassregelung bzw. -steuerung mit zweimaligem Öffnen) oder durch eine interne EGR Regelung bzw. Steuerung erzielt werden, indem verbranntes Gas im Inneren des Zylinders 11a zurückgelassen wird, indem eine negative Überlappungsperiode eingestellt wird, in welcher sowohl das Einlass- als auch das Auslassventil 21 und 22 während des Auslasshubs oder des Einlasshubs geschlossen sind bzw. werden.
Der Zylinderkopf 12 ist mit 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 1 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 dem Verdichtungs- bzw. Kompressionshub befindet.
Ein Aufnahme- bzw. Einlassdurchtritt 30 ist an einer Seitenfläche des Motors 1 derart verbunden bzw. angeschlossen, um mit den 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 1 verbunden. Die Einlass- und Auslassdurchtritte 30 und 40 sind vorzugsweise mit einem großen Turbolader 61 und einem kleinen Turbolader 62 für ein Aufladen der Einlassluft angeordnet bzw. versehen (später im Detail beschrieben).
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.
Ein Kompressor bzw. Verdichter 61a des großen Turboladers 61, 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.
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.
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.
Das Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuersystem 41 beinhaltet den Oxidationskatalysator 41a und ein DPF (Dieselpartikelfilter) 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 bzw. stimuliert 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 (teilchenförmiges Material), wie beispielsweise Russ einfängt, welches(r) in dem Abgas des Motors 1 enthalten ist, 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.
Ein EGR (Abgasrezirkulation) 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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 (R/V) 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 (WG/G) 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.
Die Regel- bzw. Steuervorrichtung des Dieselmotors 1, welcher wie oben konfiguriert ist, beinhaltet ein Antriebsstrang-Regel- bzw. -Steuermodul (nachfolgend als das PCM bezeichnet) 10. 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 Durchgang bzw. Pass 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.
Der Motor 1 ist konfiguriert, um ein vergleichsweise niedriges geometrisches Kompressions- bzw. Verdichtungsverhältnis von zwischen etwa 12:1 und etwa 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.
(Grundzüge einer Motorsteuerung bzw. -regelung)
Als eine grundlegende Regelung bzw. Steuerung des Motors 1 bestimmt das PCM 10 ein Zieldrehmoment (Ziellast 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.
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 zu bewirken ist, 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 die ausgebrachten Teilchen bzw. Partikel, welche in dem DPF 41b gesammelt bzw. gespeichert sind, werden entfernt, indem sie durch ein Verwenden der Hitze des Abgases verbrannt werden. Somit wird das DPF 41b regeneriert.
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 41b Regenerationsbedingung bestimmt, dass sie erfüllt ist. Die DPF Regeneration endet, wenn die Druckdifferenz ΔP unter einen vorbestimmten minimalen Wert Y kleiner als der vorbestimmte Wert X fällt. Somit wird, wenn eine 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 es wird die Regelung bzw. Steuerung fortgesetzt.
In dieser Ausführungsform beinhaltet die DPF Regenerationsregelung bzw. -steuerung durch das PCM 10 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.
In der normalen Regenerationsregelung bzw. -steuerung wird ein Zeitpunkt der Nacheinspritzung eingestellt bzw. festgelegt, um zwischen etwa 80° bis etwa 120° ATDC (nach dem oberen Totpunkt) 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 die Auslassregelung bzw. -steuerung eines zweimaligen Öffnens durch die VVL 71 zusätzlich zu einem Durchführen der Nacheinspritzung des Kraftstoffs durchgeführt. Die Nacheinspritzung wird vorgerückt bzw. vorgestellt verglichen mit dem Zeitpunkt der normalen Nacheinspritzung und in dieser Ausführungsform wird sie zwischen etwa 30° bis etwa 40° ATDC eingestellt bzw. festgelegt.
Bei der Regelung bzw. Steuerung einer Regeneration bei einer Verzögerung werden die Nacheinspritzung und die Auslassregelung bzw. -steuerung eines zweimaligen Öffnens jeweils zu vorbestimmten Zeitpunkten basierend auf einer Zeitgeberregelung bzw. -steuerung durchgeführt. Spezifisch wird für eine vorbestimmte Zeitperiode Lt von dem Start der Verzögerung des Motors 1, wie dies in 3A illustriert ist, die Nacheinspritzung durchgeführt, wobei jedoch die Auslassregelung bzw. -steuerung eines zweimaligen Öffnens durch die VVL 71 verboten ist bzw. wird, und andererseits wird, nachdem die vorbestimmte Zeitperiode Lt verstrichen ist, wie dies in 3B illustriert ist, die Nacheinspritzung durch die Einspritzeinrichtung 18 verboten bzw. verhindert, wobei jedoch die Auslassregelung bzw. -steuerung eines zweimaligen Öffnens durch die VVL 71 durchgeführt wird. Die vorbestimmte Zeitperiode Lt wird als eine Zeitperiode von dem Start der Verzögerung des Motors 1, bis die Temperatur des Oxidationskatalysators 41a unter eine Aktivierungstemperatur fällt, in dem ROM in der Form einer Karte im Zusammenhang mit einer Beziehung zwischen dem Motordrehmoment und der Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl gespeichert.
Darüber hinaus regelt bzw. steuert das PCM 10 die Öffnungen bzw. Öffnungsvorgänge des Drosselventils 36 und des EGR Ventils 51a gemäß dem Betriebszustand des Motors 1. Spezifisch regelt bzw. steuert das PCM 10 das Drosselventil 36, um vollständig geöffnet zu sein, während die Regelung bzw. Steuerung einer Regeneration bei einer Verzögerung nicht durchgeführt wird, und andererseits führt das PCM 10 eine Drosselregelung bzw. -steuerung für ein Regeln bzw. Steuern durch, um die Öffnung des Drosselventils 36 zu drosseln, um relativ kleiner zu sein, während die Regelung bzw. Steuerung einer Regeneration bei einer 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 anhält. Die gedrosselte Öffnung wird in dem ROM in der Form einer Karte im Zusammenhang mit einer Beziehung zwischen der Motordrehzahl und dem Motordrehmoment gespeichert.
Darüber hinaus berechnet, wenn die Nacheinspritzung durch die Einspritzeinrichtung 18 nicht durchgeführt wird, das PCM 10 ein Ziel EGR Verhältnis gemäß dem Betriebszustand des Motors 1 und regelt bzw. steuert die Öffnung des EGR Ventils 51a, um das Ziel EGR Verhältnis zu erhalten. Andererseits regelt bzw. steuert, wenn die Nacheinspritzung durch die Einspritzeinrichtung 18 durchgeführt wird, das PCM 10 das EGR Ventil 51a zu dem vollständig geschlossenen Zustand.
Als nächstes wird die DPF Regenerationsregelung bzw. -steuerung durch das PCM 10 im Detail basierend auf dem Flussdiagramm in 4 beschrieben.
Bei Schritt S1 wird zuerst bestimmt, ob die DPF Regenerationsbedingung erfüllt ist, und wenn das Resultat NEIN ist, wird die Bestimmung wiederholt, und wenn das Resultat JA ist, gelangt bzw. geht sie zu Schritt S2.
Bei Schritt S2 wird ein Regel- bzw. Steuersignal zu dem Betätigungsstellglied des EGR Ventils 51a ausgegeben, um vollständig den EGR Durchtritt 51 zu schließen (um eine externe EGR zu verbieten bzw. zu verhindern).
Bei Schritt S3 wird bestimmt, ob sich der Motor 1 in dem Abbremsungs- bzw. 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 S11, und wenn das Resultat JA ist, gelangt sie zu Schritt S4.
Bei Schritt S4 wird das Regel- bzw. Steuersignal zu der Einspritzeinrichtung 18 ausgegeben, um die Haupteinspritzung anzuhalten, so dass die Kraftstoffunterbrechungsregelung bzw. -steuerung durchgeführt wird.
Bei Schritt S5 wird das Regel- bzw. Steuersignal zu dem Betätigungsstellglied des Drosselventils 36 ausgegeben, um die Drosselregelung bzw. -steuerung des Drosselventils 36 derart durchzuführen, so dass das Drosselventil 36 zu einer Öffnung nahe zu vollständig geschlossen geregelt bzw. gesteuert wird.
Bei Schritt S6 wird bestimmt, ob die Temperatur des Oxidationskatalysators 41a über einer Zieltemperatur (z. B. aktivierenden bzw. Aktivierungstemperatur) ist bzw. liegt, basierend auf dem Signal von dem Katalysatortemperatursensor SW9, und wenn das Resultat NEIN ist, gelangt sie zu Schritt S12, und wenn das Resultat JA ist, gelangt sie zu Schritt S7.
Bei Schritt S7 wird das Regel- bzw. Steuersignal zu der Einspritzeinrichtung 18 ausgegeben, um die Nacheinspritzung in der Regelung bzw. Steuerung einer Regeneration bei einer Verzögerung durchzuführen (verzögernde Nacheinspritzung).
Bei Schritt S8 wird bestimmt, ob die vorbestimmte Zeitperiode Lt verstrichen ist, nachdem der Motor 1 ein Abbremsen bzw. Verzögern startet, und wenn das Resultat NEIN ist, gelangt sie zu Schritt S14, und wenn das Resultat JA ist, gelangt sie zu Schritt S9.
Bei Schritt S9 wird bestimmt, ob eine Kraftstoffaufnahmebedingung erfüllt ist, und wenn das Resultat NEIN ist, gelangt sie zu Schritt S12, und wenn das Resultat JA ist, gelangt sie zu Schritt S10. Spezifisch wird in dieser Ausführungsform für die Kraftstoffaufnahmebedingung bestimmt, dass sie erfüllt ist, wenn für die Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl basierend auf dem Signal von dem Kurbelwellenwinkelsensor SW4 bestimmt wird, unter einer vorbestimmten Leerlaufmotordrehzahl zu sein.
Bei Schritt S10 wird das Regel- bzw. Steuersignal zu der Einspritzeinrichtung 18 ausgegeben, um die Haupteinspritzung des Kraftstoffs wiederum zu starten, und sie kehrt zu Schritt S1 danach zurück.
Bei Schritt S11 nachfolgend auf Schritt S3, wenn die Bestimmung bei Schritt S3 NEIN ist, wird das Regel- bzw. Steuersignal zu der Einspritzeinrichtung 18 ausgegeben, um die normale Nacheinspritzung durchzuführen.
Bei Schritt S12 nachfolgend auf die Schritte S6 und S9, wenn die Bestimmung bei Schritt S6 oder S9 NEIN ist, wird die verzögernde Nacheinspritzung verboten.
Bei Schritt S13 wird die VVL 71 aktiviert, um die Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens des Auslassventils 22 durchzuführen, und sie kehrt danach zu Schritt S1 zurück.
Bei Schritt S14 nachfolgend auf Schritt S8 wird, wenn die Bestimmung bei Schritt S8 NEIN ist, die Aktivierung der VVL 71 verboten, und sie kehrt zu Schritt S8 danach zurück.
5 illustriert Zeitdiagramme eines bestimmten Beispiels der DPF Regenerationsregelung bzw. -steuerung, in welchen das Diagramm (a) die Fahrzeuggeschwindigkeit (km/h) anzeigt, das Diagramm (b) die Motordrehzahl (U/min) anzeigt, das Diagramm (c) ein Flag eines Verzögerns einer Nacheinspritzung anzeigt, das Diagramm (d) ein VVL Aktivierungs-Flag anzeigt, das Diagramm (e) die Einlassluftmenge (mg/Zyl) anzeigt, das Diagramm (f) die Abgastemperatur bei dem Einlass des Oxidationskatalysators 41a (nachfolgend als ”die DOC Einlassabgastemperatur” bezeichnet) (°C) anzeigt, das Diagramm (g) die Abgastemperatur an dem Einlass des DPF 41b (nachfolgend als ”die DPF Einlassabgastemperatur” bezeichnet) (°C) anzeigt, und das Diagramm (h) eine normale Nacheinspritzungsmenge (mm³/Hub) anzeigt. Das Flag eines Verzögerns der Nacheinspritzung ist ein Flag für ein Bestimmen, ob die Nacheinspritzung durchgeführt wird, wenn sich der Motor 1 in dem Verzögerungszustand befindet, und das VVL Aktivierungs-Flag ist ein Flag für ein Bestimmen, ob die VVL 71 zu aktivieren ist.
Zu Zeitpunkten T1 und T2 wird, da sich der Motor 1 in dem Zustand einer konstanten Geschwindigkeit bzw. Drehzahl oder dem Beschleunigungszustand befindet, die normale Regenerationsregelung bzw. -steuerung durch das PCM 10 durchgeführt, und die normale Nacheinspritzung wird durch die Einspritzeinrichtung 18 durchgeführt (siehe das Diagramm (h) in 5). Zu Zeitpunkten T2 bis T4 wird, da sich der Motor 1 in dem Abbremsungs- bzw. Verzögerungszustand befindet, die Regelung bzw. Steuerung einer Regeneration bei einer Verzögerung durch das PCM 10 durchgeführt. Spezifisch verschiebt bzw. bewegt sich zuerst zu dem Zeitpunkt T2 der Motor 1 zu dem Verzögerungszustand und das Drosselventil 36 wird durch das PCM 10 geregelt bzw. gesteuert, um eine kleinere Öffnung aufzuweisen, und demgemäß wird die Einlassluftmenge rasch reduziert (siehe das Diagramm (e) in 5). Darüber hinaus wird zu dem Zeitpunkt T2 das Flag eines Verzögerns der Nacheinspritzung bzw. der verzögernden Nacheinspritzung eingeschaltet und die verzögernde Nacheinspritzung startet (das Diagramm (c) in 5). Die verzögernde Nacheinspritzung wird bis zu dem Zeitpunkt T3 durchgeführt, d. h. nach der vorbestimmten Zeitperiode Lt von dem Zeitpunkt T2. Zu dem Zeitpunkt T3 wird das VVL Aktivierungs-Flag eingeschaltet, und die Auslassregelung bzw. -steuerung eines zweimaligen Öffnens durch die VVL 71 wird durchgeführt (siehe das Diagramm (d) in 5). Weiters stoppt zu dem Zeitpunkt T4, da der Verzögerungszustand endet, die VVL 71 die Auslassregelung bzw. -steuerung eines zweimaligen Öffnens. Die DOC Einlassabgastemperatur startet abzunehmen gemeinsam mit dem Verschieben bzw. Schalten des Betriebs- bzw. Betätigungszustands des Motors 1 zu dem Verzögerungszustand (siehe das Diagramm (f) in 5), da die Kraftstoffunterbrechungsregelung bzw. -steuerung durch das PCM 10 in dem Verzögerungszustand des Motors 1 durchgeführt wird und die Temperatur im Inneren des Zylinders 11a abnimmt. Die DPF Einlassabgastemperatur startet abzunehmen zu dem Zeitpunkt T5 nach der Abnahme der DOC Einlassabgastemperatur (siehe das Diagramm (g) in 5). 6 ist ein vergrößertes Diagramm des Bereichs des Diagramms (g) in 5, wo die Temperatur abzunehmen beginnt. Die durchgezogene Linie in dem Diagramm zeigt einen Fall an, wo die VVL 71 in der Regelung bzw. Steuerung einer Regeneration bei einer Verzögerung aktiviert ist (einen Fall, wo die Regel- bzw. Steuervorrichtung gemäß dieser Ausführungsform verwendet wird), und die mit zwei Punkten strichlierte Linie zeigt einen Fall an, wo die VVL 71 nicht aktiviert ist (den konventionellen bzw. üblichen Fall). Gemäß diesem kann gesehen werden, dass die DPF Einlassabgastemperatur höher als in dem konventionellen Fall um 20°C ist. Es wird angenommen, dass dies der Fall ist, da die Menge an Frischluft, welche in den Zylinder 11a an dem Einlasshub fließt bzw. strömt, aufgrund der Tatsache reduziert ist, dass das Auslassventil 22 durch die Aktivierung der VVL 71 geöffnet ist bzw. wird, und die Abnahme der Temperatur im Inneren des Zylinders 11a nach der Kraftstoffunterbrechung (nach dem Zeitpunkt T2) unterdrückt ist.
In dieser Ausführungsform, wie sie oben beschrieben ist, wird, wenn sich der Motor 1 in dem Verzögerungszustand befindet und die DPF Regenerationsbedingung erfüllt ist (Zustand einer Regeneration bei einer Verzögerung), die Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens des Auslassventils 22 durch die VVL 71 (Schritt S13) zusätzlich zu der Nacheinspritzung des Zylinders 11a an dem Expansionshub (Schritt S7) durchgeführt, und somit wird, selbst nachdem der Kraftstoff unterbrochen ist, wenn sich der Motor 1 in dem Verzögerungszustand befindet, die Temperatur des Abgases, welches zu dem DPF 41b zuzuführen ist, hoch gehalten bzw. aufrecht erhalten (die Temperatur im Inneren des Zylinders 11a wird hoch aufrecht erhalten), und die DPF Regeneration kann fortgesetzt werden. Somit kann die DPF Regenerationszeitperiode, wenn sich der Motor 1 in dem Verzögerungszustand befindet, verkürzt werden, und als ein Resultat kann der Kraftstoffverbrauch des Motors 1 verbessert werden, und die Ölverdünnung aufgrund des nachträglich eingespritzten Kraftstoffs, welcher an der Wandfläche im Zylinderinneren anhaftet, kann reduziert werden.
Spezifisch führt in dieser Ausführungsform für die vorbestimmte Zeitperiode Lt von der Startzeit einer Verzögerung (Schritt S8: NEIN) das PCM 10 die verzögernde Nacheinspritzung (Schritt S7) durch, und es wird, nachdem die vorbestimmte Zeitperiode Lt verstrichen ist (Schritt S8: JA), die VVL 71 aktiviert, um die Auslassregelung bzw. -steuerung eines zweimaligen Öffnens anstelle eines Verhinderns der verzögernden Nacheinspritzung durchzuführen (Schritte S12 und S13). Darüber hinaus wird in dieser Ausführungsform die vorbestimmte Zeitperiode Lt vorab als die Zeitperiode von dem Start der Verzögerung des Motors 1 eingestellt bzw. festgelegt, bis die Temperatur des Oxidationskatalysators 41a unter die Aktivierungstemperatur fällt.
Daher kann, wenn sich der Katalysator in dem aktivierten Zustand unmittelbar nach dem Verzögerungsstart befindet, durch ein Durchführen der Nacheinspritzung das DPF 41b sicher durch eine Verwendung der Hitze bzw. Wärme von der Oxidationsreaktion des Kraftstoffs durch den Oxidationskatalysator 41a regeneriert werden; jedoch kann, nachdem der Oxidationskatalysator 41a in den deaktivierten Zustand eintritt, durch ein Aktivieren der VVL 71, um die Auslassregelung bzw. -steuerung eines zweimaligen Öffnens durchzuführen, während die Nacheinspritzung verboten wird, um die nicht notwendige Nacheinspritzung zu unterdrücken, selbst nachdem die Nacheinspritzung verboten ist, die Temperatur des Abgases, welches zu dem DPF 41b zuzuführen ist, hoch beibehalten werden. Somit kann das DPF 41b effizient in einer kurzen Zeit regeneriert werden, während ein unnötiger Kraftstoffverbrauch unterdrückt wird.
Darüber hinaus verhindert in dieser Ausführungsform das PCM 10 die Aktivierung der VVL 71 für die vorbestimmte Zeitperiode Lt von der Verzögerungsstartzeit (d. h. während die Nacheinspritzung des Kraftstoffs durchgeführt wird) (Schritt S14).
Auf diese Weise kann aufgrund einer Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens des Auslassventils 22 verhindert werden, dass der nachträglich eingespritzte Kraftstoff zurück zu dem Zylinder 11a gesaugt wird und unvollständig verbrannt wird (wobei ein Drehmoment erzeugt wird). Daher tritt die Verschlechterung der Motorbremsleistung, wenn sich der Motor in dem Verzögerungszustand befindet, nicht auf.
Weiters führt in dieser Ausführungsform, wenn sich der Motor 1 in dem Verzögerungszustand befindet, das PCM 10 die Drosselregelung bzw. -steuerung durch, um das Drosselventil 36 zu regeln bzw. zu steuern, um in dem Ausmaß gedrosselt zu sein bzw. zu werden, welches geringer ist als wenn sich der Motor 1 in dem Beschleunigungszustand oder dem Zustand konstanter Geschwindigkeit bzw. Drehzahl befindet (Schritt S5).
Gemäß diesem wird die Strömungsmenge an Frischluft, um in den Zylinder 11a (Luft bei niedriger Temperatur) zu fließen bzw. zu strömen, reduziert, wenn sich der Motor 1 in dem Verzögerungszustand befindet, und die Abnahme in der Temperatur im Zylinderinneren nach der Kraftstoffunterbrechung aufgrund des Starts einer Verzögerung bzw. Abbremsung (nachdem die Haupteinspritzung gestoppt bzw. angehalten ist) kann unterdrückt werden. Somit wird die Temperatur des Abgases, welches zu dem DPF von dem Zylinder 11a zuzuführen ist, wenn sich der Motor 1 in dem Verzögerungszustand befindet, hoch beibehalten, und dadurch kann die DPF Regenerationszeitperiode, wenn sich der Motor 1 in dem Verzögerungszustand befindet, sicher weiter verkürzt werden.
Darüber hinaus wird in dieser Ausführungsform der Zeitpunkt der verzögernden Nacheinspritzung weiter vorgestellt als der Zeitpunkt der normalen Nacheinspritzung. Auf diese Weise kann die Verdünnung des Motoröls sicher weiter unterdrückt bzw. verhindert werden. Somit befindet sich, da die Nacheinspritzung durchgeführt wird, um den nicht verbrannten Kraftstoff zu dem Auslass- bzw. Abgassystem zuzuführen, der Einspritzungszeitpunkt davon vorzugsweise in der späten Stufe des Expansionshubs, wo die Temperatur im inneren des Zylinders 11a niedrig ist. Jedoch tritt, wenn sich der Motor 1 in dem Verzögerungszustand befindet, wo die verzögernde Nacheinspritzung durchgeführt wird, da die Temperatur im Inneren des Zylinders 11a signifikant durch die Kraftstoffunterbrechung verringert wird, wenn die Nacheinspritzung in der späten Stufe des Expansionshubs durchgeführt wird, ein Problem auf, dass der Kraftstoff, welcher an der Wandfläche im Zylinderinneren anhaftet, verdünnt wird. Andererseits wird in dieser Ausführungsform der Zeitpunkt der verzögernden Nacheinspritzung von dem Zeitpunkt der normalen Nacheinspritzung in der frühen Stufe des Expansionshubs vorgestellt, wo die Temperatur im inneren des Zylinders 11a vergleichsweise hoch ist. Daher kann das oben beschriebene Problem der Verdünnung des Motoröls vermieden werden.
(Andere Ausführungsformen)
Die Konfiguration der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt, und beinhaltet andere verschiedene Arten von Konfigurationen.
Somit variiert in der obigen Ausführungsform das PCM 10 die Zeitpunkte eines Durchführens der verzögernden Nacheinspritzung und der Auslassregelung bzw. -steuerung eines zweimaligen Öffnens; jedoch nicht beschränkt darauf, können sie zum selben Zeitpunkt durchgeführt werden.
In der obigen Ausführungsform wird bestimmt, ob die DPF Regenerationsbedingung erfüllt ist, basierend auf der Differenz im Druck bzw.
Druckdifferenz ΔP des DPF 41b; jedoch ohne darauf beschränkt zu sein, kann beispielsweise das PCM 10 die PM Sammel- bzw. Speichermenge des DPF 41b basierend auf der Geschichte des Betriebszustands des Motors 1 berechnen, und für die DPF Regenerationsbedingung kann bestimmt werden, dass sie erfüllt ist, wenn die berechnete Sammelmenge die vorbestimmte Menge übersteigt.
Weiters führt in der obigen Ausführungsform das PCM 10 die Drosselregelung bzw. -steuerung des Drosselventils 36 durch, wenn die Regelung bzw. Steuerung einer Regeneration bei einer Verzögerung durchgeführt wird; jedoch muss dies nicht notwendigerweise durchgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung ist nützlich bzw. verwendbar in Regel- bzw. Steuervorrichtungen von Dieselmotoren und ist insbesondere nützlich in Dieselmotoren, beinhaltend ein DPF Regenerationsmodul für ein Regenerieren eines DPF, welches in einem Auslassdurchtritt des Motors vorgesehen ist.
Bezugszeichenliste

1: Dieselmotor (Motorkörper)
10: PCM (Ventilsteuerungs-Regel- bzw. -Steuermodul, DPF Regenerationsmodul, Drosselventil-Regel- bzw. -Steuermodul, Kraftstoffunterbrechungsmodul)
18: Einspritzeinrichtung
21: Einlassventil
22: Auslassventil
36: Drosselventil
41a: Oxidationskatalysator
41b: DPF
71: VVL (Ventilsteuerungs-Regel- bzw. -Steuermodul)

Claims

Dieselmotor, beinhaltend: einen Motorkörper (1), welcher wenigstens einen Zylinder (11a), zu welchem Kraftstoff, welcher Dieselkraftstoff als seine Hauptkomponente enthält, zugeführt wird, ein Kraftstoffeinspritzventil (18) für ein Einspritzen des Kraftstoffs in den Zylinder (11a), eine variable Ventilsteuerung VVL (71) für ein Ändern von Öffnungs- und Schließzeitpunkten von wenigstens einem eines Einlassventils (21) und eines Auslassventils (22), welche an dem Zylinder (11a) vorgesehen sind, einen Oxidationskatalysator (41a), welcher innerhalb eines Auslassdurchtritts (40) angeordnet ist, welcher mit dem Motorkörper (1) verbunden ist, und für ein Reinigen von HC, welches von dem Zylinder (11a) ausgetragen wird, und ein DPF (41b) aufweist, welches stromabwärts von dem Oxidationskatalysator (41a) angeordnet ist, und für ein Einfangen von Russ, welcher in dem Abgas enthalten ist, ein DPF Regenerationsmodul für ein Zuführen, wenn eine vorbestimmte DPF Regenerationsbedingung erfüllt ist, von HC zu dem Oxidationskatalysator (41a), um das DPF (41b) durch Hitze zu regenerieren, welche von einer Oxidationsreaktion von HC erzeugt wird; und ein Kraftstoffunterbrechungsmodul für ein Anhalten, wenn sich der Dieselmotor in einem Verzögerungszustand befindet, einer Haupteinspritzung des Kraftstoffs, welche an einem Verdichtungshub des Zylinders (11a) durchgeführt wird, wobei in einem Zustand einer Regeneration bei einer Verzögerung, in welchem sich der Dieselmotor in dem Verzögerungszustand befindet und die DPF Regenerationsbedingung erfüllt ist, die variable Ventilsteuerung VVL (71) eine einer Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens eines Öffnens des Einlassventils (21) an einem Einlasshub, des Auslassventils (22) an einem Auslasshub und zusätzlich des Auslassventils (22) an dem Einlasshub oder des Einlassventils (21) an dem Auslasshub und einer negativen überlappenden Regelung bzw. Steuerung eines Einstellens einer Zeitperiode durchführt, in welcher das Einlassventil (21) und das Auslassventil (22) beide an dem Auslasshub und/oder dem Einlasshub geschlossen sind, wobei das DPF Regenerationsmodul eine Nacheinspritzung an einem Expansionshub des Zylinders (11a) durchführt, um HC in das Abgas zuzuführen, welches zu dem Oxidationskatalysator (41a) zuzuführen ist, und, selbst wenn sich der Dieselmotor in dem Zustand einer Regeneration bei einer Verzögerung befindet, das DPF Regenerationsmodul die Nacheinspritzung verbietet, wenn eine Temperatur des Oxidationskatalysators (41a) unter einer vorbestimmten Temperatur liegt und/oder nachdem eine vorbestimmte Zeitperiode von einem Start der Motorverzögerung verstrichen ist, und wobei in dem Zustand einer Regeneration bei einer Verzögerung, während die Nacheinspritzung durch das DPF Regenerationsmodul durchgeführt wird, die VVL (71) die Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens und die negative überlappende Regelung bzw. Steuerung verbietet, und während die Nacheinspritzung durch das DPF Regenerationsmodul verboten ist, die VVL (71) eine der Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens oder der negativen überlappenden Steuerung durchführt.
Motor nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: ein Drosselventil (36), welches innerhalb eines Einlassdurchtritts (30) angeordnet ist, welcher mit dem Motorkörper (1) verbunden ist; und ein Drosselventil-Regel- bzw. -Steuermodul für ein Regeln bzw. Steuern einer Öffnung des Drosselventils (36), wobei das Drosselventil-Regel- bzw. -Steuermodul, wenn sich der Dieselmotor in dem Verzögerungszustand befindet, das Drosselventil (36) regelt bzw. steuert, um zu einem Ausmaß geringer als die Öffnung des Drosselventils (36) gedrosselt zu sein, wenn sich der Dieselmotor nicht in dem Verzögerungszustand befindet.
Motor nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei, wenn sich der Motor in dem Verzögerungszustand befindet, das DPF Regenerationsmodul einen Zeitpunkt der Nacheinspritzung, welche durchgeführt wird, wenn die DPF Regenerationsbedingung erfüllt ist, verglichen dazu vorstellt, wenn sich der Motor in einem Zustand konstanter Geschwindigkeit bzw. Drehzahl oder in einem Beschleunigungszustand befindet.
Motor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Nacheinspritzung zu einem Zeitpunkt von etwa 80° bis etwa 120° nach einem oberen Totpunkt (ATDC) durchgeführt wird, wenn der Motor außerhalb des Zustands einer Regeneration bei einer Verzögerung betrieben wird, und/oder die Nacheinspritzung zu einem Zeitpunkt von etwa 30° bis etwa 40° nach einem oberen Totpunkt (ATDC) durchgeführt wird, wenn der Motor in dem Zustand einer Regeneration bei einer Verzögerung betrieben wird.
Regel- bzw. Steuervorrichtung eines Dieselmotors, wobei der Dieselmotor einen Oxidationskatalysator (41a), ein Dieselpartikelfilter DPF (41b) und eine variable Ventilsteuerung VVL (71) umfasst, wobei die Regel- bzw. Steuervorrichtung konfiguriert ist, um: nicht verbrannten Kraftstoff zu dem Oxidationskatalysator (41a) zuzuführen, um das DPF (41b) durch Hitze zu regenerieren, welche von einer Oxidationsreaktion des nicht verbrannten Kraftstoffs erzeugt wird, wenn eine vorbestimmte DPF Regenerationsbedingung erfüllt ist, und in einem Zustand einer Regeneration bei einer Verzögerung, in welchem sich der Dieselmotor in einem Verzögerungszustand befindet und die DPF Regenerationsbedingung erfüllt ist, die VVL (71) zu veranlassen, eine einer Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens eines Öffnens des Einlassventils (21) an einem Einlasshub, des Auslassventils (22) an einem Auslasshub und zusätzlich des Auslassventils (22) an dem Einlasshub oder des Einlassventils (21) an dem Auslasshub und einer negativen überlappenden Regelung bzw. Steuerung eines Einstellens einer Zeitperiode durchzuführen, in welcher das Einlassventil (21) und das Auslassventil (22) beide an dem Auslasshub und/oder dem Einlasshub geschlossen sind, eine Nacheinspritzung an einem Expansionshub des Zylinders (11a) durchzuführen, um HC in das Abgas zuzuführen, welches zu dem Oxidationskatalysator (41a) zuzuführen ist, und, selbst wenn sich der Dieselmotor in dem Zustand einer Regeneration bei einer Verzögerung befindet, die Nacheinspritzung verboten wird, wenn eine Temperatur des Oxidationskatalysators (41a) unter einer vorbestimmten Temperatur liegt und/oder nachdem eine vorbestimmte Zeitperiode von einem Start der Motorverzögerung verstrichen ist, und wobei in dem Zustand einer Regeneration bei einer Verzögerung, während die Nacheinspritzung durchgeführt wird, die VVL (71) die Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens und die negative überlappende Regelung bzw. Steuerung verbietet, und während die Nacheinspritzung verboten ist, die VVL (71) eine der Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens oder der negativen überlappenden Steuerung durchführt.
Regel- bzw. Steuervorrichtung nach Anspruch 5, welche weiterhin konfiguriert ist, um eine Haupteinspritzung des Kraftstoffs anzuhalten, wenn sich der Dieselmotor in dem Verzögerungszustand befindet.
Verfahren zum Regeln bzw. Steuern eines Dieselmotors, wobei der Dieselmotor einen Motorkörper (1) beinhaltet, welcher wenigstens einen Zylinder (11a), zu welchem Kraftstoff, welcher Dieselkraftstoff als seine Hauptkomponente enthält, zugeführt wird, ein Kraftstoffeinspritzventil (18) für ein Einspritzen des Kraftstoffs in den Zylinder (11a), eine variable Ventilsteuerung VVL (71) für ein Ändern von Öffnungs- und Schließzeitpunkten von wenigstens einem eines Einlassventils (21) und eines Auslassventils (22), welche an dem Zylinder (11a) vorgesehen sind, einen Oxidationskatalysator (41a), welcher innerhalb eines Auslassdurchtritts (40) angeordnet ist, welcher mit dem Motorkörper (1) verbunden ist, und für ein Reinigen von HC, welches von dem Zylinder (11a) ausgetragen wird, und ein Dieselpartikelfilter DPF (41b) aufweist, welches stromabwärts von dem Oxidationskatalysator (41a) angeordnet ist, und für ein Einfangen von Russ, welcher in dem Abgas enthalten ist, wobei das Verfahren umfasst: ein Zuführen, wenn eine vorbestimmte DPF Regenerationsbedingung erfüllt wird, von HC zu dem Oxidationskatalysator (41a), um das DPF (41b) durch Hitze zu regenerieren, welche von einer Oxidationsreaktion von HC erzeugt wird; und ein Regeln bzw. Steuern in einem Zustand einer Regeneration bei einer Verzögerung, in welcher sich der Dieselmotor in einem Verzögerungszustand befindet und die DPF Regenerationsbedingung erfüllt wird, der VVL (71), um eine einer Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens eines Öffnens des Einlassventils (21) an einem Einlasshub, des Auslassventils (22) an einem Auslasshub und zusätzlich des Auslassventils (22) an dem Einlasshub oder des Einlassventils (21) an dem Auslasshub und einer negativen überlappenden Regelung bzw. Steuerung eines Einstellens einer Zeitperiode durchzuführen, in welcher das Einlassventil (21) und das Auslassventil (22) beide an dem Auslasshub und/oder dem Einlasshub geschlossen werden, eine Nacheinspritzung an einem Expansionshub des Zylinders (11a) durchzuführen, um HC in das Abgas zuzuführen, welches zu dem Oxidationskatalysator (41a) zuzuführen ist, und, selbst wenn sich der Dieselmotor in dem Zustand einer Regeneration bei einer Verzögerung befindet, die Nacheinspritzung verboten wird, wenn eine Temperatur des Oxidationskatalysators (41a) unter einer vorbestimmten Temperatur liegt und/oder nachdem eine vorbestimmte Zeitperiode von einem Start der Motorverzögerung verstrichen ist, und wobei in dem Zustand einer Regeneration bei einer Verzögerung, während die Nacheinspritzung durchgeführt wird, die VVL (71) die Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens und die negative überlappende Regelung bzw. Steuerung verbietet, und während die Nacheinspritzung verboten ist, die VVL (71) eine der Regelung bzw. Steuerung eines zweimaligen Öffnens oder der negativen überlappenden Steuerung durchführt.
Verfahren nach Anspruch 7, weiterhin umfassend ein Unterbrechen einer Haupteinspritzung des Kraftstoffs, wenn sich der Dieselmotor in dem Verzögerungszustand befindet.
Computerprogrammprodukt, umfassend auf einem Computer implementierte Instruktionen, welche, wenn auf ein geeignetes System geladen und auf diesem ausgeführt, die Schritte eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche 7 oder 8 ausführen können.