DE102016011440A1

DE102016011440A1 - Regel- bzw. Steuergerät für einen Motor, Verfahren zum Regeln bzw. Steuern einer Temperatur eines Abgassystems und Computerprogrammprodukt

Info

Publication number: DE102016011440A1
Application number: DE102016011440.1A
Authority: DE
Inventors: Kazuhiro Nishimura; Tomoaki Fujiyama; Takuo Hirano; Shin Miura; Akira Suzuki
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2015-09-29
Filing date: 2016-09-21
Publication date: 2017-03-30

Abstract

Ein Regel- bzw. Steuergerät eines Motors, welcher ein Einlassventil, ein Auslassventil und einen variablen Ventilsteuermechanismus für ein Variieren von Öffnungs- und Schließzeitpunkten wenigstens eines des Einlass- und Auslassventils beinhaltet, wird zur Verfügung gestellt. Das Regel- bzw. Steuergerät beinhaltet einen Prozessor, welcher konfiguriert ist, um ein Ventil-Regel- bzw. -Steuermodul für ein Durchführen über den variablen Steuermechanismus einer Ventilüberlappung, in welcher das Einlass- und Auslassventil beide an einem Einlasshub des Motors geöffnet sind, und ein Temperatur-Abschätzmodul für ein Abschätzen einer Temperatur eines Abgases an einer gegebenen Stelle in dem Auslasssystem auszuführen durch ein Abschätzen eines Temperaturanstiegs des Abgases, welcher durch eine Nachverbrennung bewirkt wird, und ein Berücksichtigen des Temperaturanstiegs, wobei die Nachverbrennung aufgrund von Frischluft auftritt, welche durch einen Zylinder des Motors zu einem Auslasssystem während der Ventilüberlappung hindurchbläst.

Description

HINTERGRUND
Eine Lehre, welche hier geoffenbart wird, bezieht sich auf ein Regel- bzw. Steuergerät für einen Motor. Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Regeln bzw. Steuern einer Temperatur eines Auslass- bzw. Abgassystems und auf ein Computerprogrammprodukt.
Konventionellerweise werden verschiedene Regelungen bzw. Steuerungen an Motoren unter Verwendung einer Abgastemperatur durchgeführt und dafür wird die Abgastemperatur abgeschätzt bzw. beurteilt.
Beispielsweise offenbart JP2007-533885A ein Regel- bzw. Steuergerät eines Motors, welches eine Temperatur eines Abgases abschätzt bzw. beurteilt, welches in einen Katalysatorkonverter strömt bzw. fließt. Spezifisch erhält das Regel- bzw. Steuergerät eine Abgastemperatur an einer stromabwärtigen Seite einer Turbine eines Turboladers (d. h. die Abgastemperatur, welche in den Katalysator strömt) durch ein Bestimmen einer Abgastemperatur auf einer stromaufwärtigen Seite der Turbine, ein Erhalten eines Korrekturterms, welcher basierend auf einer Luftströmungsrate und einer Motordrehzahl bestimmt wird, und ein Subtrahieren des korrigierten Terms für die Abgastemperatur auf der stromaufwärtigen Seite der Turbine.
Jedoch wird die Abgastemperatur durch verschiedene Faktoren beeinflusst und mit dem Verfahren der JP2007-533885A ist die Abschätzungs- bzw. Beurteilungsgenauigkeit der Abgastemperatur nicht hoch. Beispielsweise tritt in einem Fall eines Durchführens einer Ventilüberlappung, in welcher Öffnungszeitpunkte eines Einlass- und Auslassventils überlappt sind bzw. werden, ein Durchblasen von Frischluft auf, in welchem Frischluft durch einen Zylinder zu einem Auslass- bzw. Abgassystem fließt bzw. strömt. Das Durchblasen von Frischluft ist einer der Faktoren, welcher stark die Abgastemperatur beeinflusst. Mit dem Verfahren der JP2007-533885A ist die Abschätzgenauigkeit der Abgastemperatur, wenn das Durchblasen von Frischluft auftritt, nicht hoch.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der obigen Gegenstände gemacht und zielt darauf ab, eine Abschätzgenauigkeit einer Abgastemperatur zu verbessern.
Dieser Gegenstand wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche erzielt. Weitere Entwicklungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Regel- bzw. Steuergerät bzw. -apparat für einen Motor zur Verfügung gestellt. Der Motor beinhaltet wenigstens ein Einlassventil, wenigstens ein Auslassventil und einen variablen Ventilsteuermechanismus für ein Variieren von Öffnungs- und Schließzeitpunkten wenigstens eines des Einlass- und Auslassventils. Das Gerät bzw. der Apparat beinhaltet ein Ventil-Regel- bzw. -Steuermodul für ein Durchführen über den variablen Ventilsteuermechanismus einer Ventilüberlappung, in welcher das Einlass- und Auslassventil beide an dem Einlasshub des Motors geöffnet sind, und ein Temperatur-Abschätzmodul für ein Abschätzen bzw. Beurteilen einer Temperatur eines Abgases an einer gegebenen Stelle in dem Auslass- bzw. Abgassystem durch ein Abschätzen eines Temperaturanstiegs des Abgases, welcher durch eine Nachverbrennung bewirkt wird, und ein Berücksichtigen des Temperaturanstiegs, wobei die Nachverbrennung aufgrund von Frischluft auftritt, welche durch einen Zylinder des Motors zu einem Auslasssystem während der Ventilüberlappung bläst.
Mit bzw. bei der obigen Konfiugration wird die Ventilüberlappung an dem Einlasshub durchgeführt, und die Frischluft bläst von einem Einlasssystem zu dem Auslasssystem. Wenn nicht verbrannter Kraftstoff in dem Auslasssystem existiert bzw. vorliegt, reagiert die Frischluft mit dem nicht verbrannten Kraftstoff und eine sogenannte Nachverbrennung tritt auf. Somit schätzt das die Temperatur abschätzende Modul bzw. Temperatur-Abschätzmodul den Temperaturanstieg ab, welcher durch die Nachverbrennung bewirkt wird, und schätzt die Abgastemperatur an der gegebenen Stelle in dem Auslass- bzw. Abgassystem ab, indem die Temperaturanstiegsgröße bzw. das Temperaturanstiegsausmaß des Abgases berücksichtigt wird, welche(s) durch die Nachverbrennung bewirkt wird. Als ein Resultat kann das Temperatur-Abschätzmodul genau die Abgastemperatur abschätzen bzw. beurteilen.
Darüber hinaus kann das Temperatur-Abschätzmodul eine Ausbring- bzw. Austragstemperatur basierend auf einem Betriebszustand des Motors abschätzen und die Abgastemperatur an der gegebenen Stelle in dem Auslasssystem basierend auf der Austragstemperatur abschätzen, wobei die Austragstemperatur eine Temperatur des Abgases ist, wenn es aus dem Zylinder zu dem Auslasssystem ausgebracht wird.
Mit bzw. bei der obigen Konfiguration schätzt das Temperatur-Abschätzmodul die Abgastemperatur an der gegebenen Stelle in dem Auslasssystem durch ein Berücksichtigen des Temperaturanstiegs bzw. der Temperaturerhöhung des Abgases, welche(r) durch die Nachverbrennung bewirkt wird, auf der Basis der Ausbring- bzw. Austragstemperatur ab, welche basierend auf dem Betriebszustand des Motors abgeschätzt wird. In Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Motors kann ein Fall vorliegen, wo eine Kraftstoffmenge erhöht wird, um die Abgastemperatur mit einer latenten Wärme einer Verdampfung des Kraftstoffs zu erhöhen. Da das Temperatur-Abschätzmodul die Austragstemperatur basierend auf dem Betriebs- bzw. Betätigungszustand des Motors abschätzt, kann in einem derartigen Fall eines Erhöhens der Kraftstoffmenge die Austragstemperatur unter Berücksichtigung der erhöhten Kraftstoffmenge abgeschätzt werden. Somit kann das Temperatur-Abschätzmodul genau die Abgastemperatur durch ein Berücksichtigen der Temperatur-Absenkgröße, welche durch den Anstieg der Kraftstoffmenge bewirkt wird, und der Temperatur-Anstiegsgröße des Abgases abschätzen, welche durch die Nachverbrennung bewirkt wird.
Darüber hinaus kann das Temperatur-Abschätzmodul eine Temperaturabsenkung bzw. -abnahme des Abgases abschätzen, welche dadurch bewirkt wird, dass eine Auslassöffnung aufgrund der Frischluft gekühlt wird, welche durch das Auslasssystem während der Ventilüberlappung hindurchbläst, und die Abgastemperatur an der gegebenen Stelle in dem Auslasssystem durch ein weiteres Berücksichtigen der Temperaturabsenkung abschätzen, welche durch das Kühlen der Auslassöffnung bzw. des Auslassports bewirkt wird.
Mit bzw. bei der obigen Konfiguration wird die Temperaturabsenkung des Abgases, welche durch das Durchblasen der Frischluft bewirkt wird, auch berücksichtigt. Mit anderen Worten erhöht das Durchblasen der Frischluft nicht nur die Abgastemperatur durch die Nachverbrennung, sondern verringert auch die Abgastemperatur durch das Kühlen der Auslassöffnung. Daher schätzt das Temperatur-Abschätzmodul die Temperaturabsenkung des Abgases ab, welche dadurch bewirkt wird, dass die Auslassöffnung aufgrund des Durchblasens von Frischluft gekühlt wird, und schätzt die Abgastemperatur an der gegebenen Stelle in dem Auslasssystem dadurch ab, dass darüber hinaus die Temperatur-Absenkgröße berücksichtigt wird. Derart kann das Temperatur-Abschätzmodul weiter genau die Abgastemperatur abschätzen bzw. beurteilen.
Darüber hinaus kann das Auslasssystem einen Katalysator für ein Reinigen des Abgases beinhalten. Das Temperatur-Abschätzmodul kann als den Temperanstieg des Abgases, welcher durch die Nachverbrennung bewirkt wird, einen Temperaturanstieg, welcher durch eine Nachverbrennung bewirkt wird, welche in dem Auslasssystem stromaufwärts von dem Katalysator auftritt, und einen Temperaturanstieg abschätzen, welcher durch eine Nachverbrennung bewirkt wird, welche an dem Katalysator auftritt.
Mit der obigen Konfiguration werden bei einem Abschätzen der Abgastemperatur sowohl die Nachverbrennung, welche in dem Auslasssystem stromaufwärts von dem Katalysator auftritt, als auch die Nachverbrennung, welche an dem Katalysator auftritt, berücksichtigt. Hier wird der Katalysator leicht hoch in einer Temperatur aufgrund der Reaktion darin, und dementsprechend reagiert die Frischluft leicht mit dem nicht verbrannten Kraftstoff an dem Katalysator. Die Frischluft kann mit dem nicht verbrannten Kraftstoff auch in einem Teil des Auslasssystems reagieren, welches höher in der Temperatur wird (dieses andere Teil unterscheidet sich in Abhängigkeit von der Konfiguration des Auslass- bzw. Abgassystems). Das Temperatur-Abschätzmodul berücksichtigt den Temperaturanstieg, welcher durch die Nachverbrennung bewirkt wird, welche in dem Auslasssystem stromaufwärts von dem Katalysator auftritt, als auch den Temperaturanstieg, welcher durch die Nachverbrennung bewirkt wird, welche an dem Katalysator auftritt. Somit kann die Abgastemperatur weiter genau abgeschätzt werden.
Darüber hinaus kann ein stromaufwärtiges Teil des Auslasssystems durch verzweigte Rohre strukturiert bzw. aufgebaut sein, welche mit einer Mehrzahl von Zylindern des Motors kommunizieren bzw. in Verbindung stehen, und es können die verzweigten Rohre gemeinsam in einem Verteiler- bzw. Krümmerquerschnitt gesammelt werden. Das Temperatur-Abschätzmodul kann als den Temperaturanstieg, welcher durch die Nachverbrennung bewirkt wird, welche in dem Auslasssystem stromaufwärts von dem Katalysator auftritt, einen Temperaturanstieg abschätzen bzw. beurteilen, welcher durch eine Nachverbrennung bewirkt wird, welche an dem Verteilerquerschnitt auftritt.
Mit der obigen Konfiguration vereinigt sich, da die verzweigten Rohre, welche mit der Mehrzahl von Zylindern in Verbindung stehen, gemeinsam in dem Verteilerquerschnitt gesammelt werden, das Abgas, welches von den Zylindern ausgetragen bzw. ausgebracht wird, in dem Verteilerquerschnitt und die Temperatur davon wird leicht hoch. Mit anderen Worten tritt die Nachverbrennung leicht an dem Verteilerquerschnitt auf. Aus diesem Grund schätzt das Temperatur-Abschätzmodul den Temperaturanstieg ab, welcher durch die Nachverbrennung bewirkt wird, welche an dem Verteilerquerschnitt auftritt, und schätzt die Abgastemperatur an der gegebenen Stelle in dem Auslasssystem ab, indem die Temperatur-Anstiegsgröße berücksichtigt wird. Auf diese Weise kann das Temperatur-Abschätzmodul weiters genau die Abgastemperatur abschätzen bzw. beurteilen, indem die Mehrzahl von Nachverbrennungen berücksichtigt wird, welche sehr wahrscheinlich in dem Auslasssystem auftreten.
Darüber hinaus kann das Temperatur-Abschätzmodul einen Temperaturanstieg des Abgases abschätzen, welcher durch das sich in dem Verteilerquerschnitt vereinigende Abgas bewirkt wird, nachdem es aus der Mehrzahl von Zylindern ausgebracht wird, und die Abgastemperatur an der gegebenen Stelle in dem Auslasssystem abschätzen, indem darüber hinaus der Temperaturanstieg berücksichtigt wird, welcher durch ein Vereinigen des Abgases in dem Verteilerquerschnitt bewirkt wird.
Wie dies oben beschrieben ist, ist es nicht nur der Verteilerquerschnitt, wo die Nachverbrennung leicht auftritt, sondern kann es auch sein, wo die Temperatur des Abgases aufgrund des Vereinigens des Abgases ansteigt, welches aus der Mehrzahl von Zylindern ausgebracht wird. Aus diesem Grund schätzt das Temperatur-Abschätzmodul den Temperaturanstieg des Abgases ab, welcher dadurch bewirkt wird, dass sich das Abgas in dem Verteilerquerschnitt vereinigt, und schätzt die Abgastemperatur an der gegebenen Stelle in dem Auslasssystem ab, indem die Temperatur-Anstiegsgröße berücksichtigt wird. Somit kann die Abgastemperatur genauer abgeschätzt werden.
Das Temperatur-Abschätzmodul kann einen Temperaturanstieg des Abgases abschätzen, welcher durch eine Reaktionswärme an dem Katalysator bewirkt wird, und die Abgastemperatur an der gegebenen Stelle in dem Auslasssystem abschätzen, indem darüber hinaus der Temperaturanstieg berücksichtigt wird, welcher durch die Reaktionswärme des Katalysators bewirkt wird.
Wie dies oben beschrieben ist, ist es nicht nur der Katalysator, wo die Nachverbrennung auftritt, sondern er kann auch in der Temperatur durch die Reaktionswärme darin erhöht bzw. angehoben werden. Aus diesem Grund schätzt das Temperatur-Abschätzmodul den Temperaturanstieg des Abgases ab, welcher durch die Reaktionswärme an oder in dem Katalysator bewirkt wird, und schätzt die Abgastemperatur an der gegebenen Stelle in dem Auslasssystem ab, indem die Temperatur-Anstiegsgröße berücksichtigt wird. Somit kann die Abgastemperatur genauer abgeschätzt bzw. beurteilt werden.
Das Temperatur-Abschätzmodul kann eine Temperaturabsenkung des Abgases abschätzen, welche dadurch bewirkt wird, dass das Auslasssystem mit einem Fahrtwind gekühlt wird, und die Abgastemperatur an der gegebenen Stelle in dem Auslasssystem abschätzen, indem darüber hinaus die Temperaturabsenkung bzw. -abnahme berücksichtigt wird, welche durch das Kühlen mit dem Fahrtwind bewirkt wird.
Mit bzw. bei der obigen Konfiguration schätzt das Temperatur-Abschätzmodul die Abgastemperatur an der gegebenen Stelle in dem Auslasssystem ab, indem die Temperaturabsenkung des Abgases berücksichtigt wird, welche durch das Kühlen mit dem Fahrtwind bewirkt wird. Hier wird das Auslass- bzw. Abgassystem mit dem Fahrtwind gekühlt. Auf diese Weise kann das Kühlen des Auslasssystems mit dem Fahrtwind auch die Abgastemperatur beeinflussen. Aus diesem Grund schätzt das Temperatur-Abschätzmodul die Abgastemperatur an der gegebenen Stelle in dem Auslasssystem ab, indem die Temperaturabsenkung des Abgases berücksichtigt wird, welche durch das Kühlen mit dem Fahrtwind bewirkt wird. Somit kann die Abgastemperatur genauer abgeschätzt werden.
Das Auslasssystem kann eine Turbine eines Turboladers beinhalten. Das Temperatur-Abschätzmodul kann eine Temperaturabsenkung des Abgases abschätzen, welche durch eine Arbeit der Turbine bewirkt wird, und die Abgastemperatur an der gegebenen Stelle in dem Auslasssystem abschätzen, indem darüber hinaus die Temperaturabsenkung berücksichtigt wird, welche durch die Arbeit der Turbine bewirkt wird.
Mit der obigen Konfiguration schätzt das Temperatur-Abschätzmodul die Abgastemperatur an der gegebenen Stelle in dem Auslasssystem ab, indem die Temperaturabsenkung des Abgases berücksichtigt wird, welche durch die Arbeit der Turbine bewirkt wird. Hier wird, wenn die Turbine des Turboladers an dem Auslass- bzw. Abgassystem vorgesehen ist, Wärme des Abgases verloren, indem sie in die Arbeit der Turbine umgewandelt wird. Auf diese Weise kann die Arbeit der Turbine auch die Abgastemperatur beeinflussen. Aus diesem Grund schätzt das Temperatur-Abschätzmodul die Abgastemperatur an der gegebenen Stelle in dem Auslasssystem ab, indem die Temperaturabsenkung des Abgases berücksichtigt wird, welche durch die Arbeit der Turbine bewirkt wird. Somit kann die Abgastemperatur genauer abgeschätzt werden.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Regel- bzw. Steuergerät bzw. -apparat für einen Motor zur Verfügung gestellt. Der Motor beinhaltet wenigstens ein Einlassventil, wenigstens ein Auslassventil und einen variablen Ventilsteuermechanismus für ein Variieren von Öffnungs- und Schließzeitpunkten wenigstens eines des Einlass- und Auslassventils. Das Gerät beinhaltet ein Ventil-Regel- bzw. -Steuermodul für ein Durchführen über den variablen Ventilsteuermechanismus einer Ventilüberlappung, in welcher das Einlass- und Auslassventil beide an dem Einlasshub des Motors geöffnet sind, und ein Temperatur-Abschätzmodul für ein Abschätzen bzw. Beurteilen einer Temperatur eines Abgases an einer gegebenen Stelle in dem Auslass- bzw. Abgassystem durch ein Berücksichtigen eines Temperaturanstiegs des Abgases, welcher durch eine Nachverbrennung bewirkt wird, und Regeln bzw. Steuern des Motors basierend auf der abgeschätzten Abgastemperatur, wobei das Temperatur-Abschätzmodul den Temperaturanstieg abschätzt, welcher durch die Nachverbrennung bewirkt wird, wobei die Nachverbrennung aufgrund von Frischluft auftritt, welche durch einen Zylinder des Motors zu dem Auslasssystem während der Ventilüberlappung hindurchbläst.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Regeln bzw. Steuern einer Temperatur eines Auslass- bzw. Abgassystems einer Verbrennungskraftmaschine zur Verfügung gestellt, wobei der Motor wenigstens ein Einlassventil, wenigstens ein Auslassventil und einen variablen Ventilsteuermechanismus für ein Variieren von Öffnungs- und Schließzeitpunkten wenigstens eines des Einlass- und Auslassventils beinhaltet, wobei das Verfahren die Schritte umfasst eines:
Durchführens über den variablen Ventilsteuermechanismus einer Ventilüberlappung, in welcher das Einlass- und Auslassventil beide an dem Einlasshub des Motors geöffnet werden;
Abschätzens bzw. Beurteilens einer Temperatur eines Abgases an einer gegebenen Stelle in dem Auslass- bzw. Abgassystem durch ein Abschätzen eines Temperaturanstiegs des Abgases, welcher durch eine Nachverbrennung bewirkt wird; und
Berücksichtigens des Temperaturanstiegs.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren darüber hinaus den Schritt eines Regelns bzw. Steuerns des Motors basierend auf der abgeschätzten Abgastemperatur.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt wird ein Computerprogrammprodukt zur Verfügung gestellt, welches computerlesbare Instruktionen umfasst, welche, wenn auf ein geeignetes System geladen und auf diesem ausgeführt, die Schritte von einem der oben erwähnten Verfahren durchführen können.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Ansicht einer schematischen Konfiguration eines Motors.
2 ist ein Funktionsblockdiagramm einer elektronischen Regel- bzw. Steuereinheit (ECU).
3 ist ein Flussdiagramm einer Basiseinstellung.
4 ist eine Ansicht, welche ein Betriebsmodell illustriert, welches für ein Abschätzen bzw. Beurteilen einer Abgastemperatur verwendet wird.
5 ist Bilddiagramm einer Abgastemperaturkarte.
6 ist ein Bilddiagramm einer Durchblas-Kühlungskarte.
7 ist ein Bilddiagramm einer Verteilerquerschnitts-Temperaturanstiegs-Karte.
8 ist ein Bilddiagramm einer Karte einer ersten Nachverbrennung.
9 ist ein Bilddiagramm einer Karte eines ersten Koeffizienten.
10 ist ein Bilddiagramm einer stromaufwärtsseitigen Fahrzeuggeschwindigkeits-Wärmefreisetzungs-Karte.
11 ist ein Bilddiagramm einer stromabwärtsseitigen Fahrzeuggeschwindigkeits-Wärmefreisetzungs-Karte.
12 ist ein Bilddiagramm einer Karte eines zweiten Koeffizienten.
13 ist ein Bilddiagramm einer Karte eines dritten Koeffizienten.
14 ist ein Bilddiagramm einer Arbeitsverlust-Karte.
15 ist ein Bilddiagramm einer Karte eines vierten Koeffizienten.
16 ist ein Bilddiagramm einer Reaktionswärme-Karte.
17 ist ein Bilddiagramm einer Karte eines fünften Koeffizienten.
18 ist ein Bilddiagramm einer Karte einer zweiten Nachverbrennung.
19 ist ein Flussdiagramm, welches ein Be- bzw. Verarbeiten einer Regelung bzw. Steuerung eines Anstiegs einer Kraftstoffmenge illustriert.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Nachfolgend werden illustrative Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen beschrieben.
<Motorkonfiguration>
1 ist eine Ansicht einer schematischen Konfiguration eines Motors, an welchem ein Regel- bzw. Steuergerät bzw. -apparat gemäß dieser Ausführungsform angewandt wird.
Wie dies in 1 illustriert ist, ist bzw. wird der Motor 100 (z. B. Benzinmotor) in einem Fahrzeug montiert und weist hauptsächlich einen Einlassdurchtritt (Einlasssystem) 10, durch welchen Einlassluft (Luft), welche extern bzw. von außen eingebracht wird, hindurchtritt, einen Motorkörper 20, an welchen der Einlassdurchtritt 10 gekoppelt ist, einen Auslass- bzw. Abgasdurchtritt (Auslass- bzw. Abgassystem) 30, welcher mit dem Motorkörper 20 gekoppelt ist, und eine elektronische Regel- bzw. Steuereinheit (ECU) 50 für ein Regeln bzw. Steuern des gesamten Motors 100 auf.
In dem Einlassdurchtritt 10 sind eine Luftreinigungseinrichtung 2 für ein Reinigen der von außen eingebrachten Einlassluft, ein Kompressor bzw. Verdichter 4a, welcher mit einem Turbolader 4 versehen ist und für ein unter Druck Setzen der dadurch hindurchtretenden Einlassluft dient, ein Zwischenkühler 9 für ein Kühlen der dadurch hindurchtretenden Einlassluft, ein Drosselventil 11 für ein Einstellen einer Fluss- bzw. Strömungsrate der dadurch hindurchtretenden Einlassluft und ein Einlassverteiler bzw. -krümmer 13, welcher einen Druckausgleichsbehälter 13a für ein vorübergehendes Speichern der Einlassluft, welche zu dem Motorkörper 20 zugeführt wird, in dieser Reihenfolge von einer stromaufwärtigen Seite anordnet. Der Einlassverteiler 13 ist mit Einlassöffnungen bzw. -ports 14 des Motorkörpers 20 verbunden.
Darüber hinaus ist in dem Einlassdurchtritt 10 ein Luft-Bypassdurchtritt 6 für ein Rezirkulieren bzw. Rückführen eines Teils der Einlassluft, welche durch den Verdichter 4a aufgeladen wurde, zurück zu einer stromaufwärtigen Seite des Verdichters 4a vorgesehen. Ein Ende des Luft-Bypassdurchtritts 6 ist mit dem Einlassdurchtritt 10 an einer Position stromabwärts von dem Verdichter 4a und stromaufwärts von dem Drosselventil 11 verbunden bzw. angeschlossen, und das andere Ende des Luft-Bypassdurchtritts 6 ist mit dem Einlassdurchtritt 10 an einer Position stromaufwärts von dem Verdichter 4a verbunden. Darüber hinaus ist ein Luft-Bypassventil 7 für ein Regeln bzw. Steuern einer Fluss- bzw. Strömungsrate der Einlassluft, welche durch den Luft-Bypassdurchtritt 6 hindurchtritt, an dem Luft-Bypassdurchtritt 6 vorgesehen.
Der Motorkörper 20 weist hauptsächlich Einlassventile 22 für ein jeweiliges Öffnen und Schließen der Einlassöffnungen 14, Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 23 für ein jeweiliges Einspritzen des Kraftstoffs in Zylinder 21, Zündkerzen 24 für ein jeweiliges Zünden von Mischgas, welches die Einlassluft und den Kraftstoff enthält, welche in die Zylinder 21 zugeführt bzw. geliefert wurden, Kolben 27, um durch eine Verbrennung des Mischgases jeweils im Inneren der Zylinder 21 hin- und herbewegt zu werden, eine Kurbelwelle 28 für ein Rotieren entsprechend den hin- und hergehenden Bewegungen der Kolben 27 und Auslassventile 29 für ein Öffnen und Schließen von Auslassöffnungen bzw. -ports 31 auf.
Eine Einlassnockenwelle und eine Auslassnockenwelle (nicht illustriert) sind mit der Kurbelwelle 28 gekoppelt, um dadurch angetrieben zu werden. Die Einlassnockenwelle rotiert gemeinsam mit der Kurbelwelle 28, um die Einlassventile 22 anzutreiben. Somit bewegt sich jedes Einlassventil 22 hin und her, um die Einlassöffnung 14 zu gegebenen Zeitpunkten zu öffnen und zu schließen. In ähnlicher Weise rotiert die Auslassnockenwelle gemeinsam bzw. in Übereinstimmung mit der Kurbelwelle 28, um die Auslassventile 29 anzutreiben. Somit bewegt sich jedes Auslassventil 29 hin und her, um die Auslassöffnung 31 zu gegebenen Zeitpunkten zu öffnen und zu schließen.
Der Motorkörper 20 beinhaltet einen variablen Ventilsteuermechanismus (Einlass VVT) 25 für ein Vorrücken bzw. Vorstellen oder Zurückstellen bzw. Verzögern einer Phase der Einlassnockenwelle, und einen variablen Ventilsteuermechanismus (Auslass VVT) 26 für ein Vorstellen oder Verzögern einer Phase der Auslassnockenwelle.
Der Einlass VVT 25 variiert jeden der Öffnungs- und Schließzeitpunkte des Einlassventils 22 zwischen einem am meisten bzw. weitesten vorgestellten Zeitpunkt und einem am meisten bzw. weitesten verzögerten Zeitpunkt durch ein Vorstellen oder Verzögern der Phase der Einlassnockenwelle. In dieser Ausführungsform beinhaltet der Einlass VVT 25 ein elektromagnetisches Ventil. In ähnlicher Weise variiert der Auslass VVT 26 jeden der Öffnungs- und Schließzeitpunkte des Auslassventils 29 durch ein Vorstellen oder Verzögern der Phase der Auslassnockenwelle. In dieser Ausführungsform beinhaltet der Auslass VVT 26 ein hydraulisches Solenoid- bzw. Magnetventil.
In dem Auslassdurchtritt 30 sind eine Turbine 4b, welche an dem Turbolader 4 vorgesehen ist und für ein Rotieren dient, indem das Abgas dadurch hindurchtreten gelassen wird, um den Verdichter 4a zu drehen bzw. anzutreiben, und Auslass- bzw. Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysatoren 37 und 38, welche eine das Abgas reinigende bzw. Abgas-Reinigungsfunktion aufweisen, in dieser Reihenfolge von einer stromaufwärtigen Seite angeordnet. Die Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysatoren 37 und 38 sind beispielsweise ein NO_x Katalysator, ein Dreiweg-Katalysator und/oder ein Oxidationskatalysator.
Ein stromaufwärtiges Endteil eines Auslass- bzw. Auspuffrohrs, welches den Auslass- bzw. Abgasdurchtritt 30 bildet, weist verzweigte Rohre 30a, welche an die jeweiligen Auslassöffnungen 31 gekoppelt sind, und einen Krümmer- bzw. Verteilerquerschnitt 30b auf, wo die verzweigten Rohre bzw. Leitungen 30a gemeinsam gesammelt werden. Eines oder einige der verzweigten Rohre 30a sind bzw. werden durch einen Auslassverteiler bzw. Abgaskrümmer gebildet.
Darüber hinaus ist der Auslassdurchtritt 30 mit einem Abgasrezirkulations-(EGR)Durchtritt 32 für ein Rezirkulieren bzw. Rückführen des Abgases zurück zu dem Einlassdurchtritt 10 verbunden. Ein Ende des EGR Durchtritts 32 ist mit dem Auslassdurchtritt 30 an einer Position stromaufwärts von der Turbine 4b verbunden, und das andere Ende des EGR Durchtritts 32 ist mit dem Einlassdurchtritt 10 an einer Position stromabwärts von dem Drosselventil 11 verbunden. Zusätzlich sind in dem EGR Durchtritt 32 eine EGR Kühleinrichtung 33 für ein Kühlen des Abgases, welches rückzuführen ist, und ein EGR Ventil 34 für ein Regeln bzw. Steuern einer Fluss- bzw. Strömungsrate des Abgases, welches durch den EGR Durchtritt 32 hindurchtritt, vorgesehen.
Darüber hinaus ist in dem Auslassdurchtritt 30 ein Turbinen-Bypassdurchtritt 35, um zu bewirken, dass das Abgas die Turbine 4b des Turboladers 4 umgeht, ausgebildet. Ein Ladedruckregelventil (nachfolgend hierin als das ”WG Ventil” bezeichnet) 36 für ein Regeln bzw. Steuern einer Fluss- bzw. Strömungsrate des Abgases, welches durch den Turbinen-Bypassdurchtritt 35 hindurchtritt, ist an dem Turbinen-Bypassdurchtritt 35 vorgesehen.
Darüber hinaus sind verschiedene Sensoren in dem Motor 100 vorgesehen, welcher in 1 illustriert ist. Spezifisch sind in dem Einlasssystem des Motors 100 ein Luftstromsensor 61 für ein Detektieren einer Einlassluft-Strömungsrate und ein erster Temperatursensor 62 für ein Detektieren einer Einlassluft-Temperatur in dem Einlassdurchtritt 10 an Positionen stromabwärts von der Luftreinigungseinrichtung 2 (spezifisch Positionen zwischen der Luftreinigungseinrichtung 2 und dem Verdichter 4a) vorgesehen, ist ein erster Drucksensor 63 für ein Detektieren eines Turboladedrucks in dem Einlassdurchtritt 10 an einer Position zwischen dem Verdichter 4a und dem Drosselventil 11 vorgesehen, und ist ein zweiter Drucksensor 64 für ein Detektieren eines Einlassverteiler-Drucks, welcher ein Druck im Inneren des Druckausgleichsbehälters 13a ist, in dem Einlassdurchtritt 10 an einer Position stromabwärts von dem Drosselventil 11 (spezifisch im Inneren des Druckausgleichsbehälters 13a) vorgesehen. Ein Temperatursensor für ein Detektieren einer Einlassverteiler-Temperatur, welche eine Temperatur im Inneren des Druckausgleichsbehälters 13a ist, ist in den zweiten Drucksensor 64 eingebaut.
Darüber hinaus sind in dem Motorkörper 20 ein Kurbelwellenwinkelsensor 69 für ein Detektieren eines Kurbelwinkels der Kurbelwelle 28, ein Einlass-Nockenwinkelsensor 70 für ein Detektieren eines Nockenwinkels der Einlassnockenwelle und ein Auslass-Nockenwinkelsensor 71 für ein Detektieren eines Nockenwinkels der Auslassnockenwelle vorgesehen.
Darüber hinaus sind in dem Auslasssystem des Motors 100 ein EGR Öffnungssensor 65 für ein Detektieren einer EGR Öffnung, welche eine Öffnung des EGR Ventils 34 ist, und ein WG Öffnungssensor 66 für ein Detektieren einer WG Öffnung, welche eine Öffnung des WG Ventils 36 ist, vorgesehen. Ein O₂ Sensor 67 für ein Detektieren einer Sauerstoffkonzentration innerhalb des Abgases, und ein Abgastemperatursensor 68 für ein Detektieren einer Abgastemperatur sind in dem Auslass- bzw. Abgasdurchtritt 30 an Positionen stromabwärts von der Turbine 4b (spezifisch Positionen zwischen der Turbine 4b und dem Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysator 37) vorgesehen.
Der Luftstromsensor 61 führt zu der ECU 50 ein Detektionssignal S61 entsprechend der detektierten Einlassluft-Strömungsrate zu. Der erste Temperatursensor 62 führt zu der ECU 50 ein Detektionssignal S62 entsprechend der detektierten Einlass-Lufttemperatur zu, und der erste Drucksensor 63 führt zu der ECU 50 ein Detektionssignal S63 entsprechend dem detektierten Turboladedruck zu. Der zweite Drucksensor 64 führt zu der ECU 50 ein Detektionssignal S64 entsprechend dem detektierten Einlassverteilerdruck und der Temperatur zu. Der EGR Öffnungssensor 65 führt zu der ECU 50 ein Detektionssignal S65 entsprechend der detektierten EGR Öffnung zu. Der WG Öffnungssensor 66 führt zu der ECU 50 ein Detektionssignal S66 entsprechend der detektierten WG Öffnung zu. Der O₂ Sensor 67 führt zu der ECU 50 ein Detektionssignal S67 entsprechend der detektierten Sauerstoffkonzentration zu. Der Abgastemperatursensor 68 führt zu der ECU 50 ein Detektionssignal S68 entsprechend der detektierten Abgastemperatur zu. Der Kurbelwinkelsensor 69 führt zu der ECU 50 ein Detektionssignal S69 entsprechend dem detektierten bzw. festgestellten Kurbelwinkel zu. Der Einlass- und Auslass-Nockenwinkelsensor 70 und 71 führen zu der ECU 50 jeweils Detektionssignale S70 und S71 entsprechend den detektierten Nockenwinkeln zu. Weiters ist der Motor 100 mit einem Atmosphärendrucksensor 60 für ein Detektieren eines Atmosphärendrucks versehen und der Atmosphärendrucksensor 60 führt zu der ECU 50 ein Detektionssignal S60 entsprechend dem detektierten Atmosphärendruck zu.
Die ECU 50 beinhaltet einen Computer, bestehend aus einem Prozessor 55 (siehe 2) und internen Speichern, wie beispielsweise ROMs und RAMs für ein Speichern von verschiedenen Programmen, welche durch den Prozessor 55 ausgeführt werden, und von verschiedenen Daten. Die verschiedenen Programme beinhalten ein Basis-Regel- bzw. -Steuerprogramm (z. B. Betriebssystem (OS)) und ein Anwendungsprogramm, welches durch das OS aktiviert wird und eine besondere Funktion realisiert bzw. ausführt. Die ECU 50 führt verschiedene Regelungen bzw. Steuerungen und Vorgänge basierend auf den Detektionssignalen durch, welche von den verschiedenen, oben beschriebenen Sensoren übertragen werden.
Beispielsweise legt in Antwort auf eine Anforderung von einem Fahrer des Fahrzeugs die ECU 50 eine Öffnung des Drosselventils 11, eine Kraftstoffeinspritzmenge von jeder Kraftstoffeinspritzeinrichtung 23, etc. fest, schätzt eine Abgastemperatur ab und stellt die Kraftstoffeinspritzmenge und die Öffnungs- und Schließzeitpunkte des Einlass- und Auslassventils 22 und 29 gemäß der Abgastemperatur ein.
2 ist ein Funktionsblockdiagramm der ECU 50, welche verschiedene Programmmodule beinhaltet, welche in einem nicht-flüchtigen Speicher gespeicherte Software oder Firmware sind, und welche durch den Prozessor 55 der ECU 50 ausgeführt werden. Spezifisch beinhaltet die ECU 50 ein Basis-Festlegungsmodul 51 für ein Durchführen einer Drehmoment-Basisregelung bzw. -steuerung, in welcher Basiswerte in Regelungen bzw. Steuerungen des Drosselventils 11 etc. festgelegt bzw. eingestellt werden, ein Temperatur-Abschätzmodul 52 für ein Abschätzen bzw. Beurteilen der Abgastemperatur, ein Anstiegsmengen-Regel- bzw. -Steuermodul 53 für ein Durchführen einer Regelung bzw. Steuerung eines Anstiegs der Kraftstoffmenge bzw. einer Kraftstoffmengen-Anstiegsregelung bzw. -steuerung, in welcher die Einspritzmenge erhöht wird, um die Abgastemperatur abzusenken bzw. zu verringern, ein Ventil-Regel- bzw. -Steuermodul 54 für ein Regeln bzw. Steuern einer überlappenden bzw. Überlappungsperiode des Einlass- und Auslassventils 22 und 29, und den Prozessor 55 für ein Ausführen der verschiedenen Module der ECU 50.
Das Basis-Festlegungsmodul 51 erhält ein erforderliches Drehmoment (nachfolgend hierin als das ”Zieldrehmoment” bezeichnet) basierend auf einem Betriebszustand des Motors 100, und legt Basiswerte der Öffnung des Drosselventils 11, der Öffnung des WG Ventils 36, eines Zündzeitpunkts jeder Zündkerze 24, des Öffnungs- und Schließzeitpunkts jedes Einlassventils 22, des Öffnungs- und Schließzeitpunkts jedes Auslassventils 29 und der Einspritzmenge der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 23 gemäß bzw. entsprechend dem Zieldrehmoment, etc. fest. Jeder der Basiswerte wird verschieden gemäß dem Zieldrehmoment geändert.
Das Temperatur-Abschätzmodul 52 schätzt die Abgastemperatur durch ein Berechnen eines Gewinns und eines Verlusts an Wärme des Abgases von dem Zylinder 21 zu dem Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysator 37 ab. Das Temperatur-Abschätzmodul 52 schätzt die Abgastemperatur in verschiedenen Teilen des Auslassdurchtritts 30 (z. B. stromaufwärts von der Turbine 4b, dem O₂ Sensor 67 und dem Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysator 37) ab bzw. beurteilt diese.
Das Anstiegsmengen-Regel- bzw. -Steuermodul 53 erhöht die Einspritzmenge, welche durch das Basis-Festlegungsmodul 51 festgelegt wird, gemäß bzw. entsprechend den Abgastemperaturen, welche durch das Temperatur-Abschätzmodul 52 abgeschätzt bzw. beurteilt werden. Mit anderen Worten regelt bzw. steuert das die ansteigende Menge regelnde bzw. steuernde Modul bzw. Anstiegsmengen-Regel- bzw. -Steuermodul 53 die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 23, um eine ausreichende Menge an Kraftstoff für ein Erzielen des Zieldrehmoments einzuspritzen. Durch ein Erhöhen der Kraftstoffmenge wie oben wird eine Temperatur im Inneren des Zylinders 21 durch eine latente Wärme einer Verdampfung des Kraftstoffs abgesenkt und als ein Resultat werden die Abgastemperaturen abgesenkt.
Das das Ventil regelnde bzw. steuernde Modul bzw. Ventil-Regel- bzw. -Steuermodul 54 regelt bzw. steuert grundlegend den Einlass und Auslass VVT 25 und 26, um die Öffnungs- und Schließzeitpunkte des Einlass- und Auslassventils 22 und 29 zu realisieren, welche durch das Basis-Festlegungsmodul 51 eingestellt bzw. festgelegt werden. In Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Motors 100 können die Öffnungs- und Schließzeitpunkte des Einlass- und Auslassventils 22 und 29 derart eingestellt werden, dass der Öffnungszeitpunkt bzw. offene Zeitpunkt des Einlassventils 22 mit dem offenen bzw. Öffnungszeitpunkt des Auslassventils 29 an dem Einlasshub überlappt. In einem derartigen Fall führt das Ventil-Regel- bzw. -Steuermodul 54 eine Ventil-Überlappungsregelung bzw. -steuerung durch, in welcher das Einlass- und Auslassventil 22 und 29 beide an dem Einlasshub geöffnet sind. Durch ein Durchführen der Ventil-Überlappungsregelung bzw. -steuerung wird Frischluft, welche in den Zylinder 21 über die Einlassöffnung 14 angesaugt bzw. eingesaugt wird, aus der Auslassöffnung 31 unmittelbar ausgebracht bzw. ausgetragen. Die Ventil-Überlappungsregelung bzw. -steuerung wird durchgeführt, um beispielsweise ein Spülen des Zylinders 21 zu stimulieren, die Temperatur des Zylinders 21 abzusenken oder eine Turbinen-Strömungsrate zu erhöhen.
Zusätzlich stellt das Ventil-Regel- bzw. -Steuermodul 54 die überlappende Periode ein, welche eine Periode ist, in welcher das Einlass- und Auslassventil 22 und 29 beide geöffnet sind. Spezifisch stellt, wenn die Abgastemperaturen, welche durch das Temperatur-Abschätzmodul 52 abgeschätzt werden, hoch sind, das Ventil-Regel- bzw. -Steuermodul 54 die überlappende Periode ein, um ein überlappendes Ausmaß zwischen den Öffnungszeitpunkten des Einlass- und Auslassventils 22 und 29 zu reduzieren.
<Drehmoment-Basisregelung bzw. -steuerung>
Zuerst wird eine Drehmoment-Basisregelung bzw. -steuerung im Detail unter Bezugnahme auf ein Flussdiagramm von 3 beschrieben. 3 ist ein Flussdiagramm einer Basiseinstellung bzw. -festlegung.
Zuerst erhält bei S101 das Basis-Festlegungsmodul 51 den Betriebszustand des Motors 100. Spezifisch werden eine Geschwindigkeit bzw. Drehzahl des Motorkörpers 20 (nachfolgend als die ”Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl” bezeichnet), eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Beschleunigungseinrichtungs- bzw. Gaspedalöffnung, ein Übertragungs- bzw. Getriebeverhältnis, etc. basierend auf Detektionsresultaten der verschiedenen Sensoren gelesen. Beispielsweise wird die Motordrehzahl basierend auf dem Detektionsresultat des Kurbelwinkelsensors 69 erhalten bzw. gewonnen.
Als nächstes erhält das Basis-Festlegungsmodul 51 eine Zielbeschleunigung gemäß dem erhaltenen bzw. erlangten Betriebszustand (S102). Darüber hinaus erhält das Basis-Festlegungsmodul 51 das Zieldrehmoment, welches erforderlich ist, um die Zielbeschleunigung zu erzielen (S103).
Darüber hinaus erhält bei S104 das Basis-Festlegungsmodul 51 einen Zielwert einer Beladeeffizienz der Frischluft, welche erforderlich ist, um das Zieldrehmoment zu erzielen (nachfolgend als die ”Ziel-Beladeeffizienz” bezeichnet). Spezifisch wird die Ziel-Beladeeffizienz erhalten basierend auf dem Zieldrehmoment, der Motordrehzahl und einem Zielwert eines angezeigten mittleren effektiven Drucks (nachfolgend als der ”durch das Ziel angezeigte mittlere effektive Druck” bezeichnet). Der als Ziel angezeigte mittlere effektive Druck wird basierend auf dem Zieldrehmoment und auch einem mechanischen Widerstand und einem Pumpenverlust erhalten, welche einem Drehmomentverlust entsprechen.
Das Basis-Festlegungsmodul 51 legt die Basiswerte der Öffnungs- und Schließzeitpunkte des Einlass- und Auslassventils 22 und 29 basierend auf der Ziel-Beladeeffizienz fest, welche wie oben festgelegt bzw. eingestellt wurde. Die Basiswerte der Öffnungs- und Schließzeitpunkte des Einlassventils 22 werden basierend auf einer Einlass VVT Karte erhalten, welche vorab in dem internen Speicher der ECU 50 gespeichert wird und in welcher die Motordrehzahl und die Ziel-Beladeeffizienz und die Öffnungs- und Schließzeitpunkte des Einlassventils 22 in Abstimmung bzw. Zusammenhang miteinander definiert sind bzw. werden. In ähnlicher Weise werden die Basiswerte der Öffnungs- und Schließzeitpunkte des Auslassventils 29 basierend auf einer Auslass VVT Karte erhalten, welche vorab in dem internen Speicher der ECU 50 gespeichert ist bzw. wird, und in welcher die Motordrehzahl und die Ziel-Beladeeffizienz und die Öffnungs- und Schließzeitpunkte des Auslassventils 29 in Abstimmung miteinander definiert sind bzw. werden. Grundlegend werden die Basiswerte der Öffnungs- und Schließzeitpunkte des Einlassventils 22 derart festgelegt, dass das Einlassventil 22 an dem Einlasshub öffnet und an dem Kompressions- bzw. Verdichtungshub schließt, nachdem der Kolben 27 einen unteren Totpunkt passiert. Mit anderen Worten ist das Einlassventil 22 ausgebildet bzw. aufgebaut, um ein sogenanntes spätes Schließen durchzuführen. Darüber hinaus sind bzw. werden in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und der Ziel-Beladeeffizienz die Basiswerte der Öffnungs- und Schließzeitpunkte des Auslassventils 29 derart festgelegt, dass die überlappende Periode an dem Einlasshub vorgesehen bzw. zur Verfügung gestellt wird.
Nach S104 werden S105 bis S108 und S109 bis S112 parallel zueinander durchgeführt.
Bei S105 erhält das Basis-Festlegungsmodul 51 einen Zielwert der Einlassluftmenge im Inneren des Einlassverteilers bzw. -krümmers 13 (nachfolgend als die ”Ziel-Einlassverteiler-Luftmenge” bezeichnet), welche erforderlich ist, um die Ziel-Beladeeffizienz zu erzielen. Die Ziel-Einlassverteiler-Luftmenge wird basierend auf der Einlassverteiler-Temperatur, welche durch den zweiten Drucksensor 64 detektiert wird, einem Zielwert des Einlassverteilerdrucks (nachfolgend als der ”Ziel-Einlassverteilerdruck” bezeichnet) und den Öffnungs- und Schließzeitpunkten des Einlassventils 22 erhalten. Der Ziel-Einlassverteilerdruck wird basierend auf einer Einlasscharakteristika-Karte erhalten, welche vorab in dem internen Speicher der ECU 50 gespeichert wird und in welcher die Ziel-Einlassverteiler-Luftmenge und die Einlassverteiler-Temperatur und der Ziel-Einlassverteilerdruck in Abstimmung miteinander definiert sind bzw. werden.
Bei S106 erhält das Basis-Festlegungsmodul 51 einen Zielwert der Fluss- bzw. Strömungsrate der Einlassluft, welche durch das Drosselventil 11 hindurchtritt (nachfolgend als die ”Ziel-Drosselströmungsrate” bezeichnet), welcher erforderlich ist, um die Ziel-Einlassverteiler-Luftmenge zu erzielen bzw. zu erhalten. Die Ziel-Drosselströmungsrate wird basierend auf der Ziel-Beladeeffizienz, welche bei S104 erhalten wird, der Ziel-Einlassverteiler-Luftmenge, welche bei S105 erhalten wird, und einem abgeschätzten Wert einer gegenwärtigen Einlassverteiler-Luftmenge (nachfolgend als die ”gegenwärtige Einlassverteiler-Luftmenge” bezeichnet) erhalten. Die gegenwärtige bzw. aktuelle Einlassverteiler-Luftmenge wird basierend auf dem Einlassverteilerdruck und der Temperatur abgeschätzt bzw. beurteilt, welche durch den zweiten Drucksensor 64 detektiert werden. Es ist festzuhalten bzw. anzumerken, dass die gegenwärtige Einlassverteiler-Luftmenge durch ein Berechnen eines Gewinns und eines Verlusts zwischen einer Menge an Luft, welche in den Einlassverteiler 13 fließt bzw. strömt, und einer Menge an Luft berechnet werden kann, welche in den Zylinder 21 aus dem Einlassverteiler 13 fließt bzw. strömt.
Bei S107 erhält das Basis-Festlegungsmodul 51 einen Zielwert der Öffnung des Drosselventils 11 (nachfolgend als die ”Ziel-Drosselöffnung” bezeichnet), welcher erforderlich ist, um die Ziel-Drosselströmungsrate zu erzielen. Die Ziel-Drosselöffnung wird basierend auf der Ziel-Drosselströmungsrate, dem Einlassdruck stromaufwärts von dem Drosselventil 11 (Turboladedruck), welcher durch den ersten Drucksensor 63 detektiert wird, und dem Einlassdruck stromabwärts von dem Drosselventil 11 detektiert, welcher durch den zweiten Drucksensor 64 detektiert wird.
Bei S108 erhält das Basis-Festlegungsmodul 51 auch die Basiswerte für die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 23 und die Zündkerze 24 basierend auf geeigneten Karten, welche vorab in dem internen Speicher der ECU 50 gespeichert werden. Beispielsweise legt das Basis-Festlegungsmodul 51 die Einspritzmenge der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 23 basierend auf der Ziel-Beladeeffizienz fest und legt den Zündzeitpunkt der Zündkerze 24 fest, um das Zieldrehmoment zu erzielen bzw. zu erhalten. Dann gibt das Basis-Festlegungsmodul 51 Regel- bzw. Steuersignale entsprechend Regel- bzw. Steuerwerten (Basiswerten) an das Einlassventil 22, die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 23, die Zündkerze 24 und die Einlass und Auslass VVTs 25 und 26 aus.
Andererseits erhält bei S109 das Basis-Festlegungsmodul 51 einen Zielwert des Turboladedrucks (nachfolgend als der ”Ziel-Turboladedruck” bezeichnet), welcher erforderlich ist, um die Ziel-Beladeeffizienz zu erzielen. Der Ziel-Turboladedruck wird basierend auf einer Turboladedruck-Karte erhalten, welche vorab in dem internen Speicher der ECU 50 gespeichert wird, und in welcher die Motordrehzahl, die Ziel-Beladeeffizienz und die Öffnungs- und Schließzeitpunkte des Einlassventils 22 und der Ziel-Turboladedruck in Abstimmung miteinander definiert sind bzw. werden.
Bei S110 erhält das Basis-Festlegungsmodul 51 einen Zielwert der Strömungsrate durch die Turbine 4b (nachfolgend als die ”Ziel-Turbinenströmungsrate” bezeichnet) basierend auf dem Ziel-Turboladedruck. Spezifisch wird die Ziel-Turbinenströmungsrate basierend auf einem Zielwert einer Verdichterantriebskraft (Ziel-Verdichterantriebskraft), der Motordrehzahl, etc. erhalten. Die Ziel-Verdichterantriebskraft wird basierend auf dem Ziel-Turboladedruck erhalten.
Bei S111 legt das Basis-Festlegungsmodul 51 einen Zielwert der Öffnung des WG Ventils 36 (nachfolgend als die ”Ziel WG Öffnung” bezeichnet) fest, welcher erforderlich ist, um die Ziel-Turbinenströmungsrate zu erzielen. Die Ziel WG Öffnung wird basierend auf der Ziel-Turbinenströmungsrate und einer gesamten Fluss- bzw. Strömungsrate des Abgases erhalten.
Dann gibt bei S112 das Basis-Festlegungsmodul 51 ein Regel- bzw. Steuersignal an das WG Ventil 36 aus, um es zu veranlassen, bei der Ziel WG Öffnung zu öffnen.
Es ist festzuhalten, dass die Reihenfolge dieser Schritte ein Beispiel ist und geeignet geändert werden kann, oder dass einige dieser Schritte parallel durchgeführt werden können. Beispielsweise können S105 bis S108 und S109 bis S112 einzeln durchgeführt werden, anstelle sie parallel durchzuführen.
Wie oben legt das Basis-Festlegungsmodul 51 die jeweiligen Basiswerte der Öffnung des Drosselventils 11, der Einspritzmenge der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 23, des Zündzeitpunkts der Zündkerze 24, der Öffnungs- und Schließzeitpunkte des Einlass- und Auslassventils 22 und 29 und der Öffnung des WG Ventils 36 fest.
<Temperaturabschätzung>
Als nächstes wird eine Temperaturabschätzung bzw. -beurteilung des Temperatur-Abschätzmoduls 52 im Detail unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. 4 ist eine Ansicht, welche ein Betriebs- bzw. Betätigungsmodell illustriert, welches für ein Beurteilen bzw. Abschätzen der Abgastemperatur verwendet wird.
Das Temperatur-Abschätzmodul 52 schätzt den Gewinn und Verlust in einer Wärmefreisetzung bzw. -abgabe und -aufnahme in einer Periode ab, beginnend, wenn das Abgas aus dem Zylinder ausgebracht bzw. ausgetragen wird, bis es den Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysator 37 erreicht, und schätzt die Abgastemperaturen an der Mehrzahl von Stellen in dem Auslasssystem ab. Spezifisch schätzt das Temperatur-Abschätzmodul 52 (A) eine erste Abgastemperatur Ta an einem Austritt jeder Auslassöffnung 31, (B) eine zweite Abgastemperatur Tb an einer Position unmittelbar stromaufwärts von der Turbine 4b, (C) eine dritte Abgastemperatur Tc an dem O₂ Sensor 67 und (D) eine vierte Abgastemperatur Td an dem Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysator 37 ab. Für den Gewinn und Verlust der Wärme bzw. Hitze berücksichtigt das Temperatur-Abschätzmodul 52 (i) eine Wärmefreigabe bzw. -abgabe an die Auslassöffnung 31, welche durch die Frischluft gekühlt wird, welche dadurch hindurchbläst, (ii) eine Wärmeaufnahme bzw. einen Wärmeerhalt von dem Krümmer- bzw. Verteilerquerschnitt 30b des Auslass- bzw. Auspuffrohrs, (iii) einen Wärmeerhalt bzw. -empfang, welcher durch eine Nachverbrennung an einer Position des Auslassrohrs stromaufwärts von der Turbine 4b bewirkt wird, (iv) eine Wärmeabgabe zu einem Teil des Auslassrohrs stromaufwärts von der Turbine 4b (stromaufwärts von der Turbine 4b beinhaltet den Auslassverteiler bzw. -krümmer und ein Turbinengehäuse), (v) eine Wärmeabgabe an ein Teil des Auslassrohrs stromabwärts von der Turbine 4b und stromaufwärts von dem Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysator 37, (vi) einen Wärmeverlust, welcher durch die Arbeit der Turbine bewirkt wird, (vii) einen Wärmeerhalt von einer Reaktionshitze bzw. -wärme des Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysators 37 und (viii) einen Wärmeerhalt, welcher durch eine Nachverbrennung an dem Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysator 37 bewirkt wird.
Spezifisch schätzt das die Temperatur abschätzende bzw. beurteilende Modul bzw. Temperatur-Abschätzmodul 52 zuerst eine Temperatur des Abgases ab, welches in dem Zylinder 21 verbrannt und aus diesem ausgebracht bzw. ausgetragen wird (nachfolgend als die ”Austragstemperatur” bezeichnet) T0. Die Austragstemperatur T0 wird basierend auf der Motordrehzahl, der Beladeeffizienz, dem Zündzeitpunkt (verzögerte Menge) und einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis berechnet. Der interne Speicher der ECU 50 speichert vorab eine Abgastemperatur-Karte, in welcher die Ausbring- bzw. Austragstemperatur T0 basierend auf der Motordrehzahl, der Beladeeffizienz, dem Zündzeitpunkt und dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis definiert ist. 5 ist ein Bilddiagramm der Abgastemperatur-Karte, in welcher die Austragstemperatur T0 höher wird, wenn bzw. da die Motordrehzahl ansteigt, die Beladeeffizienz ansteigt, der Zündzeitpunkt verzögert ist bzw. wird und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis ansteigt. Das Temperatur-Abschätzmodul 52 erhält die Austragstemperatur T0 durch ein Vergleichen der Motordrehzahl, der Beladeeffizienz, des Zündzeitpunkts und des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit der Abgastemperatur-Karte. Es ist festzuhalten bzw. anzumerken, dass verschiedene Karten, welche für die Temperaturabschätzung durch das Temperatur-Abschätzmodul 52 verwendet werden, beinhaltend die Abgastemperatur-Karte, einzigartig für jeden Motor 100 sind und vorab durch tatsächliche Messungen, etc. erhalten werden. Daher sind die Abgastemperatur-Karte von 5 und verschiedene Karten, welche später beschrieben werden, lediglich Beispiele und sie können unterschiedliche Charakteristika bzw. Merkmale in Abhängigkeit von dem Motor anzeigen.
Das Temperatur-Abschätzmodul 52 erhält eine Größe bzw. ein Ausmaß einer Absenkung der Abgastemperatur aufgrund (i) der Wärmefreigabe an die Auslassöffnung 31, welche durch die Frischluft gekühlt wird, welche dadurch hindurchbläst (nachfolgend wird die Absenkgröße als die ”erste Temperatur-Absenkgröße ΔTe1” bezeichnet). Aufgrund der Frischluft, welche durch die Auslassöffnung 31 hindurchbläst, wird die Auslassöffnung 31, mit anderen Worten ein Zylinderkopf des Motors gekühlt. Somit wird das Abgas, welches durch die Auslassöffnung 31 hindurchtritt, auch gekühlt und die Abgastemperatur nimmt bzw. sinkt ab. Die erste Temperatur-Absenkgröße ΔTe1 des Abgases, welche aus dem Hindurchblasen der Frischluft resultiert, steigt an, wenn bzw. da eine Strömungsrate der Frischluft, welche hindurchbläst, ansteigt (d. h. das Abgas wird mehr gekühlt).
Zuerst berechnet das Temperatur-Abschätzmodul 52 die Durchblas-Strömungsrate. Spezifisch berechnet das Temperatur-Abschätzmodul 52 einen Basiswert einer Durchblasrate basierend auf dem Einlassdruck (dem Einlassverteilerdruck, welcher durch den zweiten Drucksensor 64 detektiert wird), und dem überlappenden Ausmaß des Einlass- und Auslassventils 22 und 29 (d. h. der überlappenden bzw. Überlappungsperiode). Das überlappende Ausmaß wird basierend auf den Öffnungs- und Schließzeitpunkten des Einlass- und Auslassventils 22 und 29 erhalten. Der interne Speicher der ECU 50 speichert vorab eine Durchblasraten-Karte, in welcher der Basiswert der Durchblasrate basierend auf dem Einlassdruck und dem überlappenden Ausmaß definiert ist bzw. wird. Das Temperatur-Abschätzmodul 52 erhält den Basiswert der Durchblasrate durch ein Vergleichen des Einlassdrucks und des überlappenden Ausmaßes mit der Durchblasraten-Karte. Darüber hinaus speichert der interne Speicher der ECU 50 vorab eine Korrekturkarte, in welcher ein Korrekturterm der Durchblasrate basierend auf der Motordrehzahl definiert ist bzw. wird. Das Temperatur-Abschätzmodul 52 erhält den Korrekturterm der Durchblasrate durch ein Vergleichen der Motordrehzahl mit der Korrekturkarte. Dann erhält das Temperatur-Abschätzmodul 52 einen angewandten Wert der Durchblasrate durch ein Multiplizieren des Basiswerts der Durchblasrate mit dem Korrekturterm davon. Zusätzlich berechnet das Temperatur-Abschätzmodul 52 die Durchblas-Strömungsrate durch ein Multiplizieren einer Einlassluft-Strömungsrate mit der Durchblasrate. Die Einlassluft-Strömungsrate kann die Einlassluft-Strömungsrate sein, welche durch den Luftstromsensor 61 detektiert wird. Der interne Speicher der ECU 50 speichert vorab eine Durchblas-Kühlkarte, in welcher die erste Temperatur-Absenkgröße ΔTe1 basierend auf der Durchblas-Strömungsrate definiert ist bzw. wird. 6 ist ein Bilddiagramm der Durchblas-Kühlkarte, in welcher die erste Temperatur-Absenkgröße ΔTe1 ansteigt, wenn bzw. da die Durchblas-Strömungsrate ansteigt. Das Temperatur-Abschätzmodul 52 erhält einen angewandten Wert der ersten Temperatur-Absenkgröße ΔTe1 durch ein Vergleichen der Durchblas-Strömungsrate mit der Durchblas-Kühlkarte.
Das Temperatur-Abschätzmodul 52 erhält die erste Abgastemperatur Ta an dem Austritt der Auslassöffnung 31 durch ein Subtrahieren der ersten Temperatur-Absenkgröße ΔTe1 von der Austrags- bzw. Ausbringtemperatur T0.
Das Temperatur-Abschätzmodul 52 erhält eine Anstiegsgröße bzw. ein Anstiegsausmaß der Abgastemperatur aufgrund (ii) des Wärmeerhalts von dem Verteilerquerschnitt 30b des Auslassrohrs (nachfolgend wird diese Anstiegsgröße als die ”erste Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi1” bezeichnet). Mit anderen Worten wird das Abgas intermittierend bei einer hohen Temperatur von der Auslassöffnung 31 jedes Zylinders in einer Verbrennungsreihenfolge der Zylinder 21 ausgetragen bzw. ausgebracht. Das Abgas, welches intermittierend von jedem Zylinder 21 ausgetragen wird, tritt durch das entsprechende verzweigte Rohr 30a hindurch und erreicht schließlich den Verteiler- bzw. Krümmerquerschnitt 30b. Daher steigt, da das Abgas von der Mehrzahl von Zylindern aufeinanderfolgend bzw. sequentiell in den Verteilerquerschnitt 30b strömt, eine Temperatur des Verteilerquerschnitts 30b verglichen mit den verzweigten Rohren 30a an. Da die Temperatur des Verteilerquerschnitts 30b wie oben ansteigt, wird das Abgas in seiner Temperatur durch ein Hindurchtreten durch den Verteilerquerschnitt 30b erhöht. Der interne Speicher der ECU 50 speichert vorab eine Verteilerquerschnitts-Temperaturanstiegs-Karte, in welcher die erste Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi1 basierend auf der ersten Abgastemperatur Ta definiert ist bzw. wird. 7 ist ein Bilddiagramm der Verteilerquerschnitts-Temperaturanstiegs-Karte, in welcher die erste Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi1 ansteigt, wenn bzw. da die erste Abgastemperatur Ta ansteigt (d. h. das Abgas wird mehr erwärmt bzw. erhitzt). Das Temperatur-Abschätzmodul 52 erhält die erste Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi1 durch ein Vergleichen der ersten Abgastemperatur Ta mit der Verteilerquerschnitts-Temperaturanstiegs-Karte.
Das Temperatur-Abschätzmodul 52 erhält ein Anstiegsausmaß bzw. eine Anstiegsgröße der Abgastemperatur aufgrund (iii) des Wärmeempfangs, welcher durch die Nachverbrennung in dem stromaufwärtigen Teil des Auslassrohrs bewirkt wird (nachfolgend wird diese Anstiegsmenge bzw. -größe als die ”zweite Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi2” bezeichnet). Wenn das Durchblasen der Frischluft auftritt, fließt bzw. strömt die Frischluft in das Auslass- bzw. Auspuffrohr. Daher reagiert, wenn das Abgas den nicht verbrannten Kraftstoff enthält, die Frischluft mit dem nicht verbrannten Kraftstoff in dem Auslassrohr und es tritt eine sogenannte Nachverbrennung auf. Insbesondere da die Temperatur des Abgases in dem Verteilerquerschnitt 30b des Auslassrohrs ansteigt, tritt die Nachverbrennung leicht auf. Der interne Speicher der ECU 50 speichert vorab eine erste Nachverbrennungskarte bzw. Karte einer ersten Nachverbrennung, in welcher ein Basiswert der zweiten Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi2 basierend auf der Durchblas-Strömungsrate definiert ist bzw. wird, und eine erste Koeffizientenkarte bzw. Karte eines ersten Koeffizienten, in welcher ein Koeffizient basierend auf dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis (nachfolgend als der ”erste Koeffizient α1” bezeichnet) definiert ist. 8 ist ein Bilddiagramm der Karte der ersten Nachverbrennung, in welcher der Basiswert der zweiten Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi2 ansteigt, wenn bzw. da die Durchblas-Strömungsrate ansteigt (d. h. das Abgas mehr erwärmt wird). 9 ist ein Bilddiagramm der Karte des ersten Koeffizienten, in welcher der erste Koeffizient α1 abnimmt (d. h. das Abgas weniger erwärmt wird), wenn bzw. da sich das Luft-Kraftstoff-Verhältnis, um reicher bzw. fetter (das Luft-Kraftstoff-Verhältnis abnimmt) zu sein, von einem stöchiometrischen Verhältnis (14,7:1) verschiebt. Dies deshalb, da ein Einfluss des Kühleffekts, welcher durch die latente Wärme der Verdampfung bewirkt wird, ansteigt, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis reicher wird. Das Temperatur-Abschätzmodul 52 erhält den Basiswert der zweiten Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi2 durch ein Vergleichen der Durchblas-Strömungsrate mit der Karte der ersten Nachverbrennung und den ersten Koeffizienten α1 durch ein Vergleichen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit der Karte des ersten Koeffizienten. Das Temperatur-Abschätzmodul 52 erhält einen angewandten Wert der zweiten Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi2 durch ein Multiplizieren des Basiswerts der zweiten Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi2 mit dem ersten Koeffizienten α1.
Das Temperatur-Abschätzmodul 52 erhält eine Absenkmenge bzw. -größe der Abgastemperatur aufgrund (iv) der Wärmefreigabe bzw. -abgabe zu dem stromaufwärtigen Teil des Auslassrohrs (nachfolgend wird diese Absenkgröße als die ”zweite Temperatur-Absenkgröße ΔTe2” bezeichnet). Ein Fahrtwind bläst um den Motorkörper 20 und das Auslass- bzw. Auspuffsystem, und der Motorkörper 20 und das Auslasssystem werden durch den Fahrtwind gekühlt. Beispielsweise ist in dem Fall, wo der Turbolader 4 vorgesehen ist, wie er sich in dem Motor 100 befindet, der Turbolader 4 derart strukturiert, dass der Fahrtwind zu einem Umfang des Turbinengehäuses eingebracht wird, welches die Turbine 4b aufnimmt, und das stromaufwärtige Teil des Auslassrohrs, beinhaltend das Turbinengehäuse, gut gekühlt ist bzw. wird. Daher steigt die Wärmefreigabe bzw. -abgabe des Abgases zu dem stromaufwärtigen Teil des Auslassrohrs an, wenn das Abgas dadurch hindurchtritt. Der interne Speicher der ECU 50 speichert vorab eine stromaufwärtsseitige Fahrzeuggeschwindigkeits-Wärmeabgabe-Karte, in welcher die zweite Temperatur-Absenkgröße ΔTe2 basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit definiert ist bzw. wird. 10 ist ein Bilddiagramm der stromaufwärtsseitigen Fahrzeuggeschwindigkeits-Wärmeabgabe-Karte, in welcher die zweite Temperatur-Absenkgröße ΔTe2 ansteigt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigt (d. h. das Abgas mehr gekühlt wird). Das Temperatur-Abschätzmodul 52 erhält die zweite Temperatur-Absenkgröße ΔTe2 durch ein Vergleichen der Fahrzeuggeschwindigkeit mit der stromaufwärtsseitigen Fahrzeuggeschwindigkeits-Wärmeabgabe-Karte.
Es ist festzuhalten bzw. anzumerken, dass, obwohl die Wärmeabgabe zu dem stromaufwärtigen Teil des Auslassrohrs auch durch die Abgas-Strömungsrate (Einlassluft-Strömungsrate) und eine Außenlufttemperatur beeinflusst wird, in diesem Beispiel die Fahrzeuggeschwindigkeit einen dominanten bzw. überwiegenden Einfluss bewirkt. Daher wird die zweite Temperatur-Absenkgröße ΔTe2 basierend alleine auf der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt. Jedoch kann die zweite Temperatur-Absenkgröße ΔTe2 bestimmt werden, indem eine der Abgas-Strömungsrate und der Außenlufttemperatur berücksichtigt wird.
Das Temperatur-Abschätzmodul 52 erhält eine Absenkgröße bzw. ein Absenkausmaß der Abgastemperatur aufgrund (v) der Wärmeabgabe zu dem stromabwärtigen Teil des Auslassrohrs (nachfolgend wird diese Absenkgröße als die ”dritte Temperatur-Absenkgröße ΔTe3” bezeichnet). Das Abgas gibt Hitze bzw. Wärme auch zu dem Teil des Auslassrohrs stromabwärts von der Turbine 4b zusätzlich zu dem stromaufwärtigen Teil des oben beschriebenen Auslassrohrs ab. Mit bzw. bei (iv) der Wärmeabgabe zu dem stromaufwärtigen Teil des Auslassrohrs wird, da die Fahrzeuggeschwindigkeit den dominanten Einfluss darauf bewirkt, nur die Fahrzeuggeschwindigkeit berücksichtigt bzw. in Betracht gezogen, während mit bzw. bei (v) der Wärmeabgabe zu dem stromabwärtigen Teil des Auslassrohrs der Einfluss von der Fahrzeuggeschwindigkeit relativ gering ist und die Abgas-Strömungsrate (die Einlassluft-Strömungsrate) und die Außenlufttemperatur auch einen Einfluss aufweisen. Der interne Speicher der ECU 50 speichert vorab eine stromabwärtsseitige Fahrzeuggeschwindigkeits-Wärmeabgabe-Karte, in welcher ein Basiswert der dritten Temperatur-Absenkgröße ΔTe3 basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit definiert ist bzw. wird, eine zweite Koeffizientenkarte bzw. Karte eines zweiten Koeffizienten, in welcher ein Koeffizient basierend auf der Einlassluft-Strömungsrate (nachfolgend als der ”zweite Koeffizient α2” bezeichnet) definiert ist, und eine dritte Koeffizientenkarte bzw. Karte eines dritten Koeffizienten, in welcher ein Koeffizient basierend auf der Außenlufttemperatur (nachfolgend als der ”dritte Koeffizient α3” bezeichnet) definiert ist bzw. wird. 11 ist ein Bilddiagramm der stromabwärtsseitigen Fahrzeuggeschwindigkeits-Wärmeabgabe-Karte, in welcher die dritte Temperatur-Absenkgröße ΔTe3 ansteigt, wenn bzw. da die Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigt (d. h. das Abgas mehr gekühlt wird). 12 ist ein Bilddiagramm der Karte des zweiten Koeffizienten, in welcher der zweite Koeffizient α2 abnimmt, wenn die Einlassluft-Strömungsrate ansteigt (d. h. das Abgas weniger gekühlt wird). 13 ist ein Bilddiagramm der Karte des dritten Koeffizienten, in welcher der dritte Koeffizient α3 abnimmt bzw. absinkt, wenn bzw. da die Außenlufttemperatur ansteigt (d. h. das Abgas weniger gekühlt wird). Das Temperatur-Abschätzmodul 52 verwendet die Einlassluft-Strömungsrate als einen Wert, welcher sich auf die Abgas-Strömungsrate bezieht. Das Temperatur-Abschätzmodul 52 verwendet die Einlasslufttemperatur, welche durch den ersten Temperatursensor 62 detektiert wird, als die Außenlufttemperatur. Das Temperatur-Abschätzmodul 52 erhält den Basiswert der dritten Temperatur-Absenkgröße ΔTe3 durch ein Vergleichen der Fahrzeuggeschwindigkeit mit der stromabwärtsseitigen Fahrzeuggeschwindigkeits-Wärmeabgabe-Karte, den zweiten Koeffizienten α2 durch ein Vergleichen der Einlassluft-Strömungsrate mit der Karte des zweiten Koeffizienten und den dritten Koeffizienten α3 durch ein Vergleichen der Außenlufttemperatur mit der Karte des dritten Koeffizienten. Das Temperatur-Abschätzmodul 52 erhält einen angewandten Wert der dritten Temperatur-Absenkgröße ΔTe3 durch ein Multiplizieren des Basiswerts der dritten Temperatur-Absenkgröße ΔTe3 mit dem zweiten und dritten Koeffizienten α2 und α3.
Das Temperatur-Abschätzmodul 52 erhält eine Absenkgröße der Abgastemperatur aufgrund (vi) des Wärmeverlusts, welche durch die Arbeit der Turbine bewirkt wird, (nachfolgend wird diese Absenkgröße als die ”vierte Temperatur-Absenkgröße ΔTe4” bezeichnet). Wenn das Abgas die Turbine 4b dreht, wird die Wärmemenge des Abgases in die Arbeit der Turbine umgewandelt und die Abgastemperatur sinkt bzw. nimmt ab. Das Ausmaß bzw. die Größe einer Arbeit, welche auf die Turbine 4b wirkt, hängt von der Öffnung des WG Ventils 36 und der Turbinen-Strömungsrate ab. Der interne Speicher der ECU 50 speichert vorab eine Arbeitsverlust-Karte, in welcher ein Basiswert der vierten Temperatur-Absenkgröße ΔTe4 basierend auf der Öffnung des WG Ventils 36 definiert ist bzw. wird, und eine vierte Koeffizientenkarte bzw. Karte eines vierten Koeffizienten, in welcher ein Koeffizient basierend auf der Turbinen-Strömungsrate (nachfolgend als der ”vierte Koeffizient α4” bezeichnet) definiert ist bzw. wird. 14 ist ein Bilddiagramm der Arbeitsverlust-Karte, in welcher die vierte Temperatur-Absenkgröße ΔTe4 abnimmt, wenn die Öffnung des WG Ventils 36 ansteigt (d. h. das Abgas weniger gekühlt wird). 15 ist ein Bilddiagramm der Karte des vierten Koeffizienten, in welcher der vierte Koeffizient α4 ansteigt, wenn bzw. da die Turbinen-Strömungsrate ansteigt (d. h. das Abgas mehr gekühlt wird). Das Temperatur-Abschätzmodul 52 erhält den Basiswert der vierten Temperatur-Absenkgröße ΔTe4 durch ein Vergleichen der Öffnung des WG Ventils 36 mit der Arbeitsverlust-Karte und den vierten Koeffizienten α4 durch ein Vergleichen der Turbinen-Strömungsrate mit der Karte des vierten Koeffizienten. Das Temperatur-Abschätzmodul 52 erhält einen angewandten Wert der vierten Temperatur-Absenkgröße ΔTe4 durch ein Multiplizieren des Basiswerts der vierten Temperatur-Absenkgröße ΔTe4 mit dem vierten Koeffizienten α4.
Das Temperatur-Abschätzmodul 52 erhält eine Anstiegsgröße der Abgastemperatur aufgrund (vii) der Erwärmung durch die Reaktionswärme bzw. -hitze des Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysators 37 (nachfolgend wird diese Anstiegsgröße als die ”dritte Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi3” bezeichnet). Der Abgasemissions-Regelbzw. -Steuerkatalysator 37 reinigt das Abgas durch eine Reduktion und/oder Oxidation und erzeugt die Reaktionswärme während der Reinigung. Somit steigt die Abgastemperatur an. Das Ausmaß bzw. die Größe einer Reaktionswärme hängt von Mengen bzw. Größen von NO_x, CO und HC in dem Abgas (entsprechend der Motordrehzahl und der Beladeeffizienz) und einer reinigenden bzw. Reinigungsleistung des Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysators 37 (entsprechend dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis) ab. Der interne Speicher der ECU 50 speichert vorab eine Reaktionswärme-Karte, in welcher ein Basiswert der dritten Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi3 basierend auf der Motordrehzahl und der Beladeeffizienz definiert wird, und eine fünfte Koeffizientenkarte bzw. Karte eines fünften Koeffizienten, in welcher ein Koeffizient basierend auf dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis (nachfolgend als der ”fünfte Koeffizient α5” bezeichnet) definiert ist bzw. wird. 16 ist ein Bilddiagramm der Reaktionswärme-Karte, in welcher die dritte Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi3 ansteigt, wenn eine der Motordrehzahl und der Beladeeffizienz ansteigt (d. h. das Abgas mehr erwärmt wird). 17 ist ein Bilddiagramm der Karte des fünften Koeffizienten, in welcher der fünfte Koeffizient α5 abnimmt (d. h. das Abgas weniger erwärmt wird), wenn bzw. da sich das Luft-Kraftstoff-Verhältnis, um reicher bzw. fetter (das Luft-Kraftstoff-Verhältnis abnimmt) zu sein, von dem stöchiometrischen Verhältnis (14,7:1) verschiebt. Dies deshalb, da die Reinigungseffizienz des Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysators 37 hoch ist, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis stöchiometrisch ist, und abnimmt, wenn sich das Luft-Kraftstoff-Verhältnis verschiebt, um reicher bzw. fetter zu sein. Es ist festzuhalten, dass in diesem Beispiel, selbst wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis mager ist, sich der fünfte Koeffizient α5 nicht stark ändert. Jedoch kann in Abhängigkeit von dem Motor 100 und dem Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysator 37 der fünfte Koeffizient α5 kleiner werden, wenn sich das Luft-Kraftstoff-Verhältnis verschiebt, um magerer zu sein. Das Temperatur-Abschätzmodul 52 erhält den Basiswert der dritten Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi3 durch ein Vergleichen der Motordrehzahl und der Beladeeffizienz mit der Reaktionswärme-Karte und den fünften Koeffizienten α5 durch ein Vergleichen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit der Karte des fünften Koeffizienten. Das Temperatur-Abschätzmodul 52 erhält einen angewandten Wert der dritten Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi3 durch ein Multiplizieren des Basiswerts der dritten Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi3 mit dem fünften Koeffizienten α5.
Das Temperatur-Abschätzmodul 52 erhält eine Anstiegsgröße bzw. ein Anstiegsausmaß der Abgastemperatur aufgrund (viii) des Wärmeerhalts, welcher durch die Nachverbrennung an dem Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysator 37 bewirkt wird (nachfolgend wird diese Anstiegsgröße als die ”vierte Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi4” bezeichnet). Die Nachverbrennung während des Durchblasens der Frischluft tritt nicht nur an dem Verteiler- bzw. Krümmerquerschnitt 30b, welcher oben beschrieben ist, sondern auch an dem Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysator 37 auf. Mit anderen Worten verbrennt der nicht verbrannte Kraftstoff innerhalb des Abgases nicht vollständig in dem Verteilerquerschnitt 30b und dem Auslassrohr stromabwärts davon, und ein Teil des nicht verbrannten Kraftstoffs verbleibt unverbrannt und erreicht den Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysator 37. Wie dies oben beschrieben ist, verbrennt, da der Abgasemissions-Regelbzw. -Steuerkatalysator 37 in seiner Temperatur durch die Reaktionswärme erhöht wird, der verbleibende unverbrannte Kraftstoff leicht an dem Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysator 37. Somit tritt die Nachverbrennung auch an dem Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysator 37 auf. Der interne Speicher der ECU 50 speichert vorab eine zweite Nachverbrennungskarte bzw. Karte einer zweiten Nachverbrennung, in welcher die vierte Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi4 basierend auf der Durchblas-Strömungsrate definiert ist bzw. wird. 18 ist ein Bilddiagramm der Karte der zweiten Nachverbrennung, in welcher eine Charakteristik bzw. ein Merkmal der vierten Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi4 in Relation zu der Durchblas-Strömungsrate für jedes Luft-Kraftstoff-Verhältnis definiert ist. Wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis fixiert ist, nimmt die vierte Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi4 ab, wenn bzw. da die Durchblas-Strömungsrate ansteigt (d. h. das Abgas wird weniger erwärmt). Darüber hinaus nimmt, wenn die Durchblas-Stromungsrate fixiert ist, die vierte Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi4 ab bzw. sinkt (d. h. das Abgas wird weniger erwärmt), wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis abnimmt bzw. sinkt (d. h. das Luft-Kraftstoff-Verhältnis reicher bzw. fetter wird). Dies deshalb, da, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis niedrig ist, oder in anderen Worten, wenn die Kraftstoffmenge relativ groß ist, es für die Nachverbrennung weniger wahrscheinlich ist, dass sie auftritt, da der kühlende Effekt, welcher durch die latente Wärme der Verdampfung des Kraftstoffs bewirkt wird, ansteigt. Wenn die Kraftstoffmenge relativ gering wird, wird der Einfluss der Erwärmung durch die Nachverbrennung größer als derjenige des Kühlens durch die latente Wärme der Verdampfung des Kraftstoffs. Das Temperatur-Abschätzmodul 52 erhält die vierte Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi4 durch ein Vergleichen der Durchblas-Strömungsrate und des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit der Karte der zweiten Nachverbrennung.
Das Temperatur-Abschätzmodul 52 schätzt die Abgastemperaturen an der Mehrzahl von Stellen in dem Auslass- bzw. Auspuffsystem durch ein Addieren zu oder Subtrahieren von der Ausbringtemperatur T0 von irgendeiner der ersten bis vierten Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi1 bis ΔTi4 und der ersten bis vierten Temperatur-Absenkgröße ΔTe1 bis ΔTe4 ab, wie dies erforderlich ist. Beispielsweise wird die erste Abgastemperatur Ta erhalten, indem die erste Temperatur-Absenkgröße ΔTe1 von der Austragstemperatur T0 subtrahiert wird. Die zweite Abgastemperatur Tb wird erhalten, indem die erste Temperatur-Absenkgröße ΔTe1 von der Austragstemperatur T0 subtrahiert wird, die erste und zweite Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi1 und ΔTi2 dazu addiert werden und dann davon die zweite Temperatur-Absenkgröße ΔTe2 subtrahiert wird. Die dritte Abgastemperatur Tc wird erhalten, indem die erste Temperatur-Absenkgröße ΔTe1 von der Austragstemperatur T0 subtrahiert wird, die erste und zweite Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi1 und ΔTi2 dazu addiert werden und davon die zweite bis vierte Temperatur-Absenkgröße ΔTe2 bis ΔTe4 subtrahiert werden. Die vierte Abgastemperatur Td wird erhalten, indem die erste Temperatur-Absenkgröße ΔTe1 von der Austragstemperatur T0 subtrahiert wird, die erste und zweite Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi1 und ΔTi2 dazu addiert werden, dann davon die zweite bis vierte Temperatur-Absenkgröße ΔTe2 bis ΔTe4 subtrahiert werden und die dritte und vierte Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi3 und ΔTi4 addiert werden. Es ist festzuhalten, dass das Temperatur-Abschätzmodul 52, wenn die erste bis vierte Abgastemperatur Ta bis Td berechnet werden, die Berechnungen durch ein geeignetes Verwenden eines primären Verzögerungselements unter Berücksichtigung von Wärmekapazitäten der jeweiligen Komponenten des Auslass- bzw. Auspuffsystems durchführt. Jede der Austragstemperatur T0, der ersten bis vierten Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi1 bis ΔTi4 und der ersten bis vierten Temperatur-Absenkgröße ΔTe1 bis ΔTe4 können erforderlichenfalls das primäre Verzögerungselement sein.
Gemäß der Temperaturabschätzung bzw. -beurteilung durch das Temperatur-Abschätzmodul 52, welches oben beschrieben ist, werden, selbst wenn die Durchblas-Strömungsrate hoch ist, die Abgastemperaturen beurteilt bzw. abgeschätzt, indem der Temperaturanstieg des Abgases berücksichtigt wird, welcher durch die Nachverbrennungen bewirkt wird. Als ein Resultat werden die Abgastemperaturen genau abgeschätzt.
<Kraftstoffmengenanstieg>
Als nächstes werden die Regelung bzw. Steuerung des Anstiegs der Kraftstoffmenge bzw. der Kraftstoffmengenerhöhung durch das Anstiegsausmaß-Regel- bzw. -Steuermodul 53 und die Einstellung der überlappenden Periode durch das Ventil-Regel- bzw. -Steuermodul 54 in der Regelung bzw. Steuerung unter Bezugnahme auf 19 beschrieben. 19 ist ein Flussdiagramm, welches ein Bearbeiten der Regelung bzw. Steuerung des Anstiegs der Kraftstoffmenge illustriert.
Zuerst erhält bei S201 das Temperatur-Abschätzmodul 52 den Betriebszustand des Motors 100. Spezifisch werden die Motordrehzahl, die Beladeeffizienz, der Zündzeitpunkt, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis, etc. basierend auf den Detektionsresultaten der verschiedenen Sensoren gelesen.
Als nächstes berechnet bei S202 das Temperatur-Abschätzmodul 52 die Austragstemperatur T0, die erste bis vierte Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi1 bis ΔTi4 und die erste bis vierte Temperatur-Absenkgröße ΔTe1 bis ΔTe4 basierend auf dem bei S201 gelesenen Betriebszustand und schätzt die Abgastemperaturen Ta bis Td an den jeweiligen Stellen in dem Abgas- bzw. Auslasssystem ab.
Nachfolgend liest bei S203 unter den Abgastemperaturen, welche durch das Temperatur-Abschätzmodul 52 abgeschätzt bzw. beurteilt wurden, das Anstiegsmengen-Regel- bzw. -Steuermodul 53 die zweite Abgastemperatur Tb an der Position unmittelbar stromaufwärts von der Turbine 4b. Darüber hinaus bestimmt das Anstiegsmengen-Regel- bzw. -Steuermodul 53, ob die Regelung bzw. Steuerung des Anstiegs der Kraftstoffmenge erforderlich ist, basierend auf der zweiten Abgastemperatur Tb. Spezifisch wird, wenn die zweite Abgastemperatur Tb über einer gegebenen Mengenanstiegs-Bestimmungstemperatur ist bzw. liegt, bestimmt, dass es für die zweite Abgastemperatur Tb erforderlich ist, abgesenkt zu werden, um einen übermäßigen Temperaturanstieg der Turbine 4b zu verhindern, und es wird der Kraftstoffmengenanstieg angefordert. Die Mengenerhöhungs-Bestimmungstemperatur ist bzw. wird basierend auf einer garantierten Betriebstemperatur der Turbine 4b definiert und in dem internen Speicher der ECU 50 vorab gespeichert. Andererseits wird, wenn die zweite Abgastemperatur Tb die Anstiegs-Bestimmungstemperatur ist oder darunter liegt, bestimmt, dass es für die zweite Abgastemperatur Tb nicht erforderlich ist, abgesenkt zu werden, und es wird die Kraftstoffmengenerhöhung nicht angefordert, und es kehrt der Regel- bzw. Steuerfluss zurück. Es ist festzuhalten, dass die Konfiguration, in welcher, ob die Regelung bzw. Steuerung des Anstiegs der Kraftstoffmenge erforderlich ist, basierend auf dem Vergleichsresultat zwischen der zweiten Abgastemperatur Tb und der garantierten Betriebstemperatur der Turbine 4b bestimmt wird, lediglich ein Beispiel ist und nicht auf dieses beschränkt bzw. begrenzt ist. Beispielsweise kann die Bestimmung durchgeführt werden, indem die erste Abgastemperatur Ta (die Abgastemperatur an dem Austritt der Auslassöffnung 31) mit einer Mengenanstiegs-Bestimmungstemperatur verglichen wird, welche basierend auf einer garantierten Betriebstemperatur der Auslassöffnung 31 definiert wird, durchgeführt werden, indem die dritte Abgastemperatur Tc (die Abgastemperatur an dem O₂ Sensor 67) mit einer Mengenanstiegs-Bestimmungstemperatur verglichen wird, welche basierend auf einer garantierten Betriebstemperatur des O₂ Sensors 67 definiert wird, durchgeführt werden, indem die vierte Abgastemperatur Td (die Abgastemperatur an dem Abgas- bzw. Auslassemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysator 37) mit einer Mengenanstiegs-Bestimmungstemperatur verglichen wird, welche basierend auf einer garantierten Betriebstemperatur des Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysators 37 definiert wird, oder basierend auf einer Kombination der Vergleichsresultate von den entsprechenden Stellen in dem Auslasssystem durchgeführt werden.
Als nächstes erhält bei S204, wobei dies folgt, wenn die Kraftstoffmengenerhöhung bzw. der Kraftstoffmengenanstieg bei S203 angefordert wird, das Anstiegsmengen-Regel- bzw. -Steuermodul 53 eine Anstiegsmenge bzw. -größe des Kraftstoffs in der Regelung bzw. Steuerung des Anstiegs der Kraftstoffmenge (nachfolgend als der ”Einspritzmengen-Korrekturwert” bezeichnet). Der interne Speicher der ECU 50 speichert vorab eine Mengenanstiegskarte, in welcher der Einspritzmengen-Korrekturwert basierend auf der Motordrehzahl und der Beladeeffizienz definiert ist bzw. wird. In der Mengenanstiegskarte erhöht sich der Einspritzmengen-Korrekturwert, wenn bzw. da die Motordrehzahl ansteigt und die Beladeeffizienz ansteigt (d. h. die Kraftstoffmenge wird mehr erhöht). Das Anstiegsmengen-Regel- bzw. -Steuermodul 53 erhält den Einspritzmengen-Korrekturwert durch ein Vergleichen der Motordrehzahl und der Beladeeffizienz mit der Mengenanstiegskarte. Das Anstiegsmengen-Regel- bzw. -Steuermodul 53 erhält bzw. erfasst einen Zielwert der Einspritzmenge in der Regelung bzw. Steuerung des Anstiegs der Kraftstoffmenge (nachfolgend als die ”durch den Mengenanstieg geregelte bzw. gesteuerte Einspritzmenge” bezeichnet) durch ein Hinzufügen des Einspritzmengen-Korrekturwerts zu dem Basiswert der Einspritzmenge, welche durch das Basis-Festlegungsmodul 51 festgelegt bzw. eingestellt ist.
Dann schätzt bei S205 das Temperatur-Abschätzmodul 52 die Abgastemperaturen in dem Fall ab, wo die Regelung bzw. Steuerung des Anstiegs der Kraftstoffmenge durchgeführt wird, bevor die Regelung bzw. Steuerung des Anstiegs der Kraftstoffmenge tatsächlich durchgeführt wird. Spezifisch erhält das Temperatur-Abschätzmodul 52 die erste bis vierte Abgastemperatur Ta bis Td, wenn die Regelung bzw. Steuerung des Anstiegs der Kraftstoffmenge durchgeführt wird. Nachfolgend werden die erste bis vierte Abgastemperatur Ta bis Td für den Fall, wo die Regelung bzw. Steuerung des Anstiegs der Kraftstoffmenge durchgeführt wird, als die erste bis vierte abgeschätzte Abgastemperatur Ta' bis Td' bezeichnet. Das Temperatur-Abschätzmodul 52 berechnet die erste bis vierte abgeschätzte Abgastemperatur Ta' bis Td', indem die Austragstemperatur T0, die erste bis vierte Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi1 bis ΔTi4 und die erste bis vierte Temperatur-Absenkgröße ΔTe1 bis ΔTe4 wiederum für den Fall erhalten werden, wo die Regelung bzw. Steuerung des Anstiegs der Kraftstoffmenge durchgeführt wird. Nachfolgend werden die Austragstemperatur T0, die erste bis vierte Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi1 bis ΔTi4 und die erste bis vierte Temperatur-Absenkgröße ΔTi1 bis ΔTe4 in dem Fall, wo die Regelung bzw. Steuerung des Anstiegs der Kraftstoffmenge durchgeführt wird, jeweils als die Austragstemperatur T0', die erste bis vierte Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi1' bis ΔTi4' und die erste bis vierte Temperatur-Absenkgröße ΔTi1' bis ΔTe4' bezeichnet. In dieser Ausführungsform können die Austragstemperatur T0' und die zweite bis vierte Temperaturanstiegsgröße ΔTi2' bis ΔTi4' durch die Regelung bzw. Steuerung des Anstiegs der Kraftstoffmenge beeinflusst werden, wie dies unten beschrieben ist. Der Rest der sich ändernden Mengen bzw. Größen einer Temperatur verbleiben dieselben wie diejenigen, welche bei S202 berechnet wurden.
Das Temperatur-Abschätzmodul 52 erhält die Austragstemperatur T0', indem ein Einfluss eines Kühlens des Abgases durch die Regelung bzw. Steuerung des Anstiegs der Kraftstoffmenge berücksichtigt wird. Wie dies oben beschrieben ist, wird die Temperatur im Inneren des Zylinders 21 durch die latente Wärme der Verdampfung des in der Menge erhöhten Kraftstoffs verringert bzw. abgesenkt. Durch die Erhöhung bzw. den Anstieg der Kraftstoffmenge wird, da sich das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu der reichen bzw. angereicherten Seite verschiebt, die Austragstemperatur T0', welche durch das Temperatur-Abschätzmodul 52 basierend auf der oben beschriebenen Abgastemperatur-Karte erhalten wird, niedriger als die Austragstemperatur T0, welche bei S202 erhalten wird. Das Absenkausmaß bzw. die Absenkgröße der Austragstemperatur T0' durch die Regelung bzw. Steuerung des Anstiegs der Kraftstoffmenge wird größer, wenn bzw. da der Einspritzmengen-Korrekturwert ansteigt (d. h. das Abgas, welches aus dem Zylinder 21 ausgebracht bzw. ausgetragen wird, wird mehr gekühlt, wenn die Kraftstoffmenge ansteigt). Das Temperatur-Abschätzmodul 52 erhält die Austragstemperatur T0' in der oben beschriebenen Weise, indem ein durch den Mengenanstieg geregeltes bzw. gesteuertes Luft-Kraftstoff-Verhältnis verwendet wird.
Darüber hinaus erhält das Temperatur-Abschätzmodul 52 die zweite und vierte Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi2' und ΔTi4', indem ein Einfluss der Regelung bzw. Steuerung des Anstiegs der Kraftstoffmenge auf die Nachverbrennungen berücksichtigt wird. Der in der Menge erhöhte Kraftstoff wird zu dem Auslasssystem als der nicht verbrannte Kraftstoff zugeführt, welcher die Nachverbrennungen in dem Auslass- bzw. Auspuffrohr und dem Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysator 37 bewirken kann, wie dies oben beschrieben ist. Daher treten, wenn die Regelung bzw. Steuerung des Anstiegs der Kraftstoffmenge durchgeführt wird, die Nachverbrennungen leicht gemäß der erhöhten Menge auf, und die zweite und vierte Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi2' und ΔTi4' können höher als die zweite und vierte Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi2 und ΔTi4 werden, welche jeweils bei S202 erhalten werden. Das Temperatur-Abschätzmodul 52 erhält die zweite und vierte Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi2' und ΔTi4' auf die oben beschriebene Weise, indem das in dem Mengenanstieg geregelte bzw. gesteuerte Luft-Kraftstoff-Verhältnis verwendet wird.
Darüber hinaus erhält das Temperatur-Abschätzmodul 52 die dritte Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi3', indem der Einfluss der Regelung bzw. Steuerung des Anstiegs der Kraftstoffmenge auf die Reaktionswärme des Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysators 37 berücksichtigt wird. Wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis durch die Regelung bzw. Steuerung des Anstiegs der Kraftstoffmenge verringert bzw. abgesenkt wird, fällt die reinigende Leistung des Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysators 37 ab und es sinkt die Reaktionswärme ab. Als ein Resultat wird die dritte Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi3' niedriger als die dritte Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi3, welche bei S202 erhalten wird. Das Temperatur-Abschätzmodul 52 erhält die dritte Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi3' auf die oben beschriebene Weise, indem das im Mengenanstieg geregelte Luft-Kraftstoff-Verhältnis berücksichtigt wird.
Darüber hinaus berechnet das Temperatur-Abschätzmodul 52 die erste bis vierte abgeschätzte Abgastemperatur Ta' bis Td' basierend auf der Austragstemperatur T0', der ersten bis vierten Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi1' bis ΔTi4' und der ersten bis vierten Temperatur-Absenkgröße ΔTe1' bis ΔTe4'. Beispielsweise wird die erste abgeschätzte Abgastemperatur Ta' erhalten, indem die erste Temperatur-Absenkgröße ΔTe1' von der Austragstemperatur T0' ähnlich zu der Berechnung der ersten Abgastemperatur Ta subtrahiert wird. Die zweite abgeschätzte Abgastemperatur Tb' wird durch ein Addieren der ersten und zweiten Temperatur-Anstiegsgröße ΔTe1' und ΔTi2' zu der ersten abgeschätzten Abgastemperatur Ta' und ein Subtrahieren der zweiten Temperatur-Absenkgröße ΔTe2' davon erhalten. Die dritte abgeschätzte Abgastemperatur Tc' wird durch ein Subtrahieren der dritten und vierten Temperatur-Absenkgröße ΔTe3' und ΔTe4' von der zweiten abgeschätzten Abgastemperatur Tb' erhalten. Die vierte abgeschätzte Abgastemperatur Td' wird durch ein Addieren der dritten und vierten Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi3' und ΔTi4' zu der dritten abgeschätzten Abgastemperatur Tc' erhalten. In bzw. bei den Berechnungen der ersten bis vierten abgeschätzten Abgastemperatur Ta' bis Td' wird, ähnlich wie bei der ersten bis vierten abgeschätzten Abgastemperatur Ta bis Td, eine primäre Verzögerung in geeigneter Weise berücksichtigt bzw. in Betracht gezogen.
Als nächstes bestimmt in dem Fall, wo das Anstiegsmengen-Regel- bzw. -Steuermodul 53 die Regelung bzw. Steuerung des Anstiegs der Kraftstoffmenge durchführt, bei S206 das Ventil-Regel- bzw. -Steuermodul 54, ob ein Schutz für Komponenten des Auslasssystems (in dieser Ausführungsform die Auslassöffnungen 31, die Turbine 4b, der O₂ Sensor 67 und der Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysator 37) erforderlich ist, basierend auf dem Temperaturanstieg des Abgases in der Regelung bzw. Steuerung des Anstiegs der Kraftstoffmenge. Spezifisch bestimmt in dieser Ausführungsform, bevor der Kraftstoffmengenanstieg tatsächlich gestartet wird, das Ventil-Regel- bzw. -Steuermodul 54, ob die vierte abgeschätzte Abgastemperatur Td' an dem Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysator 37 über einer gegebenen Schutzbestimmungstemperatur entsprechend dem Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysator 37 ist bzw. liegt. In dieser Ausführungsform wird die Schutzbestimmungstemperatur basierend auf der garantierten Betriebstemperatur des Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysators 37 definiert (d. h. in dem Fall, wo die Regelung bzw. Steuerung des Anstiegs der Kraftstoffmenge durchgeführt wird, wird bestimmt, ob die Temperatur des Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysators 37 die garantierte Betriebstemperatur überschreitet bzw. übersteigt). Weiters bestimmt, wenn für die vierte abgeschätzte Abgastemperatur Td' bestimmt wird, dass sie über der Schutzbestimmungstemperatur liegt, das Ventil-Regel- bzw. -Steuermodul 54, dass der Schutz für die Komponenten des Auslass- bzw. Auspuffsystems erforderlich ist (schreitet zu S207 vor). Andererseits wird, wenn für die vierte abgeschätzte Abgastemperatur Td' bestimmt wird, dass sie dieselbe wie die Schutzbestimmungstemperatur ist oder unter dieser ist bzw. liegt, für den Schutz für die Komponenten des Auslasssystems bestimmt, dass er nicht erforderlich ist, und das Anstiegsmengen-Regel- bzw. -Steuermodul 53 startet ein Erhöhen der Einspritzmenge (schreitet zu S209 fort). Es ist festzuhalten bzw. anzumerken, dass in dieser Ausführungsform, wenn die vierte abgeschätzte Abgastemperatur Td' an dem Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysator 37 unter der Schutzbestimmungstemperatur liegt, die erste abgeschätzte Abgastemperatur Ta' an der Auslassöffnung 31, die zweite abgeschätzte Abgastemperatur Tb' an der Turbine 4b und die dritte abgeschätzte Abgastemperatur Tc' an dem O₂ Sensor 67 nicht die garantierten Betriebstemperaturen der entsprechenden bzw. jeweiligen Komponenten des Auslasssystems überschreiten. Alternativ kann, ob der Schutz für die Komponenten des Auslasssystems erforderlich ist, basierend auf einer der ersten abgeschätzten Abgastemperatur Ta' an der Auslassöffnung 31, der zweiten abgeschätzten Abgastemperatur Tb' an der Turbine 4b und der dritten abgeschätzten Abgastemperatur Tc' an dem O₂ Sensor 67 oder basierend auf einer Kombination von wenigstens zwei der ersten bis vierten abgeschätzten Abgastemperatur Ta' bis Td' bestimmt werden, anstelle auf der vierten abgeschätzten Abgastemperatur Td' an dem Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysator 37 zu basieren.
Nachfolgend erhält bei S207 das Ventil-Regel- bzw. -Steuermodul 54 ein verkürzendes Ausmaß der überlappenden Periode (nachfolgend als das ”Überlappungsreduktionsausmaß” bezeichnet). Durch ein Verkürzen der überlappenden Periode können die Komponenten des Auslasssystems geschützt werden. Das Überlappungsreduktionsausmaß bzw. die Überlappungsreduktionsgröße wird basierend auf den abgeschätzten Abgastemperaturen Ta' bis Td' für den Fall erhalten, wo die Regelung bzw. Steuerung des Anstiegs der Kraftstoffmenge durchgeführt wird. In dieser Ausführungsform wird das Überlappungsreduktionsausmaß basierend auf der vierten abgeschätzten Abgastemperatur Td' an dem Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysator 37 erhalten, welche für die oben beschriebene Bestimmung verwendet wird. Spezifisch wird, wie dies oben beschrieben ist, die vierte abgeschätzte Abgastemperatur Td' basierend auf der Austragstemperatur T0', der ersten bis vierten Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi1' bis ΔTi4' und der ersten bis vierten Temperatur-Absenkgröße ΔTe1' bis ΔTe4' erhalten, welche erhalten werden, indem der Einfluss der Regelung bzw. Steuerung des Anstiegs der Kraftstoffmenge berücksichtigt wird. Unter diesen Temperaturen und Temperaturgrößen können die erste Temperatur-Absenkgröße ΔTe1' und die zweite und vierte Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi2' und ΔTi4' durch die Durchblas-Strömungsrate der Frischluft beeinflusst werden. Eine Durchblas-Strömungsrate, welche für ein Verringern bzw. Absenken der vierten abgeschätzten Abgastemperatur Td' auf eine vierte garantierte Betriebstemperatur Tt4 oder darunter erforderlich ist, wird durch umgekehrte Berechnungen der ersten Temperatur-Absenkgröße ΔTe1' und der zweiten und vierten Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi2' und ΔTi4' erhalten. Da die Durchblas-Strömungsrate durch ein Multiplizieren der Durchblasrate entsprechend dem überlappenden Ausmaß mit der Einlassluft-Strömungsrate erhalten wird, wie dies oben beschrieben ist, wird durch die inversen bzw. umgekehrten Berechnungen davon das überlappende Ausmaß entsprechend der Durchblas-Strömungsrate (d. h. das Überlappungsreduktionsausmaß bzw. die Überlappungsreduktionsgröße), welches für ein Absenken der vierten abgeschätzten Abgastemperatur Td' nach unten auf die vierte garantierte Betriebstemperatur Tt4 oder darunter erforderlich ist, erhalten. Auf diese Weise erhält das Ventil-Regel- bzw. -Steuermodul 54 die Durchblas-Strömungsrate, welche für ein Absenken der vierten abgeschätzten Abgastemperatur Td' nach unten auf die vierte garantierte Betriebstemperatur Tt4 oder darunter erforderlich ist, und erhält das Überlappungsreduktionsausmaß gemäß der Durchblas-Strömungsrate. Darüber hinaus erhöht sich das Überlappungsreduktionsausmaß, wenn bzw. da die vierte abgeschätzte Abgastemperatur Td' über die vierte garantierte Betriebstemperatur Tt4 ansteigt. Es ist festzuhalten, dass das Überlappungsreduktionsausmaß basierend auf einer der ersten bis dritten abgeschätzten Abgastemperatur Ta' bis Tc' oder basierend auf einer Kombination von wenigstens zwei der ersten bis vierten abgeschätzten Abgastemperatur Ta' bis Td' erhalten werden kann, ohne auf die vierte abgeschätzte Abgastemperatur Td' beschränkt bzw. begrenzt zu sein.
Bei S208 aktiviert das Ventil-Regel- bzw. -Steuermodul 54 den Auslass VVT 26, um den Schließzeitpunkt des Auslassventils 29 um das Überlappungsreduktionsausmaß vorzustellen bzw. vorzurücken, welches bei S207 erhalten wurde. Auf diese Weise wird die überlappende Periode, in welcher das Einlass- und Auslassventil 22 und 29 beide an dem Einlasshub geöffnet sind, verkürzt. Das Ventil-Regel- bzw. -Steuermodul 54 verkürzt die überlappende Periode und dann startet das Anstiegsmengen-Regel- bzw. -Steuermodul 53 den Kraftstoffmengenanstieg.
Als nächstes führt bei S209 das Anstiegsmengen-Regel- bzw. -Steuermodul 53 die Regelung bzw. Steuerung des Anstiegs der Kraftstoffmenge durch (startet ein Erhöhen der Kraftstoffmenge). Spezifisch erhöht das Anstiegsmengen-Regel- bzw. -Steuermodul 53 die Einspritzmenge, welche durch das Basis-Festlegungsmodul 51 festgelegt ist, auf die durch den Mengenanstieg geregelte bzw. gesteuerte Einspritzmenge, welche bei S204 erhalten wird, wie dies oben beschrieben ist.
Durch ein Durchführen der Regelung bzw. Steuerung des Anstiegs der Kraftstoffmenge nimmt die Austragstemperatur T0 gemäß der latenten Wärme der Verdampfung ab und es werden die Abgastemperaturen an den jeweiligen Stellen in dem Auslasssystem, beispielsweise die erste Abgastemperatur Ta an der Auslassöffnung 31 verringert bzw. abgesenkt. Andererseits können durch ein Durchführen der Regelung bzw. Steuerung des Anstiegs der Kraftstoffmenge die Temperaturen an den jeweiligen Komponenten des Auslasssystems die garantierten Betriebstemperaturen davon aufgrund des Temperaturanstiegs bzw. der Temperaturerhöhung des Abgases überschreiten, welche(r) durch die Nachverbrennungen bewirkt wird. Wie dies bei S206 bis S209 oben beschrieben wurde, werden, wenn es eine Möglichkeit gibt, dass ein derartiges Problem auftritt, die Komponenten des Auslasssystems durch ein Verkürzen der überlappenden Periode geschützt. Spezifisch nimmt durch ein Verkürzen der überlappenden Periode die Durchblas-Strömungsrate der Frischluft ab. Wenn die Durchblas-Strömungsrate abnimmt bzw. absinkt, wird, obwohl die erste Temperatur-Absenkgröße ΔTe1 absinkt und die Temperatur der Auslassöffnung 31 ansteigt, der Temperaturanstieg des Abgases, welcher durch die Nachverbrennungen bewirkt wird, unterdrückt; mit anderen Worten werden die zweite und vierte Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi2 und ΔTi4 durch eine reduzierte Menge an Sauerstoff reduziert, welche zu dem Auslasssystem zugeführt bzw. geliefert wird. In dem Fall, wo das überlappende Ausmaß reduziert wird, ist eine Gesamtheit der Absenkgrößen der Abgastemperatur, welche durch die Unterdrückung der Nachverbrennung bewirkt wird, größer als die Anstiegsgröße der Abgastemperatur, welche durch den Temperaturanstieg der Auslassöffnung 31 bewirkt wird. Daher wird durch ein Reduzieren des überlappenden Ausmaßes der Temperaturanstieg des Abgases unterdrückt, wobei dies in einem Schützen der Komponenten des Auslass- bzw. Abgassystems resultiert.
Wie dies oben beschrieben ist, beinhaltet die ECU 50 das Ventil-Regel- bzw. -Steuermodul 54 für ein Durchführen über den Einlass und Auslass VVT 25 und 26 der Ventilüberlappung, in welcher das Einlass- und Auslassventil 22 und 29 beide an dem Einlasshub des Motors 100 geöffnet sind, und das Temperatur-Abschätzmodul 52 für ein Abschätzen bzw. Beurteilen der Temperatur des Abgases. Das Temperatur-Abschätzmodul 52 schätzt den Temperaturanstieg ab, welcher durch die Nachverbrennung bewirkt wird, welche dadurch auftritt, dass die Frischluft durch das Auslasssystem während der Ventilüberlappung hindurchbläst, und schätzt die Abgastemperatur durch ein Berücksichtigen des Temperaturanstiegs des Abgases ab, welcher durch die Nachverbrennung bewirkt wird.
Gemäß dieser Konfiguration wird die Ventilüberlappung an dem Einlasshub durchgeführt und es tritt das Durchblasen von Frischluft auf. Hier tritt die Nachverbrennung auf, wenn der verbrannte Kraftstoff in dem Auslasssystem existiert bzw. vorliegt. Daher schätzt das Temperatur-Abschätzmodul 52 den Temperaturanstieg ab, welcher durch die Nachverbrennung bewirkt wird, und schätzt die Abgastemperatur durch ein Berücksichtigen des Temperaturanstiegs des Abgases ab, welcher durch die Nachverbrennung bewirkt wird. Als ein Resultat schätzt das Temperatur-Abschätzmodul 52 genau die Abgastemperatur ab.
Das Temperatur-Abschätzmodul 52 schätzt die Austragstemperatur T0 basierend auf dem Betriebszustand des Motors 100 ab und schätzt die Abgastemperatur basierend auf der Austragstemperatur T0 ab, wobei die Austragstemperatur eine Temperatur des Abgases ist, wenn es aus dem Zylinder 21 zu dem Auslass- bzw. Auspuffsystem ausgebracht bzw. ausgetragen wird.
Gemäß dieser Konfiguration wird die Abgastemperatur genau durch ein Berücksichtigen der Änderung der Abgastemperatur gemäß dem Betriebszustand des Motors 100 abgeschätzt. Beispielsweise kann in Abhängigkeit von dem Betriebs- bzw. Betätigungszustand des Motors die Einspritzmenge aus der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 23 erhöht werden, um die Abgastemperatur mit der latenten Wärme der Verdampfung des Kraftstoffs abzusenken. Selbst in einem derartigen Fall wird die Austragstemperatur T0 unter Berücksichtigung der erhöhten Kraftstoffmenge abgeschätzt bzw. beurteilt. Somit schätzt das Temperatur-Abschätzmodul 52 genau die Abgastemperatur durch ein Berücksichtigen der Temperatur-Absenkgröße, welche durch den Kraftstoffmengenanstieg bewirkt wird, und der Temperatur-Anstiegsgröße des Abgases ab, welche durch die Nachverbrennung bewirkt wird.
Darüber hinaus schätzt das Temperatur-Abschätzmodul 52 die Temperaturabsenkung bzw. -abnahme des Abgases ab, welche dadurch bewirkt wird, dass die Auslassöffnung 31 aufgrund der durch das Auslasssystem während der Ventilüberlappung hindurchblasenden Frischluft abgekühlt wird (d. h. erste Temperatur-Absenkgröße ΔTe1), und schätzt die Abgastemperatur ab, indem darüber hinaus die Temperaturabsenkung berücksichtigt wird, welche durch das Kühlen der Auslassöffnung 31 bewirkt wird.
Gemäß dieser Konfiguration wird als der Einfluss des Durchblasens von Frischluft das Kühlen der Auslassöffnung 31 auch zusätzlich zu der Nachverbrennung berücksichtigt. Mit anderen Worten erhöht das Durchblasen von Frischluft nicht nur die Abgastemperatur durch die Nachverbrennung, sondern senkt auch die Abgastemperatur durch das Kühlen der Auslassöffnung 31 ab. Daher schätzt das Temperatur-Abschätzmodul 52 die erste Temperatur-Absenkgröße ΔTe1 ab und schätzt die Abgastemperatur ab, indem darüber hinaus die erste Temperatur-Absenkgröße ΔTe1 berücksichtigt wird. Somit schätzt das Temperatur-Abschätzmodul 52 weiters genau die Abgastemperatur ab.
Darüber hinaus beinhaltet das Auslasssystem den Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysator 37 und das Temperatur-Abschätzmodul 52 schätzt als den Temperaturanstieg des Abgases, welcher durch die Nachverbrennung bewirkt wird, den Temperaturanstieg ab, welcher durch die Nachverbrennung bewirkt wird, welche in dem Auslasssystem stromaufwärts von dem Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysator 37 auftritt (d. h. zweite Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi2), und den Temperaturanstieg, welcher durch die Nachverbrennung bewirkt wird, welche an dem Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysator 37 auftritt (d. h. vierte Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi4).
Gemäß dieser Konfiguration werden bei einem Abschätzen der Abgastemperatur sowohl die Nachverbrennung, welche in dem Auslasssystem stromaufwärts von dem Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysator 37 auftritt, als auch die Nachverbrennung, welche an oder in dem Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysator 37 auftritt, berücksichtigt bzw. in Betracht gezogen. Somit wird die Abgastemperatur weiters genau abgeschätzt bzw. beurteilt.
Darüber hinaus ist bzw. wird ein stromaufwärtiges Teil des Auslasssystems durch die verzweigten Rohre 30a strukturiert, welche mit der Mehrzahl von Zylindern 21 kommunizieren bzw. in Verbindung stehen. Die verzweigten Rohre 30a werden gemeinsam in dem Verteiler- bzw. Krümmerquerschnitt 30b gesammelt. Das Temperatur-Abschätzmodul 52 schätzt als den Temperaturanstieg, welcher durch die Nachverbrennung bewirkt wird, welche in dem Auslasssystem stromaufwärts von dem Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysator 37 auftritt, den Temperaturanstieg ab, welcher durch die Nachverbrennung bewirkt wird, welche an dem Verteilerquerschnitt 30b auftritt (d. h. zweite Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi2).
Gemäß dieser Konfiguration werden die verzweigten Rohre 30a, welche mit der Mehrzahl von Zylindern 21 kommunizieren, gemeinsam in dem Verteilerquerschnitt 30b gesammelt. Daher vereinigt sich das Abgas, welches aus den Zylindern 21 ausgebracht bzw. ausgetragen wird, in dem Verteilerquerschnitt 30b und die Temperatur davon wird leicht hoch. Mit anderen Worten tritt die Nachverbrennung leicht an dem Verteilerquerschnitt 30b auf. Aus diesem Grund schätzt das Temperatur-Abschätzmodul 52 die Abgastemperatur durch ein Berücksichtigen der Mehrzahl von Nachverbrennungen ab, welche sehr wahrscheinlich in dem Auslasssystem auftreten. Somit wird die Abgastemperatur genauer abgeschätzt.
Darüber hinaus schätzt das Temperatur-Abschätzmodul 52 den Temperaturanstieg des Abgases ab, welcher dadurch bewirkt wird, dass sich das Abgas in dem Verteilerquerschnitt 30b vereinigt, nachdem es aus der Mehrzahl von Zylindern 21 ausgetragen wird (d. h. erste Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi1), und schätzt die Abgastemperatur ab, indem darüber hinaus die erste Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi1 berücksichtigt wird.
Wie dies oben beschrieben wird, wird die Temperatur des Verteilerquerschnitts 30b leicht hoch aufgrund des Vereinigens des Abgases, welches aus der Mehrzahl von Zylindern 21 ausgetragen wird. Daher erhält bzw. empfängt das Abgas, welches aus der Mehrzahl von Zylindern 21 ausgetragen wird, nachdem die Temperatur des Verteilerquerschnitts 30b erhöht bzw. angehoben wurde, Hitze bzw. Wärme von dem Verteilerquerschnitt 30b und die Temperatur des Abgases steigt an. Aus diesem Grund schätzt das Temperatur-Abschätzmodul 52 die Abgastemperatur ab, indem der Wärmeempfang bzw. -erhalt von dem Verteilerquerschnitt 30b berücksichtigt wird. Somit wird die Abgastemperatur genauer abgeschätzt bzw. beurteilt.
Darüber hinaus schätzt das Temperatur-Abschätzmodul 52 den Temperaturanstieg des Abgases ab, welcher durch die Reaktionswärme an dem Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysator 37 bewirkt wird (d. h. dritte Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi3), und schätzt die Abgastemperatur ab, indem darüber hinaus die dritte Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi3 berücksichtigt wird.
Wie dies oben beschrieben ist, ist der Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysator 37 nicht nur, wo die Nachverbrennung auftritt, sondern kann auch in der Temperatur durch die Reaktionswärme darin erhöht werden. Aus diesem Grund schätzt das Temperatur-Abschätzmodul 52 die Abgastemperatur ab, indem die Reaktionswärme an dem Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysator 37 berücksichtigt wird. Somit wird die Abgastemperatur genauer abgeschätzt.
Darüber hinaus schätzt das Temperatur-Abschätzmodul 52 die Temperaturabsenkung des Abgases ab, welche durch das Kühlen des Auslasssystems mit dem Fahrtwind bewirkt wird (d. h. zweite oder dritte Temperatur-Absenkgröße ΔTe2 oder ΔTe3), und schätzt die Abgastemperatur ab, indem darüber hinaus die zweite oder dritte Temperatur-Absenkgröße ΔTe2 oder ΔTe3 berücksichtigt wird.
Gemäß dieser Konfiguration schätzt das Temperatur-Abschätzmodul 52 die Temperaturabsenkung bzw. -abnahme des Abgases ab, welche durch das Kühlen des Auslasssystems mit dem Fahrtwind bewirkt wird. Somit wird die Abgastemperatur genauer abgeschätzt.
Darüber hinaus beinhaltet das Auslasssystem die Turbine 4b des Turboladers 4. Das Temperatur-Abschätzmodul 52 schätzt die Temperaturabsenkung des Abgases ab, welche durch die Arbeit der Turbine 4b bewirkt wird (d. h. vierte Temperatur-Absenkgröße ΔTe4), und schätzt die Abgastemperatur ab, indem darüber hinaus die vierte Temperatur-Absenkgröße ΔTe4 berücksichtigt wird.
Gemäß dieser Konfiguration schätzt das Temperatur-Abschätzmodul 52 die Abgastemperatur ab, indem darüber hinaus die Temperaturabsenkung des Abgases berücksichtigt wird, welche durch die Arbeit der Turbine bewirkt wird. Somit wird die Abgastemperatur genauer abgeschätzt bzw. beurteilt.
(ANDERE AUSFÜHRUNGSFORMEN)
Wie oben ist die Ausführungsform als ein illustratives Beispiel der Lehre beschrieben, welche in der vorliegenden Anmeldung geoffenbart ist. Jedoch ist die Lehre dieser Offenbarung nicht darauf beschränkt bzw. begrenzt und auch auf Ausführungsformen mit (einer(m)) geeigneten Modifikation bzw. Modifikationen, Änderung bzw. Änderungen, Austauschelement bzw. Austauschelementen, hinzugefügten Element bzw. hinzugefügten Elementen oder Weglassung bzw. Weglassungen etc. anwendbar. Darüber hinaus können einige der Komponenten, welche in der Ausführungsform beschrieben sind, kombiniert werden, um eine neue Ausführungsform darzustellen bzw. aufzubauen. Darüber hinaus müssen bzw. können die Komponenten, welche in den beigeschlossenen Zeichnungen illustriert und in der detaillierten Beschreibung der Ausführungsformen beschrieben sind, nicht nur wesentliche Komponenten für ein Lösen der obigen Probleme beinhalten, welche mit den konventionellen Lehren auftreten, sondern auch nicht-wesentliche Komponenten für ein Lösen der obigen Probleme, um illustrativ die Lehre bzw. den Gegenstand zu beschreiben. Daher sollten die nicht-wesentlichen Komponenten nicht als wesentlich lediglich deshalb erachtet werden, da sie in den beigeschlossenen Zeichnungen illustriert oder in der detaillierten Beschreibung der Ausführungsformen beschrieben sind bzw. werden.
Die obige Ausführungsform kann eine der folgenden Konfigurationen aufweisen.
Die Konfiguration des oben beschriebenen Motors 100 ist ein Beispiel und ist nicht auf diese beschränkt bzw. begrenzt.
Darüber hinaus schätzt das Temperatur-Abschätzmodul 52, welches oben beschrieben ist, die Abgastemperaturen an dem Austritt der Auslassöffnung 31, der Position unmittelbar stromaufwärts von der Turbine 4b, dem O₂ Sensor 67 und dem Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysator 37 ab; jedoch ist dies nicht darauf beschränkt. Durch ein Berücksichtigen des Gewinns und Verlusts an Wärme auf der stromaufwärtigen Seite einer Stelle, wo die Abgastemperaturen abzuschätzen bzw. zu beurteilen ist, kann das Temperatur-Abschätzmodul 52 die Abgastemperatur an jeglicher Stelle in dem Auslass- bzw. Abgassystem abschätzen.
Darüber hinaus berücksichtigt für den Gewinn und Verlust an Wärme das Temperatur-Abschätzmodul 52, welches oben beschrieben ist, die erste bis vierte Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi1 bis ΔTi4 und die erste bis vierte Temperatur-Absenkgröße ΔTe1 bis ΔTe4; jedoch ist dies nicht darauf beschränkt. In Abhängigkeit von dem Motor kann ein Faktor existieren, welcher einen geringen Einfluss auf die Abgastemperatur aufweist. In einem derartigen Fall kann bzw. können eine bzw. mehrere unnötige der ersten bis vierten Temperatur-Anstiegsgröße ΔTi1 bis ΔTi4 und der ersten bis vierten Temperatur-Absenkgröße ΔTe1 bis ΔTe4 weggelassen werden. Alternativ kann in Abhängigkeit von dem Motor ein unterschiedlicher Faktor existieren, welcher einen großen Einfluss auf die Abgastemperatur aufweist. In einem derartigen Fall kann die Abgastemperatur abgeschätzt werden, indem darüber hinaus der unterschiedliche Faktor berücksichtigt wird.
Darüber hinaus berücksichtigt für den Einfluss der Nachverbrennungen das Temperatur-Abschätzmodul 52, welches oben beschrieben ist, (iii) den Wärmeempfang bzw. -erhalt, welcher durch die Nachverbrennung an der Position des Auslass- bzw. Auspuffrohrs stromaufwärts von der Turbine 4b bewirkt wird, und (viii) den Wärmeempfang, welcher durch die Nachverbrennung an dem Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysator 37 bewirkt wird; jedoch ist dies nicht darauf beschränkt. Das Temperatur-Abschätzmodul 52 kann nur eine der Nachverbrennungen oder (eine) Nachverbrennung(en) an (einer) anderen Stelle(n) berücksichtigen.
Darüber hinaus sind die verschiedenen Karten, welche durch das Temperatur-Abschätzmodul 52 verwendet werden, lediglich ein Beispiel und Merkmale der verschiedenen Karten variieren in Abhängigkeit von dem Motor.
Darüber hinaus bestimmt das Ventil-Regel- bzw. -Steuermodul 54, dass der Schutz für die Komponenten des Auslasssystems erforderlich ist, wenn die vierte abgeschätzte Abgastemperatur Td' an dem Abgasemissions-Regelbzw. -Steuerkatalysator 37 über der Schutzbestimmungstemperatur gemäß dem Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysator 37 ist bzw. liegt; jedoch ist dies nicht darauf beschränkt. Das Ventil-Regel- bzw. -Steuermodul 54 kann bestimmen, dass der Schutz für die Komponenten des Auslasssystems erforderlich ist, wenn die Temperatur des Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysators 37 über einer gegebenen Bestimmungskomponententemperatur ist bzw. liegt. Die Bestimmungskomponententemperatur wird basierend auf der garantierten Betriebstemperatur des Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysators 37 definiert. In ähnlicher Weise kann die Bestimmung basierend auf der Temperatur der Auslassöffnung 31, der Temperatur der Turbine 4b, der Temperatur des O₂ Sensors 67 oder einer Kombination von wenigstens zwei der Temperaturen der Auslassöffnung 31, der Turbine 4b, des O₂ Sensors 67 und des Abgasemissions-Regelbzw. -Steuerkatalysators 37 durchgeführt werden. Darüber hinaus kann das verkürzende Ausmaß der überlappenden Periode basierend auf den Temperaturen der jeweiligen Komponenten des Auslasssystems festgelegt werden.
Darüber hinaus verkürzt das Ventil-Regel- bzw. -Steuermodul 54 die überlappende Periode durch ein Vorrücken bzw. Vorstellen des Schließzeitpunkts des Auslassventils 29; jedoch ist dies nicht darauf beschränkt. Das Ventil-Regel- bzw. -Steuermodul 54 kann die überlappende Periode durch ein Verzögern des Öffnungszeitpunkts des Einlassventils 22 oder durch ein Vorstellen des Schließzeitpunkts des Auslassventils 29 und auch ein Verzögern des Öffnungszeitpunkts des Einlassventils 22 verkürzen.
Darüber hinaus schützt durch ein Verkürzen der überlappenden Periode das Ventil-Regel- bzw. -Steuermodul 54 die Auslassöffnung 31, die Turbine 4b, den O₂ Sensor 67 und den Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysator 37 als die Komponenten des Auslasssystems; jedoch ist dies nicht darauf beschränkt. Das Ventil-Regel- bzw. -Steuermodul 54 kann jegliche Komponente des Auslasssystems durch ein Durchführen der Bestimmung basierend auf dem Temperaturanstieg des Abgases schützen.
Wie dies oben beschrieben ist, ist die hier geoffenbarte Lehre nützlich bzw. verwendbar für das Regel- bzw. Steuergerät des Motors.
Bezugszeichenliste

100: Motor
20: Motorkörper
21: Zylinder
22: Einlassventil
25: Einlass VVT
26: Auslass VVT
29: Auslassventil
30: Auslassdurchtritt
30a: verzweigtes Rohr
30b: Verteiler- bzw. Krümmerquerschnitt
31: Auslassöffnung
37: Abgasemissions-Regel- bzw. -Steuerkatalysator (Katalysator)
4: Turbolader
4b: Turbine
50: ECU (Regel- bzw. Steuergerät)
52: Temperatur-Abschätzmodul
53: Anstiegsmengen-Regel- bzw. -Steuermodul
54: Ventil-Regel- bzw. -Steuermodul

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2007-533885 A [0003, 0004, 0004]

Claims

Regel- bzw. Steuergerät für einen Motor (100), wobei der Motor (100) wenigstens ein Einlassventil (22), wenigstens ein Auslassventil (29) und einen variablen Ventilsteuermechanismus (25, 26) für ein Variieren von Öffnungs- und Schließzeitpunkten wenigstens eines des Einlass- und Auslassventils beinhaltet, wobei das Regel- bzw. Steuergerät umfasst: ein Ventil-Regel- bzw. -Steuermodul (54) für ein Durchführen über den variablen Ventilsteuermechanismus (25, 26) einer Ventilüberlappung, in welcher das Einlass- und Auslassventil beide an dem Einlasshub des Motors (100) geöffnet sind; und ein Temperatur-Abschätzmodul (52) für ein Abschätzen bzw. Beurteilen einer Temperatur eines Abgases an einer gegebenen Stelle in dem Auslass- bzw. Abgassystem durch ein Abschätzen eines Temperaturanstiegs des Abgases, welcher durch eine Nachverbrennung bewirkt wird, und ein Berücksichtigen des Temperaturanstiegs, wobei die Nachverbrennung aufgrund von Frischluft auftritt, welche durch einen Zylinder (21) des Motors (100) zu einem Auslasssystem während der Ventilüberlappung bläst.
Regel- bzw. Steuergerät nach Anspruch 1, wobei das Temperatur-Abschätzmodul eine Austragstemperatur basierend auf einem Betriebszustand des Motors (100) abschätzt und die Abgastemperatur an der gegebenen Stelle in dem Auslasssystem basierend auf der Austragstemperatur abschätzt, wobei die Austragstemperatur eine Temperatur des Abgases ist, wenn es aus dem Zylinder (21) zu dem Auslasssystem ausgebracht wird, und/oder das Temperatur-Abschätzmodul eine Temperaturabsenkung des Abgases abschätzt, welche dadurch bewirkt wird, dass eine Auslassöffnung (31) aufgrund der Frischluft gekühlt wird, welche durch das Auslasssystem während der Ventilüberlappung hindurchbläst, und die Abgastemperatur an der gegebenen Stelle in dem Auslasssystem durch ein weiteres Berücksichtigen der Temperaturabsenkung abschätzt, welche durch das Kühlen der Auslassöffnung (31) bewirkt wird.
Regel- bzw. Steuergerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Auslasssystem einen Katalysator (37) für ein Reinigen des Abgases beinhaltet, und wobei das Temperatur-Abschätzmodul (52) als den Temperaturanstieg des Abgases, welcher durch die Nachverbrennung bewirkt wird, einen Temperaturanstieg, welcher durch eine Nachverbrennung bewirkt wird, welche in dem Auslasssystem stromaufwärts von dem Katalysator (37) auftritt, und einen Temperaturanstieg abschätzt, welcher durch eine Nachverbrennung bewirkt wird, welche an oder in dem Katalysator (37) auftritt, und/oder ein stromaufwärtiges Teil des Auslasssystems durch verzweigte Rohre (30a) strukturiert ist, welche mit einer Mehrzahl von Zylindern (21) des Motors (100) kommunizieren bzw. in Verbindung stehen, wobei die verzweigten Rohre (30a) gemeinsam in einem Verteiler- bzw. Krümmerquerschnitt (30b) gesammelt sind, und wobei das Temperatur-Abschätzmodul (52) als den Temperaturanstieg, welcher durch die Nachverbrennung bewirkt wird, welche in dem Auslasssystem stromaufwärts von dem Katalysator (37) auftritt, einen Temperaturanstieg abschätzt, welcher durch eine Nachverbrennung bewirkt wird, welche an dem Verteilerquerschnitt (30b) auftritt.
Regel- bzw. Steuergerät nach Anspruch 3, wobei das Temperatur-Abschätzmodul (52) einen Temperaturanstieg des Abgases abschätzt, welcher durch das sich in dem Verteilerquerschnitt (30b) vereinigende Abgas bewirkt wird, nachdem es aus der Mehrzahl von Zylindern (21) ausgebracht wird, und die Abgastemperatur an der gegebenen Stelle in dem Auslasssystem abschätzt, indem darüber hinaus der Temperaturanstieg berücksichtigt wird, welcher durch ein Vereinigen des Abgases in dem Verteilerquerschnitt (30b) bewirkt wird, und/oder das Temperatur-Abschätzmodul (52) einen Temperaturanstieg des Abgases abschätzt, welcher durch eine Reaktionswärme an oder in dem Katalysator (37) bewirkt wird, und die Abgastemperatur an der gegebenen Stelle in dem Auslasssystem abschätzt, indem darüber hinaus der Temperaturanstieg berücksichtigt wird, welcher durch die Reaktionswärme des Katalysators (37) bewirkt wird.
Regel- bzw. Steuergerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Temperatur-Abschätzmodul (52) eine Temperaturabsenkung des Abgases abschätzt, welche dadurch bewirkt wird, dass das Auslasssystem mit einem Fahrtwind gekühlt wird, und die Abgastemperatur an der gegebenen Stelle in dem Auslasssystem abschätzt, indem darüber hinaus die Temperaturabsenkung berücksichtigt wird, welche durch das Kühlen mit dem Fahrtwind bewirkt wird.
Regel- bzw. Steuergerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Auslasssystem eine Turbine (4b) eines Turboladers (4) beinhaltet, und wobei das Temperatur-Abschätzmodul (52) eine Temperaturabsenkung des Abgases abschätzt, welche durch eine Arbeit der Turbine (4b) bewirkt wird, und die Abgastemperatur an der gegebenen Stelle in dem Auslasssystem abschätzt, indem darüber hinaus die Temperaturabsenkung berücksichtigt wird, welche durch die Arbeit der Turbine (4b) bewirkt wird.
Regel- bzw. Steuergerät für einen Motor (100), wobei der Motor (100) wenigstens ein Einlassventil (22), wenigstens ein Auslassventil (29) und einen variablen Ventilsteuermechanismus (25, 26) für ein Variieren von Öffnungs- und Schließzeitpunkten wenigstens eines des Einlass- und Auslassventils beinhaltet, wobei das Regel- bzw. Steuergerät umfasst: ein Ventil-Regel- bzw. -Steuermodul (54) für ein Durchführen über den variablen Ventilsteuermechanismus (25, 26) einer Ventilüberlappung, in welcher das Einlass- und Auslassventil beide an dem Einlasshub des Motors (100) geöffnet sind; und ein Temperatur-Abschätzmodul (52) für ein Abschätzen bzw. Beurteilen einer Temperatur eines Abgases an einer gegebenen Stelle in dem Auslass- bzw. Abgassystem durch ein Berücksichtigen eines Temperaturanstiegs des Abgases, welcher durch eine Nachverbrennung bewirkt wird, und Regeln bzw. Steuern des Motors (100) basierend auf der abgeschätzten Abgastemperatur, wobei das Temperatur-Abschätzmodul (52) den Temperaturanstieg abschätzt, welcher durch die Nachverbrennung bewirkt wird, wobei die Nachverbrennung aufgrund von Frischluft auftritt, welche durch einen Zylinder (21) des Motors (100) zu einem Auslasssystem während der Ventilüberlappung hindurchbläst.
Verfahren zum Regeln bzw. Steuern einer Temperatur eines Auslasssystems einer Verbrennungskraftmaschine, wobei der Motor (100) wenigstens ein Einlassventil (22), wenigstens ein Auslassventil (29) und einen variablen Ventilsteuermechanismus (25, 26) für ein Variieren von Öffnungs- und Schließzeitpunkten wenigstens eines des Einlass- und Auslassventils beinhaltet, wobei das Verfahren die Schritte umfasst eines: Durchführens über den variablen Ventilsteuermechanismus (25, 26) einer Ventilüberlappung, in welcher das Einlass- und Auslassventil beide an dem Einlasshub des Motors (100) geöffnet werden; Abschätzens bzw. Beurteilens einer Temperatur eines Abgases an einer gegebenen Stelle in dem Auslass- bzw. Abgassystem durch ein Abschätzen eines Temperaturanstiegs des Abgases, welcher durch eine Nachverbrennung bewirkt wird; und Berücksichtigens des Temperaturanstiegs.
Verfahren nach Anspruch 8, darüber hinaus umfassend den Schritt eines Regelns bzw. Steuerns des Motors (100) basierend auf der abgeschätzten Abgastemperatur.
Computerprogrammprodukt, umfassend computerlesbare Instruktionen, welche, wenn auf ein geeignetes System geladen und auf diesem ausgeführt, die Schritte eines Verfahrens nach Anspruch 8 oder 9 durchführen können.