DE102016202074B4

DE102016202074B4 - Steuersystem für Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102016202074B4
Application number: DE102016202074.9A
Authority: DE
Inventors: Ryuko KOMATSU; Yuji Sasaki; Naoto Kitayama
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2015-02-13
Filing date: 2016-02-11
Publication date: 2017-02-16
Anticipated expiration: 2036-02-12
Also published as: JP2016148309A; DE102016202074A1; JP6483463B2

Abstract

Ein Steuersystem für einen Verbrennungsmotor (3), das in der Lage ist, die Abgasreinigungsfähigkeit einer Abgasreinigungsvorrichtung (31) auch dann effizient wiederherzustellen, wenn der Motor (3) in einem relativ niedrigen Lastbetriebsbereich ist, um hierdurch eine exzellente Kraftstoffausnutzung sicherzustellen. Der Motor (3) enthält einen Niederdruckstufen-Turbolader (8), einen Hochdruckstufen-Turbolader (9), ein CBV (10) zum Öffnen/Schließen eines Kompressor-Bypass-Kanals (6a), ein LP-WGV (14) zum Öffnen/Schließen eines LP-Turbinen-Bypass-Kanals (13), ein HP-TBV (15) zum Öffnen/Schließen eines HP-Turbinen-Bypass-Kanals (13b) sowie einen DPF (31) zum Reinigen der Abgase. Das Steuersystem enthält eine ECU zur Durchführung eines DPF-Regenerationssteuerprozesses. Wenn während der Ausführung des Prozesses der Betriebsbereich des Motors (3) ein vorbestimmter erster Betriebsbereich ist, führt die ECU einen ersten Aufladesteuerprozess durch, um das CBV (10) zum vollständig geschlossenen Zustand hin, das HP-TBV (15) zum vollständig offenen Zustand hin und das LP-WGV (14) zum offenen Zustand hin zu steuern.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuersystem zum Anheben der Abgastemperatur für einen Verbrennungsmotor, der zwei in Serie angeordnete Turbolader enthält.
Beschreibung der verwandten Technik
Herkömmlich ist ein Steuersystem für einen Verbrennungsmotor bekannt, das in der japanischen Patentoffenlegungsschrift (Kokai) Nr. JP 2013-136 986 A offenbart ist. Der Motor ist ein Dieselmotor und enthält einen Niederdruckstufen-Turbolader und einen Hochdruckstufen-Turbolader, die in Serie angeordnet sind, einen Dieselpartikelfilter (nachfolgend als „DPF” bezeichnet) und so weiter. Ein Kompressor-Bypass-Ventil ist in einem Einlasskanal des Motors angeordnet, und ein Bypass-Kanal, der einen Kompressor des Hochdruckstufen-Turboladers umgeht, wird durch das Kompressor-Bypass-Ventil geöffnet und geschlossen.
Ferner sind ein Regulierventil und ein Wastegate-Ventil in einem Auslasskanal des Motors angeordnet. Das Regulierventil dient zum Ändern der Öffnung eines Bypass-Kanals, der eine Turbine des Hochdruckstufen-Turboladers umgeht, und der Ladegrad des Hochdruckstufen-Turboladers wird durch eine Änderung der Öffnung des Bypass-Kanals geändert. Ferner dient das Wastegate-Ventil zum Ändern der Öffnung des Bypass-Kanals, der eine Turbine des Niederdruckstufen-Turboladers umgeht, und der Ladegrad des Niederdruckstufen-Turboladers wird durch eine Änderung der Öffnung des Bypass-Kanals geändert.
In diesem Steuersystem wird, während der Motor in Betrieb ist, eine Nacheinspritzung durchgeführt, wodurch eine DPF-Regenerationssteuerung durchgeführt wird. In dieser DPF-Regenerationssteuerung wird Normalzeit-Regenerationssteuerung zu anderen Zeiten als während der Verzögerung des Motors durchgeführt. Im Falle der Normalzeit-Regenerationssteuerung werden die Öffnung des Regulierventils und die Öffnung des Wastegate-Ventils gemäß einem Betriebsbereich des Motors gesteuert, der durch eine Kombination einer Motordrehzahl und eines Motordrehmoments bestimmt wird, d. h. demgemäß, in welchem von Bereich A und Bereich B, gezeigt in 3 der japanischen Patentoffenlegungsschrift (Kokai) Nr. JP 2013-136 986 A , der Betriebsbereich ist.
Insbesondere wenn der Betriebsbereich im Bereich A ist, wird, um hauptsächlich einen Aufladebetrieb durch den Hochdruckstufen-Turbolader durchzuführen, das Regulierventil zum geschlossenen Zustand hin gesteuert, und wird das Wastegate-Ventil zum vollständig offenen Zustand hin gesteuert, wohingegen dann, wenn der Betriebsbereich im Bereich B ist, um einen Aufladebetrieb nur durch den Niederdruckstufen-Turbolader durchzuführen, das Regulierventil zum offenen Zustand hin gesteuert wird, und das Wastegate-Ventil zum vollständig geschlossenen Zustand hin gesteuert wird.
Allgemein ist es, wenn die DPF-Regenerationssteuerung durch Nacheinspritzung durchgeführt wird, vom Gesichtspunkt der DPF-Regenerationseffizienz wünschenswert, Abgase mit einer so hohen Temperatur wie möglich zuzuführen. Wenn jedoch, gemäß dem oben beschriebenen Steuersystem, das in der japanischen Patentoffenlegungsschrift (Kokai) Nr. JP 2013-136 986 A offenbart ist, der Betriebsbereich im Bereich A ist, d. h. einem Niederlastbetriebsbereich, wird Wärmeenergie von Abgasen durch die Turbine des Hochdruckstufen-Turboladers abgeführt, da das Regulierventil zum geschlossenen Zustand hin gesteuert wird. Dies senkt die Temperatur der dem DPF zugeführten Abgase, wodurch die DPF-Regenerationseffizienz reduziert wird. Infolgedessen wird eine Zeitdauer, die für die Durchführung der DPF-Regenerationssteuerung erforderlich ist, länger, was zu einer Verschlechterung der Kraftstoffausnutzung und zu einem Auftreten von sogenannter Ölverdünnung führt, worin unverbrannter Kraftstoff in Motoröl eingemischt wird. Dieses Problem kann nicht nur dann auftreten, wenn die DPF-Regenerationssteuerung durchgeführt wird, sondern auch dann, wenn die Abgasreinigungsfähigkeit einer Abgasreinigungsvorrichtung, wie etwa eines NOx-Reinigungskatalysators, wiederhergestellt wird, indem ihm Hochtemperaturabgase zugeführt werden.
Die US 2011/0 120 123 A1 zeigt ein zweistufiges Turboladersystem, worin Turbinenbypässe bzw. Wastegates zumindest teilweise geöffnet werden, um zur Regeneration eines Dieselpartikelfilters die Abgastemperatur anzuheben.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuersystem für einen Verbrennungsmotor anzugeben, das, wenn die Abgasreinigungsfähigkeit mit einer Abgasreinigungsvorrichtung wiederhergestellt wird, in der Lage ist, die Abgasreinigungsfähigkeit auch dann effizient wiederherzustellen, wenn der Motor in einem relativ niedrigen Lastbetriebsbereich ist, wodurch es möglich wird, exzellente Kraftstoffausnutzung sicherzustellen.
Zur Lösung der obigen Aufgabe sieht die vorliegende Erfindung ein Steuersystem für einen Verbrennungsmotor vor, der enthält: einen Niederdruckstufen-Turbolader, der einen Niederdruckkompressor und eine Niederdruckturbine aufweist; einen Hochdruckstufen-Turbolader, der einen Hochdruckkompressor, der in einem Einlasskanal an einer Stelle stromab des Niederdruckkompressors angeordnet ist, und eine Hochdruckturbine, die in einem Auslasskanal an einer Stelle stromauf der Niederdruckturbine angeordnet ist, aufweist; ein Hochdruckkompressor-Bypass-Ventil zum Öffnen und Schließen eines Hochdruckkompressor-Bypass-Kanals, der den Hochdruckkompressor im Einlasskanal umgeht; ein Hochdruckturbinen-Bypass-Ventil zum Öffnen und Schließen eines Hochdruckturbinen-Bypass-Kanals, der die Hochdruckturbine im Auslasskanal umgeht; sowie eine Abgasreinigungsvorrichtung, die im Auslasskanal an einer Stelle stromab der Niederdruckturbine angeordnet ist, um Abgase zu reinigen, wobei das Steuersystem aufweist: ein Abgastemperaturanhebungssteuermittel zur Durchführung einer Abgastemperaturanhebungssteuerung/regelung zum Anheben einer Temperatur von der Abgasreinigungsvorrichtung zugeführten Abgasen, um die Abgasreinigungsfähigkeit der Abgasreinigungsvorrichtung wiederherzustellen; und ein erstes Aufladesteuermittel zur Durchführung einer ersten Aufladesteuerung zum Steuern/Regeln des Hochdruckkompressor-Bypass-Ventils zu einem geschlossenen Zustand und des Hochdruckturbinen-Bypass-Ventils zu einem offenen Zustand, wenn während der Ausführung der Abgastemperaturanhebungssteuerung ein Betriebsbereich des Motors ein vorbestimmter erster Betriebsbereich ist.
Um, gemäß diesem Steuersystem für den Verbrennungsmotor, die Abgasreinigungsfähigkeit der Abgasreinigungsvorrichtung wiederherzustellen, wird die Abgastemperaturanhebungssteuerung durchgeführt, um die Temperatur der der Abgasreinigungsvorrichtung zugeführten Abgase anzuheben. Wenn ferner der Betriebsbereich des Motors während der Ausführung der Abgastemperaturanhebungssteuerung, in dem vorbestimmten ersten Betriebsbereich ist, wird die erste Aufladesteuerung durchgeführt, um das Hochdruckkompressor-Bypass-Ventil zum geschlossenen Zustand und das Hochdruckturbinen-Bypass-Ventil zum offenen Zustand hin anzusteuern. Daher fließen Abgase, deren Temperatur durch die Abgastemperaturanhebungssteuerung angehoben worden ist, hauptsächlich in den Hochdruckturbinen-Bypass-Kanal, während sie kaum in die Hochdruckturbine hinein fileßen, und fließen dann schließlich in die Abgasreinigungsvorrichtung. Indem daher der vorbestimmte erste Betriebsbereich auf den relativ niedrigen Lastbetriebsbereich gesetzt wird, ist es, auch wenn der Motor in diesem relativ niedrigen Lastbetriebsbereich ist, im Unterschied zum Fall der japanischen Patentoffenlegungsschrift (Kokai) Nr. JP 2013-136 986 A , möglich, zu verhindern, dass Wärmeenergie der Abgase durch die Hochdruckturbine des Hochdruckstufen-Turboladers abgeführt wird, um hierdurch die Abgase in einem angehobenen Temperaturzustand der Abgasreinigungsvorrichtung zuzuführen, während der Abnahmegrad der Temperatur der Abgase gesenkt wird. Infolgedessen wird es möglich, die Abgasreinigungsfähigkeit der Abgasreinigungsvorrichtung effizient wiederherzustellen und eine Zeitdauer zu verkürzen, die für die Ausführung der Abgastemperaturanhebungssteuerung erforderlich ist, wodurch es möglich gemacht wird, exzellente Kraftstoffausnutzung sicherzustellen. Wenn ferner, als die Abgastemperaturanhebungssteuerung, eine Nacheinspritzung durchgeführt wird, ist es möglich, das Auftreten von Ölverdünnung aufgrund der Nacheinspritzung zu unterdrücken.
Bevorzugt ist der Hochdruckstufen-Turbolader ein Turbolader mit verstellbarer Kapazität, der verstellbare Flügel aufweist, die in der Nähe der Hochdruckturbine angeordnet sind, wobei das Steuersystem ferner ein zweites Aufladesteuermittel zur Durchführung einer zweiten Aufladesteuerung aufweist, um das Hochdruckkompressor-Bypass-Ventil und das Hochdruckturbinen-Bypass-Ventil zum geschlossenen Zustand hin zu steuern und die verstellbaren Flügel auf eine Öffnung zu steuern/zu regeln, die von Betriebszuständen des Motors abhängig ist, wenn während der Ausführung der Abgastemperaturanhebungssteuerung der Betriebsbereich des Motors ein vorbestimmter zweiter Betriebsbereich an einer höheren Lastseite als der vorbestimmte erste Betriebsbereich ist.
Wenn gemäß dieser bevorzugten Ausführung der Betriebsbereich des Motors der vorbestimmte zweite Betriebsbereich an der höheren Lastseite als der vorbestimmte erste Betriebsbereich während der Ausführung der Abgastemperaturanhebungssteuerung ist, wird die zweite Aufladesteuerung durchgeführt, um das Hochdruckkompressor-Bypass-Ventil und das Hochdruckturbinen-Bypass-Ventil zum geschlossenen Zustand hin anzusteuern und die verstellbaren Flügel auf die Öffnung zu steuern, die von den Betriebszuständen des Motors abhängig ist. In einem Fall, wo die zweite Aufladesteuerung so ausgeführt wird, werden die verstellbaren Flügel auf die Öffnung gesteuert, die von den Betriebszuständen des Motors abhängig ist, in den Zustand, wo das Hochdruckturbinen-Bypass-Ventil zum geschlossenen Zustand hin angesteuert wird, so dass der durch den Hochdruckstufen-Turbolader erzeugte Aufladeeffekt größer wird als im Falle der ersten Aufladesteuerung zum Ansteuern des Hochdruckturbinen-Bypass-Ventils zum offenen Zustand, wodurch die Ausgangsleistung des Motors angehoben wird. Hierbei wird nicht nur dann, wenn der Betriebsbereich des Motors im vorbestimmten ersten Betriebsbereich ist, sondern auch, wenn er im vorbestimmten zweiten Betriebsbereich ist, das Hochdruckkompressor-Bypass-Ventil zum geschlossenen Zustand hin angesteuert, und wenn daher zum Beispiel eine Beschleunigerbetätigung durch einen Fahrer eine Erhöhung der Arbeitslast des Motors verursacht, um den Betriebsbereich des Motors vom vorbestimmten ersten Betriebsbereich zum vorbestimmten zweiten Betriebsbereich umzuschalten, ist es möglich, die Motorausgangsleistung rasch anzuheben, ohne durch Ansprechverzögerungen des Hochdruckkompressor-Bypass-Ventils und des Hochdruckstufen-Turboladers nachteilig beeinflusst zu werden. Dies macht es möglich, eine exzellente Drosselreaktion sicherzustellen, um hierdurch die Vermarktbarkeit zu verbessern.
Bevorzugt weist das Steuersystem ferner ein zweites Aufladesteuermittel zur Durchführung einer zweiten Aufladesteuerung auf, um das Hochdruckkompressor-Bypass-Ventil zum geschlossenen Zustand anzusteuern und das Hochdruckturbinen-Bypass-Ventil auf eine Öffnung zu steuern/zu regeln, die von Betriebszuständen des Motors abhängig ist, wenn während der Ausführung der Abgastemperaturanhebungssteuerung der Betriebsbereich des Motors in einem vorbestimmten zweiten Betriebsbereich an einer höheren Lastseite als der vorbestimmte erste Betriebsbereich ist.
Wenn gemäß dieser bevorzugten Ausführung während der Ausführung der Abgastemperaturanhebungssteuerung der Betriebsbereich des Motors der vorbestimmte zweite Betriebsbereich an einer höheren Lastseite als der vorbestimmte erste Betriebsbereich ist, wird die zweite Aufladesteuerung durchgeführt, um das Hochdruckkompressor-Bypass-Ventil zum geschlossenen Zustand anzusteuern und das Hochdruckturbinen-Bypass-Ventil zu der Öffnung zu steuern, die von den Betriebszuständen des Motors abhängig ist. In einem Fall, wo somit die zweite Aufladesteuerung durchgeführt wird, wird das Hochdruckturbinen-Bypass-Ventil zu der Öffnung gesteuert, die von den Betriebszuständen des Motors abhängig ist, so dass der durch den Hochdruckstufen-Turbolader erzeugte Aufladeeffekt größer wird als in dem Fall der ersten Aufladesteuerung zum Ansteuern des Hochdruckturbinen-Bypass-Ventils zum offenen Zustand, wodurch die Ausgangsleistung des Motors erhöht wird. Hierbei wird nicht nur dann, wenn der Betriebsbereich des Motors im vorbestimmten ersten Betriebsbereich ist, sondern auch, wenn er im vorbestimmten zweiten Betriebsbereich ist, das Hochdruckkompressor-Bypass-Ventil zum geschlossen Zustand gesteuert, und selbst wenn daher die Beschleunigerbetätigung durch den Fahrer zum Beispiel eine Erhöhung in der Arbeitslast des Motors verursacht, um den Betriebsbereich des Motors vom vorbestimmten ersten Betriebsbereich zum vorbestimmten zweiten Betriebsbereich umzuschalten, wird es möglich, die Motorausgangsleistung rasch anzuheben, ohne durch Ansprechverzögerungen des Hochdruckkompressor-Bypass-Ventils und des Hochdruckstufen-Turboladers nachteilig beeinflusst zu werden. Dies macht es möglich, eine exzellente Drosselreaktion sicherzustellen und hierdurch die Vermarktbarkeit zu verbessern.
Bevorzugt weist der Motor ferner ein Niederdruckturbinen-Bypass-Ventil zum Öffnen und Schließen eines Niederdruckturbinen-Bypass-Kanals auf, der die Niederdruckturbine im Auslasskanal umgeht, wobei, wenn das erste Aufladesteuermittel die erste Aufladesteuerung durchführt, das erste Aufladesteuermittel ferner das Niederdruckturbinen-Bypass-Ventil zum offenen Zustand hin ansteuert.
Wenn gemäß dieser bevorzugten Ausführung die erste Aufladesteuerung durchgeführt wird, wird das Niederdruckturbinen-Bypass-Ventil weiter zum offenen Zustand hin angesteuert, und daher strömen Abgase, deren Temperatur durch die Abgastemperaturanhebungssteuerung angehoben worden ist, durch sowohl die Niederdruckturbine des Niederdruckstufen-Turboladers als auch den Niederdruckturbinen-Bypass-Kanal, und fließen dann schließlich in die Abgasreinigungsvorrichtung. Indem daher der vorbestimmte erste Betriebsbereich auf den relativ niedrigen Lastbetriebsbereich gesetzt wird, ist es auch dann, wenn der Motor in diesem relativ niedrigen Lastbetriebsbereich ist, möglich zu verhindern, dass Wärmeenergie der Abgase durch die Niederdruckturbine des Niederdruckstufen-Turboladers abgeführt wird, um hierdurch Abgas in einem angehobenen Temperaturzustand der Abgasreinigungsvorrichtung zuzuführen, während der Grad des Absenkens der Temperatur der Abgase verringert wird. Infolgedessen ist es, wenn die erste Aufladesteuerung durchgeführt wird, möglich, die Abgasreinigungsfähigkeit der Abgasreinigungsvorrichtung effizient wiederherzustellen und eine Zeitdauer zu verkürzen, die für die Ausführung der Abgastemperaturanhebungssteuerung erforderlich ist, wodurch die Leistungsfähigkeit der Kraftstoffausnutzung verbessert werden kann. Wenn ferner, als die Abgastemperaturanhebungssteuerung, Nacheinspritzung durchgeführt wird, ist es möglich, das Auftreten von Ölverdünnung aufgrund der Nacheinspritzung weiter zu unterdrücken.
Besonders bevorzugt weist der Motor ferner ein Niederdruckturbinen-Bypass-Ventil zum Öffnen und Schließen eines Niederdruckturbinen-Bypass-Kanals auf, der die Niederdruckturbine im Auslasskanal umgeht, und wobei, wenn das zweite Aufladesteuermittel die zweite Aufladesteuerung durchführt, das zweite Aufladesteuermittel ferner das Niederdruckturbinen-Bypass-Ventil zum geschlossenen Zustand hin ansteuert.
Wenn gemäß dieser bevorzugten Ausführung die zweite Aufladesteuerung durchgeführt wird, wird das Niederdruckturbinen-Bypass-Ventil weiter zum geschlossenen Zustand hin angesteuert, so dass während der Ausführung der zweiten Aufladesteuerung der durch den Niederdruckstufen-Turbolader erzeugte Aufladeeffekt größer wird als in dem Fall des ersten Aufladesteuerprozesses zum Ansteuern des Niederdruckturbinen-Bypass-Ventils zum offenen Zustand, wodurch die Ausgangsleistung des Motors erhöht wird. Dies macht es möglich, die Anstiegsrate der Motorausgangsleistung weiter zu verbessern, wenn eine Beschleunigerbetätigung durch den Fahrer zum Beispiel eine Zunahme in der Arbeitslast des Motors verursacht, um den Betriebsbereich des Motors von dem vorbestimmten ersten Betriebsbereich zum dem vorbestimmten zweiten Betriebsbereich umzuschalten. Dies macht es möglich, die Drosselreaktion weiter zu verbessern, und hierdurch die Vermarktbarkeit weiter zu verbessern.
Die obigen und andere Ziele, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher ersichtlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein schematisches Diagramm eines Steuersystems gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung und eines Verbrennungsmotors, auf den das Steuersystem angewendet wird;
2 ist ein elektrisches Blockdiagramm des Steuersystems;
3 ist ein Flussdiagramm eines DPF-Regenerationsbestimmungsprozesses;
4 ist ein Flussdiagramm eines Kraftstoffeinspritzsteuerprozesses;
5 ist ein Flussdiagramm eines Aufladesteuerprozesses;
6 ist ein Beispiel eines Kennfelds zur Bestimmung von Betriebsbereichen während der Ausführung eines DPF-Regenerationssteuerprozesses in dem Aufladesteuerprozess;
7 ist eine Ansicht eines Flusses von Einlassluft und eines Flusses von Abgasen während der Ausführung eines ersten Aufladesteuerprozesses;
8 ist eine Ansicht eines Flusses von Einlassluft und eines Flusses von Abgasen während der Ausführung eines zweiten Aufladesteuerprozesses;
9 ist eine Ansicht eines Flusses von Einlassluft und eines Flusses von Abgasen während der Ausführung eines dritten Aufladesteuerprozesses; und
10 ist ein Beispiel eines Kennfelds zur Bestimmung von Betriebsbereichen während der Ausführung des normalen Steuerprozesses.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
Nachfolgend wird ein Steuersystem für einen Verbrennungsmotor gemäß einer Ausführung der Erfindung im Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Im Bezug auf die 1 und 2 steuert/regelt das Steuersystem, das mit der Bezugszahl 1 versehen ist, Betriebszustände und dergleichen des Verbrennungsmotors 3, und enthält eine ECU 2 und andere Komponenten, die in 2 ersichtlich sind. Die ECU 2 führt verschiedene Steuer/Regelprozesse durch, wie etwa einen Aufladesteuerprozess, wie er nachfolgend beschrieben wird.
Der Verbrennungsmotor (nachfolgend einfach als „der Motor” bezeichnet) ist ein Dieselmotor, und ist an einem Fahrzeug (nicht gezeigt) als Fahrantriebsquelle angebracht. Der Motor 3 enthält vier Zylinder, Kraftstoffeinspritzventile 4 (von denen in 2 nur eines gezeigt ist), die für jeden Zylinder jeweils vorgesehen sind, usw. Die Kraftstoffeinspritzventile 4 sind mit der ECU 2 elektrisch verbunden. Wie nachfolgend beschrieben, werden die Ventilöffnungssteuerzeit und die Ventilschließsteuerzeit jedes Kraftstoffeinspritzventils 4 durch ein Steuereingangssignal der ECU 2 gesteuert/geregelt, wodurch eine Kraftstoffeinspritzmenge und eine Kraftstoffeinspritzsteuerzeit der Kraftstoffsteuereinspritzventils 4 gesteuert werden. Kurz gesagt, es wird ein Kraftstoffeinspritzsteuerprozess durchgeführt.
Ein LP(Niederdruck)-Einlassdrosselventilmechanismus 7, ein Niederdruckstufen-Turbolader 8, ein Hochdruckstufen-Turbolader 9, ein Ladeluftkühler 11, ein HP(Hochdruck)-Einlassdrosselventilmechanismus 12 usw sind in einem Einlasskanal 6 des Motors 3, von stromauf in der erwähnten Reihenfolge, vorgesehen.
Der LP-Einlassdrosselventilmechanismus 7 enthält ein LP-Einlassdrosselventil 7a und einen LP-IS-Aktuator 7b, der das LP-Einlassdrosselventil 7a betätigt. Das LP-Einlassdrosselventil 7a ist in einem zwischenliegenden Abschnitt des Einlasskanals 6 schwenkbar angeordnet, so dass dessen Öffnung durch dessen Schwenkbewegung verändert wird, um hierdurch die das LP-Einlassdrosselventil 7a passierende Luftmenge zu verändern. Der LP-IS-Aktuator 7b ist gebildet durch eine Kombination eines Motors (nicht gezeigt) und eines Untersetzungsgetriebemechanismus (nicht gezeigt) und ist mit der ECU 2 elektrisch verbunden. Die ECU 2 steuert/regelt die Öffnung des LP-Einlassdrosselventils 7a über den LP-IS-Aktuator 7b.
Andererseits enthält der Niederdruckstufen-Turbolader 8 einen LP-Kompressor 8a (Niederdruckkompressor), der in dem Einlasskanal 6 an einer Stelle stromab des LP-Einlassdrosselventils 7a angeordnet ist, eine LP-Turbine 8b (Niederdruckturbine), die in einem zwischenliegenden Abschnitt eines Auslasskanals 13 angeordnet ist, zur gemeinsamen Drehung mit dem LP-Kompressor 8a, usw.
Wenn in dem Niederdruckstufen-Turbolader 8 die LP-Turbine 8b durch im Auslasskanal 13 fließende Abgase drehend angetrieben wird, dreht sich der damit integriert ausgebildete LP-Kompressor 8a gleichzeitig, wodurch Luft in dem Einlasskanal 6 unter Druck gesetzt wird, d. h. ein Aufladebetrieb durchgeführt wird.
Der Auslasskanal 13 ist mit einem LP-Turbinen-Bypass-Kanal 13a (Niederdruckturbinen-Bypass-Kanal) versehen, der die LP-Turbine 8b umgeht. Der LP-Turbinen-Bypass-Kanal 13a ist mit einem LP-Wastegate-Ventil (nachfolgend als das „LP-WGV” bezeichnet) 14 als Niederdruckturbinen-Bypass-Ventil versehen. Das LP-WGV 14 ist gebildet durch eine Kombination eines elektromagnetischen Ventils (nicht gezeigt), eines Membran-Aktuators (nicht gezeigt) und eines Ventilelements (nicht gezeigt), das durch den Aktuator betätigt wird, und ist mit der ECU 2 elektrisch verbunden.
Im Falle des LP-WGV 14 wird die Öffnung des Ventilelements durch ein Steuereingangssignal von ECU 2 gesteuert/geregelt, wodurch ein Verhältnis zwischen der zur LP-Turbine 8b fließenden Abgasmenge und der in den LP-Turbine-Bypass-Kanal 13a fließenden Abgasmenge, durch Umgehung der LP-Turbine 8b, verändert wird. Das heißt, der Aufladebetrieb durch den Niederdruckstufen-Turbolader 8 wird gesteuert/geregelt.
Andererseits ist der Hochdruckstufen-Turbolader 9 vom Typ mit variabler Kapazität, und enthält einen HP-Kompressor 9a (Hochdruckkompressor), der in dem Einlasskanal 6 an einer Stelle stromab des LP-Kompressors 8a angeordnet ist, eine HP-Turbine 9b (Hochdruckturbine), die in einem zwischenliegenden Abschnitt des Auslasskanals 13 zur gemeinsamen Drehung mit dem HP-Kompressor 9a angeordnet ist, und einen verstellbaren Flügelmechanismus 9c.
Wenn in dem Hochdruckstufen-Turbolader 9 die HP-Turbine 9b durch die im Auslasskanal 13 fließenden Abgase drehend angetrieben wird, dreht sich der damit integriert ausgebildete HP-Kompressor 9a gleichzeitig, wodurch die Luft in dem Einlasskanal 6 unter Druck gesetzt wird, d. h. ein Aufladebetrieb durchgeführt wird.
Der verstellbare Flügelmechanismus 9c ist gebildet durch eine Kombination einer Mehrzahl von verstellbaren Flügeln 9d (von denen nur zwei gezeigt sind), eines Membran-Aktuators (nicht gezeigt) zum Betätigen der verstellbaren Flügel 9d, und eines elektromagnetischen Flügelsteuerventils 9e (siehe 2) zum Steuern/Regeln der Zufuhr von Unterdruck zu dem Aktuator.
Die verstellbaren Flügel 9d dienen zum Verändern des vom Hochdruckstufen-Turbolader 9 erzeugten Ladedrucks. Die verstellbaren Flügel 9d sind an einer Wand eines Abschnitts eines Gehäuses schwenkbar gelagert, wo die HP-Turbine 9b untergebracht ist, und sind mit dem Aktuator mechanisch verbunden.
Im Falle des verstellbaren Flügelmechanismus 9c ist das Flügelsteuerventil 9e mit der ECU 2 elektrisch verbunden. Wenn ein Steuereingangssignal von der ECU 2 in das Flügelsteuerventil 9e eingegeben wird, ändert das Flügelsteuerventil 9e die Öffnung der verstellbaren Flügel 9d, um hierdurch den Betrag des dem Aktuator zugeführten Unterdrucks zu verändern, um den Aktuator anzutreiben. Dies verändert die Menge der zur HP-Turbine 9b geblasenen Abgase, was eine Änderung in der Drehzahl der HP-Turbine 9b verursacht, d. h. der Drehzahl des HP-Kompressors 9a. Infolgedessen wird ein Aufladebetrieb durch den Hochdruckstufen-Turbolader 9 gesteuert/geregelt.
Andererseits ist ein Kompressor-Bypass-Kanal 6a (Hochdruckkompressor-Bypass-Kanal), der der den HP-Kompressor 9a umgeht, mit dem Einlasskanal 6 verbunden. Ein Kompressor-Bypass-Ventil (nachfolgend als das „CBV” bezeichnet) 10 als Hochdruckkompressor-Bypass-Ventil ist in einem zwischenliegenden Abschnitt des Kompressor-Bypass-Kanals 6a angeordnet. Das CBV 10 ist gebildet durch eine Kombination eines elektromagnetischen Ventils (nicht gezeigt), eines Membran-Aktuators (nicht gezeigt) und eines Ventilelements (nicht gezeigt), das von dem Aktuator betätigt wird. Das CBV 10 ist mit der ECU 2 elektrisch verbunden und wird durch ein Steuereingangssignal von der ECU 2 zu einem EIN/AUS-Zustand gesteuert.
Wenn das CBV 10 zum EIN-Zustand gesteuert wird, wird dessen Ventilelement geöffnet, um hierdurch den Kompressor-Bypass-Kanal 6a zu öffnen. Hiermit fließt Luft in dem Einlasskanal 6 hauptsächlich in den Kompressor-Bypass-Kanal 6a, während sie kaum in den HP-Kompressor 9a fließt. Wenn andererseits das CBV 10 zum AUS-Zustand gesteuert wird, wird das Ventilelement vollständig geschlossen, wodurch der Kompressor-Bypass-Kanal 6a geschlossen wird. Dies bewirkt, dass die Luft in dem Einlasskanal 6 nur in den HP-Kompressor 9a fließt, und macht den Aufladebetrieb durch den Hochdruckstufen-Turbolader 9 ausführbar.
Ferner ist der Auslasskanal 13 mit einem HP-Turbinen-Bypass-Kanal 13b (Hochdruckturbinen-Bypass-Kanal) versehen, der die HP-Turbine 9b umgeht. Das HP-Turbinen-Bypass-Ventil (nachfolgend als das „HP-TBV” bezeichnet) 15, als Hochdruckturbinen-Bypass-Ventil, ist in einem zwischenliegenden Abschnitt des HP-Turbinen-Bypass-Kanals 13b angeordnet. Das HP-TBV 15 ist gebildet durch eine Kombination des elektromagnetischen Ventils (nicht gezeigt), eines Membran-Aktuators (nicht gezeigt) und eines Ventilelements (nicht gezeigt), das durch den Aktuator betätigt wird. Das HP-TBV 15 ist mit der ECU 2 elektrisch verbunden und die Öffnung von dessen Ventilelement wird durch ein Steuereingangssignal von der ECU 2 variabel gesteuert/geregelt.
Wenn das HP-TBV 15 zum geschlossenen Zustand hin gesteuert wird, wird dessen Ventilelement im geschlossenen Zustand gehalten, wodurch Abgase zue HP-Turbine 9b fließen. Dies macht den Aufladebetrieb durch den Hochdruckstufen-Turbolader 9 ausführbar. Wenn andererseits das HP-TBV 15 zum offenen Zustand hin gesteuert wird, wird dessen Ventilelement im offenen Zustand gehalten, wodurch Abgase durch den HP-Turbinen-Bypass-Kanal 13b fließen, indem sie die HP-Turbine 9b umgehen. Dies macht den Aufladebetrieb durch den Hochdruckstufen-Turbolader 9 stoppbar.
Ferner ist der Ladeluftkühler 11 vom Wasserkühlungs-Typ. Wenn die Einlassluft durch den Ladeluftkühler 11 hindurchtritt, kühlt der Ladeluftkühler 11 die Einlassluft, deren Temperatur durch die Aufladevorgänge der zwei Turbolader 8 und 9 angehoben worden ist.
Ferner ist der HP-Einlassdrosselventil-Mechanismus 12 so ähnlich konfiguriert wie der oben beschriebene LP-Einlassdrosselventil-Mechanismus 7, und enthält ein HP-Einlassdrosselventil 12a, einen HP-IS-Aktuator 12b, der das HP-Einlassdrosselventil 12a betätigt, usw. In dem HP-Einlassdrosselventil-Mechanismus 12 wird der HP-IS-Aktuator 12b durch ein Steuereingangssignal von der ECU 2 angetrieben, wodurch die Öffnung des HP-Einlassdrosselventils 12a gesteuert/geregelt wird.
Ferner sind ein NOx-Reinigungskatalysator 30, ein Dieselpartikelfilter (nachfolgend als der „DPF” bezeichnet) 31, sowie ein Differenzdrucksensor 22 in dem Auslasskanal 13 an jeweiligen Stellen stromab der LP-Turbine 3b angeordnet. Wenn Abgas in oxidierender Atmosphäre vorliegt, fängt der NOx-Reinigungskatalysator 30 das durch den Auslasskanal 13 fließende NOx auf, wohingegen, wenn die Abgase in einer reduzierenden Atmosphäre vorliegen, der NOx-Reinigungskatalysator 30 das aufgefangene NOx reduziert.
Der DPF 31, als Abgasreinigungsvorrichtung, dient zum Sammeln von Partikelmaterial aus Abgasen, und ist derart konfiguriert, dass, wenn eine nachfolgend beschriebene DPF-Regenerationssteuerung durchgeführt wird, das gesammelte Partikelmaterial verbrannt wird, um die Sammelfähigkeit des DPF 31 wiederherzustellen.
Andererseits dient der Differenzdrucksensor 22 zum Erfassen eines Differenzdrucks DPex zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite des DPF 31 in dem Auslasskanal 13, und enthält zwei Erfassungselemente 22a und 22b. Das stromaufwärtige Erfassungselement 22a ist an einer Stelle zwischen dem NOx-Reinigungskatalysator 30 und dem DPF 31 angeordnet, und das stromabwärtige Erfassungselement 22b ist an einer Stelle stromab des DPF 31 angeordnet. Die ECU 2 berechnet den Differenzdruck DPex basierend auf einem Erfassungssignal von dem Differenzdrucksensor 22.
Ferner ist der Motor 3 mit einer Niederdruck-AGR-Vorrichtung 17 und einer Hochdruck-AGR-Vorrichtung 18 versehen. Die Niederdruck-AGR-Vorrichtung 17 dient zum Rückführen eines Teils der Abgase im Auslasskanal 13 in den Einlasskanal 6 und ist gebildet aus einem Niederdruck-AGR-Kanal 17a, der zwischen dem Einlasskanal 6 und dem Auslasskanal 13 verbindet, und einem Niederdruck-AGR-Steuerventil 17b zum Öffnen und Schließen des Niederdruck-AGR-Kanals 17a, usw. Ein Ende des Niederdruck-AGR-Kanals 17a öffnet sich in einen Abschnitt des Auslasskanals 13 an einer Stele stromab des DPF 31, und sein anderes Ende öffnet sich in einen Abschnitt des Einlasskanals 6 zwischen dem LP-Einlassdrosselventil 7a und dem LP-Kompressor 8a.
Das Niederdruck-AGR-Steuerventil 17b ist gebildet aus einem Linearsolenoidventil, dessen Öffnung zwischen seinem Maximalwert und seinem Minimalwert linear verändert wird, und ist mit der ECU 2 elektrisch verbunden. Die ECU 2 verändert die Öffnung des Niederdruck-AGR-Steuerventils 17b, um hierdurch die Menge der über den Niederdruck-AGR-Kanal 17a rückgeführten Abgase zu steuern/zu regeln.
Andererseits dient, ähnlich der Niederdruck-AGR-Vorrichtung 17, die Hochdruck-AGR-Vorrichtung 18 auch dem Rückführen eines Teils der Abgase im Auslasskanal 13 in den Einlasskanal 6, und ist gebildet aus einem Hochdruck-AGR-Kanal 18a, der zwischen dem Einlasskanal 6 und dem Auslasskanal 13 verbindet, und einem Hochdruck-AGR-Steuerventil 18b zum Öffnen und Schließen des Hochdruck-AGR-Kanals 18a, usw. Ein Ende des Hochdruck-AGR-Kanals 18a öffnet sich in einen Abschnitt des Auslasskanals 13 an einer Stelle stromab eines Mündungsabschnitts eines Auslasskrümmers, und sein anderes Ende öffnet sich in einen Abschnitt des Einlasskanals 6 zwischen dem HP-Einlassdrosselventil-Mechanismus 12a und einem Einlasskrümmer.
Das Hochdruck-AGR-Steuerventil 18b ist aus einem Linearsolenoidventil gebildet, dessen Öffnung zwischen dessen Maximalwert und Minimalwert linear verändert wird, und ist mit der ECU 2 elektrisch verbunden. Die ECU 2 ändert die Öffnung des Hochdruck-AGR-Steuerventils 18b, um hierdurch die Menge der rückgeführten Abgase über das Hochdruck-AGR-Steuerventil 18b zu steuern/zu regeln.
Andererseits sind, wie in 2 gezeigt, ein Kurbelwinkelsensor 20 und ein Gaspedalstellungssensor 21 mit der ECU 2 elektrisch verbunden. Der Kurbelwinkelsensor 20 ist durch einen Magnetrotor und einen MRE-Aufnehmer gebildet, und liefert, einhergehend mit der Drehung einer Kurbelwellle (nicht gezeigt) an die ECU 2 ein CRK-Signal und ein OT-Signal, welche beide Pulssignale sind.
Jeder Puls des CRK-Signals wird immer dann geliefert, wenn sich die Kurbelwelle um einen vorbestimmten Kurbelwinkel (z. B. 2°) dreht. Die ECU 2 berechnet eine Drehzahl NE des Motors 3 (nachfolgend als „die Motordrehzahl NE” bezeichnet”) basierend auf dem CRK-Signal. Ferner gibt das OT-Signal an, dass ein Kolben (nicht gezeigt) in einem der Zylinder in einer vorbestimmten Kurbelwinkelposition etwas vor der OT-Position des Einlasstakts ist, und der Puls davon wird immer dann geliefert, wenn sich die Kurbelwelle um einen vorbestimmten Kurbelwinkel dreht.
Ferner erfasst der Gaspedalstellungssensor 21 einen Tretbetrag AP eines Gaspedals (nicht gezeigt) des Fahrzeugs (nachfolgend als „die Gaspedalstellung AP” bezeichnet), und liefert an die ECU 2 ein Erfassungssignal, das die erfasste Gaspedalstellung AP angibt.
Die ECU 2 ist durch einen Mikrocomputer implementiert, gebildet aus einer CPU, einem RAM, einem ROM und einer I/O-Schnittstelle (wovon keine gesondert gezeigt sind). Die ECU 2 bestimmt Betriebszustände des Motors 3 gemäß den Erfassungssignalen von den oben beschriebenen Sensoren 20 bis 22 usw., und führt gemäß den Betriebszuständen verschiedene Steuer/Regelprozesse durch, wie etwa einen DPF-Regenerationsbestimmungsprozess und den Kraftstoffeinspritzsteuerprozess, wie nachfolgend beschrieben. Übrigens entspricht in der vorliegenden Ausführung die CPU dem Abgastemperaturanhebungssteuermittel, dem ersten Aufladesteuermittel und dem zweiten Aufladesteuermittel.
Nun wird der DPF-Regenerationsbestimmungsprozess im Bezug auf 3 beschrieben. Der DPF-Regenerationsbestimmungsprozess bestimmt, ob Bedingungen zur Ausführung des DPF-Regenerationssteuerprozesses erfüllt sind oder nicht, und wird von der ECU 2 mit einer vorbestimmten Steuerperiode (z. B. 10 msec) durchgeführt. Im Übrigen sind verschiedene berechnete und gesetzte Werte, auf die in der folgenden Beschrieben Bezug genommen wird, in dem RAM der ECU 2 gespeichert.
Zuerst wird im Bezug auf 3 in Schritt 1 (in 3 in abgekürzter Form als S1 gezeigt, die folgenden Schritte sind auch in abgekürzter Form gezeigt) bestimmt, ob ein ein Regenerationsausführungsbedingungs-Flag F_RGN_ON gleich 1 ist oder nicht.
Wenn die Antwort auf diese Frage negativ ist (NEIN), d. h. wenn die Bedingungen zur Ausführung des DPF-Regenerationssteuerprozesses der unmittelbar vorangehenden Steuerzeitgebung nicht erfüllt sind, geht der Prozess zu Schritt 2 weiter, worin eine Rußablagerungsmenge mSot berechnet wird. Die Rußablagerungsmenge mSot ist eine Menge von auf dem DPF 31 abgelagerten Partikelmaterial, und wird insbesondere durch Absuchen eines Kennfelds (nicht gezeigt) gemäß dem Differenzdruck DPex berechnet.
Dann geht der Prozess zu Schritt 3 weiter, worin bestimmt wird, ob die Rußablagerungsmenge mSot nicht kleiner als ein vorbestimmter Referenzwert m1 ist oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage positiv ist (JA), wird bestimmt, dass die Bedingungen zur Ausführung des DPF-Regenerationssteuerprozesses erfüllt sind, und um die Tatsache anzuzeigen, geht der Prozess zu Schritt 4 weiter, worin das Regenerationsausführungsbedingungs-Flag F_RGN_ON auf 1 gesetzt wird, wonach der vorliegende Prozess endet.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage von Schritt 3 negativ ist (NEIN), d. h. wenn mSot < m1 gilt, wird bestimmt, dass die Bedingungen zur Ausführung des DPF-Regenerationssteuerprozesses nicht erfüllt sind, und um die Tatsache anzuzeigen, geht der Prozess zu Schritt 7 weiter, worin das Regenerationsausführungsbedingungs-Flag F_RGN_ON auf 0 gesetzt wird, wonach der vorliegende Prozess endet.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des oben beschriebenen Schritts 1 positiv is (JA), d. h. wenn die Bedingungen zur Ausführung des DPF-Regenerationssteuerprozesses in der unmittelbar vorangehenden Steuerzeitgebung erfüllt sind, geht der Prozess zu Schritt 5 weiter, worin die Rußablagerungsmenge mSot berechnet wird.
In Schritt 5 wird die Menge von Partikelmaterial, die schätzungsweise während der Zeitperiode zwischen der unmittelbar vorangehenden Steuerzeitgebung und der gegenwärtigen Steuerzeitgebung verbrannt worden ist, durch ein vorbestimmtes Verfahren gemäß Betriebszuständen des Motors 3 (der Motordrehzahl NE, der Gaspedalstellung AP, etc.) und dem unmittelbar vorangehenden Wert (berechnet in der unmittelbar vorangehenden Steuerzeitgebung) der Rußablagerungsmenge mSot, die im RAM gespeichert ist, berechnet. Die Rußablagerungsmenge mSot wird berechnet, indem die berechnete Menge von Partikelmaterial, die schätzungsweise verbrannt worden ist, vom unmittelbar vorangehenden Wert der Rußablagerungsmenge mSot subtrahiert wird.
Im dem Schritt 5 folgenden Schritt 6 wird bestimmt, ob die Rußablagerungsmenge mSot größer als ein vorbestimmter Referenzwert m2 ist oder nicht. Der vorbestimmte Referenzwert m2 ist so gesetzt, dass m1 > m2 gilt. Wenn die Antwort auf diese Frage negativ ist (NEIN), d. h. wenn mSot > m2 gilt, wird bestimmt, dass der DPF-Regenerationssteuerprozess fortgesetzt werden sollte, und um die Tatsache anzuzeigen, geht der Prozess zum oben beschriebenen Schritt 4 weiter, worin das Regenerationsausführungsbedingungs-Flag F_RGN-ON auf 1 gesetzt wird, wonach der vorliegende Prozess endet.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage vom Schritt 6 positiv ist (JA), wird bestimmt, dass die Fähigkeit des DPF 31, Partikelmaterial zu sammeln, ausreichend wiederhergestellt ist, und der DPF-Regenerationssteuerprozess gestoppt werden sollte, und um die Tatsache anzuzeigen, geht der Prozess zum oben beschriebenen Schritt 7 weiter, worin das Regenerationsausführungsbedingungs-Flag F_RGN_ON auf 0 gesetzt wird, wonach der vorliegende Prozess endet.
Nun wird der Kraftstoffeinspritzsteuerprozess im Bezug auf 4 beschrieben. Wie nachfolgend beschrieben, dient der Kraftstoffeinspritzsteuerprozess zur Bestimmung der Kraftstoffeinspritzmenge und der Kraftstoffeinspritzsteuerzeit jedes Kraftstoffeinspritzventils 4, und wird von der ECU 2 zeitlich synchron mit der Erzeugung jedes Pulses des OT-Signals durchgeführt.
Im Bezug auf 4 wird zuerst in Schritt 10 bestimmt, ob das oben beschriebenen Regenerationsausführungsbedingungs-Flag F_RGN_ON gleich 1 ist oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage positiv ist (JA), d. h. wenn die Bedingungen zur Ausführung des DPF-Regenerationssteuerprozesses erfüllt sind, geht der Prozess zu Schritt 11 weiter, worin der DPF-Regenerationssteuerprozess durchgeführt wird.
In dem DPF-Regenerationssteuerprozess wird ein angefordertes Drehmoment TRQ durch Absuchen eines Kennfelds (nicht gezeigt) gemäß der Motordrehzahl NE und der Gaspedalstellung AP berechnet, und wird eine Gesamteinspritzmenge Q durch Absuchen eines Kennfelds (nicht gezeigt) gemäß dem berechneten angeforderten Drehmoment TRQ und der Motordrehzahl NE berechnet. In diesem Fall wird die Gesamteinspritzmenge Q auf einen größeren Wert gesetzt, wenn die Last auf den Motor 3 höher ist, d. h. wenn das angeforderte Drehmoment TRQ größer ist. Ferner werden ein Verhältnis zwischen verschiedenen Einspritzmengen (etwa einer Vor-Einspritzmenge, einer Haupt-Einspritzmenge, einer Nach-Einspritzmenge und einer Post-Einspritzmenge der Gesamteinspritzmenge Q) und jeweilige Einspritzsteuerzeiten dieser Einspritzmengen gemäß den Betriebszuständen des Motors 3 bestimmt.
In diesem Fall wird die Post-Einspritzmenge auf einen solchen Wert gesetzt, der es möglich macht, die Temperatur der Abgase auf eine optimale Temperatur zum Wiederherstellen der Fähigkeit des DPF 31 zum Sammeln von Partikelmaterial anzuheben, und wird die Einspritzsteuerzeit der Post-Einspritzmenge auf eine geeignete Steuerzeit während des Arbeitstakts gesetzt. Durch Betätigung des Kraftstoffeinspritzventils 4 werden die so bestimmten Kraftstoffeinspritzmengen in einen zugeordneten Zylinder zu den jeweiligen bestimmten Einspritzsteuerzeiten eingespritzt. Infolgedessen werden dem DPF 31 Abgase mit höherer Temperatur als während Normalbetrieb zugeführt.
Nachdem somit der DPF-Regenerationssteuerprozess in Schritt 11 durchgeführt wurde, wird der vorliegende Prozess beendet.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des oben erwähnten Schritts 10 negativ ist (NEIN), d. h. wenn die Bedingungen zur Ausführung des DPF-Regenerationssteuerprozesses nicht erfüllt sind, geht der Prozess zu Schritt 12 weiter, worin ein normaler Steuerprozess durchgeführt wird.
Bei diesem normalen Steuerprozess wird das angeforderte Drehmoment TRQ durch Absuchen eines Kennfelds (nicht gezeigt) gemäß der Motordrehzahl NE und der Gaspedalstellung AP berechnet, und wird die Gesamteinspritzmenge Q durch Absuchen eines Kennfelds (nicht gezeigt) gemäß dem berechneten angeforderten Drehmoment TRQ und der Motordrehzahl NE berechnet. Ferner werden das Verhältnis zwischen den verschiedenen Einspritzmengen (wie etwa der Vor-Einspritzmenge, der Haupt-Einspritzmenge und der Nach-Einspritzmenge der Gesamteinspritzmenge Q) und die jeweiligen Einspritzsteuerzeiten der Einspritzmengen gemäß den Betriebszuständen des des Motors 3 bestimmt. Dann werden, durch die Aktivierung des Kraftstoffeinspritzventils 4, die so bestimmten in den zugeordneten Zylinder zu den jeweils bestimmten Einspritzsteuerzeiten eingespritzt.
Nachdem somit der normale Steuerprozess in Schritt 12 durchgeführt wurde, wird der vorliegende Prozess beendet.
Nun wird der Aufladesteuerprozess im Bezug auf 5 beschrieben. Der Aufladesteuerprozess dient zum Steuern/Regeln der Aufladevorgange des Niederdruckstufen-Turboladers 8 und des Hochdruckstufen-Turboladers 9, und wird von der ECU 2 mit einer vorbestimmten Steuerperiode (z. B. 10 msec) durchgeführt.
Im Bezug auf 5 wird zuerst in Schritt 20 bestimmt, ob das oben erwähnte Regenerationsausführungsbedingungs-Flag F_RGN_ON gleich 1 ist oder nicht.
Wenn die Antwort auf diese Frage positiv ist (JA), d. h. wenn der DPF-Regenerationssteuerprozess gerade durchgeführt wird, geht der Prozess zu Schritt 21 weiter, worin durch Absuchen eines in 6 gezeigten Kennfelds gemäß der Gesamteinspritzmenge Q und der Motordrehzahl NE bestimmt wird, ob ein Betriebsbereich des Motors 3 ein vorbestimmter erster Betriebsbereich A1 ist oder nicht. In diesem Fall ist der Betriebsbereich des Motors 3 ein Bereich, der durch eine Kombination der Gesamteinspritzmenge Q und der Motordrehzahl NE bestimmt wird, und es wird, wie in 6 gezeigt, der vorbestimmte erste Betriebsbereich A1 als Nieder/Mittel-Motordrehzahl und Nieder/Mittel-Lastbereich gesetzt.
Wenn die Antwort auf die Frage von Schritt 21 positiv ist (JA), d. h. wenn der Betriebsbereich des Motors 3 der vorbestimmte erste Betriebsbereich A1 ist, geht der Prozess zu Schritt 22 weiter, worin ein erster Aufladesteuerprozess durchgeführt wird. In dem ersten Aufladesteuerprozess wird das CBV 10 zum vollständig geschlossenen Zustand gesteuert, und das HP-TBV und die verstellbare Flügel 9d werden jeweils zum vollständig geöffneten Zustand gesteuert. Ferner wird das LP-WGV 14, in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Motors 3, gesteuert/geregelt.
Infolgedessen fließt während der Ausführung des ersten Aufladesteuerprozesses die Einlassluft so, wie in 7 mit Pfeil Y1 angegeben. Insbesondere fließt, nach Durchtritt durch den LT-Kompressor 8a, die Einlassluft in den HP-Kompressor, ohne durch den Kompressor-Bypass-Kanal 6a zu fließen, da das CBV 10 zum vollständig geschlossenen Zustand gesteuert wird. Dann fließt, nach Durchtritt durch den HP-Kompressor 9a, die Einlassluft in die Zylinder.
Andererseits fließen die von den Zylindern abgegebenen Abgase so, wie in 7 mit Pfeil Y2 angegeben. Insbesondere fließen die Abgase in den HP-Turbinen-Bypass-Kanal 13b, ohne in die HP-Turbine 9b zu fließen, da die verstellbaren Flügel 9d und das HP-TBV 15 jeweils zum vollständig offenen Zustand angesteuert werden. Dies bewirkt, dass der Hochdruckstufen-Turbolader 9 seinen Aufladebetrieb stoppt. Dann wird der Abgasfluss unterteilt in einen Fluss zur LP-Turbine 8b und einen Fluss in den LP-Turbinen-Bypass-Kanal 13a, gemäß der Öffnung des LP-WGV 14, und dann fließen diese Flüsse zusammen und zum DPF 31 hinab. Dies bewirkt, dass der Niederdruckstufen-Turbolader 8 seinen Aufladebetrieb um einen Aufladegrad durchführt, der von der Öffnung des LP-WGV 14 abhängig ist. Übrigens ist in 7 die Rückführung der Abgase durch die zwei EGR-Vorrichtungen 17 und 18 zum leichteren Verständnis weggelassen. Dies gilt auch für die 8 und 9.
Wieder im Bezug auf 5, wird der erste Aufladesteuerprozess somit in Schritt 22 durchgeführt, wonach der vorliegende Prozess endet.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage vom oben erwähnten Schritt 21 negativ ist (NEIN), geht der Prozess zu Schritt 23 weiter, worin durch Absuchen des in 6 gezeigten oben erwähnten Kennfelds gemäß der Gesamteinspritzmenge Q und der Motordrehzahl NE bestimmt wird, ob der Betriebsbereich des Motors 3 ein vorbestimmter zweiter Betriebsbereich A2 ist oder nicht. Wie in 6 gezeigt, wird der vorbestimmte zweite Betriebsbereich A2 auf einen höheren Lastbereich gesetzt als der vorbestimmte erste Betriebsbereich A1.
Wenn die Antwort auf die Frage von Schritt 23 positiv ist (JA), d. h. wenn der Betriebsbereich des Motors 3 der vorbestimmte zweite Betriebsbereich A2 ist, dann geht der Prozess zu Schritt 24 weiter, worin ein zweiter Aufladesteuerprozess durchgeführt wird. In dem zweiten Aufladesteuerprozess werden das CBV 10, das LP-WGV 14 und das HP-TBV 15 alle zum vollständig geschlossenen Zustand hin angesteuert, und werden die verstellbaren Flügel 9d auf eine Öffnung gesteuert/geregelt, die von den Betriebszuständen des Motors 3 abhängig ist (z. B. der Motordrehzahl NE mit dem angeforderten Drehmoment TRQ).
Infolgedessen fließt, während der Ausführung des zweiten Aufladesteuerprozesses, die Einlassluft so, wie in 8 mit Pfeil Y1 angegeben, so ähnlich wie während der Ausführung des ersten Aufladesteuerprozesses. Insbesondere fließt, nach Durchtritt durch den LP-Kompressor 8a, die Einlassluft in den HP-Kompressor 9a, ohne in den Kompressor-Bypass-Kanal 6a zu fließen, da das CBV 10 zum vollständig geschlossenen Zustand gesteuert wird. Dann fließt, nach Durchtritt durch den HP-Kompressor 9a, die Einlassluft in die Zylinder.
Andererseits fließen die von den Zylindern abgegebenen Abgase so, wie in 8 mit Pfeil Y3 angegeben. Insbesondere fließen alle Abgase in die HP-Turbinen 9b, ohne in den HP-Turbinen-Bypass-Kanal 9b zu fließen, da das HP-TBV 15 zum vollständig geschlossenen Zustand gesteuert wird. Dies bewirkt, dass der Hochdruckstufen-Turbolader 9 seinen Aufladebetrieb um einen Aufladegrad durchführt, der von der Öffnung der verstellbaren Flügel 9d abhängig ist. Danach fließen alle Abgase in die LP-Turbine 8b, da das LP-WGV 14 zum vollständig geschlossenen Zustand gesteuert wird, und fließen dann zum DPF 31 hinab. Dies bewirkt, dass der Niederdruckstufen-Turbolader 8 seinen Aufladebetrieb derart durchführt, dass der Aufladegrad am größten wird. Wenn übrigens in dem zweiten Aufladesteuerprozess eine Differenz zwischen einem Soll-Ladedruck und einem aktuellen Ladedruck groß ist, kann die Öffnung des HP-TBV 15 entsprechend der Differenz gesteuert/geregelt werden.
Wieder im Bezug auf 5 wird der zweite Aufladesteuerprozess in Schritt 24 durchgeführt, wonach der vorliegende Prozess endet.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des oben erwähnten Schritts 23 negativ ist (NEIN), wird bestimmt, dass der Betriebsbereich des Motors 3 in einem vorbestimmten dritten Betriebsbereich A3 ist (siehe 6), und der Prozess geht zu Schritt 25 weiter, worin ein dritter Aufladesteuerprozess durchgeführt wird. Wie in 6 gezeigt, wird der vorbestimmte dritte Betriebsbereich A3 auf einen höheren Motordrehzahlbereich gesetzt als der vorbestimmte erste Betriebsbereich A1 und der vorbestimmte zweite Betriebsbereich A2. In dem dritten Aufladesteuerprozess werden das CBV 10, die verstellbaren Flügel 9d und das HP-TBV 15 alle auf den vollständig offenen Zustand gesteuert, und wird das LP-WGV 14 auf eine Öffnung gesteuert/geregelt, die von den Betriebszuständen des Motors 3 abhängig ist.
Infolgedessen fließt, während der Ausführung des dritten Aufladesteuerprozesses, Einlassluft so, wie in 9 mit Pfeil Y4 angegeben. Insbesondere fließt, nach Durchtritt durch den LP-Kompressor 8a, die Einlassluft hauptsächlich in den Kompressor-Bypass-Kanal 6a, während sie kaum in den HP-Kompressor 9a fließt, das das CBV 10 im vollständig offenen Zustand angesteuert wird. Dann fließt die Einlassluft in die Zylinder.
Andererseits fließen die von den Zylindern abgegebenen Abgase so, wie in 9 mit Pfeil Y5 angegeben. Insbesondere fließen die Abgase in den HP-Turbinen-Bypass-Kanal 13, ohne in die HP-Turbine 9b zu fließen, da die verstellbaren Flügel 9d und das HP-TBV 15 zum vollständig offenen Zustand hin angesteuert werden. Dies bewirkt, dass der Hochdruckstufen-Turbolader 9 seinen Aufladebetrieb stoppt. Danach wird der Abgasfluss unterteilt in einen Fluss in den Auslasskanal 13 zur LP-Turbine 8b hin und einen Fluss in den LP-Turbinen-Bypass-Kanal 13a gemäß der Öffnung des LP-WGV 14, und dann fließen diese Flüsse zusammen und zum DPF 31 hinab. Dies bewirkt, dass der Niederdruckstufen-Turbolader 8 seinen Aufladebetrieb um einen Aufladegrad durchführt, der von der Öffnung des LP-WGV 14 abhängig ist.
Wieder im Bezug auf 5 wird der dritte Aufladesteuerprozess in Schritt 25 so durchgeführt, wonach der vorliegende Prozess endet.
Wenn andererseits die Antwort auf die Frage vom oben erwähnten Schritt 20 negativ ist (NEIN), d. h. wenn der DPF-Regenerationssteuerprozess gerade nicht durchgeführt wird, geht der Prozess zu Schritt 26 weiter, worin der normale Steuerprozess durchgeführt wird. Bei diesem normalen Steuerprozess wird durch Absuchen eines in 10 gezeigten Kennfelds bestimmt, ob der Betriebsbereich des Motors 3 in einem vorbestimmten vierten Betriebsbereich A4 oder einem vorbestimmten fünften Betriebsbereich A5 ist. Wenn der Betriebsbereich des Motors 3 der vorbestimmte vierte Betriebsbereich A4 ist, werden das CBV 10, das LP-WGV 14 und das HP-TBV 15 alle zum vollständig geschlossenen Zustand hin angesteuert, und wird die Öffnung der verstellbaren Flügel 9d auf eine Öffnung gesteuert/geregelt, die von den Betriebszuständen des Motors 3 abhängig ist. Wenn übrigens in einem Fall, wo der Betriebsbereich des Motors 3 im vorbestimmten vierten Betriebsbereich A4 ist, eine Differenz zwischen einem Soll-Ladedruck und einem aktuellen Ladedruck groß ist, kann die Öffnung des HP-TBV 15 gemäß der Differenz gesteuert/geregelt werden.
Wenn andererseits der Betriebsbereich des Motors 3 der vorbestimmte fünfte Betriebsbereich A5 ist, werden das CBV 10, die verstellbaren Flügel 9d und das HP-TBV 15 alle auf den vollständig offenen Zustand gesteuert, und wird das LP-WGV 14 auf eine Öffnung gesteuert/geregelt, die von den Betriebszuständen des Motors 3 abhängig ist.
Nachdem der normale Steuerprozess in Schritt 26 so durchgeführt worden ist, wird der vorliegende Prozess beendet.
Wenn, wie zuvor beschrieben, gemäß dem Steuersystem 1 der vorliegenden Ausführung, die Rußablagerungsmenge mSot im DPF 31 groß ist, was eine Abnahme der Fähigkeit des DPF 31 zum Sammeln von Partikelmaterial verursacht, wird, um die Fähigkeit wiederherzustellen, der DPF-Regenerationssteuerprozess in Schritt 11 durchgeführt. Hierbei werden Hochtemperaturabgase der DPF 31 zugeführt, wodurch das vom DPF 31 gesammelte Partikelmaterial verbrannt wird, um die Fähigkeit des DPF 31 wiederherzustellen, Partikelmaterial zu sammeln.
Wenn während der Ausführung des DPF-Regenerationssteuerprozesses der Betriebsbereich des Motors 3 im vorbestimmten ersten Betriebsbereich A1 ist, wird der erste Aufladesteuerprozess in Schritt 22 durchgeführt. Im ersten Aufladesteuerprozess werden, wie oben beschrieben, sowohl die verstellbaren Flügel 9d als auch das HP-TBV 15 zum vollständig offenen Zustand hin angesteuert, und daher fließen die Abgase durch den HP-Turbinen-Bypass-Kanal 13b, ohne zu den verstellbaren Flügeln 9d zu fließen. Infolgedessen ist es, im Unterschied zu der japanischen Patentoffenlegungsschrift (Kokai) Nr. 2013-136986 , möglich, zu verhindern, dass Wärmeenergie der Abgase von der HP-Turbine 9b geführt wird.
Zusätzlich hierzu wird, während der Ausführung des ersten Aufladesteuerprozesses, das LP-WGV 14 auf eine Öffnung gesteuert/geregelt, die von den Betriebszuständen des Motors 3 abhängig ist, so dass nach Durchtritt durch den HP-Turbinen-Bypass-Kanal 13b der Abgasfluss unterteilt wird in einen Fluss in den Auslasskanal 13 zur LP-Turbine 8b hin und einen Fluss in den LP-Turbinen-Bypass-Kanal 13a, und danach fließen die Flüsse zusammen, um dem DPF 31 zugeführt zu werden. Daher ist es im Vergleich zu dem Fall, wo das LP-WGV 14 zum vollständig geschlossenen Zustand gesteuert wird, möglich, zu verhindern, dass Wärmeenergie der Abgase durch die LP-Turbine 8b abgeführt wird. Wenn, wie oben beschrieben, während der Ausführung des DPF-Regenerationssteuerprozesses der erste Aufladesteuerprozess durchgeführt wird, wird es möglich, Hochtemperaturabgase dem DPF 31 zuzuführen, während der Abnahmegrad der Temperatur der Hochtemperaturabgase unterdrückt wird. Dies macht es möglich, auf dem DPF 31 abgelagertes Partikelmaterial effizient zu verbrennen, und eine Zeitdauer zur Ausführung des DPF-Regenerationssteuerprozesses zu verkürzen, wodurch es möglich gemacht wird, eine exzellente Kraftstoffausnutzung sicherzustellen.
Wenn ferner während der Ausführung des DPF-Regenerationssteuerprozesses der Betriebsbereich des Motors 3 der vorbestimmte zweite Betriebsbereich A2 ist, der ein höherer Lastbereich als der vorbestimmte erste Betriebsbereich A1 ist, wird in Schritt 24 der zweite Aufladesteuerprozess durchgeführt. In dem zweiten Aufladesteuerprozess werden das CBV 10, das LP-WGV 14 und das HP-TBV 15 alle zum vollständig geschlossenen Zustand hin angesteuert, und wird die Öffnung der verstellbaren Flügel 9d auf eine Öffnung gesteuert/geregelt, die von den Betriebszuständen des Motors 3 abhängig ist.
In dem Fall, wo der zweite Aufladesteuerprozess so durchgeführt wird wie oben beschrieben, wird das HP-TBV 15 zum vollständig geschlossenen Zustand hin angesteuert, und werden die verstellbaren Flügel 9d auf eine Öffnung gesteuert/geregelt, die von den Betriebszuständen des Motors 3 abhängig ist, so dass ein durch den Hochdruckstufen-Turbolader 9 erzeugter Aufladeeffekt größer wird als in dem Falle des ersten Aufladesteuerprozesses, in dem die verstellbaren Flügel 9d zu vollständig geschlossenen Zustand gesteuert werden und das HP-TBV 15 zum vollständig offenen Zustand angesteuert wird, was es möglich macht, die Ausgangsleistung des Motors 3 zu erhöhen. In diesem Fall wird nicht nur dann, wenn der Betriebsbereich des Motors im vorbestimmten ersten Betriebsbereich A1 ist, sondern auch, wenn er im vorbestimmten zweiten Betriebsbereich A2 ist, das CBV 10 zum vollständig geschlossenen Zustand gesteuert, und selbst wenn daher eine Beschleunigerbetätigung durch einen Fahrer z. B. eine Erhöhung in der Arbeitslast des Motors hervorruft, um den Betriebsbereich des Motors 3 vom vorbestimmten ersten Betriebsbereich A1 zum vorbestimmten zweiten Betriebsbereich A2 umzuschalten, ist es möglich, die Motorausgangsleistung rasch anzuheben, ohne durch Ansprechverzögerungen des CBV 10 des Hochdruckstufen-Turboladers 9 nachteilig beeinflusst zu werden. Dies macht es möglich, eine ausgezeichnete Drosselreaktion sicherzustellen und hierdurch die Vermarktbarkeit zu verbessern.
Zusätzlich hierzu wird im zweiten Aufladesteuerprozess das LP-WGV 14 zum vollständig geschlossenen Zustand angesteuert, so dass der durch den Niederdruckstufen-Turbolader 8 erzeugte Aufladeeffekt größer wird als im ersten Aufladesteuerprozess, worin das LP-WGV 14 auf eine Öffnung gesteuert wird, die von den Betriebszuständen des Motors 3 abhängig ist, wodurch die Ausgangsleistung des Motors 3 erhöht wird. Dies macht es möglich, eine Anstiegsrate der Motorausgangsleistung weiter zu verbessern, wenn eine Beschleunigerbetätigung durch den Fahrer z. B. eine Erhöhung in der Arbeitslast des Motors 3 hervorruft, um den Betriebsbereich des Motors 3 von dem vorbestimmten ersten Betriebsbereich A1 zum vorbestimmten zweiten Betriebsbereich A2 umzuschalten. Infolgedessen wird es möglich, die Drosselreaktion weiter zu verbessern und hierdurch die Vermarktbarkeit weiter zu verbessern.
Obwohl übrigens in der oben beschriebenen Ausführung als Abgastemperaturanhebungssteuerung als Beispiel die DPF-Regenerationssteuerung durchgeführt wird, ist die Abgastemperaturanhebungssteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung darauf nicht beschränkt, sondern kann jede beliebige Abgastemperaturanhebungssteuerung sein, insofern sie die Temperatur der der Abgasreinigungsvorrichtung zugeführten Abgase anhebt. Zum Beispiel kann eine Abgastemperaturanhebungssteuerung, die unter Verwendung eines NOx-Reinigungskatalysators als der Abgasreinigungsvorrichtung durchgeführt wird, so gesteuert/geregelt werden, dass Hochtemperaturabgase dem NOx-Reinigungskatalysator zugeführt werden, um die NOx-Reinigungsfähigkeit des NOx-Reinigungskatalysators wiederherzustellen.
Obwohl ferner in der oben beschriebenen Ausführung das Steuersystem der vorliegenden Erfindung beispielsweise auf den Verbrennungsmotor der Dieselmotorbauart angewendet wird, ist das Steuersystem der vorliegenden Erfindung darauf nicht beschränkt, sondern kann auch Verbrennungsmotoren angewendet werden, die einen Hochdruckstufen-Turbolader, einen Niederdruckstufen-Turbolader und eine Abgasreinigungsvorrichtung enthalten, und, als Kraftstoff, Benzin, LPG oder Wasserstoff verwenden.
Obwohl ferner in der oben beschriebenen Ausführung als Betriebsbereich als Beispiel solche Bereiche verwendet werden, denen Kombinationen der Gesamteinspritzmenge Q und der Motordrehzahl NE zugeordnet sind, sind die Betriebsbereiche der vorliegenden Erfindung darauf nicht beschränkt, sondern es kann jeder geeignete Betriebsbereich angewendet werden, insofern er einem Betriebsbereich des Motors entspricht. Zum Beispiel können als die Betriebsbereiche solche Bereiche verwendet werden, denen Kombinationen eines lastangebenden Werts, wie etwa das angeforderte Drehmoment TRQ oder die Gaspedalstellung AP, und der Motordrehzahl NE zugeordnet sind.
Obwohl ferner in der oben beschriebenen Ausführung das Hochdruckturbinen-Bypass-Ventil HP-TBV 15 als Beispiel im ersten Aufladesteuerprozess zum vollständig offenen Zustand gesteuert wird, ist es lediglich erforderlich, das Hochdruckturbinen-Bypass-Ventil zum offenen Zustand hin anzusteuern. Zum Beispiel kann das Hochdruckturbinen-Bypass-Ventil HP-TBV 15 als auch zu einer Öffnung in der Nähe der vollständigen Öffnung gesteuert werden.
Obwohl ferner in der oben beschriebenen Ausführung für den Hochdruckstufen-Turbolader 9, als Beispiel, eine Bauart mit verstellbarer Kapazität verwendet wird, die mit verstellbaren Flügeln 9d ausgestattet ist, kann er auch durch einen Hochdruckstufen-Turbolader mit fester Kapazität ohne verstellbare Flügel ersetzt werden. Wenn in diesem Fall der oben beschriebene zweite Aufladesteuerprozess durchgeführt wird, ist es lediglich erforderlich, das HP-TBV 15 auf eine Öffnung zu steuern, die von den Betriebszuständen des Motors 3 abhängig ist.
Es versteht sich ferner für den Fachkundigen, dass vorstehend bevorzugte Ausführungen der Erfindung angegeben sind, und dass verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von ihrer Idee und Umfang abzuweichen.
Ein Steuersystem für einen Verbrennungsmotor 3, das in der Lage ist, die Abgasreinigungsfähigkeit einer Abgasreinigungsvorrichtung 31 auch dann effizient wiederherzustellen, wenn der Motor 3 in einem relativ niedrigen Lastbetriebsbereich ist, um hierdurch eine exzellente Kraftstoffausnutzung sicherzustellen. Der Motor 3 enthält einen Niederdruckstufen-Turbolader 8, einen Hochdruckstufen-Turbolader 9, ein CBV 10 zum Öffnen/Schließen eines Kompressor-Bypass-Kanals 6a, ein LP-WGV 14 zum Öffnen/Schließen eines LP-Turbinen-Bypass-Kanals 13, ein HP-TBV 15 zum Öffnen/Schließen eines HP-Turbinen-Bypass-Kanals 13b sowie einen DPF 31 zum Reinigen der Abgase. Das Steuersystem enthält eine ECU zur Durchführung eines DPF-Regenerationssteuerprozesses. Wenn während der Ausführung des Prozesses der Betriebsbereich des Motors 3 ein vorbestimmter erster Betriebsbereich ist, führt die ECU einen ersten Aufladesteuerprozess durch, um das CBV 10 zum vollständig geschlossenen Zustand hin, das HP-TBV 15 zum vollständig offenen Zustand hin und das LP-WGV 14 zum offenen Zustand hin zu steuern.

Claims

Steuersystem für einen Verbrennungsmotor (3), der enthält: einen Niederdruckstufen-Turbolader (8), der einen Niederdruckkompressor (8a) und eine Niederdruckturbine (8b) aufweist; einen Hochdruckstufen-Turbolader (9), der einen Hochdruckkompressor (9a), der in einem Einlasskanal (6) an einer Stelle stromab des Niederdruckkompressors (8a) angeordnet ist, und eine Hochdruckturbine (9b), die in einem Auslasskanal (13) an einer Stelle stromauf der Niederdruckturbine (8b) angeordnet ist, aufweist; ein Hochdruckkompressor-Bypass-Ventil (10) zum Öffnen und Schließen eines Hochdruckkompressor-Bypass-Kanals (6a), der den Hochdruckkompressor (9a) im Einlasskanal (6) umgeht; ein Hochdruckturbinen-Bypass-Ventil (15) zum Öffnen und Schließen eines Hochdruckturbinen-Bypass-Kanals (13b), der die Hochdruckturbine (9b) im Auslasskanal (13) umgeht; sowie eine Abgasreinigungsvorrichtung (31), die im Auslasskanal (13) an einer Stelle stromab der Niederdruckturbine (8b) angeordnet ist, um Abgase zu reinigen, wobei das Steuersystem aufweist: ein Abgastemperaturanhebungssteuermittel zur Durchführung einer Abgastemperaturanhebungssteuerung/regelung zum Anheben einer Temperatur von der Abgasreinigungsvorrichtung (31) zugeführten Abgasen, um die Abgasreinigungsfähigkeit der Abgasreinigungsvorrichtung (31) wiederherzustellen; und ein erstes Aufladesteuermittel zur Durchführung einer ersten Aufladesteuerung zum Steuern/Regeln des Hochdruckkompressor-Bypass-Ventils (10) zu einem geschlossenen Zustand und des Hochdruckturbinen-Bypass-Ventils (15) zu einem offenen Zustand, wenn während der Ausführung der Abgastemperaturanhebungssteuerung ein Betriebsbereich des Motors (3) ein vorbestimmter erster Betriebsbereich ist.
Das Steuersystem nach Anspruch 1, wobei der Hochdruckstufen-Turbolader (9) ein Turbolader mit verstellbarer Kapazität ist, der verstellbare Flügel (9d) aufweist, die in der Nähe der Hochdruckturbine (9b) angeordnet sind, wobei das Steuersystem ferner ein zweites Aufladesteuermittel zur Durchführung einer zweiten Aufladesteuerung aufweist, um das Hochdruckkompressor-Bypass-Ventil (10) und das Hochdruckturbinen-Bypass-Ventil (15) zum geschlossenen Zustand hin zu steuern und die verstellbaren Flügel (9d) auf eine Öffnung zu steuern/zu regeln, die von Betriebszuständen des Motors (3) abhängig ist, wenn während der Ausführung der Abgastemperaturanhebungssteuerung der Betriebsbereich des Motors (3) ein vorbestimmter zweiter Betriebsbereich an einer höheren Lastseite als der vorbestimmte erste Betriebsbereich ist.
Das Steuersystem nach Anspruch 1, das ferner ein zweites Aufladesteuermittel zur Durchführung einer zweiten Aufladesteuerung aufweist, um das Hochdruckkompressor-Bypass-Ventil (10) zum geschlossenen Zustand hin zu steuern und das Hochdruckturbinen-Bypass-Ventil (15) auf eine Öffnung zu steuern/zu regeln, die von Betriebszuständen des Motors abhängig ist, wenn während der Ausführung der Abgastemperaturanhebungssteuerung der Betriebsbereich des Motors (3) in einem vorbestimmten zweiten Betriebsbereich an einer höheren Lastseite als der vorbestimmte erste Betriebsbereich ist.
Das Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Motor (3) ferner ein Niederdruckturbinen-Bypass-Ventil (14) zum Öffnen und Schließen eines Niederdruckturbinen-Bypass-Kanals (13a) aufweist, der die Niederdruckturbine (8b) im Auslasskanal (13) umgeht, und wobei, wenn das erste Aufladesteuermittel die erste Aufladesteuerung durchführt, das erste Aufladesteuermittel ferner das Niederdruckturbinen-Bypass-Ventil (14) zum offenen Zustand hin ansteuert.
Das Steuersystem nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Motor (3) ferner ein Niederdruckturbinen-Bypass-Ventil (14) zum Öffnen und Schließen eines Niederdruckturbinen-Bypass-Kanals (13a) aufweist, der die Niederdruckturbine (8b) im Auslasskanal (13) umgeht, und wobei, wenn das zweite Aufladesteuermittel die zweite Aufladesteuerung durchführt, das zweite Aufladesteuermittel ferner das Niederdruckturbinen-Bypass-Ventil (14) zum geschlossenen Zustand hin ansteuert.