DE102017131019B4 - Steuervorrichtung für Verbrennungsmotor - Google Patents

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Abstract

Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor (20) mit einer elektronischen Steuereinheit (50), die konfiguriert ist:i) einen Temperaturerhöhungsprozess auszuführen, der ein Prozess zur Erhöhung einer Temperatur eines Katalysators (31) ist, der zur Reinigung von Abgas angepasst ist, welches von einer Vielzahl von Zylindern des Verbrennungsmotors (20) ausgestoßen wird, indem ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis in wenigstens einem Zylinder der Vielzahl von Zylindern auf ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das niedriger als ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, eingestellt wird und indem ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem Rest der Vielzahl von Zylindern auf ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das höher als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, eingestellt wird;ii) bei Erfüllung aller aus einer Vielzahl von Erfassungsvorbedingungen, wobei die Vielzahl von Erfassungsvorbedingungen eine Bedingung enthält, dass der Temperaturerhöhungsprozess gestoppt wurde, einen Erfassungsprozess (S21) auszuführen, der ein Prozess zur Erfassung eines Abweichungsgrades zwischen den Luft-Kraftstoff-Verhältnissen in der Vielzahl von Zylindern ist;iii) einen Bestimmungsprozess (S3) auszuführen, der ein Prozess zur Bestimmung ist, ob während der Ausführung des Temperaturerhöhungsprozesses alle Erfassungsvorbedingungen mit Ausnahme der Bedingung, dass der Temperaturerhöhungsprozess gestoppt worden ist, erfüllt sind;iv) einen Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozess auszuführen (S11a; S11b), wenn eine negative Bestimmung in dem Bestimmungsprozess gemacht wird und eine Anforderung zum Stoppen des Temperaturerhöhungsprozesses ausgegeben wurde, wobei der Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozess (S11a; S11b) ein Prozess zum Stoppen des Temperaturerhöhungsprozesses durch schrittweise Änderung der Luft-Kraftstoff-Verhältnisse in der Vielzahl von Zylindern zu einem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, das basierend auf einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors (20) nach einem Stopp des Temperaturerhöhungsprozesses eingestellt wird; undv) einen Schnellstopp-Prozess (S11c) auszuführen, wenn eine positive Bestimmung in dem Bestimmungsprozess gemacht wird und eine Anforderung zum Stoppen des Temperaturerhöhungsprozesses ausgegeben wurde, wobei der Schnellstopp-Prozess (S11c) ein Prozess zum Stoppen des Temperaturerhöhungsprozesses ist, indem eine Änderung der Luft-Kraftstoff-Verhältnisse in der Vielzahl von Zylindern zu dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis innerhalb einer kürzeren Zeitdauer als einer Zeitdauer des Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozesses durchgeführt wird.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor.
  • Beschreibung des Stands der Technik
  • In einigen Fällen wird ein Temperaturerhöhungsprozess zur Erhöhung der Temperatur eines Katalysators hin zu einer angemessenen Temperatur ausgeführt, um einen Anstieg der Menge von Abgasemissionen eines Verbrennungsmotors zu unterdrücken. Beispiele des Temperaturerhöhungsprozesses beinhalten eine Steuerung zur Einstellung eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in zumindest einem Zylinder von einer Vielzahl von Zylindern des Verbrennungsmotors auf ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis und zur Einstellung eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses für den Rest der Vielzahl von Zylindern auf ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis (siehe beispielsweise Dokument JP 2012 - 057 492 A ).
  • Wenn ein Defekt in beispielsweise einem Kraftstoffeinspritzventil eines der Zylinder auftritt, kann der Abweichungsgrad zwischen den Luft-Kraftstoff-Verhältnissen in den Zylindern ansteigen, was zu einem Anstieg der Abgasemissionsmenge führt. In Anbetracht dessen gibt es eine Technologie, bei der ein Erfassungsprozess ausgeführt wird, der einen Abweichungsgrad zwischen den Luft-Kraftstoff-Verhältnissen in den Zylindern erfasst (siehe beispielsweise Dokument JP 2014 - 185 554 A ).
  • US 2012 / 0 225 752 A1 offenbart ein Start-Stopp-System für einen Verbrennungsmotor, das eine Temperatur eines Katalysators abschätzt und mit einer Grenztemperatur vergleicht. Auf Basis des Vergleichs zwischen der geschätzten Temperatur und der Grenztemperatur wird dann eine Leistung eines Heizkreislaufs entsprechend angepasst. Wird der Verbrennungsmotor ausgeschaltet, so wird die Leistung des Heizkreislaufs angepasst, um die Temperatur des Katalysators zu erhöhen.
  • US 2014 / 0 288 802 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Detektion einer Störung einer Bilanz eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in unterschiedlichen Zylindern eines Verbrennungsmotors. Die Vorrichtung umfasst dabei eine Bestimmungseinheit, welche ein Ungleichgewicht eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines ersten Zylinders einer ersten Zylindergruppe auf der Grundlage eines Differenzwertes zwischen einem mit der Kurbelwellengeschwindigkeit der ersten Zylindergruppe korrelierenden Index-Wert und einem mit der Kurbelwellengeschwindigkeit der zweiten Zylindergruppe korrelierenden Index-Wert bestimmt. Dabei wird mittels einer Korrektureinheit für den ersten Zylinder der Differenzwert basierend auf dem Indexwert eines anderen Zylinders, welcher zu derselben Zylindergruppe wie der erste Zylinder gehört, korrigiert.
  • JP 2009 - 174 443 A offenbart eine Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, bei welcher eine Steuerung eines Temperaturanstiegs dadurch durchgeführt wird, dass Abgas aus einer ersten Zylindergruppe mit fettem Luft-Kraftstoff-Verhältnis und Abgas aus einer zweiten Zylindergruppe mit magerem Luft-Kraftstoff-Verhältnis abgeführt wird, beide Abgase in einem gemeinsamen Abgasrohr vermischt und im Katalysator schließlich zur Reaktion gebracht werden, so dass die Temperatur Katalysators durch die Reaktionswärme auf eine Desorptionstemperatur erhöht wird. Wenn die Temperatur des Katalysators innerhalb einer vorgegebenen Zeit nicht auf die Desorptionstemperatur angehoben werden kann, so wird eine Steuerung zur Erhöhung der Differenz zwischen den Luft-Kraftstoff-Verhältnissen durchgeführt.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Der oben beschriebene Temperaturerhöhungsprozess ist ein Prozess zum gewollten Erhöhen des Abweichungsgrades zwischen den Luft-Kraftstoff-Verhältnissen in den Zylindern. Daher besteht, wenn der Erfassungsprozess während der Ausführung des Temperaturerhöhungsprozesses ausgeführt wird, eine Möglichkeit, dass basierend auf dem hohen Abweichungsgrad zwischen den Luft-Kraftstoff-Verhältnissen bestimmt wird, dass eine Art von Fehler in dem Verbrennungsmotor aufgetreten ist. Um eine solche Möglichkeit zu reduzieren, kann eine Bedingung, dass der Temperaturerhöhungsprozess gestoppt wurde (beispielsweise eine Bedingung, dass der Temperaturerhöhungsprozess nicht mehr ausgeführt wird) in Erfassungsvorbedingungen für die Ausführung des Erfassungsprozesses mit inbegriffen sein.
  • Wenn eine Stoppanforderung zum Stoppen des Temperaturerhöhungsprozesses ausgegeben wurde, kann, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in jedem Zylinder plötzlich von einem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu einem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das basierend auf einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors bei einem Stopp des Temperaturerhöhungsprozesses eingestellt ist, wechselt, ein Drehmoment-Stoß auftreten. In Anbetracht dessen kann ein Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozess/ Allmählich-Ändern-und-Stoppen-Prozess verwendet werden. Der Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozess ist ein Prozess zum Stoppen des Temperaturerhöhungsprozesses durch schrittweise/allmähliche Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in jedem Zylinder von einem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis hin zu einem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis.
  • Während der Ausführung des Temperaturerhöhungsprozesses sind in einigen Fällen alle Erfassungsvorbedingungen außer der Bedingung, dass der Temperaturerhöhungsprozess gestoppt wurde, erfüllt. In solch einem Fall kann der Erfassungsprozess ausgeführt werden, sobald der Temperaturerhöhungsprozess durch Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in jedem Zylinder zu dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis gestoppt wurde. Selbst in einem Fall, bei dem der Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozess in einer einheitlichen Art und Weise ausgeführt wird, kann eine Zeitdauer von der Ausgabe einer Stoppanforderung zum Stoppen des Temperaturerhöhungsprozesses bis zum tatsächlichen Stopp des Temperaturerhöhungsprozesses, möglicherweise lang werden. Das kann eine Möglichkeit, dass der Erfassungsprozess nicht sofort gestartet werden kann, verursachen, und eine Ausführungszeitdauer des Erfassungsprozesses kann unzureichend sein.
  • Die Erfindung stellt eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor zur Verfügung, wobei die Steuervorrichtung dafür konfiguriert ist, eine lange AusführungsZeitdauer eines Erfassungsprozesses zum Erfassen eines Abweichungsgrads zwischen den Luft-Kraftstoff-Verhältnissen in den Zylindern zu sichern.
  • Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor. Die Steuervorrichtung beinhaltet eine Temperaturerhöhungsprozess-Einheit, eine Erfassungsprozess-Einheit, eine Bestimmungsprozess-Einheit, eine Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozess-Einheit und eine Schnellstopp-Prozess-Einheit. Die Temperaturerhöhungsprozess-Einheit ist konfiguriert, einen Temperaturerhöhungsprozess auszuführen, der ein Prozess zur Erhöhung einer Temperatur eines Katalysators ist, der zur Reinigung von Abgas angepasst ist, welches von einer Vielzahl von Zylindern des Verbrennungsmotors ausgestoßen wird, indem ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis in wenigstens einem Zylinder der Vielzahl von Zylindern auf ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das niedriger als ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, eingestellt wird und indem ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem Rest der Vielzahl von Zylindern auf ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das höher als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, eingestellt wird. Die Erfassungsprozess-Einheit ist dafür angepasst, bei Erfüllung aller aus einer Vielzahl von Erfassungsvorbedingungen, wobei die Vielzahl von Erfassungsvorbedingungen eine Bedingung enthält, dass der Temperaturerhöhungsprozess gestoppt wurde, einen Erfassungsprozess auszuführen, der ein Prozess zur Erfassung eines Abweichungsgrades zwischen den Luft-Kraftstoff-Verhältnissen in der Vielzahl von Zylindern ist. Die Bestimmungsprozess-Einheit ist dafür angepasst, zu bestimmen, ob während der Ausführung des Temperaturerhöhungsprozesses alle Erfassungsvorbedingungen mit Ausnahme der Bedingung, dass der Temperaturerhöhungsprozess gestoppt wurde, erfüllt sind. Die Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozess-Einheit ist dafür angepasst, einen Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozess auszuführen, wenn eine negative Bestimmung in dem Bestimmungsprozess gemacht und eine Anforderung zum Stoppen des Temperaturerhöhungsprozesses ausgegeben wurde. Der Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozess ist ein Prozess zum Stoppen des Temperaturerhöhungsprozesses durch schrittweise Änderung der Luft-Kraftstoff-Verhältnisse in der Vielzahl von Zylindern zu einem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das basierend auf einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors nach einem Stopp des Temperaturerhöhungsprozesses eingestellt ist/wird. Die Schnellstopp-Prozess-Einheit ist dafür angepasst, einen Schnellstopp-Prozess auszuführen, wenn eine positive Bestimmung in dem Bestimmungsprozess gemacht wird und eine Anforderung zum Stoppen des Temperaturerhöhungsprozesses ausgegeben wurde. Der Schnellstopp-Prozess ist ein Prozess zum Stoppen des Temperaturerhöhungsprozesses, indem eine Änderung der Luft-Kraftstoff-Verhältnisse in der Vielzahl von Zylindern zu dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis innerhalb einer kürzeren Zeitdauer als einer Zeitdauer des Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozesses durchgeführt wird.
  • Der Aspekt der Erfindung kann wie folgt definiert werden.
  • Der Aspekt der Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit einer elektronischen Steuereinheit, die konfiguriert ist: (i) einen Temperaturerhöhungsprozess auszuführen, der ein Prozess zur Erhöhung einer Temperatur eines Katalysators ist, der zur Reinigung von Abgas angepasst ist, welches von einer Vielzahl von Zylindern des Verbrennungsmotors ausgestoßen wird, indem ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis in wenigstens einem Zylinder der Vielzahl von Zylindern auf ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das niedriger als ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, eingestellt wird und indem ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis im Rest der Vielzahl von Zylindern auf ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das höher als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, eingestellt wird; (ii) bei Erfüllung aller aus einer Vielzahl von Erfassungsvorbedingungen, wobei die Vielzahl von Erfassungsvorbedingungen eine Bedingung enthält, dass der Temperaturerhöhungsprozess gestoppt wurde, einen Erfassungsprozess auszuführen, der ein Prozess zur Erfassung eines Abweichungsgrades zwischen den Luft-Kraftstoff-Verhältnissen in der Vielzahl von Zylindern ist; (iii) ein Bestimmungsprozess auszuführen, der ein Prozess zur Bestimmung ist, ob während der Ausführung des Temperaturerhöhungsprozesses alle Erfassungsvorbedingungen mit Ausnahme der Bedingung, dass der Temperaturerhöhungsprozess gestoppt worden ist, erfüllt sind; (iv) einen Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozess auszuführen, wenn eine negative Bestimmung in dem Bestimmungsprozess gemacht wird, und eine Anforderung zum Stoppen des Temperaturerhöhungsprozesses ausgegeben wurde, wobei der Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozess ein Prozess zum Stoppen des Temperaturerhöhungsprozesses durch schrittweise Änderung der Luft-Kraftstoff-Verhältnisse in der Vielzahl von Zylindern zu einem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, das basierend auf einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors nach einem Stopp des Temperaturerhöhungsprozesses eingestellt wird; und (v) einen Schnellstopp-Prozess auszuführen, wenn eine positive Bestimmung in dem Bestimmungsprozess gemacht wird und eine Anforderung zum Stoppen des Temperaturerhöhungsprozesses ausgegeben wurde, wobei der Schnellstopp-Prozess ein Prozess zum Stoppen des Temperaturerhöhungsprozesses ist, indem eine Änderung der Luft-Kraftstoff-Verhältnisse in der Vielzahl von Zylindern zu dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis innerhalb einer kürzeren Zeitdauer als einer Zeitdauer des Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozesses durchgeführt wird.
  • Wenn in einem Zustand, in dem alle die Erfassungsvorbedingungen außer der Bedingung, dass der Temperaturerhöhungsprozess gestoppt wurde, erfüllt sind, eine Anforderung zum Stoppen des Temperaturerhöhungsprozesses ausgegeben wurde, kann der Erfassungsprozess ausgeführt werden, sobald der Temperaturerhöhungsprozess gestoppt ist. Daher kann der Erfassungsprozess durch Ausführen des Schnellstopp-Prozesses schnell/sofort gestartet werden. Dadurch kann eine ausreichend lange Ausführungszeitdauer des Erfassungsprozesses gewährleistet werden. Wenn eine Anforderung zum Stoppen des Temperaturerhöhungsprozesses in einem Zustand angefordert wird, bei dem zumindest eine von all den Erfassungsvorbedingungen außer der Bedingung, dass der Temperaturerhöhungsprozess gestoppt wurde, nicht erfüllt ist, kann der Erfassungsprozess nicht sofort gestartet werden. So wird der Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozess ausgeführt, um den Temperaturerhöhungsprozess zu stoppen, während der Auftritt eines Drehmomentschocks reduziert wird.
  • Die Bestimmungsprozess-Einheit kann dafür angepasst sein, zu bestimmen, ob all die Erfassungsvorbedingungen, außer der Bedingung, dass der Temperaturerhöhungsprozess gestoppt wurde, erfüllt sind, während der Temperaturerhöhungsprozess ausgeführt wird, und zu bestimmen, ob eine Zeitdauer, über die alle Erfassungsvorbedingungen, außer der Bedingung, dass der Temperaturerhöhungsprozess gestoppt wurde, während der Ausführung des Temperaturerhöhungsprozesses kontinuierlich erfüllt werden, gleich oder länger als eine vorgegebene/vorbestimmte Zeitdauer ist.
  • Die Steuervorrichtung kann ferner eine Berechnungsprozess-Einheit aufweisen, die dafür angepasst ist, eine Verzögerungsdauer zu berechnen, die eine Zeitdauer von dem Zeitpunkt an, an dem der Temperaturerhöhungsprozess gestoppt wird, bis zu dem Zeitpunkt, an dem die Ausführung des Erfassungsprozesses gestartet wird, ist. Die Berechnungsprozess-Einheit kann derart dafür angepasst sein, dass die Verzögerungsdauer länger ist, je größer ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Parameter ist. Der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Parameter ist ein Parameter, der mit einer Differenz zwischen dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis und dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis während des Temperaturerhöhungsprozesses und/oder einer Differenz zwischen dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis und dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis korreliert.
  • Die Berechnungsprozess-Einheit kann dafür angepasst sein, eine Verzögerungsdauer derart zu berechnen, dass die Verzögerungsdauer länger ist, je größer ein Adhäsionsbetrag-Parameter/Anhaftungsbetrag-Parameter ist. Der Anhaftungs(betrag)-Parameter ist ein Parameter, der mit einem Betrag einer Kraftstoffmenge korreliert, die an einer Innenwandfläche des Verbrennungsmotors anhaftet.
  • Gemäß der Erfindung ist es möglich, eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, wobei die Steuervorrichtung dafür angepasst ist, eine ausreichend lange Ausführungszeitdauer des Erfassungsprozesses zur Erfassung eines Abweichungsgrades zwischen den Luft-Kraftstoff-Verhältnissen in den Zylindern sicherzustellen.
  • Figurenliste
  • Merkmale, Vorteile und technische und industrielle Bedeutungen der Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme der begleitenden Figuren beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen die gleiche Elemente bezeichnen, und wobei:
    • 1 ein schematisches Konfigurationsdiagramm eines Motorsystems ist;
    • 2A ein Flussdiagramm ist, das eine beispielhafte Steuerung illustriert, die durch eine elektronische Steuereinheit (ECU) ausgeführt wird;
    • 2B ein Flussdiagramm ist, das eine beispielhafte Steuerung illustriert, die durch eine elektronische Steuereinheit (ECU) ausgeführt wird;
    • 3 ein Beispiel eines Kennfelds ist, auf das verwiesen wird, wenn eine Verzögerungsdauer berechnet wird;
    • 4 ein Zeitreihendiagramm in einem Fall ist, bei dem ein Erfassungsprozess ausgeführt wird, nachdem ein Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozess ausgeführt wurde; und
    • 5 ein Zeitreihendiagramm in einem Fall ist, bei dem der Erfassungsprozess ausgeführt wird, nachdem ein Schnellstopp-Prozess ausgeführt wurde.
  • Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
  • 1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm eines Motorsystems 1. Wie in 1 dargestellt, weist das Motorsystem 1 einen Dreiwegekatalysator 31 auf, der dafür angepasst ist, Abgas zu reinigen, das von einem Motor 20 ausgestoßen wird, und so weiter. Der Motor 20 ist so konfiguriert, dass ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in den Verbrennungskammern 23 in einem Zylinderkopf 22, die in einem Zylinderblock 21 angeordnet sind, verbrannt wird, um die Kolben 24 in eine Hubbewegung zu versetzen. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Motor 20 ein In-Linie-Vierzylindermotor. Der Motor 20 ist jedoch nicht auf einen In-Linie-Vierzylindermotor limitiert, solange der Motor 20 eine Vielzahl von Zylindern aufweist.
  • Jeder Zylinder ist mit einem Einlassventil Vi und einem Auslassventil Ve versehen, die in dem Zylinderkopf 22 des Motors 20 angeordnet sind. Das Einlassventil Vi ist dafür angepasst, einen Ansaugkanal zu öffnen und zu schließen, und das Auslassventil Ve ist dafür angepasst, eine einen Auslasskanal zu öffnen und zu schließen. Ferner ist jeder Zylinder mit einer Zündkerze 27 versehen, die dafür angepasst ist, das Luft-Kraftstoff-Gemisch in den Verbrennungskammern 23 zu zünden. Die Zündkerzen 27 sind an einem oberen Abschnitt des Zylinderkopfes 22 angebracht.
  • Die Ansaugkanäle der Zylinder sind über Abzweigrohre/Abzweigkanäle in den Zylinder mit einem Ausgleichbehälter 18 verbunden. Eine Ansaugleitung 10 ist mit einem stromaufwärtsseitigem Abschnitt eines Ausgleichbehälters 18 verbunden und ein Luftreiniger 19 ist an einem stromaufwärtigen Ende der Ansaugleitung 10 angeordnet. Ferner sind ein Luftmassenmesser 15, der dafür angepasst ist, eine Luftansaugmenge zu detektieren, und eine elektronisch gesteuerte Drosselklappe 13 an dem Ansaugkanal 10 in dieser Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite her angeordnet.
  • Der Ansaugkanal eines jeden Zylinders ist mit einem Kraftstoffeinspritzventil 12 versehen, das dafür angepasst ist, Kraftstoff in die Ansaugkanäle einzuspritzen. Der Kraftstoff, der von dem Kraftstoffeinspritzventil 12 eingespritzt wird, wird mit der Ansaugluft gemischt, um ein Luft-Kraftstoff-Gemisch zu bilden. Das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird in jede Verbrennungskammer 23, während das Einlassventil Vi geöffnet ist, befördert, wird durch den Kolben 24 komprimiert und wird dann durch die Zündkerze 27 gezündet, um zu verbrennen. Anstelle des Kraftstoffeinspritzventils 12, das dafür angepasst ist, den Kraftstoff in den Ansaugkanal einzuspritzen, kann auch ein Kraftstoffeinspritzventil vorgesehen sein, das dafür angepasst ist, den Kraftstoff direkt in die Zylinder einzuspritzen. Alternativ können auch beide, sowohl ein Kraftstoffeinspritzventil, das angepasst ist, den Kraftstoff in den Ansaugkanal einzuspritzen, und ein Kraftstoffeinspritzventil, das dafür angepasst ist, den Kraftstoff direkt in die Zylinder einzuspritzen, vorgesehen sein.
  • Die Auslasskanäle der Zylinder sind über Abzweigungkanäle/Abzweigrohre der Zylinder mit einer Auslassleitung 30 verbunden. Der Dreiwegekatalysator 31 ist an der Auslassleitung 30 angeordnet. Der Dreiwegekatalysator 31 hat eine Sauerstoffspeicherfähigkeit und reduziert NOx, HC und CO. Der Dreiwegekatalysator 31 wird dadurch hergestellt, indem zumindest eine Katalysatorschicht mit einem Katalysatorträger wie beispielsweise Aluminiumoxid (Al2O3) und einem Katalysatormetall, wie beispielsweise Platin (Pt), Palladium (Pd), oder Rhodium (Rh) unterstützt/getragen auf dem Katalysatorträger, auf einem Basismaterial, wie Cordierit und insbesondere einem Bienenwaben-basierten Material, ausgebildet ist. Der Dreiwegekatalysator 31 ist ein Beispiel eines Katalysators, der dafür angepasst ist, Abgas, das von den Zylindern des Motors 20 ausgestoßen wird, zu reinigen. Der Dreiwegekatalysator 31 kann ein Oxidationskatalysator oder ein Benzinpartikelfilter, der mit einem Oxidationskatalysator beschichtet ist, sein.
  • Ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 33, der dafür angepasst ist, ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases zu detektieren, wird stromaufwärts des Dreiwegekatalysators 31 angeordnet. Der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 33 ist ein sogenannter Breitband-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor. Der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 33 kann kontinuierlich Luft-Kraftstoff-Verhältnisse innerhalb eines relativ breiten Bereichs detektieren. Der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 33 ist dafür angepasst, ein Signal auszugeben, das einen Wert proportional zu dem detektierten Luft-Kraftstoff-Verhältnis anzeigt.
  • Das Motorsystem 1 beinhaltet eine elektronische Steuereinheit (ECU) 50. Die ECU 50 weist eine Zentralprozessoreinheit (CPU), einen Direktzugriffspeicher (RAM), einen Festwertspeicher (ROM), eine Speichereinheit/Speichervorrichtung und so weiter auf. Die ECU 50 steuert den Motor 20 durch Steuerung von Programmen, die in dem ROM und in der Speichereinheit gespeichert sind. Die ECU 50 ist ein Beispiel einer Steuervorrichtung für den Motor 20. Die ECU 50 führt einen Temperaturerhöhungsprozess aus, einen Erfassungsprozess, einen Bestimmungsprozess, einen Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozess, einen Schnellstopp-Prozess und einen Berechnungsprozess aus, welche nachfolgend beschrieben werden. Diese Prozesse werden durch eine Temperaturerhöhungsprozess-Einheit, eine Erfassungsprozess-Einheit, eine Bestimmungsprozess-Einheit, eine Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozess-Einheit, eine Schnellstopp-Prozess-Einheit, und eine Berechnungsprozess-Einheit der ECU 50 ausgeführt, welche funktionell durch die CPU, die ROM und die RAM erreicht werden. Die Details hierzu werden später beschrieben.
  • Die Zündkerzen 27, das Drosselventil 13, die Kraftstoffeinspritzventile 12 und so weiter sind elektrisch mit der ECU 50 verbunden. Ferner sind ein Beschleunigungsbetätigungsbetragssensor 11, der dafür angepasst ist, einen Beschleunigungsbetätigungsbetrag zu detektieren, ein Drosselöffnungsbetragssensor 14, der konfiguriert ist, einen Öffnungsbetrag des Drosselventils 13 zu detektieren, der Luftmassenmesser 15, der konfiguriert ist, einen Ansaug-/Einlassluftbetrag zu detektieren, der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 33, ein Kurbelwinkelsensor 25, der dafür angepasst ist, einen Kurbelwinkel einer Kurbelwelle des Motors 20 zu detektieren, einen Kühltemperatursensor 29, der dafür angepasst ist, eine Temperatur eines Kühlmittels für den Motor 20 zu detektieren, und verschiedene andere Sensoren, elektrisch mit der ECU 50 über ein Analog-zu-Digital-Konverter und so weiter (nicht dargestellt) verbunden. Die ECU 50 steuert die Zündkerzen 27, das Drosselventil 13, die Kraftstoffeinspritzventile 12 und so weiter, um die Zündzeiten, die Kraftstoffeinspritzbeträge, die Kraftstoffeinspritzzeiten, die Drosselöffnungsbeträge und so weiter, basierend auf beispielsweise Erfassungswerten, die durch die verschiedenen Sensoren gewonnen werden, zu steuern, so dass die gewünschte Motorleistung erzeugt wird.
  • Folgend wird eine Art und Weise, in der ein Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis durch die ECU 50 eingestellt wird, beschrieben. Das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird basierend auf einem Betriebszustand des Motors 20 eingestellt, wenn der Temperaturerhöhungsprozess (später beschrieben) gestoppt wurde. Beispielsweise wird, wenn ein Betriebszustand des Motors 20 sich in einem niedrigen Drehzahl- und niedrigen Lastbereich befindet, das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt. Auf der anderen Seite wird, wenn sich ein Betriebszustand des Motors 20 in einem hohen Drehzahl- und hohen Lastbereich befindet, das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt, das fetter (niedriger) als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist. Nachdem das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt ist, wird der Kraftstoffeinspritzbetrag für jeden Zylinder einer Rückkopplungssteuerung unterworfen, sodass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das durch den Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 33 erfasst wird, mit dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis zusammenfällt. In dieser Spezifikation bedeutet ein Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis, soweit nicht anderweitig angemerkt wird, ein Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das basierend auf einem Betriebszustand des Motors 20 während eines Stopps des Temperaturerhöhungsprozesses, eingestellt ist.
  • Die ECU 50 führt den Temperaturerhöhungsprozess zur Erhöhung der Temperatur des Dreiwegekatalysators 31 bis zu einem Wert innerhalb einer vorbestimmten Temperaturregion aus. In dem Temperaturerhöhungsprozess wird eine sogenannte Dithersteuerung/Zittersteuerung ausgeführt. In der Dithersteuerung wird ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis in einem der Zylinder von einer Vielzahl von Zylindern auf ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt, das niedriger als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, und ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis in jedem der restlichen drei Zylindern wird auf ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt, das höher als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist. Im Speziellen wird in der Steuerung der Luft-Kraftstoff-Verhältnisse in dem Temperaturerhöhungsprozess, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in einem Zylinder auf ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt, indem der Kraftstoffeinspritzbetrag so korrigiert wird, dass der Kraftstoffeinspritzbetrag mit einer vorgeschriebenen Rate (prozentual) in Bezug auf den Kraftstoffeinspritzbetrag, der mit dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis korrespondiert, erhöht wird, wohingegen das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in jedem der verbleibenden Zylindern auf ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt wird, indem der Kraftstoffeinspritzbetrag so korrigiert wird, dass der Kraftstoffeinspritzbetrag durch eine vorgeschriebene Rate (prozentual) in Bezug auf den Kraftstoffeinspritzbetrag, der dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis entspricht, verringert wird. Beispielsweise wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in einem Zylinder auf ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt, indem der Kraftstoffeinspritzbetrag so korrigiert wird, dass der Kraftstoffeinspritzbetrag in Bezug auf den Kraftstoffeinspritzbetrag, der mit dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis korrespondiert, um 15% erhöht wird, wohingegen das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in jedem der verbleibenden/restlichen Zylinder auf ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt wird, indem der Kraftstoffeinspritzbetrag so korrigiert wird, dass der Kraftstoffeinspritzbetrag in Bezug auf den Kraftstoffeinspritzbetrag, der mit dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis korrespondiert, um 5% verringert wird. Wenn der Temperaturerhöhungsprozess wie oben beschrieben ausgeführt wird, haftet überschüssiger Kraftstoff, der von den Zylindern ausgestoßen wird, indem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt wurde, an dem Dreiwegekatalysator 31, und wird unter einer mageren Atmosphäre, die durch das Abgas entsteht, welches von den Zylindern, in denen das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt wurde, verbrannt. Auf diese Weise wird die Temperatur des Dreiwegekatalysators 31 erhöht.
  • In dem Temperaturerhöhungsprozess wird die Steuerung derart ausgeführt, dass der Durchschnitt der Luft-Kraftstoff-Verhältnisse in allen der Zylindern auf das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt wird. Der Durchschnitt der Luft-Kraftstoff-Verhältnisse braucht jedoch nicht in all den Zylindern auf das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt werden, solange der Durchschnitt der Luft-Kraftstoff-Verhältnisse in all den Zylindern auf einen Wert innerhalb eines vorgeschriebenen Bereichs eingestellt ist, der das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis beinhaltet, sodass die Temperatur des Dreiwegekatalysators 31 erhöht werden kann. Beispielsweise ist ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis innerhalb des Bereiches von 9 bis 12, und ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis innerhalb eines Bereichs von 15 bis 16. Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in zumindest einem der Zylinder muss auf ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis, und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in jedem der restlichen Zylinder muss auf ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt werden.
  • Weiterhin führt die ECU 50 den Bestimmungsprozess der Bestimmung eines Abweichungsgrads (im Folgenden als „Ungleichgewicht“ bezeichnet) zwischen den Luft-Kraftstoff-Verhältnissen in den Zylindern aus. Wenn der Abweichungsgrad zwischen den Luft-Kraftstoff-Verhältnissen in den Zylindern höher ist, steigt eine Änderungsrate, die eine Steigung des erfassten Wertes/Erfassungswerts ist, welcher durch den Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 33 erfasst wird, an. Das heißt, der Abweichungsgrad in dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases reflektiert sich in der Steigung des Erfassungswertes, welcher durch den Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 33 gewonnen wird. Daher wird in dem Erfassungsprozess der Erfassungswert, welcher durch den Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 33 gewonnen wird, über eine vorbestimmte Zeitdauer überwacht, und der Grad der Steigung des Erfassungswert wird als der Abweichungsgrad erfasst. Beispielsweise bestimmt die ECU 50, basierend auf den Erfassungsergebnissen, ob irgendeine Art von Fehlfunktion/Defekt in dem Motor 20 aufgetreten ist.
  • Abhängig von beispielsweise dem Betriebszustand des Motors 20 kann der Abweichungsgrad zwischen den Luft-Kraftstoff-Verhältnissen unvermeidbar hoch werden, selbst wenn der Motor 20 normal läuft. Wenn der Erfassungsprozess in einem solchen Zustand ausgeführt wird, besteht eine Möglichkeit, dass basierend auf dem hohen Abweichungsgrad zwischen den Luft-Kraftstoff-Verhältnissen bestimmt wird, dass irgendeine Art von Fehlfunktion in dem Motor 20 aufgetreten ist, obwohl der Motor 20 normal läuft. Das kann die Verlässlichkeit des Erfassungsergebnisses, welches durch den Erfassungsprozess gewonnen wird, reduzieren. In Anbetracht dessen wird eine Vielzahl von Erfassungsvorbedingungen zur Ausführung des Erfassungsprozesses im Vorhinein eingestellt/festgelegt, und der Erfassungsprozess wird ausgeführt, wenn alle die Erfassungsvorbedingungen erfüllt sind.
  • Der Temperaturerhöhungsprozess erhöht bewusst den Abweichungsgrad zwischen den Luft-Kraftstoff-Verhältnissen in den Zylindern. Daher besteht, wenn der Temperaturerhöhungsprozess und der Erfassungsprozess gleichzeitig ausgeführt werden, eine Möglichkeit, dass der Abweichungsgrad, der zwischen den Luft-Kraftstoff-Verhältnissen erfasst wird, hoch ist, selbst wenn der Motor 20 normal läuft. Um in Anbetracht dessen für den Temperaturerhöhungsprozess und für den Erfassungsprozess eine gleichzeitige Ausführung zu verhindern, beinhalten die Temperaturerhöhungsvorbedingungen zur Ausführung des Temperaturerhöhungsprozesses eine Bedingung, dass der Erfassungsprozess gestoppt wurde (beispielsweise eine Bedingung, dass der Erfassungsprozess nicht ausgeführt wird), und die Erfassungsvorbedingungen beinhalten eine Bedingung, dass der Temperaturerhöhungsprozess gestoppt wurde (beispielsweise eine Bedingung, dass der Temperaturerhöhungsprozess nicht ausgeführt wird) (diese Bedingung wird, wo notwendig, als „gestoppter Zustand/Stoppzustand“ bezeichnet).
  • Die Erfassungsvorbedingungen, außer der Bedingung, dass „der Temperaturerhöhungsprozess wurde gestoppt“, beinhalten beispielsweise eine Bedingung, dass der Aufwärmprozess/die Aufwärmung des Motors 20 abgeschlossen ist, eine Bedingung, dass der Betriebszustand des Motors 20 sich nicht in einem Übergangs-Betriebszustand befindet, wie ein plötzlicher Beschleunigungszustand oder ein plötzlicher Verzögerungszustand, eine Bedingung, dass die Motordrehzahl des Motors 20 und der Drosselöffnungsbetrag innerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegen, eine Bedingung, dass die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Rückkopplungssteuerung ausgeführt wird, basierend auf einem Erfassungswert des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 33, eine Bedingung, dass eine Kraftstoffversorgungsabschaltung nicht ausgeführt wird, eine Bedingung, dass die Spannung der Batterie nicht abgefallen ist, und eine Bedingung, dass der Betrag von verdampftem Kraftstoff, der in einem Kraftstofftank erzeugt und in den Ansaugkanal 10 eingeführt wird, innerhalb eines vorgeschriebenen Bereiches liegt.
  • 2A und 2B ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel einer Steuerung illustriert, welche durch die ECU 50 ausgeführt wird. Der Prozess, welcher in dem Flussdiagramm in 2A und 2B dargestellt ist, wird in vorgeschriebenen Zeitintervallen wiederholend ausgeführt. Zuerst bestimmt die ECU 50, ob der Temperaturerhöhungsprozess ausgeführt wird (Schritt S1). Wenn die ECU 50 eine negative Bestimmung macht, führt die ECU 50 in Schritt S19 Prozesse und anschließende Schritte durch. Die Prozesse in Schritt S19 und die anschließenden Schritte werden später beschrieben.
  • Wenn die ECU 50 eine positive Bestimmung macht, bestimmt die ECU 50, ob all die Erfassungsvorbedingungen mit Ausnahme der Bedingung, dass „der Temperaturerhöhungsprozess gestoppt wurde“, erfüllt sind (Schritt S3). Der Zustand wenn in Schritt S3 eine positive Bestimmung gemacht wird, ist ein Zustand, in dem der Erfassungsprozess ausgeführt werden kann, wenn der Temperaturerhöhungsprozess, der ausgeführt wird, gestoppt ist. Auf der anderen Seite ist der Zustand, wenn eine negative Bestimmung in Schritt S3 gemacht wird, ein Zustand, in dem, selbst wenn der Temperaturerhöhungsprozess nach der Ausführung gestoppt ist, der Erfassungsprozess nicht ausgeführt werden kann, bevor nicht alle restlichen Erfassungsvorbedingungen erfüllt sind. Der Prozess in Schritt S3 ist ein Beispiel für einen Prozess, der durch die Bestimmungsprozess-Einheit ausgeführt wird, die in der ECU 50 enthalten ist, und der dafür angepasst ist zu bestimmen, ob alle Erfassungsvorbedingungen mit Ausnahme der Bedingung, dass der Temperaturerhöhungsprozess gestoppt wurde, erfüllt sind, während der Temperaturerhöhungsprozess ausgeführt wird.
  • Wenn die ECU 50 in Schritt S3 eine negative Bestimmung macht, bestimmt die ECU 50, ob eine Anforderung zum Stoppen des Temperaturerhöhungsprozesses ausgegeben wurde (Schritt S7a). Eine Anforderung, den Temperaturerhöhungsprozess zu stoppen, wird ausgegeben, wenn beispielsweise die Temperatur des Dreiwegekatalysators 31 durch den Temperaturerhöhungsprozess eine gewünschte Temperatur erreicht hat. Die Temperatur des Dreiwegekatalysators 31 kann durch einen Sensor gewonnen werden oder kann basierend auf einem Ansaugluftbetrag und einem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis und einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis, zu welchen die Luft-Kraftstoff-Verhältnisse in den Zylindern während der Ausführung des Temperaturerhöhungsprozesses eingestellt sind, abgeschätzt werden. Wenn die ECU 50 in Schritt S7a eine negative Bestimmung macht, endet die Steuerung.
  • Wenn die ECU 50 in Schritt S7a eine positive Bestimmung macht, führt die ECU 50 den Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozess (Schritt S11a) aus, und die Steuerung endet. Der Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozess ist ein Prozess, welcher den Temperaturerhöhungsprozess durch Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in jedem Zylinder, von einem fetten oder einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis, auf welche die Luft-Kraftstoff-Verhältnisse während des Temperaturerhöhungsprozesses eingestellt sind, zu dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis schrittweise oder kontinuierlich über eine vorgeschriebene Zeitperiode ändert und den Prozess stoppt. Auf diesem Weg wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in jedem Zylinder schrittweise über die vorgeschriebene Zeitdauer geändert, und dadurch wird ein Auftreten eines Drehmomentschocks reduziert. Darüber hinaus kann, da eine negative Bestimmung in Schritt S3 gemacht wurde, der Erfassungsprozess, selbst wenn der Temperaturerhöhungsprozess gestoppt ist, nicht ausgeführt werden. Daher übt die Ausführung des Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozesses, welcher oben beschrieben wurde, keinen Einfluss auf eine Ausführungszeitdauer des Bestimmungsprozesses aus. Der Prozess in Schritt S11a ist ein Beispiel für einen Prozess, welcher durch die Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozess-Einheit ausgeführt wird, die in der ECU 50 enthalten ist, und die dafür angepasst ist, den Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozess auszuführen, wenn durch die Bestimmungsprozess-Einheit in Schritt S3 eine negative Bestimmung gemacht wird, und eine Anforderung zum Stopp des Temperaturerhöhungsprozesses ausgegeben wurde. Der Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozess ist ein Prozess zum Stoppen des Temperaturerhöhungsprozesses durch schrittweise Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den Zylindern zu dem Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis, welches, basierend auf dem Betriebszustand des Motors 20 nach dem Stopp des Temperaturerhöhungsprozesses eingestellt ist.
  • Wenn die ECU 50 in Schritt S3 eine positive Bestimmung macht, startet die ECU 50 an ein Zählen der Anzahl der Zyklen/Umdrehungen des Motors 20 ab von da an, wann eine positive Bestimmung in Schritt S3 gemacht wird (Schritt S5). Im Speziellen zählt die ECU 50 die Anzahl der Umdrehungen basierend auf einem Erfassungsbetrag/- wert des Kurbelwinkel-Sensors 25. Als Nächstes bestimmt die ECU 50, ob eine Anforderung zum Stoppen des Temperaturerhöhungsprozesses ausgegeben wurde (Schritt S7). Wenn die ECU 50 eine negative Bestimmung macht, führt die ECU 50 die Prozesse von Schritt S3 und die anschließenden Schritte wiederholt aus. Das bedeutet, dass die ECU 50 weiter die Anzahl der Umdrehungen über eine Zeitdauer zählt, über die all die Erfassungsvorbedingungen außer der Bedingung, dass „der Temperaturerhöhungsprozess gestoppt wurde“ erfüllt sind und eine Anforderung zum Stoppen des Temperaturerhöhungsprozesses nicht ausgegeben wurde. Die Anzahl der Umdrehungen, welche durch die ECU 50 gezählt werden, entspricht einer / bedeutet eine Zeitdauer, über die der Erfassungsprozess von der Ausführung verhindert wird, da nur die Bedingung, dass „der Temperaturerhöhungsprozess gestoppt wurde“ nicht erfüllt ist.
  • Wenn die ECU 50 eine positive Bestimmung in Schritt S7 macht, bestimmt die ECU 50, ob die Anzahl der Umdrehungen einen Schwellenwert übersteigt, welcher zuvor gesetzt wurde (Schritt S9). Der Fall, bei dem die Anzahl der Umdrehungen den Schwellenwert überschreitet, bedeutet, dass die Zeitdauer, über die der Erfassungsprozess an der Ausführung gehindert wurde, da nur die Bedingung dass „der Temperaturerhöhungsprozess gestoppt wurde“ nicht erfüllt ist, relativ lange ist. Umgekehrt bedeutet der Fall, bei dem die Anzahl der Umdrehungen gleich dem oder kleiner als der Schwellenwert ist, dass die oben beschriebene Zeitdauer relativ kurz ist.
  • Daher führt die ECU 50, wenn die ECU 50 in Schritt S9 eine negative Bestimmung macht, aus den folgenden Gründen den Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozess (Schritt S11b), wie in Schritt S11a, aus. Wenn die Zeitdauer, während der der Erfassungsprozess an der Ausführung gehindert wird, da nur die Bedingung, dass „der Temperaturerhöhungsprozess gestoppt wurde“ nicht erfüllt ist, relativ kurz ist, kann eine ausreichend lange Zeitdauer des Erfassungsprozesses sichergestellt werden, selbst wenn der Erfassungsprozess gestartet wird, nachdem der Temperaturerhöhungsprozess über einer Zeitdauer gestoppt wurde, die im Vorhinein im Hinblick auf die Reduktion/Verringerung des Auftretens eines Drehmomentschocks eingestellt wurde.
  • Nachfolgend bestimmt die ECU 50, ob der Stopp des Temperaturerhöhungsprozesses abgeschlossen wurde (Schritt S13b). Im Speziellen bestimmt die ECU 50, dass der Stopp des Temperaturerhöhungsprozesses abgeschlossen ist, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in allen Zylindern auf dasselbe Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt ist. Wenn die ECU 50 eine negative Bestimmung macht, setzt die ECU 50 den Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozess fort, wohingegen, wenn die ECU 50 eine positive Bestimmung macht, die ECU 50 einen Prozess in Schritt S15 (später beschrieben) ausführt.
  • Wenn die ECU 50 in Schritt S9 eine positive Bestimmung macht, führt die ECU 50 den Schnellstopp-Prozess (S11c) aus. Der Schnellstopp-Prozess ist ein Prozess zum schnellen Stoppen des Temperaturerhöhungsprozesses, indem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in jedem Zylinder von einem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis, auf welches das Luft-Kraftstoff-Verhältnis während des Temperaturerhöhungsprozesses eingestellt ist, auf das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis innerhalb einer Zeitdauer, die kürzer ist als die Zeitdauer des Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozesses, einstellt. In diesem Fall kann ein normaler Betriebszustand innerhalb einer kurzen Zeitdauer aufgenommen werden und dadurch kann aus folgenden Gründen der Erfassungsprozess noch schneller/prompter gestartet werden, als wenn der Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozess ausgeführt wird. Wenn die Zeitdauer, über die der Erfassungsprozess an der Ausführung gehindert wird, da nur die Bedingung, dass „der Temperaturerhöhungsprozess gestoppt wurde“ nicht erfüllt ist, relativ lang ist, ist es wünschenswert, eine ausreichend lange Ausführungszeitdauer des Erfassungsprozesses sicherzustellen, indem der Temperaturerhöhungsprozess so schnell wie möglich gestoppt wird, nachdem eine Anforderung zum Stoppen des Temperaturerhöhungsprozesses ausgegeben wurde, um den Erfassungsprozess auszuführen. Der Prozess in Schritt S11c ist ein Beispiel eines Prozesses, der durch die Schnellstopp-Prozess-Einheit ausgeführt wird, die in der ECU 50 enthalten ist und die dafür angepasst ist, den Schnellstopp-Prozess auszuführen, wenn in Schritt S3 eine positive Bestimmung durch die Bestimmungsprozess-Einheit gemacht wird, und eine Anforderung zum Stoppen des Temperaturerhöhungsprozesses ausgegeben wurde. Der Schnellstopp-Prozess ist ein Prozess zum Stoppen des Temperaturerhöhungsprozesses, indem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in den Zylindern auf das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis innerhalb einer Zeitdauer geändert wird, die kürzer als die Zeitdauer des Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozesses ist.
  • Als Nächstes bestimmt die ECU 50, ob der Stopp des Temperaturerhöhungsprozesses abgeschlossen wurde (Schritt S13c). Eine konkrete Bestimmungsmethode ist dieselbe wie die in Schritt S13b. Wenn die ECU 50 eine negative Bestimmung macht, setzt die ECU 50 den Schnellstopp-Prozess fort, wohingegen die ECU 50, wenn die ECU 50 eine positive Bestimmung macht, den folgenden Prozess ausführt.
  • Die ECU 50 berechnet eine Verzögerungsdauer [msec], die eine Zeitdauer von der Bestimmung der ECU50 an ist, wenn der Stopp des Temperaturerhöhungsprozesses abgeschlossen ist, bis dahin, wenn die ECU 50 den Erfassungsprozess startet (Schritt S15). Dann bestimmt die ECU 50, ob die Verzögerungsdauer abgelaufen ist, nachdem die ECU 50 bestimmt, dass der Stopp des Temperaturerhöhungsprozesses abgeschlossen ist (Schritt S17). Die ECU 50 führt den Prozess in Schritt S17 wiederholend aus, bis eine positive Bestimmung in Schritt S17 gemacht wird. Wenn die ECU 50 eine positive Bestimmung in Schritt S17 macht, bestimmt die ECU 50, ob alle Erfassungsvorbedingungen erfüllt sind (Schritt S19). Wenn die ECU 50 eine negative Bestimmung in Schritt S19 macht, endet die Steuerung ohne Ausführung des Erfassungsprozesses, wohingegen die ECU 50, wenn die ECU 50 eine positive Bestimmung macht, beginnt den Erfassungsprozess (Schritt S21) auszuführen. Der Prozess in Schritt S15 ist ein Beispiel für einen Prozess, der durch die Berechnungsprozess-Einheit ausgeführt wird, die in der ECU 50 enthalten ist und die angepasst ist, die Verzögerungsdauer, die eine Zeitdauer von dann an, wenn die ECU 50 bestimmt, dass der Stopp des Temperaturerhöhungsprozesses abgeschlossen ist, bis dahin, wenn die ECU 50 den Detektionsprozess startet, ist, berechnet. Der Prozess in Schritt S21 ist ein Beispiel für einen Prozess, der durch die Erfassungsprozess-Einheit ausgeführt wird, die in der ECU 50 enthalten und die dafür angepasst ist, den Erfassungsprozess auszuführen, wenn alle Erfassungsvorbedingungen inklusive der Bedingung, dass der Temperaturerhöhungsprozess gestoppt wurde, erfüllt sind. Der Erfassungsprozess ist ein Prozess zum Erfassen eines Abweichungsgrades zwischen den Luft-Kraftstoff-Verhältnissen in den Zylindern.
  • Die Verzögerungsdauer wird nachfolgend beschrieben. Es gilt, dass unverzüglich nach dem Stopp des Temperaturerhöhungsprozess, die Abweichung in dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases aufgrund des Einflusses des ausgeführten Temperaturerhöhungsprozesses weiterhin groß ist, bis zu dem Stopp des Temperaturerhöhungsprozesses. Daher wird die Verzögerungsdauer eingestellt und der Erfassungsprozess wird in einem Fall gestartet, bei dem alle Erfassungsvorbedingungen erfüllt sind, wenn von einer Zeit direkt nach dem Beenden des Stopps des Temperaturerhöhungsprozesses, während der der Einfluss des Temperaturerhöhungsprozesses verbleibt, die Verzögerungsdauer abgelaufen/verstrichen ist. Daher wird zu der Zeit, zu der der Einfluss des Temperaturerhöhungsprozesses klein ist, der Erfassungsprozess gestartet, sodass der Einfluss des Temperaturerhöhungsprozesses auf den Erfassungsprozess weiter verringert werden kann.
  • 3 ist ein Beispiel eines Kennfelds, auf das verwiesen wird, wenn die Verzögerungsdauer berechnet wird. Dieses Kennfeld wird im Voraus durch Experimente erstellt und wird dann in dem ROM der ECU 50 gespeichert. Dieses Kennfeld ist derart eingestellt, dass die Verzögerungsdauer länger berechnet wird, je größer ein Erhöhungs-/Verringerungsraten-Absolutwert (%) /Erhöhungs-/Erniedrigungsraten-Absolutwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem Temperaturerhöhungsprozess unmittelbar vor der Wiederaufnahme des normalen Betriebszustands ist, und je größer ein Betrag von Kraftstoff, der an der Innenwandfläche des Motors 20 anhaftet (Innenwandfläche von jeder Verbrennungskammer) bei einer Stoppzeit des Temperaturerhöhungsprozesses ist.
  • Der Erhöhungs-/Erniedrigungsraten-Absolutwert ist die Summe einer Rate (prozentual), um welche der Kraftstoffeinspritzbetrag nach oben korrigiert wird, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu einem fetteren Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem Temperaturerhöhungsprozess einzustellen, und einer Rate (prozentual), um die der Kraftstoffeinspritzbetrag nach unten korrigiert wird, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem Temperaturerhöhungsprozess einzustellen. Wenn beispielsweise ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis in einem Zylinder durch Korrektur des Kraftstoffeinspritzbetrags erreicht wird, so dass der Kraftstoffeinspritzbetrag um 15% erhöht wird, und ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis in jedem der verbleibenden drei Zylinder dadurch erreicht wird, indem der Kraftstoffeinspritzbetrag korrigiert wird, sodass der Kraftstoffeinspritzbetrag um 5% erniedrigt wird, beträgt der Erhöhungs-/Erniedrigungsrate-Absolutwert 20%, welcher die Summe von 15% und 5% ist. Sofort nach dem Stopp des Temperaturerhöhungsprozesses kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, welches die Nähe des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 33 passiert, aufgrund des Einflusses des Temperaturerhöhungsprozesses weiterhin signifikant variieren. Darüber hinaus gilt, dass wie der Erhöhungs-/Erniedrigungsrate-Absolutwert direkt vor dem Stopp des Temperaturerhöhungsprozesses höher ist, die Abweichung in dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases direkt nach dem Stopp des Temperaturerhöhungsprozesses größer ist, und eine relativ lange Zeit benötigt wird, damit die Abweichung gering wird. Daher wird die Verzögerungsdauer umso länger berechnet, je höher der Erhöhungs-/Erniedrigungsrate-Absolutwert direkt vor dem Stopp des Temperaturerhöhungsprozesses ist. Der Erhöhungs-/Erniedrigungsrate-Absolutwert ist die Summe einer Erhöhungskorrekturrate und einer Erniedrigungskorrekturrate, um entsprechend ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis und ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu erreichen, und dadurch korreliert der Erhöhungs-/Erniedrigungsrate-Absolutwert mit einer Differenz zwischen dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis und dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis während der Ausführung des Temperaturerhöhungsprozesses. Daher ist der Erhöhungs-/Erniedrigungsrate-Absolutwert ein Beispiel für ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Parameter, der mit der Differenz zwischen dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis und dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis während der Ausführung des Temperaturerhöhungsprozesses korreliert.
  • Wie oben beschrieben wird aus folgenden Gründen die Verzögerungsdauer umso länger berechnet, je größer der Betrag an Kraftstoff, der an der Innenwandfläche des Motors 20 anhaftet (im Folgenden als „Anhaftungsbetrag des Kraftstoffs“ bezeichnet, wo es angemessen ist) bei der Stoppzeit des Temperaturerhöhungsprozesses ist. Je größer der Betrag an Kraftstoff ist, der an der Innenwandfläche anhaftet, desto größer kann die Abweichung in dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases werden, da der Kraftstoff, der an der Innenwandfläche anhaftet, sofort nach dem Stopp des Temperaturerhöhungsprozesses verbrennt, und das tatsächliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird direkt nach dem Stopp des Temperaturerhöhungsprozesses fetter (niedriger) als das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Insbesondere kann ein hoher Betrag an Kraftstoff an dem Zylinder, in welchem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis während der Ausführung des Temperaturerhöhungsprozesses eingestellt ist, und an der Innenwandfläche des Ansaugkanals für diesen Zylinder anhaften. Daher wird die Verzögerungsdauer im Hinblick auf eine Zeitdauer eingestellt, die benötigt wird, bis die Abweichung/Variation in dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases kleiner wird. Die Abweichung/Variation in dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases wird durch Kraftstoff, welcher an der Innenwandfläche direkt nach dem Stopp des Temperaturerhöhungsprozesses anhaftet, verursacht.
  • Der Anhaftungsbetrag des Kraftstoffs wird basierend auf dem Ansaugluftbetrag und der Temperatur des Kühlmittels abgeschätzt. Der Anhaftungsbetrag des Kraftstoffs wird aus folgenden Gründen umso geringer eingeschätzt, je größer der Ansaugluftbetrag ist und je höher die Temperatur des Kühlmittels ist. Wenn der Ansaugluftbetrag größer ist, fließt der eingespritzte Kraftstoff aufgrund eines schnellen Flusses der Ansaugluft einfacher in die Verbrennungskammern 23 und eine Verdampfung des Kraftstoffes, der an den Wandflächen anhaftet, wird unterstützt. Da die Temperatur von dem Kühlmittel höher ist, wird eine Verdampfung des eingespritzten Kraftstoffs aufgrund der Hitze des Motors 20 gefördert. Jeder der Ansaugluftbeträge und der Temperatur des Kühlmittels ist ein Beispiel eines Anhaftungsbetragsparameters, der mit dem Betrag von Kraftstoff, der an der Innenwandfläche des Motors anhaftet, korreliert. Der Ansaugluftbetrag und die Temperatur des Kühlmittels werden entsprechend basierend auf einem Erfassungswert von dem Luftmassenmeter 15 und einem Erfassungswert des Kühlmitteltemperatursensors 29 berechnet. Die Methode zur Abschätzung eines Anhaftungsbetrages des Kraftstoffs kann auch jede andere Methode sein. Die Verzögerungsdauer kann basierend auf einer Berechnung eines Ausdrucks anstelle eines Kennfelds wie oben beschrieben basierend berechnet werden.
  • Wenn die Ausführung des Erfassungsprozesses gestartet wird, bestimmt die ECU 50, ob der Erfassungsprozess abgeschlossen wurde (Schritt S23). Im Speziellen bestimmt die ECU 50, dass der Erfassungsprozess abgeschlossen wurde, wenn der Erfassungsprozess kontinuierlich über eine vorbestimmte Anzahl von Zyklen/Umdrehungen ausgeführt wurde. Wenn die ECU 50 in Schritt S23 eine negative Bestimmung macht, bestimmt die ECU 50, ob alle Erfassungsvorbedingungen erfüllt sind (Schritt S25). Wenn alle Erfassungsvorbedingungen erfüllt sind, setzt die ECU 50 den Erfassungsprozess fort. Wenn die ECU 50 in Schritt S23 eine positive Bestimmung macht oder wenn die ECU 50 in Schritt S25 eine negative Bestimmung macht, stoppt die ECU 50 den Erfassungsprozess (Schritt S27).
  • Wenn die ECU 50 eine negative Bestimmung in Schritt S1 macht, führt die ECU 50 in Schritt S19 den Prozess und die nachfolgenden Schritte aus. Wenn alle Erfassungsvorbedingungen erfüllt sind, führt die ECU 50 den Erfassungsprozess (Schritt S21) aus. Wenn zumindest eine der Erfassungsvorbedingungen nicht erfüllt ist, endet die Steuerung.
  • Nachfolgend wird die Beschreibung unter Bezugnahme der Zeitreihendiagramme im Hinblick auf die Fälle bereitgestellt, wo der Temperaturerhöhungsprozess gestoppt und dann der Erfassungsprozess ausgeführt wird. 4 ist ein Zeitreihendiagramm in einem Fall, bei dem der Erfassungsprozess ausgeführt wird, nachdem der Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozess ausgeführt wurde. 5 ist ein Zeitreihendiagramm in einem Fall, wo der Erfassungsprozess nach dem Schnellstopp-Prozess ausgeführt wird. Jedes von 4 und 5 zeigt ein Stoppanforderungs-Flag für den Temperaturerhöhungsprozess, Luft-Kraftstoff-Verhältnisse in den Zylindern, einen Erfassungswert des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 33, und ein Ausführungs-Flag für den Erfassungsprozess. In jedem der Beispiele zeigt 4 und 5 auch das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das als das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis verwendet wird, zu welchem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in jedem Zylinder nach dem Stopp des Temperaturerhöhungsprozesses eingestellt wird.
  • Zuerst wird der Fall beschrieben, bei dem der Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozess ausgeführt wird. Wie in 4 dargestellt, wird, nachdem das Stoppanforderungs-Flag für den Temperaturerhöhungsprozess von AUS auf AN zu einer Zeit t1 geschaltet wird, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in jedem Zylinder von einem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu der Zeit t1, zu der Zeit t2 und zu der Zeit t3 schrittweise geändert. Wenn beispielsweise das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis und das magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis vor der Zeit t1 durch entsprechend 15% Erhöhungskorrektur des Kraftstoffeinspritzbetrages und 5% Erniedrigungskorrektur des Kraftstoffeinspritzbetrages erreicht wurden, werden ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis und ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis während einer Zeitperiode von Zeit t1 bis Zeit t2 entsprechend durch 9% Erhöhungskorrektur und 3% Erniedrigungskorrektur erreicht, und ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis und ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis während einer Zeitdauer von Zeit t2 bis Zeit t3 entsprechend durch 4,5% Erhöhungskorrektur und 1,5% Erniedrigungskorrektur erreicht.
  • Die Luft-Kraftstoff-Verhältnisse werden wie oben beschrieben schrittweise geändert, sodass Änderungen/Variationen in den Erfassungswerten von dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 33 schrittweise abfallen. Wenn zu der Zeit t3 die Luft-Kraftstoff-Verhältnisse in den Zylindern auf das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis geändert sind, ist bestimmt, dass der Stopp des Temperaturerhöhungsprozesses abgeschlossen wurde und es wird eine Verzögerungsdauer berechnet. Die Verzögerungsdauer wird basierend auf dem Erhöhungs-/Erniedrigungsrate-Absolutwert direkt vor der Zeit t3 berechnet, zu welcher die Luft-Kraftstoff-Verhältnisse in den Zylindern auf das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis geändert werden und die Anhaftungsbeträge von Kraftstoff zu der Zeit t3 geschätzt werden. Wenn beispielsweise das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis und das magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis während der Zeitdauer von Zeit t2 bis Zeit t3 entsprechend über 4,5% Erhöhungskorrektur und 1,5% Erniedrigungskorrektur erreicht werden, wird die Verzögerungsdauer mit Bezug auf das Kennfeld in 3 basierend auf dem Erhöhungs-/Erniedrigungsrate-Absolutwert, der 6% ist, und den geschätzten Anhaftungsbeträgen des Kraftstoffes, berechnet. Zu der Zeit t4, welche ein Zeitpunkt ist, an dem die Verzögerungsdauer von Zeit t3 verstrichen ist, wird das Ausführungs-Flag für den Erfassungsprozess von AUS auf AN/EIN geschaltet, sodass der Erfassungsprozess gestartet wird.
  • Wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in jedem Zylinder in dem Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozess kontinuierlich von einem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis geändert wird, wird die Verzögerungsdauer basierend auf einem Erhöhungs-/Erniedrigungsrate-Absolutwert zu einer Zeit, die eine vorgeschriebene Zeitdauer vor der Zeit ist, an welcher der Stopp des Temperaturerhöhungsprozesses abgeschlossen ist, berechnet.
  • Nachfolgend wird der Fall, bei dem der Schnellstopp-Prozess ausgeführt wird, beschrieben. Wie in 5 dargestellt, wird, nachdem zu der Zeit t11 das Stoppanforderungs-Flag für den Temperaturerhöhungsprozess von AUS auf AN umgeschaltet wird, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in jedem Zylinder prompt/sofort von einem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis geändert. Wenn die Luft-Kraftstoff-Verhältnisse in den Zylindern zu dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis geändert sind und der Temperaturerhöhungsprozess zu der Zeit t11 gestoppt ist, wird eine Verzögerungsdauer berechnet. Die Verzögerungsdauer, die berechnet wird, nachdem der Schnellstopp-Prozess ausgeführt ist, wird basierend auf dem Erhöhungs-/Erniedrigungsrate-Absolutwert direkt vor der Zeit t11, bei der das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in den Zylindern auf das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis geändert wird, und auf dem Anhaftungsbetrag des Kraftstoffes, der zur Zeit t11 geschätzt wird, berechnet. Wenn beispielsweise das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis und das magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis vor der Zeit t11 durch entsprechend 15% Erhöhungskorrektur des Kraftstoffeinspritzbetrages und 5% Erniedrigungskorrektur des Kraftstoffeinspritzbetrages erreicht werden, wird die Verzögerungsdauer mit Bezug auf das Kennfeld in 3 basierend auf dem Erhöhungs-/Erniedrigungsrate-Absolutwert, der 20% ist, und dem geschätzten Anhaftungsbetrag des Kraftstoffes berechnet. Zu der Zeit t12, die ein Zeitpunkt ist, an dem die Verzögerungsdauer von der Zeit t11 verstrichen ist, wird das Ausführungs-Flag für den Erfassungsprozess von AUS auf AN geschaltet, sodass der Erfassungsprozess gestartet wird.
  • Wie oben beschrieben und ohne Rücksicht darauf, ob der Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozess ausgeführt wird oder der Schnellstopp-Prozess ausgeführt wird, wird der Erfassungsprozess, nachdem die Verzögerungsdauer von dem Stopp des Temperaturerhöhungsprozesses verstrichen ist, ausgeführt. So wird die Verlässlichkeit des Erfassungsergebnisses, welches durch den Erfassungsprozess gewonnen wird, ausreichend gesichert.
  • In Schritt S5 und Schritt S9 wird die Anzahl der Umdrehungen des Motors 20 verwendet. Es kann jedoch anstatt der Anzahl der Umdrehungen beispielsweise die verstrichene Zeit gezählt werden. Im Schritt S15 und Schritt S17 wird die Verzögerungsdauer, nachdem der Stopp des Temperaturerhöhungsprozesses abgeschlossen ist, berechnet. Es kann jedoch die Anzahl der Umdrehungen des Motors 20 anstelle der Verzögerungsdauer berechnet werden. In den vorangegangenen Ausführungsformen kann die Verzögerungsdauer ohne Berücksichtigung des Anhaftungsbetrages von Kraftstoff nur basierend auf dem Erhöhungs-/Erniedrigungsrate-Absolutwert berechnet werden.
  • Bei dem Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozess in jedem der Schritte S11a und S11b kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von einem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder von einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozess in Schritt S11a über eine längere Zeitdauer geändert werden, als in dem Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozess in Schritt S11b. Im Gegensatz zu dem Fall, bei dem Schritt S11b ausgeführt wird, ist es weniger wahrscheinlich, dass der Erfassungsprozess nach Ausführung des Schrittes S11a ausgeführt wird. Daher ist es möglich, selbst wenn der Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozess über eine relativ lange Zeitdauer ausgeführt wird, das Auftreten von Drehmomentschocks ausreichend zu reduzieren, ohne einen Einfluss auf eine Ausführungszeitdauer des Erfassungsprozesses auszuüben.
  • In dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel ist der Schnellstopp-Prozess ein Prozess zum sofortigen Ändern eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in jedem Zylinder zu dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis, um den Temperaturerhöhungsprozess zu stoppen. Der Schnellstopp-Prozess ist jedoch nicht darauf beschränkt. Solange der Temperaturerhöhungsprozess noch schneller durch den Schnellstopp-Prozess als durch den Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozess gestoppt wird, kann der Schnellstopp-Prozess ein Prozess einer schrittweisen Änderung von Luft-Kraftstoff-Verhältnissen in jedem Zylinder zu dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis kontinuierlich oder schrittweise wie in dem Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozess sein. So ist es möglich, wenn der Schnellstopp-Prozess ausgeführt wird, eine ausreichend lange Ausführungszeitdauer des Erfassungsprozesses sicherzustellen, während ein Anstieg eines Drehmomentschocks unterdrückt wird.
  • In dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel können die Prozesse in Schritt S5, S9, S11 b und S13b ausgelassen werden. In diesem Fall wird, wenn die ECU 50 in jedem der Schritte S3 und S7 eine positive Bestimmung durchführt/macht, der Schnellstopp-Prozess einheitlich ausgeführt, und nur wenn die ECU 50 in Schritt S3 eine negative Bestimmung macht, wird der Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozess ausgeführt. Das heißt, dass wenn eine Anforderung zum Stoppen des Temperaturerhöhungsprozesses in einem Zustand ausgegeben wird, in dem alle Erfassungsvorbedingungen außer der Bedingung, dass „der Temperaturerhöhungsprozess wurde gestoppt“, erfüllt sind, der Schnellstopp-Prozess aus folgenden Gründen einheitlich ausgeführt werden kann. In dem Fall kann der Erfassungsprozess ausgeführt werden, sobald durch schnelles/sofortiges Stoppen des Temperaturerhöhungsprozesses der Stopp des Temperaturerhöhungsprozesses abgeschlossen ist und eine hinreichend lange Ausführungszeitdauer des Erfassungsprozesses sichergestellt werden kann. In diesem Fall sind die Prozesse in den Schritten S5, S9, S11 b und S13b nicht länger notwendig, und daher wird eine Verarbeitungslast an der ECU 50 reduziert.
  • Hinsichtlich Schritt S15 kann das Kennfeld oder der Berechnungsausdruck zur Berechnung der Verzögerungsdauer so definiert werden, dass die Verzögerungsdauer aus folgenden Gründen länger berechnet wird, als jeder der Erhöhungskorrekturraten und der Erniedrigungskorrekturraten größer wird. In dem Temperaturerhöhungsprozess wird der Durchschnitt der Luft-Kraftstoff-Verhältnisse in all den Zylindern grundsätzlich so gesteuert, dass sie das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis wie oben beschrieben erreichen. Daher wird, wenn einer der Erhöhungskorrekturrate und der Erniedrigungskorrekturrate definiert wird, die andere Erhöhungskorrekturrate oder Erniedrigungskorrekturrate einheitlich definiert. Daher wird, wenn eine der Erhöhungskorrekturrate oder Erniedrigungskorrekturrate zunimmt, der Erhöhungs-/Erniedrigungsrate-Absolutwert höher. Die Erhöhungskorrekturrate korreliert mit der Differenz zwischen dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis und dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis und die Erniedrigungskorrekturrate korreliert mit der Differenz zwischen einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis und dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Daher ist jeder der Erhöhungskorrekturrate und der Erniedrigungskorrekturrate ein Beispiel eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Parameters, der mit der Differenz zwischen einem entsprechenden fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis und/oder mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis korreliert.
  • In der vorangegangenen Ausführungsform wird die Verzögerungsdauer basierend auf dem geschätzten Anhaftungsbetrag von Kraftstoff berechnet. Alternativ kann die Verzögerungsdauer basierend auf einem Anhaftungsbetragsparameter berechnet werden, der mit der Anhaftungsmenge von Kraftstoff korreliert, ohne den Anhaftungsbetrag von Kraftstoff abzuschätzen. Im Speziellen korreliert wie oben beschrieben der Anhaftungsbetrag von Kraftstoff mit dem Ansaugluftbetrag und der Temperatur des Kühlmittels und so kann die Verzögerungsdauer berechnet werden, indem zumindest der Ansaugluftbetrag oder die Temperatur des Kühlmittels als Anhaftungsbetragsparameter verwendet werden.
  • In der vorangegangenen Ausführungsform werden ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis und ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem Temperaturerhöhungsprozess entsprechend durch Erhöhungskorrektur und Erniedrigungskorrektur des Kraftstoffeinspritzbetrags erlangt, bei dem das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis erreicht wird. Die Methode zur Erreichung eines fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und eines mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ist jedoch nicht darauf beschränkt. Das heißt, dass in dem Temperaturerhöhungsprozess das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis für einen der Zylinder direkt auf ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt werden kann, und das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis für die verbleibenden Zylinder kann direkt auf ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt werden. In diesem Fall wird ebenso das Kennfeld oder der Berechnungsausdruck für die Berechnung der Verzögerungsdauer so definiert, dass die Verzögerungsdauer länger berechnet wird, je größer die Differenz zwischen einem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis und einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, und/oder je größer die Differenz zwischen dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis und einem von dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist.
  • Die Prozesse in Schritten S15 und S17 können aus folgenden Gründen ausgelassen werden. Wenn beispielsweise eine Variation/Abweichung in dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases sofort nach dem Stopp des Temperaturerhöhungsprozesses durch den Schnellstopp-Prozess keinen Einfluss auf den Erfassungsprozess ausübt, ist es wünschenswert, sofort den Erfassungsprozess zu starten.
  • Während beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung im Detail beschrieben wurden, ist die Erfindung jedoch nicht auf die vorangegangenen beispielhaften Ausführungsformen beschränkt, und verschiedene Änderungen und Modifikationen können bei den vorangegangenen exemplarischen/beispielhaften Ausführungsformen innerhalb des Schutzbereichs der Ansprüche der Erfindung gemacht werden.
  • Mit anderen Worten führt eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor einen Erfassungsprozess aus, wenn alle Erfassungsvorbedingungen inklusive einer Stopp-Bedingung, dass ein Temperaturerhöhungsprozess gestoppt wurde, erfüllt sind; bestimmt, ob während des Temperaturerhöhungsprozesses alle Erfassungsvorbedingungen außer der Stopp-Bedingung erfüllt sind; führt einen Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozess zum Stoppen des Temperaturerhöhungsprozesses aus, indem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in den Zylindern auf ein Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis, basierend auf einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors nach dem Stopp des Temperaturerhöhungsprozesses, schrittweise geändert wird, wenn eine negative Bestimmung gemacht ist und eine Anforderung zum Stoppen des Temperaturerhöhungsprozesses ausgegeben wurde; und führt einen Schnellstopp-Prozess zum Stoppen des Temperaturerhöhungsprozesses aus, indem die Luft-Kraftstoff-Verhältnisse in den Zylindern auf das Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis innerhalb einer kürzeren Zeitdauer als einer Zeitdauer des Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozesses durchgeführt wird, wenn eine positive Bestimmung gemacht wurde und eine Anforderung zum Stoppen des Temperaturerhöhungsprozesses ausgegeben wurde.

Claims (4)

  1. Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor (20) mit einer elektronischen Steuereinheit (50), die konfiguriert ist: i) einen Temperaturerhöhungsprozess auszuführen, der ein Prozess zur Erhöhung einer Temperatur eines Katalysators (31) ist, der zur Reinigung von Abgas angepasst ist, welches von einer Vielzahl von Zylindern des Verbrennungsmotors (20) ausgestoßen wird, indem ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis in wenigstens einem Zylinder der Vielzahl von Zylindern auf ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das niedriger als ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, eingestellt wird und indem ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem Rest der Vielzahl von Zylindern auf ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das höher als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, eingestellt wird; ii) bei Erfüllung aller aus einer Vielzahl von Erfassungsvorbedingungen, wobei die Vielzahl von Erfassungsvorbedingungen eine Bedingung enthält, dass der Temperaturerhöhungsprozess gestoppt wurde, einen Erfassungsprozess (S21) auszuführen, der ein Prozess zur Erfassung eines Abweichungsgrades zwischen den Luft-Kraftstoff-Verhältnissen in der Vielzahl von Zylindern ist; iii) einen Bestimmungsprozess (S3) auszuführen, der ein Prozess zur Bestimmung ist, ob während der Ausführung des Temperaturerhöhungsprozesses alle Erfassungsvorbedingungen mit Ausnahme der Bedingung, dass der Temperaturerhöhungsprozess gestoppt worden ist, erfüllt sind; iv) einen Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozess auszuführen (S11a; S11b), wenn eine negative Bestimmung in dem Bestimmungsprozess gemacht wird und eine Anforderung zum Stoppen des Temperaturerhöhungsprozesses ausgegeben wurde, wobei der Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozess (S11a; S11b) ein Prozess zum Stoppen des Temperaturerhöhungsprozesses durch schrittweise Änderung der Luft-Kraftstoff-Verhältnisse in der Vielzahl von Zylindern zu einem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, das basierend auf einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors (20) nach einem Stopp des Temperaturerhöhungsprozesses eingestellt wird; und v) einen Schnellstopp-Prozess (S11c) auszuführen, wenn eine positive Bestimmung in dem Bestimmungsprozess gemacht wird und eine Anforderung zum Stoppen des Temperaturerhöhungsprozesses ausgegeben wurde, wobei der Schnellstopp-Prozess (S11c) ein Prozess zum Stoppen des Temperaturerhöhungsprozesses ist, indem eine Änderung der Luft-Kraftstoff-Verhältnisse in der Vielzahl von Zylindern zu dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis innerhalb einer kürzeren Zeitdauer als einer Zeitdauer des Schrittweise-Ändern-und-Stoppen-Prozesses durchgeführt wird.
  2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die elektronische Steuereinheit (50) konfiguriert ist, den Bestimmungsprozess auszuführen, indem bestimmt wird, ob während der Ausführung des Temperaturerhöhungsprozesses alle Erfassungsvorbedingungen mit Ausnahme der Bedingung, dass der Temperaturerhöhungsprozess gestoppt worden ist, erfüllt sind, und indem bestimmt wird, ob eine Zeitdauer, über die alle Erfassungsvorbedingungen mit Ausnahme der Bedingung, dass der Temperaturerhöhungsprozess gestoppt wurde, während der Ausführung des Temperaturerhöhungsprozesses kontinuierlich erfüllt werden, gleich oder länger als eine vorgegebene Zeitdauer ist.
  3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die elektronische Steuereinheit (50) konfiguriert ist, eine Verzögerungsdauer zu berechnen, die eine Zeitdauer von dem Zeitpunkt, an dem der Temperaturerhöhungsprozess gestoppt wird, bis zu dem Zeitpunkt, an dem die Ausführung des Erfassungsprozesses gestartet wird, ist, derart, dass die Verzögerungsdauer umso länger ist, je größer ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Parameter ist, wobei der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Parameter ein Parameter ist, der mit einer Differenz zwischen dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis und dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis während der Ausführung des Temperaturerhöhungsprozesses und/oder einer Differenz zwischen dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis und dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis korreliert.
  4. Steuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei die elektronische Steuereinheit (50) konfiguriert ist, die Verzögerungsdauer derart zu berechnen, dass die Verzögerungsdauer umso länger ist, je größer ein Adhäsionsbetrags-Parameter ist, wobei der Adhäsionsbetrags-Parameter ein Parameter ist, der mit einer Kraftstoffmenge korreliert, die an einer Innenwandfläche des Verbrennungsmotors (20) anhaftet.
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