DE102018207915A1

DE102018207915A1 - Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102018207915A1
Application number: DE102018207915.3A
Authority: DE
Inventors: Koichi Kitaura; Yasuyuki Irisawa; Hirofumi Kubota; Takashi Tsunooka
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-05-19
Filing date: 2018-05-18
Publication date: 2018-11-22
Anticipated expiration: 2038-05-19
Also published as: US10830167B2; JP6528799B2; US20180334978A1; JP2018193952A; DE102018207915B4

Abstract

Die Verschlechterung eines Abgasreinigungskatalysators, der in einem Auslassdurchgang eines Verbrennungsmotors angeordnet ist, wird so viel wie möglich unterdrückt. Ein Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor weist auf: ein Drosselventil, einen Turbolader, einen Abgasreinigungskatalysator, einen Umgehungsdurchgang, der aufgebaut ist, um einen Auslass zu haben, dessen Durchmesser kleiner als ein Durchmesser einer stromaufwärtsseitigen Endfläche des Abgasreinigungskatalysators ist, und um eine Richtung einer Strömung eines Umgehungsabgases zu der stromaufwärtsseitigen Endfläche hin zu leiten, ein Turboumgehungsventil (TBV), eine Kraftstoffabschaltungsverarbeitungseinheit und eine Ventilsteuerungseinheit, die konfiguriert ist, um eine Verschlechterungsunterdrückungssteuerung durchzuführen, die einen Grad einer Öffnung von dem TBV und dem Drosselventil auf solch eine Art und Weise steuert, dass, wenn eine Temperatur des Abgasreinigungskatalysators gleich einer vorgegebenen Temperatur in dem Lauf der Ausführung der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung oder höher als diese ist, der Grad einer Öffnung von dem TBV kleiner wird und der Grad einer Öffnung des Drosselventils größer wird, als der Fall, wenn die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators niedriger als die vorgegebene Temperatur in dem Lauf der Ausführung der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor, das mit einem Turbolader bereitgestellt ist.
Beschreibung des Stands der Technik
In einem Aufbau, in dem eine Turbine eines Turboladers in einem Auslassdurchgang eines Verbrennungsmotors angeordnet ist, kann ein Umgehungsdurchgang, der die Turbine umgeht, gebildet sein. In diesem Fall ist ein Abgasreinigungskatalysator zum Beispiel in dem Auslassdurchgang an der stromabwärts gelegenen Seite eines Zusammenlaufabschnitts bzw. Mischabschnitts zwischen dem Auslassdurchgang und dem Umgehungsdurchgang angeordnet.
Dann wird in Patentliteratur 1 eine Technologie offenbart, in der ein Ladedruckregelventil bzw. Wastegate-Ventil (im Nachfolgenden manchmal als ein „WGV“ bezeichnet) in einem Umgehungsdurchgang angeordnet ist. Mit dieser Technologie wird der Grad einer Öffnung von dem WGV während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltungsverarbeitung in einem Verbrennungsmotor gesteuert. Insbesondere wird in dem Lauf bzw. Verlauf der Ausführung der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung, und wenn die Temperatur eines Abgasreinigungskatalysators höher als eine vorgegebene Temperatur ist, der Grad einer Öffnung von dem WGV größer als der zu einem Startzeitpunkt der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung gemacht.
Zusätzlich wird in Patentliteratur 2 ein Aufbau offenbart, der mit einem WGV und einem Abgassperrventil, das in einem Auslassdurchgang an der stromabwärts gelegenen Seite einer Turbine und an der stromaufwärts gelegenen Seite eines Zusammenlaufabschnitts bzw. Mischabschnitts zwischen dem Auslassdurchgang und einem Umgehungsdurchgang angeordnet ist, bereitgestellt ist.
Zitatliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Offengelegte internationale Veröffentlichung Nr. 2012/042609
Patentliteratur 2: Offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2011-027058

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Ein Abgasreinigungskatalysator weist eine Tendenz auf, leicht verschlechtert zu werden, wenn die Temperatur von diesem verhältnismäßig hoch ist und wenn dem Abgasreinigungskatalysator Sauerstoff zugeführt wird. Entsprechend weist in dem Lauf bzw. Verlauf der Ausführung einer Kraftstoffabschaltungsverarbeitung in einem Verbrennungsmotor, und wenn die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators verhältnismäßig hoch ist, der Abgasreinigungskatalysator eine Tendenz auf, leicht verschlechtert zu werden. Zusätzlich wird in einem Aufbau, in dem eine Turbine in einem Auslassdurchgang an der an der stromaufwärts gelegenen Seite eines Abgasreinigungssystems angeordnet ist, wenn ein Abgas durch die Turbine hindurchgeht, dieses eine Tendenz aufweisen, sich leicht zu verteilen, bevor das Abgas in den Abgasreinigungskatalysator hinein strömt. Dann wird, falls das auf diese Art und Weise verteilte Abgas in den Abgasreinigungskatalysator hinein strömt, das Abgas durch einen verhältnismäßig weiten bzw. breiten Bereich eines Abgangsströmungsdurchgangs oder -kanals in den Abgasreinigungskatalysator strömen. Angesichts des Obigen gibt es eine Befürchtung, dass sich in dem Aufbau, in dem die Turbine in dem Auslassdurchgang an der stromaufwärts gelegenen Seite des Abgasreinigungskatalysators angeordnet ist, wenn eine Kraftstoffabschaltungsverarbeitung durchgeführt wird, falls die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators verhältnismäßig hoch ist, der Abgasreinigungskatalysator in einem verhältnismäßig weiten bzw. breiten Bereich von diesem, in dem das durch die Turbine verteilte Abgas (in diesem Fall das Abgas, das Luft ist, die von dem Verbrennungsmotor abgegeben bzw. ausgestoßen wird) strömt, verschlechtern kann.
Hier ist es in der Vergangenheit erachtet worden, dass in dem Lauf bzw. Verlauf der Ausführung der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung, und falls die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators höher als die vorgegebene Temperatur ist, der Grad einer Öffnung von dem WGV größer gemacht wird, damit ein Strömen des Abgases (Luft), das durch die Turbine verteilt wird, in den Abgasreinigungskatalysator hinein gehemmt bzw. zurückgehalten wird. Jedoch bleibt gemäß dieser herkömmlichen Technologie der Grad einer Öffnung eines Drosselventils zu dieser Zeit ein gewöhnlicher Grad einer Öffnung während der Ausführung der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung. Aus diesem Grund weist die Strömungsgeschwindigkeit von dem Abgas (Luft), das durch den Umgehungsdurchgang strömt, eine Tendenz auf, langsam zu werden, so dass es für das Abgas (Luft), das aus dem Umgehungsdurchgang heraus strömt, leicht wird, sich zu verteilen. Infolgedessen kann sich der Abgasreinigungskatalysator in einem verhältnismäßig weiten bzw. breiten Bereich von diesem, in den das verteilte Abgas strömt, verschlechtern. Dann bleibt mit Bezug auf die Technologie eines Unterdrückens der Verschlechterung des Abgasreinigungskatalysators in dessen verhältnismäßig weiten bzw. breiten Bereich auf eine geeignete Art und Weise weiterhin ein Raum für Verbesserung.
Die vorliegende Erfindung ist angesichts der Probleme, auf die sich oben bezogen wurde, gemacht worden und hat als ihre Aufgabe, die Verschlechterung eines Abgasreinigungskatalysators, der in einem Auslassdurchgang eines Verbrennungsmotors angeordnet ist, soviel wie möglich zu unterdrücken.
Lösung des Problems
In der vorliegenden Erfindung werden, wenn die Temperatur eines Abgasreinigungskatalysators gleich einer vorgegebenen Temperatur in dem Lauf bzw. Verlauf der Ausführung einer Kraftstoffabschaltungsverarbeitung in einem Verbrennungsmotor oder höher als diese ist, der Grad einer Öffnung eines Turboumgehungsventils und der Grad einer Öffnung eines Drosselventils gesteuert, um verschieden von denjenigen zu sein, wenn die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators niedriger als die vorgegebene Temperatur in dem Lauf bzw. Verlauf der Ausführung der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung ist.
Noch spezifischer weist ein Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung auf: ein Drosselventil, das in einem Einlassdurchgang des Verbrennungsmotors angeordnet ist, einen Turbolader mit einer Turbine, der in einem Auslassdurchgang des Verbrennungsmotors angeordnet ist, einen Abgasreinigungskatalysator, der in dem Auslassdurchgang an der stromabwärts gelegenen Seite der Turbine angeordnet ist, wobei der Abgasreinigungskatalysator eine Fähigkeit hat, Sauerstoff in einem Abgas zu speichern, einen Umgehungsdurchgang, der sich von dem Auslassdurchgang an einer Stelle stromaufwärts der Turbine abzweigt und mit dem Auslassdurchgang an einer Stelle stromaufwärts des Abgasreinigungskatalysators zusammenläuft, während die Turbine umgangen wird, wobei der Umgehungsdurchgang aufgebaut ist, um einen Auslass zu haben, dessen Durchmesser kleiner als ein Durchmesser einer stromaufwärtsseitigen Endfläche des Abgasreinigungskatalysators ist, und dieser ebenso aufgebaut ist, um eine Richtung einer Strömung eines Umgehungsabgases, das das Abgas ist, das aus dem Umgehungsdurchgang heraus in den Auslassdurchgang hinein strömt, zu der stromaufwärtsseitigen Endfläche des Abgasreinigungskatalysators hin zu leiten, ein Turboumgehungsventil, das in dem Auslassdurchgang zwischen einem Abzweigungsabschnitt des Umgehungsdurchgangs und einem Zusammenlaufabschnitt bzw. Mischabschnitt des Umgehungsdurchgangs angeordnet ist, wobei das Turboumgehungsventil in der Lage ist, eine Strömungsrate bzw. Flussrate des Abgases, das durch die Turbine hindurchgeht, einzustellen, eine Kraftstoffabschaltungsverarbeitungseinheit, die konfiguriert ist, um eine Kraftstoffabschaltungsverarbeitung durchzuführen, die die Zufuhr von Kraftstoff in einen Zylinder des Verbrennungsmotors während einem Betrieb des Verbrennungsmotors stoppt, und eine Ventilsteuerungseinheit, die konfiguriert ist, um eine Verschlechterungsunterdrückungssteuerung durchzuführen, die einen Grad einer Öffnung des Turboumgehungsventils und einen Grad einer Öffnung des Drosselventils auf solch eine Art und Weise steuert, dass, wenn eine Temperatur des Abgasreinigungskatalysators gleich einer vorgegebenen Temperatur in dem Lauf bzw. Verlauf der Ausführung der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung durch die Kraftstoffabschaltungsverarbeitungseinheit oder höher als diese ist, der Grad einer Öffnung des Turboumgehungsventils kleiner wird und der Grad einer Öffnung des Drosselventils größer wird, als der Fall, wenn die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators niedriger als die vorgegebene Temperatur in dem Lauf bzw. Verlauf der Ausführung der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung ist.
Hier ist die vorgegebene Temperatur als ein unterer Grenzwert eines Temperaturbereichs definiert, in dem, wenn dem Abgasreinigungskatalysator Sauerstoff zugeführt wird, ein Verschlechtern des Abgasreinigungskatalysators leicht werden wird. Entsprechend wird, wenn die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators gleich der vorgegebenen Temperatur in dem Lauf bzw. Verlauf der Ausführung der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung durch die Kraftstoffabschaltungsverarbeitungseinheit oder höher als diese ist (im Nachfolgenden manchmal als „während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand eines Katalysators“ bezeichnet), ein Verschlechtern des Abgasreinigungskatalysators leicht. Dagegen wird, wenn die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators niedriger als die vorgegebene Temperatur in dem Lauf bzw. Verlauf der Ausführung der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung durch die Kraftstoffabschaltungsverarbeitungseinheit ist (im Nachfolgenden manchmal als „während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in einem Normalzustand eines Katalysators“ bezeichnet), ein Verschlechtern des Abgasreinigungskatalysators schwer, und zwar im Vergleich mit dem Fall, während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand des Katalysators.
Zusätzlich werden während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Normalzustand des Katalysators der Grad einer Öffnung des Turboumgehungsventils (im Nachfolgenden manchmal als der „TBV-Öffnungsgrad“ bezeichnet) und der Grad einer Öffnung des Drosselventils (im Nachfolgenden manchmal als der „Drosselöffnungsgrad“ bezeichnet) auf einen TBV-Öffnungsgrad und einen Drosselöffnungsgrad basierend auf einer Normalsteuerung, die mit der Ausführung einer Kraftstoffabschaltungsverarbeitung einhergeht, gesteuert.
Im Gegensatz dazu kann während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand des Katalysators, d.h., in einem Zustand, in dem ein Verschlechtern des Abgasreinigungskatalysators geeignet ist, ein Abgas (in diesem Fall das Abgas, das Luft ist, die von dem Verbrennungsmotor abgegeben bzw. ausgestoßen wird) verteilen, bevor es in den Abgasreinigungskatalysator hinein strömt, und wenn das Abgas (Luft) dann, das so verteilt wird, durch einen verhältnismäßig weiten bzw. breiten Bereich eines Abgasströmungsdurchgangs oder -kanals in den Abgasreinigungskatalysator strömt, der Katalysator in einem verhältnismäßig weiten bzw. breiten Bereich von diesem verschlechtert werden kann. Entsprechend steuert die Ventilsteuerungseinheit den TBV-Öffnungsgrad und den Drosselöffnungsgrad auf solch eine Art und Weise, dass der TBV-Öffnungsgrad klein wird und der Drosselöffnungsgrad groß wird, und zwar während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand des Katalysators, verglichen mit dem Fall, während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Normalzustand des Katalysators. Im Nachfolgenden wird solch eine Steuerung als „Verschlechterungsunterdrückungssteuerung“ bezeichnet.
Hier verringert sich, falls der Drosselöffnungsgrad derselbe ist, die Strömungsrate des Abgases, das durch die Turbine hindurchgeht mehr, wenn der TBV-Öffnungsgrad klein ist, als wenn er groß ist. Infolgedessen wird sich die Zustromrate des durch die Turbine verteilten Abgases, das in den Abgasreinigungskatalysator hinein strömt, verringern. Dies dient dazu, die Verbreitung des Abgases zu unterdrücken, bevor es in den Abgasreinigungskatalysator hinein strömt. Man nehme hier zur Kenntnis, dass zu dieser Zeit, wenn das TBV auf seinen völlig geschlossenen Zustand gesteuert wird, die Verbreitung des Abgases, bevor es in den Abgasreinigungskatalysator hinein strömt, soviel wie möglich unterdrückt wird.
Zudem erhöht sich die Strömungsrate des Abgases, das von dem Verbrennungsmotor abgegeben bzw. ausgestoßen wird, mehr, wenn der Drosselöffnungsgrad groß ist, als wenn dieser klein ist. Dann wird, wenn sich die Strömungsrate des Abgases auf diese Art und Weise erhöht, die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases, das durch den Umgehungsdurchgang strömt, schnell werden, falls der TBV-Öffnungsgrad derselbe ist. Hier wird ein Verteilen des Umgehungsabgases, das aus dem Umgehungsdurchgang heraus strömt, schwerer, wenn die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases, das durch den Umgehungsdurchgang strömt, schnell ist, als wenn dieses langsam ist.
Hier ist der Umgehungsdurchgang auf solch eine Art und Weise aufgebaut, dass der Durchmesser von seinem Auslass kleiner als der Durchmesser der stromaufwärtsseitigen Endfläche des Abgasreinigungssystems (im Nachfolgenden manchmal einfach als die „stromaufwärtsseitige Endfläche“ bezeichnet) ist und dass das Umgehungsabgas zu der stromaufwärtsseitigen Endfläche geleitet wird. Aus diesem Grund wird ein Strömen des Umgehungsabgases in den Abgasreinigungskatalysator hinein einfach, ohne mit einer Wandfläche des Auslassdurchgangs zu kollidieren bzw. auf diese aufzuprallen. Dann wird, wenn die Ventilsteuerungseinheit die Verschlechterungsunterdrückungssteuerung durchführt, der Anteil des Umgehungsabgases (Luft) mit verhältnismäßig schneller Strömungsgeschwindigkeit in dem Abgas, das in den Abgasreinigungskatalysator hinein strömt (Luft), hoch. Angesichts des Obigen wird während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand des Katalysators, in dem die Verschlechterungsunterdrückungssteuerung durch die Ventilsteuerungseinheit durchgeführt wird, die Verbreitung des Abgases (Luft), bevor es in den Abgasreinigungskatalysator hinein strömt, mehr unterdrückt, was es folglich leicht für das Abgas (Luft) macht, in einen engen Bereich in der stromaufwärtsseitigen Endfläche hinein zu strömen, und zwar im Vergleich mit dem Fall, während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Normalzustand des Katalysators.
Infolgedessen wird das Abgas (Luft) während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand des Katalysators durch einen engen Bereich des Abgasströmungsdurchgangs oder -kanals in den Abgasreinigungskatalysator strömen. Damit wird ein Verschlechtern des Abgasreinigungskatalysators in dem verhältnismäßig weiten bzw. breiten Bereich von diesem während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand des Katalysators gehemmt bzw. zurückgehalten. Mit anderen Worten macht es das Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, die Verschlechterung des Abgasreinigungskatalysators so viel wie möglich zu unterdrücken.
Zusätzlich kann das Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung des Weiteren ein Ladedruckregelventil bzw. Wastegate-Ventil aufzuweisen haben, das in dem Umgehungsdurchgang an einer Stelle stromaufwärts eines vorgegebenen stromabwärtsseitigen Abschnitts von diesem, der dessen Auslass enthält, angeordnet ist und das in der Lage ist, eine Abgaskanalquerschnittsfläche in dem Umgehungsdurchgang zu ändern. Dann kann die Ventilsteuerungseinheit einen Grad einer Öffnung des Ladedruckregelventils bzw. Wastegate-Ventils auf solch eine Art und Weise steuern, dass der Grad einer Öffnung des Ladedruckregelventils bzw. Wastegate-Ventils ein Grad einer Öffnung in dessen völlig geöffneten Zustand ist, wenn die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators gleich der vorgegebenen Temperatur in dem Lauf bzw. Verlauf der Ausführung der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung durch die Kraftstoffabschaltungsverarbeitungseinheit oder höher als diese ist.
In solch einem Aufbau wird, wenn der Grad einer Öffnung des Ladedruckregelventils bzw. Wastegate-Ventils (im Nachfolgenden manchmal als das „WGV“ bezeichnet) kleiner als der Grad einer Öffnung in dessen völlig geöffneten Zustand gemacht wird, der Abgaskanalquerschnittsbereich (Luftkanalquerschnittsbereich) zu der Zeit eines Hindurchgehens des Abgases (Luft) durch das WGV kleiner als der zu der Zeit eines Gesteuertwerdens von dem WGV auf den völlig geöffneten Zustand. Aus diesem Grund wird das Abgas (Luft), das durch das WGV hindurchgeht, durch das WGV gedrosselt. In diesem Fall weist das Abgas (Luft), das durch das WGV gedrosselt wird, danach eine Tendenz auf, sich mit einer Verbreitung zu dem Abgaskanalquerschnittsbereich (Luftkanalquerschnittsbereich) in dem Umgehungsdurchgang oder dem Auslassdurchgang zu verteilen. Dann wird es, falls solch ein Abgas (Luft) in den Abgasreinigungskatalysator hinein strömt, ohne durch den Umgehungsdurchgang korrigiert oder geregelt zu werden, für dieses leicht, in einen weiten bzw. breiten Bereich in der stromaufwärtsseitigen Endfläche des Abgasreinigungskatalysators hinein zu strömen.
Im Gegensatz dazu wird, wenn der Grad einer Öffnung von dem WGV auf den Grad einer Öffnung in dessen völlig geöffneten Zustand gesteuert wird, eine Situation, in der das Abgas (Luft) durch das WGV verteilt wird, soviel wie möglich unterdrückt. Infolgedessen wird ein Strömen des Abgases (Luft) in den engen Bereich in der stromaufwärtsseitigen Endfläche des Abgasreinigungskatalysators hinein leicht. Entsprechend steuert die Ventilsteuerungseinheit das WGV auf dessen völlig geöffneten Zustand während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltungsverarbeitung in einem Hohe-Temperatur-Zustand des Katalysators, was es dadurch möglich macht, ein Verschlechtern des Abgasreinigungskatalysators in dem verhältnismäßig weiten bzw. breiten Bereich von diesem zu unterdrücken.
Man nehme hier zur Kenntnis, dass in Fällen, in denen es angenommen wird, dass das WGV eine Struktur hat, in der sich der Grad einer Öffnung von diesem ändert, wenn ein Ventilkörperabschnitt von diesem, der an seiner einen Seite schwingbar bzw. schwenkbar gestützt wird, schwingt, und zwar wenn das WGV an dem Auslass des Umgehungsdurchgangs angeordnet ist, die Strömung des Umgehungsabgases (Luft) durch den Ventilkörperabschnitt geführt wird. Dann strömt, selbst wenn der Grad einer Öffnung von dem WGV kleiner als der Grad einer Öffnung in dessen völlig geöffneten Zustand gemacht wird, das Abgas (Luft), das durch das WGV gedrosselt wird, in den Abgasreinigungskatalysator hinein, bevor es sich mit einer Verbreitung zu dem Abgaskanalquerschnittsbereich (Luftkanalquerschnittsbereich) in dem Auslassdurchgang verteilt. Dies ist nicht auf den Fall beschränkt, in dem das WGV, das die oben genannte Struktur hat, an dem Auslass des Umgehungsdurchgangs angeordnet ist, und ist ebenso derselbe wie der Fall, in dem das WGV in dem vorgegebenen stromabwärtsseitigen Abschnitt des Umgehungsdurchgangs, der dessen Auslass enthält, angeordnet ist. Jedoch weist, selbst mit dem WGV von solch einer Struktur, falls das WGV in dem Umgehungsdurchgang an der stromaufwärts gelegenen Seite des vorgegebenen stromabwärtsseitigen Abschnitts, der dessen Auslass enthält, angeordnet ist, wenn der Grad einer Öffnung von dem WGV kleiner als der Grad einer Öffnung in dessen völlig geöffneten Zustand gemacht wird, das Abgas (Luft), das durch das WGV gedrosselt wird, eine Tendenz auf, sich mit einer Verbreitung an den Abgaskanalquerschnittsbereich (Luftkanalquerschnittsbereich) in dem Umgehungsdurchgang oder dem Auslassdurchgang zu verteilen. Dann wird, falls solch ein Abgas (Luft) in den Abgasreinigungskatalysator hinein strömt, ohne durch den Umgehungsdurchgang geregelt zu werden, ein Strömen von diesem in einen weiten bzw. breiten Bereich in der stromaufwärtsseitigen Endfläche leicht. Entsprechend kann in solch einem Fall durch ein Steuern von dem WGV auf dessen völlig geöffneten Zustand die Situation, in der das Abgas (Luft) durch das WGV verteilt wird, soviel wie möglich unterdrückt werden, was es folglich möglich macht, ein Verschlechtern des Abgasreinigungskatalysators in dem verhältnismäßig weiten bzw. breiten Bereich von diesem zu unterdrücken.
Zudem kann das Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung des Weiteren aufzuweisen haben: ein Ladedruckregelventil bzw. Wastegate-Ventil, das in einem vorgegebenen stromabwärtsseitigen Abschnitt des Umgehungsdurchgangs, der dessen Auslass enthält, angeordnet ist, wobei ein Abgaskanalquerschnittsbereich in dem Umgehungsdurchgang in der Lage ist, geändert zu werden, wobei das Ladedruckregelventil bzw. Wastegate-Ventil eine Struktur hat, in der sich ein Grad einer Öffnung des Ladedruckregelventils bzw. Wastegate-Ventils ändert, wenn ein Ventilkörperabschnitt von diesem mit einer Seite von diesem, die gestützt wird, schwingt, so dass sich die Richtung der Strömung des Umgehungsabgases ändert, wenn sich der Grad einer Öffnung des Ladedruckregelventils bzw. Wastegate-Ventils ändert, wobei das Ladedruckregelventil bzw. Wastegate-Ventil aufgebaut ist, um die Richtung der Strömung des Umgehungsabgases zu der stromaufwärtsseitigen Endfläche des Abgasreinigungskatalysators in einem vorgegebenen Öffnungsgradbereich zu leiten, und eine Aufwärmsteuerungseinheit, die konfiguriert ist, um den Grad einer Öffnung des Ladedruckregelventils bzw. Wastegate-Ventils zu der Zeit eines Aufwärmens des Abgasreinigungskatalysators auf einen ersten vorgegebenen Öffnungsgrad zu steuern. Dann kann die Ventilsteuerungseinheit den Grad einer Öffnung des Ladedruckregelventils bzw. Wastegate-Ventils auf solch eine Art und Weise steuern, dass der Grad einer Öffnung des Ladedruckregelventils bzw. Wastegate-Ventils ein zweiter vorgegebener Öffnungsgrad wird, der verschieden von dem ersten vorgegebenen Öffnungsgrad ist, wenn die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators gleich der vorgegebenen Temperatur in dem Lauf bzw. Verlauf der Ausführung der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung durch die Kraftstoffabschaltungsverarbeitungseinheit oder höher als diese ist.
Die Aufwärmsteuerungseinheit steuert den Grad einer Öffnung von dem WGV auf den ersten vorgegebenen Öffnungsgrad zu der Zeit eines Aufwärmens des Abgasreinigungskatalysators. Hier ist, wenn die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators niedrig ist, die Reinigungs- oder Entfernungsrate von dem Abgasreinigungskatalysator geeignet, um niedrig zu werden. Aus diesem Grund ist es erwünscht, dass zu der Zeit eines Aufwärmens des Abgasreinigungskatalysators die Verschlechterung des Katalysators in einem Strömungsdurchgangsbereich (im Nachfolgenden manchmal ebenso als ein „Aufwärmströmungsdurchgangsbereich“ bezeichnet) in dem Abgasreinigungskatalysator, durch den das Abgas zu dieser Zeit hauptsächlich strömt, klein ist. Entsprechend steuert während der Ausführungsform der Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand des Katalysators die Ventilsteuerungseinheit den Grad einer Öffnung von dem WGV auf solch eine Art und Weise, dass der Grad einer Öffnung von dem WGV der zweite vorgegebene Öffnungsgrad wird, der verschieden von dem ersten vorgegebenen Öffnungsgrad ist.
Hier wird mit dem WGV, das die Struktur hat, wie sie oben genannt wurde, die Strömung des Umgehungsabgases durch den Ventilkörperabschnitt von dem WGV geführt. Aus diesem Grund wird sich, wenn sich der Grad einer Öffnung von dem WGV ändert, die Richtung der Strömung des Umgehungsabgases ändern. Zudem ist das WGV aufgebaut, um die Richtung der Strömung des Umgehungsabgases zu der stromaufwärtsseitigen Endfläche des Abgasreinigungskatalysators in dem vorgegebenen Öffnungsgradbereich zu leiten. Dann weist, wenn solch ein WGV in dem vorgegebenen stromabwärtsseitigen Abschnitt des Umgehungsdurchgangs, der dessen Auslass enthält, angeordnet ist, falls der Grad einer Öffnung von dem WGV in den vorgegebenen Öffnungsgradbereich fällt, das Umgehungsabgas, das durch den Ventilkörperabschnitt von dem WGV geführt wird, eine Tendenz auf, in die stromaufwärtsseitige Endfläche hinein zu strömen, bevor es verteilt wird. Hier fallen der erste vorgegebene Öffnungsgrad und der zweite vorgegebene Öffnungsgrad in den vorgegebenen Öffnungsgradbereich. Dann gibt es einen Unterschied des Zustrombereichs des Umgehungsabgases in die stromaufwärtsseitige Endfläche (das Umgehungsabgas, das in die stromaufwärtsseitige Endfläche hinein strömt, bevor es verteilt wird) zwischen den Fällen, wenn der Grad einer Öffnung von dem WGV der erste vorgegebene Öffnungsgrad ist und wenn der Grad einer Öffnung von dem WGV der zweite vorgegebene Öffnungsgrad ist.
Des Weiteren strömt mittels der Verschlechterungsunterdrückungssteuerung das Abgas (Luft) während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand des Katalysators durch den engen Bereich des Abgasströmungsdurchgangs oder -kanals in dem Abgasreinigungskatalysator. Dann wird, wenn die Ventilsteuerungseinheit den Grad einer Öffnung von dem WGV während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand des Katalysators auf solch eine Art und Weise steuert, dass der Grad einer Öffnung von dem WGV der zweite vorgegebene Öffnungsgrad, der verschieden von dem ersten vorgegebenen Öffnungsgrad ist, und zwar in dem Abgasströmungsdurchgang in dem Abgasreinigungskatalysator wird, ein Bereich, in dem das Abgas (Luft) während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand des Katalysators strömt, verschieden von einem Bereich, in dem das Abgas hauptsächlich zu der Zeit eines Aufwärmens des Abgasreinigungskatalysators strömt. Mit anderen Worten wird ein Bereich in dem Abgasreinigungskatalysator, in dem der Katalysator eine Tendenz aufweist, sich leicht während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand des Katalysators zu verschlechtern, verschieden von dem Aufwärmströmungsdurchgangsbereich. Folglich wird die Verschlechterung des Abgasreinigungskatalysators in dem Aufwärmströmungsdurchgangsbereich durch die Steuerung des Grads einer Öffnung von dem WGV mittels der Ventilsteuerungseinheit so viel wie möglich unterdrückt. Infolgedessen wird das Auftreten einer Situation, in der sich Abgasemissionen zu der Zeit eines Aufwärmens des Abgasreinigungskatalysators verschlechtern, unterdrückt.
Zusätzlich kann der erste vorgegebene Öffnungsgrad auf solch eine Art und Weise festgesetzt werden, dass, wenn der Grad einer Öffnung des Ladedruckregelventils bzw. Wastegate-Ventils durch die Aufwärmsteuerungseinheit auf den ersten vorgegebenen Öffnungsgrad gesteuert wird, das Umgehungsabgas in eine erste vorgegebene Region hinein strömt, die auf der stromaufwärtsseitigen Endfläche des Abgasreinigungskatalysators ist und die einen zentralen Abschnitt auf der stromaufwärtsseitigen Endfläche des Abgasreinigungskatalysators enthält. Dann wird der zweite vorgegebene Öffnungsgrad auf solch eine Art und Weise festgesetzt, dass, wenn der Grad einer Öffnung des Ladedruckregelventils bzw. Wastegate-Ventils durch die Ventilsteuerungseinheit auf den zweiten vorgegebenen Öffnungsgrad gesteuert wird, das Umgehungsabgas in eine zweite vorgegebene Region hinein strömt, die auf der stromaufwärtsseitigen Endfläche des Abgasreinigungskatalysators ist und die an der Außenseite der ersten vorgegebenen Region ist.
Wenn der erste vorgegebene Öffnungsgrad und der zweite vorgegebene Öffnungsgrad auf diese Art und Weise festgesetzt werden, wird das Abgas zu der Zeit eines Aufwärmens des Abgasreinigungskatalysators in die erste vorgegebene Region hinein strömen, wohingegen das Abgas (Luft) während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand des Katalysators in die zweite vorgegebene Region hinein strömen wird. Dann wird, da die erste vorgegebene Region den zentralen Abschnitt auf der stromaufwärtsseitigen Endfläche enthält, wenn das Abgas in die erste vorgegebene Region hinein strömt, die Übertragung von Wärme zwischen dem Abgas und der Wandfläche des Auslassdurchgangs unterdrückt. Mit anderen Worten wird eine Situation, in der sich zu der Zeit eines Aufwärmens des Abgasreinigungskatalysators Wärme von dem Abgas zu der Wandfläche des Auslassdurchgangs bewegt, unterdrückt. Damit kann die Temperatur von dem Abgas, das in den Abgasreinigungskatalysator hinein strömt, zu der Zeit eines Aufwärmens des Abgasreinigungskatalysators so hoch wie möglich gemacht werden. Infolgedessen wird es möglich, den Abgasreinigungskatalysator früh aufzuwärmen.
Zudem strömt während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand des Katalysators das Abgas (Luft) in die zweite vorgegebene Region an der Außenseite der ersten vorgegebenen Region hinein, wobei so die Verschlechterung des Abgasreinigungskatalysators in dem Aufwärmströmungsdurchgangsbereich so viel wie möglich unterdrückt wird. Infolgedessen wird die Situation, in der sich Abgasemissionen zu der Zeit eines Aufwärmens des Abgasreinigungskatalysators verschlechtern, unterdrückt.
Des Weiteren kann, wenn sich die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators von einer Temperatur, die gleich der vorgegebenen Temperatur oder höher als diese ist, auf eine Temperatur, die niedriger als die vorgegebene Temperatur ist, in dem Lauf bzw. Verlauf der Ausführung der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung durch die Kraftstoffabschaltungsverarbeitungseinheit ändert, die Ventilsteuerungseinheit die Verschlechterungsunterdrückungssteuerung beenden und kann diese den Grad einer Öffnung des Turboumgehungsventils und den Grad einer Öffnung des Drosselventils auf solch eine Art und Weise ändern, dass der Grad einer Öffnung des Turboumgehungsventils ein vorgegebener Referenz-TBV-Öffnungsgrad, der ein Normalgrad einer Öffnung des Turboumgehungsventils in dem Lauf bzw. Verlauf der Ausführung der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung ist, wird und der Grad einer Öffnung des Drosselventils ein vorgegebener Referenz-Drosselöffnungsgrad, der ein Normalgrad einer Öffnung des Drosselventils in dem Lauf bzw. Verlauf der Ausführung der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung ist, wird.
Mit anderen Worten kann, wenn sich die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators von einer Temperatur, die gleich der vorgegebenen Temperatur oder höher als diese ist, auf eine Temperatur, die niedriger als die vorgegebene Temperatur ist, in dem Lauf bzw. Verlauf der Ausführung der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung ändert, die Ventilsteuerungseinheit den Grad einer Öffnung des Turboumgehungsventils und den Grad einer Öffnung des Drosselventils jeweilig auf einen TBV-Öffnungsgrad und einen Drosselöffnungsgrad steuern, und zwar basierend auf der Normalsteuerung, die mit der Ausführung einer Kraftstoffabschaltungsverarbeitung einhergeht. Damit wird ein Gefühl von Verlangsamung eines Fahrzeugs mit dem daran montierten Verbrennungsmotor in dem Lauf bzw. Verlauf der Ausführung einer Kraftstoffabschaltungsverarbeitung verbessert. Zusätzlich kann eine plötzliche Beschleunigung des Fahrzeugs zu der Zeit eines Zurückkommens aus der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung unterdrückt werden.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Verschlechterung eines Abgasreinigungskatalysators, der in einem Auslassdurchgang eines Verbrennungsmotors angeordnet ist, so viel wie möglich zu unterdrücken.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das die generelle Konfiguration eines Verbrennungsmotors und dessen Einlass- und Auslasssysteme gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein Diagramm, das die generelle Konfiguration eines Umgehungsdurchgangs gemäß dieser Ausführungsform zeigt.
3 ist eine Ansicht, die einen Modus schematisch zeigt, in dem ein Abgas, das von dem Verbrennungsmotor abgegeben bzw. ausgestoßen wird, in einen Dreiwegekatalysator hinein strömt.
4 ist eine Ansicht, die einen Modus schematisch zeigt, in dem ein Abgas (Luft) zu der Zeit, wenn eine Verschlechterungsunterdrückung-TBV-Steuerung durchgeführt wird, in den Dreiwegekatalysator hinein strömt.
5A ist eine erste Ansicht, die einen Modus schematisch zeigt, in dem das Abgas (Luft) zu der Zeit, wenn eine Verschlechterungsunterdrückung-Drosselsteuerung mit einer TBV-Steuerung durchgeführt wird, in den Dreiwegekatalysator hinein strömt.
5B ist eine Ansicht, die einen Modus schematisch zeigt, in dem das Abgas (Luft) zu der Zeit, wenn einzig eine Verschlechterungsunterdrückung-Drosselsteuerung durchgeführt wird, in den Dreiwegekatalysator hinein strömt.
6 ist ein Zeitdiagramm, das die Änderungen über Zeit eines Beschleunigeröffnungsgrads, eines Anforderungsflags, eines Ausführungsflags, einer Katalysatortemperatur, eines TBV-Öffnungsgrads und eines Drosselöffnungsgrads zu der Zeit, wenn eine Steuerung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, zeigt.
7 ist ein Flussdiagramm, das einen Steuerungsablauf der Steuerung, die in 6 zu sehen ist, zeigt.
8 ist eine zweite Ansicht, die einen Modus schematisch zeigt, in dem das Abgas (Luft) zu der Zeit, wenn eine Verschlechterungsunterdrückung-Drosselsteuerung mit einer Verschlechterungsunterdrückung-TBV-Steuerung durchgeführt wird, in den Dreiwegekatalysator hinein strömt.
9 ist ein Diagramm, das die generelle Konfiguration eines Verbrennungsmotors und dessen Einlass- und Auslasssysteme gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
10 ist ein Zeitdiagramm, das die Änderungen über Zeit eines Beschleunigeröffnungsgrads, eines Anforderungsflags, eines Ausführungsflags, einer Katalysatortemperatur, eines TBV-Öffnungsgrads, eines Drosselöffnungsgrads und eines WGV-Öffnungsgrads zu der Zeit, wenn eine Steuerung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, zeigt.
11 ist ein Flussdiagramm, das einen Steuerungsablauf der Steuerung, die in 10 zu sehen ist, zeigt.
12 ist eine Ansicht, die einen Modus schematisch zeigt, in dem das Abgas (Luft) zu der Zeit, wenn eine Verschlechterungsunterdrückung-TBV-Steuerung und eine Verschlechterungsunterdrückung-Drosselsteuerung durchgeführt werden und wenn der WGV-Öffnungsgrad auf einen Öffnungsgrad D1 gesteuert wird, in einen Dreiwegekatalysator hinein strömt.
13 ist ein Diagramm, das die generelle Konfiguration von einem WGV gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
14A ist eine Ansicht, die einen Modus schematisch zeigt, in dem ein Abgas (Luft) zu der Zeit, wenn der Dreiwegekatalysator aufgewärmt wird, in einen Dreiwegekatalysator hinein strömt.
14B ist eine Ansicht, die einen Modus schematisch zeigt, in dem das Abgas (Luft) zu der Zeit, wenn eine Verschlechterungsunterdrückung-TBV-Steuerung und eine Verschlechterungsunterdrückung-Drosselsteuerung durchgeführt werden und wenn der WGV-Öffnungsgrad auf einen Öffnungsgrad D2 (einen zweiten vorgegebenen Öffnungsgrad) gesteuert wird, in einen Dreiwegekatalysator hinein strömt.

Beschreibung der Ausführungsformen
In dem Folgenden werden Modi für ein Durchführen der vorliegenden Erfindung insbesondere als Ausführungsformen für illustrative Zwecke mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Es sollte davon ausgegangen werden, dass die Dimensionen bzw. Abmessungen, Materialien, Formen, relativen Anordnungen und andere Merkmale der Komponenten, die in Verbindung mit den Ausführungsformen beschrieben werden, nicht gedacht sind, um den technischen Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung einzig auf diese zu beschränken, außer wenn es anders angegeben ist.
Erste Ausführungsform
Generelle Konfiguration eines Verbrennungsmotors und dessen Einlass-und Auslasssysteme
1 ist ein Diagramm, das die generelle Konfiguration eines Verbrennungsmotors und dessen Einlass-und Auslasssysteme gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Verbrennungsmotor 1, der in 1 zu sehen ist, ist ein Funkenzündungstyp-Verbrennungsmotor (Benzinmotor), der mit einer Zylindergruppe, die vier Zylinder 2 enthält, bereitgestellt ist. An den Verbrennungsmotor 1 sind Kraftstoffeinspritzventile 3 für ein jeweiliges Einspritzen von Kraftstoff in einen Einlassanschluss bzw. Ansauganschluss montiert. Man nehme hier zur Kenntnis, dass die Kraftstoffeinspritzventile 3 auf solch eine Art und Weise aufgebaut sein können, um Kraftstoff direkt in die einzelnen Zylinder 2 einzuspritzen. Zusätzlich sind an den einzelnen Zylindern 2 Zündkerzen (Darstellung weggelassen) für ein jeweiliges Zünden von Luft-Kraftstoff-Gemischen in die Zylinder montierte.
Ein Ansaugkrümmer 40 und ein Abgaskrümmer 50 sind mit dem Verbrennungsmotor 1 verbunden. Ein Einlassdurchgang bzw. Ansaugdurchgang 4 ist mit dem Ansaugkrümmer 40 verbunden. In der Mitte von diesem Einlassdurchgang 4 ist ein Kompressor 60 eines Turboladers 6, der angetrieben wird, um mit der Verwendung der Energie eines Abgases als eine Antriebsquelle tätig zu sein, angeordnet. Ebenso ist ein Drosselventil 41 in dem Einlassdurchgang 4 an der stromabwärts gelegenen Seite des Kompressors 60 angeordnet. Das Drosselventil 41 dient dazu, um die Menge an Ansaugluft in dem Verbrennungsmotor 1 durch ein Ändern des Ansaugluftkanalquerschnittsbereichs des Einlassdurchgangs 4 einzustellen. Dann ist in dem Einlassdurchgang 4 an der stromabwärts gelegenen Seite des Drosselventils 41 ein Zwischenkühler 42 für ein Durchführen eines Wärmeaustausches zwischen Ansaugluft und Außenseitenluft angeordnet. Zusätzlich ist ein Druckmesswertgeber 44 im Einlassdurchgang 4 an einer Stelle zwischen dem Kompressor 60 und dem Drosselventil 41 angeordnet. Der Druckmesswertgeber 44 gibt ein elektrisches Signal, das einem Druck von Ansaugluft an der stromaufwärts gelegenen Seite des Drosselventils 41 (d.h., einem Verstärkungsdruck) entspricht, aus. Ebenso ist ein Luftdurchflussmesser 43 in dem Einlassdurchgang 4 an der stromaufwärts gelegenen Seite des Kompressors 60 angeordnet. Der Luftdurchflussmesser 43 gibt ein elektrisches Signal, das einer Menge (Masse) von Ansaugluft (Luft) entspricht, die in dem Einlassdurchgang 4 strömt, aus.
Dagegen ist eine Turbine 61 des Turboladers 6 in der Mitte des Auslassdurchgangs bzw. Abgasdurchgangs 5 angeordnet. Ebenso ist in dem Auslassdurchgang 5 ein Umgehungsdurchgang 52, der die Turbine 61 umgeht, angeordnet. Der Umgehungsdurchgang 52 zweigt sich von einem Abzweigungsabschnitt 5b des Auslassdurchgangs 5 an der stromaufwärts gelegenen Seite der Turbine 61 ab und verbindet sich mit einem Zusammenlaufabschnitt bzw. Mischabschnitt 5c von diesem an der stromabwärts gelegenen Seite der Turbine 61. Hier wird der Auslassdurchgang 5, der von dem Abzweigungsabschnitt 5b zu dem Zusammenlaufabschnitt bzw. Mischabschnitt 5c führt, der durch die Turbine 61 hindurchgeht, als ein turbinenseitiger Auslassdurchgang 5a bezeichnet. Dann ist ein Turboumgehungsventil (TBV, Turbo Bypass Valve) 53 in diesem turbinenseitigen Auslassdurchgang 5a zwischen dem Abzweigungsabschnitt 5b und der Turbine 61 angeordnet. Das TBV 53 stellt die Strömungsrate bzw. flussrate des Abgases, das durch die Turbine 61 hindurchgeht, durch ein Ändern von seinem Kanalquerschnittsbereich für das Abgas, das durch den turbinenseitigen Auslassdurchgang 5a strömt, ein. Man nehme hier zur Kenntnis, dass das TBV 53 in dem turbinenseitigen Auslassdurchgang 5a zwischen der Turbine 61 und dem Zusammenlaufabschnitt bzw. Mischabschnitt 5c angeordnet sein kann. Zusätzlich ist ein Dreiwegekatalysator 51, der als der Abgasreinigungskatalysator wirkt, in dem Auslassdurchgang 5 an der unmittelbar stromabwärts gelegenen Seite des Zusammenlaufabschnitts bzw. Mischabschnitts 5c angeordnet. Ein Sauerstoffspeichermaterial, wie beispielsweise ein Edelmetall, z.B. Platin (Pt) etc., oder Cerdioxid (CeO2) etc., wird durch den Dreiwegekatalysator 51 gestützt. Zudem ist ein Temperaturmesswertgeber 55 in dem Auslassdurchgang 5 an der stromabwärts gelegenen Seite des Dreiwegekatalysators 51 angeordnet. Der Temperaturmesswertgeber 55 gibt ein elektrisches Signal, das der Temperatur der Ansaugluft entspricht, die durch den Dreiwegekatalysator 51 hindurchgegangen ist, aus.
Hier ist 2 ein Diagramm, das die generelle Konfiguration des Umgehungsdurchgangs 52 gemäß dieser Ausführungsform zeigt. Man nehme hier zur Kenntnis, dass in 2, um die Strömung des Abgases zu erläutern, das aus dem Umgehungsdurchgang 52 heraus in den Auslassdurchgang 5 hinein strömt (im Nachfolgenden als das „Umgehungsabgas“ bezeichnet), das TBV 53 in 2 auf einen völlig geschlossenen Zustand gesetzt bzw. gestellt ist. Zusätzlich kennzeichnen in 2 Pfeile die Richtung der Strömung von Abgas. Wie es in 2 zu sehen ist, geht das Abgas, das durch den Auslassdurchgang 5 strömt, mittels des Umgehungsdurchgangs 52 durch den Abzweigungsabschnitt 5b durch. Dann strömt das Abgas, das durch den Umgehungsdurchgang 52 hindurchgeht und aus dem Zusammenlaufabschnitt bzw. Mischabschnitt 5c heraus (das Umgehungsabgas) in den Auslassdurchgang 5 hinein strömt, in den Dreiwegekatalysator 51 hinein. Hier ist der Umgehungsdurchgang 52 gemäß dieser Ausführungsform auf solch eine Art und Weise aufgebaut, um die Richtung der Strömung des Umgehungsgases zu einer stromaufwärtsseitigen Endfläche 51a des Dreiwegekatalysators (im Nachfolgenden manchmal einfach als eine „stromaufwärtsseitige Endfläche 51a“ bezeichnet) zu leiten. Man nehme hier zur Kenntnis, dass eine schraffierte Region in 2 die stromaufwärtsseitige Endfläche 51a repräsentiert. Zudem ist der Umgehungsdurchgang 52 auf solch eine Art und Weise aufgebaut, dass der Durchmesser von diesem (durch Dia1 in 2 gekennzeichnet) kleiner als der Durchmesser der stromaufwärtsseitigen Endfläche 51a (durch Dia2 in 2 gekennzeichnet) wird bzw. ist. Mit anderen Worten ist in dieser Ausführungsform der Umgehungsdurchgang 52 aufgebaut, so dass ein direktes Strömen des Umgehungsabgases in die stromaufwärtsseitige Endfläche 51a hinein leicht wird, ohne mit der Wandfläche des Auslassdurchgangs 5 zu kollidieren. Man nehme hier zur Kenntnis, dass der Umgehungsdurchgang 52, der in 2 zu sehen ist, aufgebaut ist, so dass der Durchmesser von diesem über den gesamten Umgehungsdurchgang 52 im Wesentlichen konstant wird bzw. ist, jedoch gibt es keine Absicht, sich darauf zu beschränken, und der Umgehungsdurchgang 52 gemäß dieser Ausführungsform sollte einzig gebildet sein, so dass der Durchmesser von seinem Auslass 52a kleiner als der Durchmesser der stromaufwärtsseitigen Endfläche 51a ist.
Dann ist eine elektronische Steuerungseinheit (ECU, Electronic Control Unit) 10 zusammen mit dem Verbrennungsmotor 1 bereitgestellt. Dieses ECU 10 ist eine Einheit, die den Betriebszustand des Verbrennungsmotors 1 etc. steuert. Eine Vielfalt von Arten von Messwertgebern, wie beispielsweise ein Kurbelpositionsmesswertgeber 14, ein Beschleunigungspositionsmesswertgeber 15 etc., ist zusätzlich zu dem Luftdurchflussmesser 43, dem Druckmesswertgeber 44 und dem Temperaturmesswertgeber 55, die oben genannt wurden, sind mit dem ECU 10 elektrisch verbunden. Der Kurbelpositionsmesswertgeber 14 ist ein Messwertgeber, der ein elektrisches Signal ausgibt, das in Wechselbeziehung mit der Rotationsposition einer Motorausgabewelle (Kurbelwelle) des Verbrennungsmotors 1 steht. Der Beschleunigungspositionsmesswertgeber 15 ist ein Messwertgeber, der ein elektrisches Signal ausgibt, das in Wechselbeziehung mit einer Größe einer Betätigung eines Beschleunigungspedals 16 (im Nachfolgenden manchmal als eine Beschleunigeröffnung bezeichnet) eines Fahrzeugs, an dem der Verbrennungsmotor 1 montiert ist, steht. Dann werden die Ausgabesignale dieser Messwertgeber dem ECU 10 zugeführt. Das ECU 10 leitet eine Motorrotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors 1 basierend auf dem Ausgabesignal des Kurbelpositionsmesswertgebers 14 ab und leitet ebenso eine Motorlast des Verbrennungsmotors 1 basierend auf dem Ausgabesignal des Beschleunigungspositionsmesswertgebers 15 ab. Zusätzlich schätzt das ECU 10 eine Strömungsrate des Abgases, das von dem Verbrennungsmotor 1 abgegeben bzw. ausgestoßen wird (im Nachfolgenden manchmal als eine „Abgasströmungsrate“ bezeichnet), basierend auf dem Ausgabewert des Luftdurchflussmessers 43 und schätzt dieses eine Temperatur des Dreiwegekatalysators 51 (im Nachfolgenden manchmal als eine „Katalysatortemperatur“ bezeichnet) basierend auf dem Ausgabewert des Temperaturmesswertgebers 55.
Zusätzlich ist eine Vielfalt von Arten von Ausrüstung, wie beispielsweise die einzelnen Kraftstoffeinspritzventile 3, das Drosselventil 41, das TBV 53 etc., die oben genannt wurden, mit dem ECU 10 elektrisch verbunden. Folglich wird diese Vielfalt von Arten von Ausrüstung durch das ECU 10 gesteuert. Mit anderen Worten wird der Grad einer Öffnung von jedem der Ventile, Drosselventil 41 und TBV 53, durch das ECU 10 gesteuert.
Kraftstoffabschaltungsverarbeitung
In dem Verbrennungsmotor 1 gemäß dieser Ausführungsform wird, wenn der Betriebszustand von diesem ein Verlangsamungsbetrieb wird, eine Kraftstoffabschaltungsverarbeitung durchgeführt. Insbesondere stoppt das ECU 10 die Kraftstoffeinspritzung von jedem der Kraftstoffeinspritzventile 3, wodurch eine Kraftstoffabschaltungsverarbeitung, um die Zufuhr von Kraftstoff in die Zylinder 2 hinein während dem Betrieb des Verbrennungsmotors 1 zu stoppen, durchgeführt wird. Hier wird, wenn die Kraftstoffabschaltungsverarbeitung durchgeführt wird, die Luft, die in den Verbrennungsmotor 1 geströmt ist, von dem Verbrennungsmotor 1 abgegeben bzw. ausgestoßen, ohne für eine Verbrennung verwendet zu werden. Infolgedessen strömt die Luft in den Dreiwegekatalysator 51 hinein, wobei so dem Dreiwegekatalysator 51 Sauerstoff zugeführt wird. Man nehme hier zur Kenntnis, dass das ECU 10 als eine Kraftstoffabschaltungsverarbeitungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung fungiert, indem die Kraftstoffabschaltungsverarbeitung auf diese Art und Weise durchgeführt wird.
Hier wirkt das Sauerstoffspeichermaterial, wie beispielsweise Cerdioxid (CeO2) etc., das auf dem Dreiwegekatalysator 51 gestützt wird, um Sauerstoff zu speichern und freizugeben, wobei so eine Variation in der Atmosphäre bzw. Umgebung des Abgases unterdrückt werden kann, wobei als Folge davon, wenn auf diese Art und Weise dem Dreiwegekatalysator 51 Sauerstoff zugeführt wird, der Sauerstoff, der so zugeführt wird, durch das Sauerstoffspeichermaterial gespeichert wird. Zusätzlich ist es bekannt gewesen, dass, wenn Sauerstoff auf diese Art und Weise dem Dreiwegekatalysator 51 zu der Zeit zugeführt wird, wenn die Katalysatortemperatur verhältnismäßig hoch ist, ein Verschlechtern des Dreiwegekatalysators 51 leicht wird. Dann wird es erachtet, dass die Speicherung von Sauerstoff durch das Sauerstoffspeichermaterial (d.h., eine Oxidation des Sauerstoffspeichermaterials) in dem Dreiwegekatalysator 51, dessen Temperatur verhältnismäßig hoch ist, einer der Faktoren von solch einer Verschlechterung des Dreiwegekatalysators 51 ist.
Hier wird, falls ein unterer Grenzwert von Temperaturen, bei denen ein Verschlechtern des Dreiwegekatalysators 51 zu der Zeit leicht wird, wenn dem Dreiwegekatalysator 51 Sauerstoff zugeführt wird, als eine Katalysatorverschlechterungstemperatur definiert wird, wenn die Katalysatortemperatur gleich der Katalysatorverschlechterungstemperatur in dem Lauf bzw. Verlauf der Ausführung der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung oder höher als diese ist (im Nachfolgenden manchmal als „während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand eines Katalysators“ bezeichnet), ein Verschlechtern des Dreiwegekatalysators 51 leicht. Dagegen wird, wenn die Katalysatortemperatur niedriger als die Katalysatorverschlechterungstemperatur in dem Lauf bzw. Verlauf der Ausführung der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung ist (im Nachfolgenden manchmal als „während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in einem Normalzustand eines Katalysators“ bezeichnet), ein Verschlechtern des Dreiwegekatalysators 51 im Vergleich mit dem Fall, während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand eines Katalysators, schwer. Man nehme hier zur Kenntnis, dass der Abgasreinigungskatalysator, der während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand eines Katalysators verschlechtert werden kann, nicht auf den Dreiwegekatalysator 51 beschränkt ist, sondern selbst in dem Fall von anderen Abgasreinigungskatalysatoren, die eine Sauerstoffspeicherfähigkeit haben, die Katalysatoren während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand des Katalysators verschlechtert werden können. Zusätzlich entspricht die Katalysatorverschlechterungstemperatur in dieser Ausführungsform einer vorgegebenen Temperatur gemäß der vorliegenden Erfindung.
In dem Aufbau, in dem die Turbine 61 in dem Auslassdurchgang 5 an der stromaufwärts gelegenen Seite des Dreiwegekatalysators 51 angeordnet ist, kann der Dreiwegekatalysator 51 in einem verhältnismäßig weiten bzw. breiten Bereich von diesem während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand des Katalysators verschlechtert werden. Dies wird nachstehend basierend auf 3 erläutert. 3 ist eine Ansicht, die einen Modus schematisch zeigt, in dem das Abgas, das von dem Verbrennungsmotor 1 abgegeben bzw. ausgestoßen wird, in den Dreiwegekatalysator 51 hinein strömt. Hier ist (b) in 3 ein schematisches Diagramm, das die stromaufwärtsseitige Endfläche 51a des Dreiwegekatalysators 51 zeigt, und ist diese eine Ansicht für ein Erläutern eines Zustrombereich des Abgases in die stromaufwärtsseitige Endfläche 51a. Man nehme hier zur Kenntnis, dass in 3 das TBV 53 auf seinen völlig geöffneten Zustand gesetzt bzw. gestellt ist, wobei ein Abgas, das aus dem turbinenseitigen Auslassdurchgang 5a heraus in den Auslassdurchgang 5 hinein strömt (im Nachfolgenden manchmal als ein „Turbinenabgas“ bezeichnet), und ein Abgas, das aus dem Umgehungsdurchgang 52 heraus in den Auslassdurchgang 5 hinein strömt (ein Umgehungsabgas), in den Dreiwegekatalysator 51 hinein strömen. Zusätzlich kennzeichnen in (a) von 3 Pfeile die Richtung der Strömung von Abgas. Wie es in (a) von 3 zu sehen ist, wird, wenn das Abgas, das durch den turbinenseitigen Auslassdurchgang 5a strömt, durch die Turbine 61 hindurchgeht, das Abgas durch die Turbine 61 gestört bzw. durcheinandergebracht. Infolgedessen wird das Abgas, das durch den turbinenseitigen Auslassdurchgang 5a strömt, in einem verteilten Zustand in den Auslassdurchgang 5 hinein strömen. Mit anderen Worten wird sich das Turbinenabgas verteilen. Dann schließt sich das Turbinenabgas, das auf diese Art und Weise verteilt wird, dem Umgehungsabgas an und strömt dieses in den Dreiwegekatalysator 51 hinein. Zu dieser Zeit wird der Zustrombereich des Abgases in die stromaufwärtsseitige Endfläche 51a durch eine schraffierte Region, die mit einer gestrichelten Linie C1 in (b) von 3 umgeben ist, repräsentiert. Dann wird, wie es in (b) von 3 zu sehen ist, das Abgas zu dieser Zeit in einen verhältnismäßig weiten bzw. breiten Bereich der stromaufwärtsseitigen Endfläche 51a hinein strömen.
Dann strömt, wenn eine Kraftstoffabschaltungsverarbeitung in dem Zustand, der in 3 zu sehen ist, durchgeführt wird, die Luft, die von dem Verbrennungsmotor 1 abgegeben bzw. ausgestoßen wird, in den verhältnismäßig weiten bzw. breiten Bereich der stromaufwärtsseitigen Endfläche 51a hinein. In diesem Fall wird die Luft durch den verhältnismäßig weiten bzw. breiten Bereich des Dreiwegekatalysators 51 strömen. Mit anderen Worten wird dem verhältnismäßig weiten bzw. breiten Bereich des Dreiwegekatalysators 51 Sauerstoff zugeführt. Wie es oben angegeben wurde, wird, wenn dem Dreiwegekatalysator 51 zu der Zeit Sauerstoff zugeführt wird, wenn die Katalysatortemperatur verhältnismäßig hoch ist, ein Verschlechtern des Dreiwegekatalysators 51 leicht. Aus diesem Grund kann, wenn Luft während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand des Katalysators in den verhältnismäßig weiten bzw. breiten Bereich der stromaufwärtsseitigen Endfläche 51a hinein strömt, der Dreiwegekatalysator 51 in dem verhältnismäßig weiten bzw. breiten Bereich des Katalysators verschlechtert werden.
Öffnungsgradsteuerung von TBV und Drosselventil
In dieser Ausführungsform steuert, um die Verschlechterung des Dreiwegekatalysators 51 so viel wie möglich zu unterdrücken, das ECU den Grad einer Öffnung des Turboumgehungsventils 53 und des Drosselventils 41 auf solch eine Art und Weise, dass während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand des Katalysators der Grad einer Öffnung des Turboumgehungsventils 53 (im Nachfolgenden manchmal als der „TBV-Öffnungsgrad“ bezeichnet) und der Grad einer Öffnung des Drosselventils 41 (im Nachfolgenden manchmal als der „Drosselöffnungsgrad“ bezeichnet) auf einen TBV-Öffnungsgrad und einen Drosselöffnungsgrad, die jeweilig verschieden von ihren vorgegebenen Referenzöffnungsgraden sind, gesteuert werden. Man nehme hier zur Kenntnis, dass der vorgegebene Referenzöffnungsgrad mit Bezug auf den TBV-Öffnungsgrad (im Nachfolgenden manchmal als der „vorgegebene Referenz-TBV-Öffnungsgrad“ bezeichnet) und der vorgegebene Referenzöffnungsgrad mit Bezug auf den Drosselöffnungsgrad (im Nachfolgenden manchmal als der „vorgegebene Referenzdrosselöffnungsgrad“ bezeichnet) jeweilig ein TBV-Öffnungsgrad und ein Drosselöffnungsgrad sind, die auf der Steuerung basieren, die normalerweise durch das ECU 10 durchgeführt wird, was mit der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung einhergeht, und zwar während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Normalzustand des Katalysators. Dies wird nachstehend im Detail erläutert.
Wie es oben genannt wurde, wird während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Normalzustand des Katalysators ein Verschlechtern des Dreiwegekatalysators 51 im Vergleich mit dem Fall, während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand des Katalysators, schwerer. Folglich steuert in dem Zustand, in dem ein Verschlechtern des Dreiwegekatalysators 51 schwer ist, das ECU 10 den TBV-Öffnungsgrad auf den vorgegebenen Referenz-TBV-Öffnungsgrad. Man nehme hier zur Kenntnis, dass der vorgegebene Referenz-TBV-Öffnungsgrad ein TBV-Öffnungsgrad ist, bei dem eine Verringerung der Katalysatortemperatur unterdrückt werden kann, und zwar während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Normalzustand des Katalysators, in dem die Katalysatortemperatur verhältnismäßig niedrig ist. Hier erhöht sich, je größer der TBV-Öffnungsgrad ist, desto mehr die Strömungsrate des Turbinenabgases (Luft), wobei so die Übertragung von Wärme von der Turbine 61 zu dem Abgas (Luft) gefördert wird, wobei als Folge davon die Temperatur des Abgases (Luft), das in den Dreiwegekatalysator 51 hinein strömt, eine Tendenz aufweist, leicht hoch zu werden. Aus diesem Grund wird, wenn der vorgegebene Referenz-TBV-Öffnungsgrad zum Beispiel auf einen Grad einer Öffnung festgesetzt wird, bei dem das TBV 53 in seinem völlig geöffneten Zustand ist, die Verringerung der Katalysatortemperatur in dem Lauf bzw. Verlauf einer Kraftstoffabschaltung in dem Normalzustand des Katalysators so viel wie möglich unterdrückt.
Zudem steuert das ECU 10 den Drosselöffnungsgrad während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Normalzustand des Katalysators auf den vorgegebenen Referenzdrosselöffnungsgrad. Hier wird der vorgegebene Referenzdrosselöffnungsgrad auf einen Grad einer Öffnung festgesetzt, der in einen vorgegebenen Bereich fällt. Dann wird eine untere Grenzwertseite von diesem vorgegebenen Bereich zum Beispiel basierend auf einen Grad einer Öffnung festgesetzt, bei dem ein sogenannter Ölverlust durch einen Kolbenring, in dem ein Schmieröl in einen Zylinder 2 eindringt, unterdrückt werden kann. Ebenso wird eine obere Grenzwertseite von diesem vorgegebenen Bereich zum Beispiel basierend auf einem Grad einer Öffnung festgesetzt, bei dem ein Gefühl von Verlangsamung des Fahrzeugs erhalten werden kann. Des Weiteren kann die untere Grenzwertseite des vorgegebenen Bereichs ebenso unter Berücksichtigung einer Unterdrückung eines Aussetzers bzw. einer Fehlzündung zu der Zeit eines Zurückkommens aus der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung und dessen einhergehendem Motorabwürgen festgesetzt werden. Zusätzlich kann die obere Grenzwertseite des vorgegebenen Bereichs ebenso unter Berücksichtigung einer plötzlichen Beschleunigung des Fahrzeugs zu der Zeit eines Zurückkommens aus der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung festgesetzt werden.
Im Gegensatz dazu wird während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand des Katalysators ein Verschlechtern des Dreiwegekatalysators 51 leicht, wie es oben genannt wurde. Des Weiteren kann sich das Abgas (in diesem Fall das Abgas, das Luft ist, die von dem Verbrennungsmotor 1 abgegeben bzw. ausgestoßen wird) verteilen, bevor es in den Dreiwegekatalysator 51 hinein strömt, und kann, wenn das so verteilte Abgas (Luft) durch einen verhältnismäßig weiten bzw. breiten Bereich eines Abgasströmungsdurchgangs oder- kanals in dem Dreiwegekatalysator 51 strömt, der Dreiwegekatalysator 51 in einem verhältnismäßig weiten bzw. breiten Bereich von diesem verschlechtert werden. Entsprechend steuert während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand des Katalysators das ECU 10 den TBV-Öffnungsgrad, so dass der TBV-Öffnungsgrad kleiner als der vorgegebene Referenz-TBV-Öffnungsgrad wird (im Nachfolgenden wird diese Steuerung manchmal als „Verschlechterungsunterdrückung-TBV-Steuerung“ bezeichnet). Zudem steuert während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand des Katalysators das ECU 10 den Drosselöffnungsgrad, so dass der Drosselöffnungsgrad größer als der vorgegebene Referenzdrosselöffnungsgrad wird (im Nachfolgenden wird diese Steuerung manchmal als „Verschlechterungsunterdrückung-Drosselsteuerung“ bezeichnet). Dies wird nachstehend basierend auf 4, 5A und 5B erläutert. Man nehme hier zur Kenntnis, dass die Verschlechterungsunterdrückung-TBV-Steuerung und die Verschlechterungsunterdrückung-Drosselsteuerung in dieser Ausführungsform einer Verschlechterungsunterdrückungssteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung entsprechen.
Als Erstes wird die Verschlechterungsunterdrückung-TBV-Steuerung beschrieben. 4 ist eine Ansicht, die einen Modus schematisch zeigt, in dem das Abgas (Luft) zu der Zeit, wenn eine Verschlechterungsunterdrückung-TBV-Steuerung durchgeführt wird, in den Dreiwegekatalysator 51 hinein strömt. Hier ist (b) in 4 ein schematisches Diagramm, das die stromaufwärtsseitige Endfläche 51a des Dreiwegekatalysators 51 zeigt, und ist diese eine Ansicht für ein Erläutern der Zustromrate des Abgases (Luft) in die stromaufwärtsseitige Endfläche 51a. Hier wird, um den Vorgang der Verschlechterungsunterdrückung-TBV-Steuerung zu erläutern, die Verschlechterungsunterdrückung-Drosselsteuerung in der Steuerung, die in 4 zu sehen ist (mit anderen Worten ein Zustand, der zu sehen ist, in dem der Drosselöffnungsgrad auf den vorgegebenen Referenzdrosselöffnungsgrad gesteuert wird), nicht durchgeführt. Zusätzlich kennzeichnen in (a) von 4 Pfeile die Richtung der Strömung von Abgas (Luft). Dann wird in der Verschlechterungsunterdrückung-TBV-Steuerung, die in 4 zu sehen ist, der TBV-Öffnungsgrad auf einen Grad einer Öffnung in seinem völlig geschlossenen Zustand gesteuert.
Wie es in 4 zu sehen ist, wird, wenn der TBV-Öffnungsgrad auf den Grad einer Öffnung in seinem völlig geschlossenen Zustand gesteuert wird, die Strömungsrate des Turbinenabgases (Luft) im Wesentlichen auf null gesetzt, wobei so einzig das Umgehungsabgas (Luft) in den Dreiwegekatalysator 51 hinein strömen wird. Mit anderen Worten wird der Zustrom des Turbinenabgases (Luft) zu dem Dreiwegekatalysator 51, der durch die Turbine 61 gestört bzw. durcheinandergebracht wird, gestoppt. Dies dient dazu, um ein Verteilen des Abgases (Luft) zu hemmen bzw. zurückzuhalten, bevor es in den Dreiwegekatalysator 51 hinein strömt, und zwar so viel wie möglich. Zu dieser Zeit wird der Zustrombereich des Abgases (Luft) in die stromaufwärtsseitige Endfläche 51a durch eine schraffierte Region, die mit einer gestrichelten Linie C2 in (b) von 4 umgeben ist, repräsentiert. Zusätzlich ist die gestrichelte Linie C1, die in (b) der oben genannten 3 zu sehen ist, ebenso in (b) von 4 zu sehen. Dann wird, wie es in (b) von 4 zu sehen ist, das Abgas (Luft) zu dieser Zeit in einen verhältnismäßig engen Bereich der stromaufwärtsseitigen Endfläche 51a strömen, und zwar im Vergleich mit dem Fall, in dem die Normalsteuerung durchgeführt wird, die mit der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung einhergeht (in diesem Fall der TBV-Öffnungsgrad, der auf den vorgegebenen Referenz-TBV-Öffnungsgrad gesteuert wird), d.h., im Vergleich mit der Region, die mit der gestrichelten Linie C1 umgeben ist.
Zusätzlich wird, wenn der Zustrom des Turbinenabgases (Luft) zu dem Dreiwegekatalysator 51 gestoppt wird, ein Verringern der Temperatur des Abgases (Luft), das in den Dreiwegekatalysator 51 hinein strömt, leichter, verglichen damit, wenn dieser nicht gestoppt wird. Das liegt daran, dass ein Aufnehmen Wärme von der Turbine 61 durch das Abgas (Luft), das von dem Verbrennungsmotor 1 abgegeben bzw. ausgestoßen wird, gehemmt bzw. zurückgehalten wird. Dann kann die Katalysatortemperatur während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand des Katalysators, in dem die Katalysatortemperatur verhältnismäßig hoch ist, so schnell wie möglich verringert werden, indem die Temperatur des Abgases (Luft), die in den Dreiwegekatalysator 51 hinein strömt, so niedrig wie möglich gemacht wird.
Man nehme hier zur Kenntnis, dass in der oben beschriebenen Erläuterung ein Beispiel beschrieben worden ist, in dem der TBV-Öffnungsgrad mittels einer Verschlechterungsunterdrückung-TBV-Steuerung auf den Grad einer Öffnung in dessen völlig geschlossenem Zustand gesteuert wird, es jedoch selbstverständlich ist, dass der TBV-Öffnungsgrad in der Verschlechterungsunterdrückung-TBV-Steuerung nicht auf den Grad einer Öffnung in dessen völlig geschlossenem Zustand beschränkt ist. In der Verschlechterungsunterdrückung-TBV-Steuerung kann, indem der TBV-Öffnungsgrad kleiner als der vorgegebene Referenz-TBV-Öffnungsgrad gemacht wird, eine Situation unterdrückt werden, in der sich das Abgas (Luft) verteilt, bevor es in den Dreiwegekatalysator 51 hinein strömt. Zusätzlich wird, wenn die Verschlechterungsunterdrückung-TBV-Steuerung durchgeführt wird, die Temperatur des Abgases (Luft), das in den Dreiwegekatalysator 51 hinein strömt, verhältnismäßig niedrig gemacht, wobei so die Katalysatortemperatur verhältnismäßig schnell verringert werden kann, und zwar während der Ausführung der Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand des Katalysators.
Als Nächstes wird die Verschlechterungsunterdrückung-Drosselsteuerung beschrieben. 5A ist eine erste Ansicht, die einen Modus schematisch zeigt, in dem das Abgas (Luft) zu der Zeit, wenn die Verschlechterungsunterdrückung-Drosselsteuerung mit der Verschlechterungsunterdrückung-TBV-Steuerung durchgeführt wird, in den Dreiwegekatalysator 51 hinein strömt. Hier ist (b) in 5A ein schematisches Diagramm, das die stromaufwärtsseitige Endfläche 51a des Dreiwegekatalysators 51 zeigt, und ist diese eine Ansicht für ein Erläutern des Zustrombereichs des Abgases (Luft) in die stromaufwärtsseitige Endfläche 51a. Zusätzlich ist 5B eine Ansicht, die einen Modus schematisch zeigt, in dem das Abgas (Luft) zu der Zeit, wenn einzig die Verschlechterungsunterdrückung-Drosselsteuerung durchgeführt wird, in den Dreiwegekatalysator 51 hinein strömt. Hier ist (b) in 5B ein schematisches Diagramm, das die stromaufwärtsseitige Endfläche 51a des Dreiwegekatalysators 51 zeigt, und ist diese eine Ansicht für ein Erläutern des Zustrombereichs des Abgases (Luft) in die stromaufwärtsseitige Endfläche 51a. Man nehme hier zur Kenntnis, dass in 5A der TBV-Öffnungsgrad auf den Grad einer Öffnung in dessen völlig geschlossenen Zustand gesteuert wird, und zwar in ähnlicher Weise wie bei der oben genannten 4, und in 5B der TBV-Öffnungsgrad auf den Grad einer Öffnung in seinen völlig geöffneten Zustand gesteuert wird, und zwar in ähnlicher Weise wie bei der oben genannten 3. Zusätzlich kennzeichnen in (a) von 5A und in (a) von 5B Pfeile die Richtung der Strömung von Abgas (Luft).
In der Steuerung, die in 5A zu sehen ist, strömt einzig das Umgehungsabgas (Luft) in den Dreiwegekatalysator 51 hinein, und zwar in ähnlicher Weise wie bei der oben genannten 4. Hier wird in der Steuerung, die in 5A zu sehen ist, der Drosselöffnungsgrad größer als der vorgegebene Referenzdrosselöffnungsgrad gemacht, bzw. und wird die Strömungsrate von Abgas größer, verglichen mit der oben genannten 4, in der der Drosselöffnungsgrad auf den vorgegebenen Referenzdrosselöffnungsgrad gesteuert wird. Infolgedessen wird die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases (Luft), das durch den Umgehungsdurchgang 52 strömt, schneller, verglichen mit der oben genannte 4. Hier wird, je schneller die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases (Luft), das durch den Umgehungsdurchgang 52 strömt, wird, desto schwerer ein Verteilen des Umgehungsabgases (Luft), das aus dem Umgehungsdurchgang 52 heraus strömt, mit Bezug auf das Abgas (Luft), das durch den Umgehungsdurchgang 52 strömt, wird. Entsprechend wird ein Verteilen des Umgehungsabgases (Luft) in 5A schwerer, verglichen mit dem Umgehungsabgas (Luft) der oben genannten 4. Zu dieser Zeit wird der Zustrombereich des Abgases (Luft) in der stromaufwärtsseitigen Endfläche 51a durch eine schraffierte Region, die mit einer gestrichelten Linie C3 in (b) von 5A umgeben ist, repräsentiert. Zusätzlich ist die gestrichelte Linie C2, die in (b) der oben genannten 4 zu sehen ist, ebenso in (b) von 5A zu sehen. In diesem Fall wird, wie es in (b) von 5A zu sehen ist, ein Konzentrieren des Abgases (Luft) zu dieser Zeit auf den engen Bereich der stromaufwärtsseitigen Endfläche 51a leichter, verglichen mit dem Fall, in dem einzig die Verschlechterungsunterdrückung-TBV-Steuerung durchgeführt wird (d.h., verglichen mit der gestrichelten Linie C2).
Dagegen wird der Zustrombereich des Abgases (Luft) in die stromaufwärtsseitige Endfläche 51a in dem Fall, in dem einzig die Verschlechterungsunterdrückung-Drosselsteuerung durchgeführt wird, durch eine schraffierte Region, die mit einer gestrichelten Linie C4 in (b) von 5B umgeben ist, repräsentiert. In diesem Fall strömt, wie es in (b) von 5B zu sehen ist, das Abgas (Luft) in einen verhältnismäßig weiten bzw. breiten Bereich der stromaufwärtsseitigen Endfläche 51a hinein. Das liegt daran, dass die Strömungsrate von Abgas groß gemacht wird, wodurch das Turbinenabgas (Luft) erhöht wird, wobei als Folge davon das Ausmaß einer Verbreitung des Abgases (Luft), bevor es in den Dreiwegekatalysator 51 hinein strömt, groß wird. Entsprechend muss die Verschlechterungsunterdrückung-Drosselsteuerung gemeinsam mit der Verschlechterungsunterdrückung-TBV-Steuerung durchgeführt werden.
Wie es oben beschrieben wurde, wird während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand des Katalysators, wenn der TBV-Öffnungsgrad kleiner als der vorgegebene Referenz-TBV-Öffnungsgrad gemacht wird und der Drosselöffnungsgrad größer als der vorgegebene Referenzdrosselöffnungsgrad gemacht wird, das Abgas (Luft) zu dieser Zeit durch den verhältnismäßig engen Bereich des Abgasströmungsdurchgangs in dem Dreiwegekatalysator 51 strömen. Damit wird ein Verschlechtern des Dreiwegekatalysators 51 in dem verhältnismäßig weiten bzw. breiten Bereich von diesem während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand des Katalysators unterdrückt. Mit anderen Worten macht es das Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, die Verschlechterung des Dreiwegekatalysators 51 so viel wie möglich zu unterdrücken.
Steuerungsablauf
Als Nächstes wird ein Bezug auf einen Steuerungsablauf, der durch das ECU 10 ausgeführt wird, basierend auf 6 und 7 gemacht.
6 ist ein Zeitdiagramm, das die Änderungen über Zeit eines Beschleunigeröffnungsgrads, eines Anforderungsflags für eine Kraftstoffabschaltungsverarbeitung (im Nachfolgenden manchmal einfach als ein „Anforderungsflag“ bezeichnet), eines Ausführungsflags für eine Kraftstoffabschaltungsverarbeitung (im Nachfolgenden manchmal einfach als ein „Ausführungsflag“ bezeichnet), der Katalysatortemperatur, des TBV-Öffnungsgrads und des Drosselöffnungsgrads zu der Zeit, wenn die Verschlechterungsunterdrückung-TBV-Steuerung und die Verschlechterungsunterdrückung-Drosselsteuerung durch das ECU 10 durchgeführt werden, zeigt. Hier ist das Anforderungsflag ein Flag, das auf 1 festgesetzt wird, wenn eine Anforderung für die Kraftstoffabschaltungsverarbeitung erfüllt ist, und ist das Ausführungsflag ein Flag, das auf 1 festgesetzt wird, wenn eine Ausführungsbedingung für die Kraftstoffabschaltungsverarbeitung erfüllt ist.
Man nehme hier zur Kenntnis, dass in der Steuerung, die in 6 zu sehen ist, der TBV-Öffnungsgrad auf den Grad einer Öffnung in dessen völlig geschlossenen Zustand gesteuert wird, und der Drosselöffnungsgrad auf einem Steuerungsdrosselöffnungsgrad THctr, der später beschrieben wird, mittels der Verschlechterungsunterdrückung-TBV-Steuerung und der Verschlechterungsunterdrückung-Drosselsteuerung gesteuert wird. Des Weiteren wird in der Steuerung, die in 6 zu sehen ist, um so viel wie möglich zu unterdrücken, eine Situation, in der Sauerstoff, der aus dem verteilten Turbinenabgas (Luft) resultiert, in den Dreiwegekatalysator 51 hinein strömt, in dem Lauf bzw. Verlauf eines Steuerns des TBV-Öffnungsgrads auf den Grad einer Öffnung in dessen völlig geschlossenen Zustand eine Kraftstoffabschaltungsverarbeitung nicht gestartet, wenn der TBV-Öffnungsgrad gleich einem TBV-Öffnungsgradschwellenwert TVth oder größer als dieser ist. Folglich lässt es sich feststellen, dass der TBV-Öffnungsgradschwellenwert TVth einer der Parametern für die Ausführungsbedingung einer Kraftstoffabschaltungsverarbeitung gemäß dieser Ausführungsform ist, die durchgeführt wird, wenn die Katalysatortemperatur gleich der Katalysatorverschlechterungstemperatur oder höher als diese ist. Man nehme hier zur Kenntnis, dass die Steuerung, die in 6 zu sehen ist, lediglich ein Beispiel der Verschlechterungsunterdrückung-TBV-Steuerung und der Verschlechterungsunterdrückung-Drosselsteuerung ist, und die Verschlechterungsunterdrückung-TBV-Steuerung und die Verschlechterungsunterdrückung-Drosselsteuerung in dieser Ausführungsform nicht auf die Steuerung, die in 6 zu sehen ist, beschränkt sind.
Zudem repräsentiert in der Änderung über Zeit der Katalysatortemperatur in 6 eine Temperatur Tcde die Katalysatorverschlechterungstemperatur (entspricht der vorgegebenen Temperatur gemäß der vorliegenden Erfindung). Ebenso repräsentiert in der Änderung über Zeit des Drosselöffnungsgrads in 6 ein Grad einer Öffnung THpr den vorgegebenen Referenzdrosselöffnungsgrad und repräsentiert ein Grad einer Öffnung THctr den Steuerungsdrosselöffnungsgrad. Man nehme hier zur Kenntnis, dass in der Steuerung, die in 6 zu sehen ist, der vorgegebene Referenz-TBV-Öffnungsgrad auf den Grad einer Öffnung in dem völlig geöffneten Zustand festgesetzt wird.
Dann wird, wie es in 6 zu sehen ist, der Beschleunigeröffnungsgrad von einem Zeitpunkt t0 bis zu einem Zeitpunkt t1 kleiner gemacht. Dann wird der Drosselöffnungsgrad gesteuert, um entsprechend kleiner zu werden. Man nehme hier zur Kenntnis, dass solch eine Steuerung des Drosselöffnungsgrads eine Steuerung ist, die normalerweise durch das ECU 10 durchgeführt wird. Dann wird zu dem Zeitpunkt t1, bei dem der Beschleunigeröffnungsgrad 0 wird, der Drosselöffnungsgrad der vorgegebene Referenzdrosselöffnungsgrad THpr. Zudem wird zu dem Zeitpunkt t1 die Anforderung für die Kraftstoffabschaltungsverarbeitung erfüllt und wird das Anforderungsflag auf 1 gesetzt. Hier wird die Katalysatortemperatur zu dem Zeitpunkt t1 gleich der Katalysatorverschlechterungstemperatur Tcde oder höher als diese und kann folglich, falls die Normalsteuerung, die mit der Ausführung der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung einhergeht, in diesem Zustand durchgeführt wird, d.h., wenn der TBV-Öffnungsgrad auf den vorgegebenen Referenz-TBV-Öffnungsgrad gesteuert wird und der Drosselöffnungsgrad auf den vorgegebenen Referenzdrosselöffnungsgrad gesteuert wird, und zwar während der Ausführung der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung, der Dreiwegekatalysator 51 in einem verhältnismäßig weiten bzw. breiten Bereich von diesem verschlechtert werden.
Dann werden in der Steuerung, die in 6 zu sehen ist, die Verschlechterungsunterdrückung-TBV-Steuerung und die Verschlechterungsunterdrückung-Drosselsteuerung durch das ECU 10 durchgeführt. In der Steuerung, die in 6 zu sehen ist, wird als Erstes zu dem Zeitpunkt t1, bei dem das Anforderungsflag auf 1 gesetzt wird und die Katalysatortemperatur gleich der Katalysatorverschlechterungstemperatur Tcde oder höher als diese wird, die Steuerung, um das TBV 53 völlig zu schließen, vor dem Start einer Ausführung der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung gestartet. Das liegt daran, dass zu dem Zeitpunkt t1 der TBV-Öffnungsgrad, der entsprechend dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors 1 festgesetzt werden soll, gleich der TBV-Öffnungsgradschwellenwert TVth oder größer als dieser geworden ist. Falls die Ausführung der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung in solch einem Zustand gestartet wird, kann der Sauerstoff, der aus dem verteilten Abgas (Luft) resultiert, in den Dreiwegekatalysator 51 hinein strömen, und zwar in dem Lauf bzw. Verlauf der Steuerung des TBV-Öffnungsgrads, der mit der Verschlechterungsunterdrückung-TBV-Steuerung einhergeht, wie es oben beschrieben wurde.
Anschließend wird zu dem Zeitpunkt t2, bei dem der TBV-Öffnungsgrad kleiner als der TBV-Öffnungsgradschwellenwert TVth wird, das Ausführungsflag auf 1 gesetzt und wird die Kraftstoffeinspritzung von den Kraftstoffeinspritzventilen 3 gestoppt. Mit anderen Worten wird die Ausführung der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung gestartet. Folglich wird durch ein Verzögern des Starts der Ausführung der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung bis zu dem Zeitpunkt t2 der Zustrom des Sauerstoffs, der aus dem verteilten Turbinenabgas (Luft) resultiert, zu dem Dreiwegekatalysator 51 unterdrückt, was es folglich möglich macht, die Verschlechterung des Dreiwegekatalysators 51 auf eine noch geeignetere Art und Weise zu unterdrücken. Dann wird, wie es in 6 zu sehen ist, zu dem Zeitpunkt t2, wenn die Ausführung der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung gestartet wird, die Steuerung, in der der Drosselöffnungsgrad auf den Steuerungsdrosselöffnungsgrad THctr eingestellt wird, der größer als der vorgegebene Referenzdrosselöffnungsgrad THpr ist, gestartet. Danach wird der TBV-Öffnungsgrad der Grad einer Öffnung in seinem völlig geschlossenen Zustand und wird der Drosselöffnungsgrad der Steuerungsdrosselöffnungsgrad THctr. Mit anderen Worten wird, wenn während der Ausführung der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung mittels der Steuerung, die in 6 zu sehen ist, die Katalysatortemperatur gleich der Katalysatorverschlechterungstemperatur Tcde oder höher als diese wird, der TBV-Öffnungsgrad (der Grad einer Öffnung in dem völlig geschlossenen Zustand) kleiner als der vorgegebene Referenz-TBV-Öffnungsgrad (der Grad einer Öffnung in dem völlig geöffneten Zustand) und wird der Drosselöffnungsgrad (der Steuerungsdrosselöffnungsgrad THctr) größer als der vorgegebene Referenzdrosselöffnungsgrad THpr.
Hier wird, wenn ein Hauptaugenmerk auf die Änderung über Zeit der Katalysatortemperatur gelegt wird, die Katalysatortemperatur unmittelbar nach dem Zeitpunkt t2, bei dem die Ausführung der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung gestartet wird, hochgehen. Dies basiert auf der Erzeugung von Wärme von dem Sauerstoffspeichermaterial, die aus der Speicherung von Sauerstoff durch das Sauerstoffspeichermaterial resultiert (d.h., eine Oxidation des Sauerstoffspeichermaterials). Danach sinkt durch das Umgehungsabgas (Luft) einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur, das in den Dreiwegekatalysator 51 hinein strömt, die Katalysatortemperatur verhältnismäßig schnell und wird die Katalysatortemperatur niedriger als die Katalysatorverschlechterungstemperatur Tcde. Dann beendet zu einem Zeitpunkt t3, bei dem die Katalysatortemperatur niedriger als die Katalysatorverschlechterungstemperatur Tcde wird, das ECU 10 die Verschlechterungsunterdrückung-TBV-Steuerung und die Verschlechterungsunterdrückung-Drosselsteuerung, und steuert dieses den TBV-Öffnungsgrad und den Drosselöffnungsgrad auf solch eine Art und Weise, dass der TBV-Öffnungsgrad der Grad einer Öffnung in dem völlig geöffneten Zustand wird (der vorgegebene Referenz-TBV-Öffnungsgrad) und dass der Drosselöffnungsgrad der vorgegebene Referenzdrosselöffnungsgrad THpr wird. Damit wird ein Gefühl einer Verlangsamung des Fahrzeugs in dem Lauf bzw. Verlauf der Ausführung der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung verbessert. Zusätzlich kann eine plötzliche Beschleunigung des Fahrzeugs zu der Zeit eines Zurückkommens aus der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung unterdrückt werden.
Des Weiteren ist 7 ein Flussdiagramm, das einen Steuerungsablauf der oben genannten Steuerung, die in 6 zu sehen ist, zeigt. In dieser Ausführungsform wird dieser Ablauf oder diese Routine in einem vorgegebenen Betriebsintervall in einer sich wiederholenden Art und Weise durch das ECU 10 während dem Betrieb des Verbrennungsmotors 1 durchgeführt.
In diesem Ablauf bzw. dieser Routine wird als Erstes in Schritt S101 ein Anforderungsflag Nfrqt eingelesen. Dieses Anforderungsflag Nfrqt ist ein Flag, das auf 1 gesetzt wird, falls die Anforderung für die Kraftstoffabschaltungsverarbeitung erfüllt ist. Hier wird eine Bestimmung, ob die Anforderung für die Kraftstoffabschaltungsverarbeitung erfüllt worden ist (d.h., ein Festsetzen des Werts des Anforderungsflags Nfrqt), durch das ECU 10 in einem vorgegebenen Betriebsintervall während dem Betrieb des Verbrennungsmotors 1 wiederholt gemacht, und zwar gemäß einem allgemein bekannten Ablauf, der unterschiedlich von diesem Ablauf ist. Mit anderen Worten wird, falls eine Bestimmung gemäß dem allgemein bekannten Ablauf, der unterschiedlich von diesem Ablauf ist, gemacht wird, dass die Anforderung für eine Kraftstoffabschaltungsverarbeitung nicht erfüllt worden ist, der Wert des Anforderungsflags Nfrqt auf 0 gesetzt, wohingegen, falls die Anforderung für die Kraftstoffabschaltungsverarbeitung erfüllt worden ist, der Wert des Anforderungsflags Nfrqt auf 1 gesetzt wird. In Schritt S101 wird der Wert des Anforderungsflags Nfrqt, der auf diese Art und Weise festgesetzt wird, eingelesen.
Anschließend wird es in Schritt S102 bestimmt, ob das Anforderungsflag Nfrqt, das in Schritt S101 eingelesen wurde, 1 ist. Dann geht, falls eine bestätigende Bestimmung in Schritt S102 gemacht wird (dies entspricht einer Zeitspanne nach dem oben genannten Zeitpunkt t1 in 6), die Routine von dem ECU 10 zu der Verarbeitung von Schritt S103. Man nehme hier zur Kenntnis, dass, wie es in der oben genannten Erläuterung von 6 beschrieben wurde, zu dem oben genannten Zeitpunkt t1 von 6 der Drosselöffnungsgrad mittels der Steuerung, die normalerweise durch das ECU 10 durchgeführt wird, der vorgegebene Referenzdrosselöffnungsgrad THpr wird. Dagegen wird, falls eine negative Bestimmung in Schritt S102 gemacht wird, die Ausführung von diesem Ablauf beendet. In diesem Fall wird die Kraftstoffabschaltungsverarbeitung nicht durchgeführt, sondern wird die Kraftstoffeinspritzung von jedem Kraftstoffeinspritzventil 3 fortgesetzt.
Falls eine bestätigende Bestimmung in Schritt S102 gemacht wird, wird dann in Schritt S103 eine Katalysatortemperatur Tc berechnet. In Schritt S103 wird die Katalysatortemperatur Tc basierend auf dem Ausgabesignal des Temperaturmesswertgebers 55 berechnet.
Anschließend wird es in Schritt S104 bestimmt, ob die Katalysatortemperatur Tc, die in Schritt S103 berechnet wird, gleich der Katalysatorverschlechterungstemperatur Tcde oder höher als diese ist. Hier ist die Katalysatorverschlechterungstemperatur Tcde eine Temperatur, bei der ein Verschlechtern des Dreiwegekatalysators 51 leicht wird, wenn dem Dreiwegekatalysator 51 Sauerstoff zugeführt wird, und diese wurde in einem ROM (Direktzugriffspeicher, Random-Access Memory) von dem ECU 10 im Voraus gespeichert. Dann geht, falls eine bestätigende Bestimmung in Schritt S104 gemacht wird (dies entspricht einer Zeitspanne nach dem Zeitpunkt t1 und vor dem Zeitpunkt t3 in der oben genannten 6), die Routine von dem ECU 10 zu der Verarbeitung von Schritt S105. Dagegen geht, falls eine negative Bestimmung in Schritt S104 gemacht wird (dies entspricht einer Zeitspanne nach dem oben genannten Zeitpunkt t3 in 6), die Routine von dem ECU 10 zu der Verarbeitung von Schritt S108.
Falls eine bestätigende Bestimmung in Schritt S104 gemacht wird, wird dann in Schritt S105 der TBV-Öffnungsgrad (TV) gesteuert, um der Grad einer Öffnung in dem völlig geschlossenen Zustand zu werden. Man nehme hier zur Kenntnis, dass in der Verarbeitung von Schritt S105 das ECU 10 dem TBV 53 ein Steuerungssignal zuführt, so dass der TBV-Öffnungsgrad (TV) der Grad einer Öffnung in dem völlig geschlossenen Zustand wird, und dieses danach auf die folgende Verarbeitung von Schritt S106 schaltet, ohne darauf zu warten, bis das TBV 53 tatsächlich auf den völlig geschlossenen Zustand gesteuert wird.
Dann wird es in Schritt S106 bestimmt, ob der TBV-Öffnungsgrad (TV) zu dieser Zeit kleiner als der TBV-Öffnungsgradschwellenwert TVth ist. Hier ist der TBV-Öffnungsgradschwellenwert TVth einer der Parametern für die Ausführungsbedingung der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung gemäß dieser Ausführungsform, die durchgeführt wird, wenn die Katalysatortemperatur gleich der Katalysatorverschlechterungstemperatur Tcde oder höher als diese ist, wie es oben genannt wurde, und ist dieser in dem ROM von dem ECU 10 im Voraus gespeichert worden. Dann geht, falls eine bestätigende Bestimmung in Schritt S106 gemacht wird (dies entspricht einem Zeitabschnitt nach dem Zeitpunkt t2 und vor dem Zeitpunkt t3 in der oben genannten 6), die Routine von dem ECU 10 zu der Verarbeitung von Schritt S107. Dagegen wird, falls eine negative Bestimmung in Schritt S106 gemacht wird (dies entspricht einem Zeitabschnitt nach dem Zeitpunkt t1 und vor dem Zeitpunkt t2 in der oben genannten 6), dieser Ablauf oder diese Routine beendet. In diesem Fall ist das Anforderungsflag Nfrqt gleich 1, jedoch ist die Kraftstoffabschaltungsverarbeitung noch nicht gestartet worden. Das liegt daran, dass, falls die Kraftstoffabschaltungsverarbeitung in dem Zustand gestartet wird, in dem der TBV-Öffnungsgrad (TV) gleich dem TBV-Öffnungsgradschwellenwert TVth oder größer als dieser wird, der Sauerstoff, der aus dem verteilten Abgas (Luft) resultiert, in dem Lauf bzw. Verlauf des Steuerns des TBV-Öffnungsgrads in den Dreiwegekatalysator 51 hinein strömen kann.
Falls eine bestätigende Bestimmung in Schritt S106 gemacht wird, d.h., in diesem Fall, wenn die Ausführungsbedingung für die Kraftstoffabschaltungsverarbeitung erfüllt ist, führt das ECU 10 die Verarbeitung von Schritt S107 durch. In der Verarbeitung von Schritt S107 stoppt das ECU 10 die Kraftstoffeinspritzung von den Kraftstoffeinspritzventilen 3 (mit anderen Worten führt dieses die Kraftstoffabschaltungsverarbeitung durch) und steuert dieses das Drosselventil 41, so dass der Drosselöffnungsgrad (TH) der Steuerungsdrosselöffnungsgrad THctr wird. Dann wird nach der Verarbeitung von Schritt S107 die Ausführung von diesem Ablauf oder dieser Routine beendet.
Zusätzlich führt, falls eine negative Bestimmung in Schritt S104 gemacht wird, d.h., auch in diesem Fall, wenn die Ausführungsbedingung für die Kraftstoffabschaltungsverarbeitung erfüllt ist, das ECU 10 die Verarbeitung von Schritt S108 durch. In der Verarbeitung von Schritt S108 stoppt das ECU 10 die Kraftstoffeinspritzung von den Kraftstoffeinspritzventilen 3 (mit anderen Worten führt dieses die Kraftstoffabschaltungsverarbeitung durch) und steuert dieses das TBV 53 und das Drosselventil 41, so dass der TBV-Öffnungsgrad (TV) der Grad einer Öffnung in desssen völlig geöffneten Zustand wird (dies entspricht dem vorgegebenen Referenz-TBV-Öffnungsgrad) und der Drosselöffnungsgrad (TH) der vorgegebene Referenzdrosselöffnungsgrad THpr wird. Mit anderen Worten führt das ECU 10 die Normalsteuerung, die mit der Ausführung der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung einhergeht, durch. Dann wird nach der Verarbeitung von Schritt S108 die Ausführung von diesem Ablauf oder dieser Routine beendet.
Das ECU 10 führt den Steuerungsablauf, wie er oben genannt wurde, durch, wodurch, wenn die Katalysatortemperatur gleich der Katalysatorverschlechterungstemperatur Tcde während der Ausführung der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung oder höher als diese ist, der TBV-Öffnungsgrad (der Grad einer Öffnung in dem völlig geschlossenen Zustand) kleiner als der vorgegebene Referenz-TBV-Öffnungsgrad (der Grad einer Öffnung in dem völlig geöffneten Zustand) wird und der Drosselöffnungsgrad (der Steuerungsöffnungsgrad THctr) größer als der vorgegebene Referenzdrosselöffnungsgrad THpr wird. Damit ist es möglich, die Verschlechterung des Dreiwegekatalysators 51 so viel wie möglich zu unterdrücken.
Dann wird in dieser Ausführungsform eine Ventilsteuerungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten, indem das ECU 10 die Verarbeitung der Schritte S105 und S107 des oben genannten Ablaufs, der in 7 zu sehen ist, durchführt. Man nehme hier zur Kenntnis, dass es selbstverständlich ist, dass der TBV-Öffnungsgrad in der Verschlechterungsunterdrückung-TBV-Steuerung einfach kleiner als der vorgegebene Referenz-TBV-Öffnungsgrad sein sollte und nicht auf den Grad einer Öffnung in dessen völlig geschlossenen Zustand beschränkt ist. Ebenso ist es selbstverständlich, dass der TBV-Öffnungsgrad in der Normalsteuerung (der vorgegebene Referenz-TBV-Öffnungsgrad), der mit der Ausführung der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung einhergeht, nicht auf den Grad einer Öffnung in dessen völlig geöffneten Zustand beschränkt ist. Zusätzlich ist der oben genannte Ablauf, der in 7 zu sehen ist, einfach ein Beispiel (d.h., ein Beispiel, in dem der Start der Ausführung der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung verzögert wird, bis der TBV-Öffnungsgrad kleiner als der TBV-Öffnungsgradschwellenwert TVth wird) und kann in dieser Ausführungsform die Verarbeitung von Schritt S106 weggelassen werden.
Modifikation der ersten Ausführungsform
Als Nächstes wird basierend auf 8 ein Bezug auf eine Modifikation der oben genannten ersten Ausführungsform der Erfindung gemacht. Man nehme hier zur Kenntnis, dass in dieser Modifikation die ausführliche Erläuterung von im Wesentlichen demselben Aufbau und im Wesentlichen derselben Steuerungsverarbeitung wie in der oben genannten ersten Ausführungsform weggelassen wird.
8 ist eine Ansicht, die einen Modus schematisch zeigt, in dem Abgas (Luft) zu der Zeit, wenn eine Verschlechterungsunterdrückung-Drosselsteuerung mit einer Verschlechterungsunterdrückung-TBV-Steuerung durchgeführt wird, in einen Dreiwegekatalysator 51 hinein strömt, und zwar in ähnlicher Weise wie in 5A. Hier ist (b) in 8 ein schematisches Diagramm, das eine stromaufwärtsseitige Endfläche 51a des Dreiwegekatalysators 51 zeigt, und ist diese eine Ansicht für ein Erläutern eines Zustrombereichs des Abgases (Luft) in die stromaufwärtsseitige Endfläche 51a. Dann ist in dem Aufbau, der in 8 zu sehen ist, ein verjüngter Abschnitt 52b in einem Umgehungsdurchgang 52 gebildet. Der verjüngte Abschnitt 52b ist auf solch eine Art und Weise gebildet, dass der Kanalquerschnitt des Umgehungsdurchgangs 52 zu dessen Auslass 52a hin graduell kleiner wird.
In solch einem Aufbau wird der Zustrombereich des Abgases (Luft) in der stromaufwärtsseitigen Endfläche 51a durch eine schraffierte Region, die mit einer gestrichelten Linie C5 in (b) von 8 umgeben ist, repräsentiert. Zusätzlich ist die oben genannte gestrichelte Linie C3, die in (b) von 5A zu sehen ist, ebenso in (b) von 8 zu sehen. Dann wird, wie es in (b) von 8 zu sehen ist, ein Konzentrieren des Abgases (Luft) zu dieser Zeit auf einen engeren Bereich der stromaufwärtsseitigen Endfläche 51a leichter, verglichen mit dem Fall, in dem der verjüngte Abschnitt 52a nicht gebildet ist, wie es in der oben genannten 5A zu sehen ist (d.h., verglichen mit der gestrichelten Linie C3).
Gemäß dieser Modifikation wird das Abgas (Luft) durch den engeren Bereich des Abgasströmungsdurchgangs in den Dreiwegekatalysator 51 strömen. Entsprechend wird ein Verschlechtern des Dreiwegekatalysators 51 in einem verhältnismäßig weiten bzw. breiten Bereich von diesem auf eine geeignete Art und Weise während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand des Katalysators unterdrückt. Mit anderen Worten wird die Verschlechterung des Dreiwegekatalysators 51 so viel wie möglich unterdrückt.
Zweite Ausführungsform
Als Nächstes wird basierend auf 9 bis 11 ein Bezug auf eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemacht. Man nehme hier zur Kenntnis, dass in dieser zweiten Ausführungsform die ausführliche Erläuterung von im Wesentlichen demselben Aufbau und im Wesentlichen derselben Steuerungsverarbeitung wie in der oben genannten ersten Ausführungsform weggelassen wird.
9 ist ein Diagramm, das die generelle Konfiguration eines Verbrennungsmotors und dessen Einlass- und Auslasssystemen gemäß dieser zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Zusätzlich zu der oben genannten Konfiguration, die in 1 zu sehen ist, ist die Konfiguration, die in 9 zu sehen ist, mit einem Ladedruckregelventil bzw. Wastegate-Ventil (WGV) 54 bereitgestellt, das in einem Umgehungsdurchgang 52 an der stromabwärts gelegenen Seite eines im Wesentlichen mittleren Abschnitts zwischen dessen Einlass 52c und dessen Auslass 52a angeordnet ist. Das WGV 54 stellt die Strömungsrate des Abgases, das durch den Umgehungsdurchgang 52 strömt, durch ein Ändern eines Abgaskanalquerschnittsbereichs in dem Umgehungsdurchgang 52 ein. Dann wird der Grad einer Öffnung von dem WGV 54 (im Nachfolgenden manchmal als der „WGV-Öffnungsgrad“ bezeichnet) durch ein ECU 10 gesteuert. Hier weist, wenn das Abgas, das durch das WGV 54 hindurchgeht, durch das WGV 54 gedrosselt wird, das so gedrosselte Abgas eine Tendenz auf, sich mit einer Verbreitung zu dem Abgaskanalquerschnittsbereich in dem Umgehungsdurchgang 52 oder einem Auslassdurchgang 5 zu verteilen. Dann wird, falls solch ein Abgas in einen Dreiwegekatalysator 51 hinein strömt, ohne durch den Umgehungsdurchgang 52 korrigiert oder reguliert zu werden, ein Strömen in einen weiten bzw. breiten Bereich in einer stromaufwärtsseitigen Endfläche 51a des Dreiwegekatalysators 51 hinein leicht.
Hier wird, angenommen, dass das WGV 54 eine Struktur hat, in der ein Ventilkörperabschnitt von diesem an seiner einen Seite schwingbar gestützt ist, so dass der Grad einer Öffnung von diesem durch das Schwingen des Ventilkörperabschnitts geändert wird, wenn das WGV 54 in einem vorgegebenen stromabwärtsseitigen Abschnitt 52d (durch eine schraffierte Region in 9 gekennzeichnet) des Umgehungsdurchgangs 52, der den Auslass 52a enthält, angeordnet ist, die Strömung des Abgases durch den Ventilkörperabschnitt geführt, so dass, selbst wenn der WGV-Öffnungsgrad kleiner als der Grad einer Öffnung in dessen völlig geöffneten Zustand ist, das Abgas in den Dreiwegekatalysator 51 hinein strömt, bevor es sich mit einer Verbreitung zu dem Abgaskanalquerschnittsbereich in dem Auslassdurchgang 5 verteilt. Jedoch ist in der Konfiguration, die in 9 zu sehen ist, das WGV 54 an der stromaufwärts gelegenen Seite des stromabwärtsseitigen Abschnitts 52d angeordnet, als Folge dessen, wenn der WGV-Öffnungsgrad kleiner als der Grad einer Öffnung in dessen völlig geöffneten Zustand gemacht wird, das Abgas, das durch das WGV 54 gedrosselt wird, eine Tendenz aufweist, sich mit einer Verbreitung zu dem Abgaskanalquerschnittsbereich in dem Umgehungsdurchgang 52 oder dem Auslassdurchgang 5 zu verteilen. Dann wird, falls solch ein Abgas in den Dreiwegekatalysator 51 hinein strömt, ohne durch den Umgehungsdurchgang 52 geregelt zu werden, ein Strömen in einen weiten bzw. breiten Bereich in der stromaufwärtsseitigen Endfläche 51a des Dreiwegekatalysators 51 leicht.
Hier wird in dieser zweiten Ausführungsform basierend auf 10 und 11 ein Bezug auf einen Steuerungsablauf, der durch das ECU 10 ausgeführt wird, gemacht.
10 ist ein Zeitdiagramm, dass die Änderungen über Zeit eines Beschleunigeröffnungsgrads, eines Anforderungsflags, eines Ausführungsflags, einer Katalysatortemperatur, eines TBV-Öffnungsgrads, eines Drosselöffnungsgrads und eines WGV-Öffnungsgrads zu der Zeit, wenn eine Verschlechterungsunterdrückung-TBV-Steuerung und Verschlechterungsunterdrückung-Drosselsteuerung durch das ECU 10 gemäß dieser zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden, zeigt. Man nehme hier zur Kenntnis, dass in der Erläuterung von 10 das, was verschieden von der oben genannten Erläuterung von 6 ist, in erster Linie erläutert wird. Zusätzlich wird in der Steuerung, die in 10 zu sehen ist, der WGV-Öffnungsgrad gesteuert, um der Grad einer Öffnung in dem völlig geöffneten Zustand zu werden, und zwar während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand des Katalysators, wie es später beschrieben wird.
Zu einem Zeitpunkt t0 in 10 führt der Verbrennungsmotor 1 einen Verstärkungsbetrieb bzw. Verstärkungsvorgang durch. Dann wird gemäß einem Betriebszustand zu dieser Zeit der TBV-Öffnungsgrad auf den Grad einer Öffnung in dem völlig geöffneten Zustand gesteuert und wird der WGV-Öffnungsgrad auf einen verhältnismäßig kleinen Grad einer Öffnung gesteuert. Dann kann zu einem Zeitpunkt t1, bei dem der Beschleunigeröffnungsgrad gleich 0 wird, auch der TBV-Öffnungsgrad auf den Grad einer Öffnung in dem völlig geöffneten Zustand gesteuert werden und kann der WGV-Öffnungsgrad auf den verhältnismäßig kleinen Grad einer Öffnung gesteuert werden. Dann kann, wenn die Steuerung, um das TBV 53 völlig zu schließen, in einem Zustand gestartet wird, in dem der WGV-Öffnungsgrad auf einen verhältnismäßig kleinen Grad einer Öffnung gesteuert worden ist, eine Situation vorkommen, in der der Staudruck des Verbrennungsmotors 1 auf ein großes Ausmaß hochgeht (im Nachfolgenden wird solch eine Situation manchmal als ein „verstopfter Zustand“ bezeichnet). Hier ist, wenn ein Schwellenwert, mit dem es bestimmt wird, ob der verstopfte Zustand vorkommen kann, auf einen WGV-Öffnungsgradschwellenwert WVth festgesetzt wird, der WGV-Öffnungsgrad kleiner als der WGV-Öffnungsgrad des Schwellenwerts WVth zu dem Zeitpunkt t1. In diesem Fall wird, wenn die Steuerung, um das TBV 53 völlig zu schließen, gestartet wird, eine Bestimmung gemacht, dass der verstopfte Zustand vorkommen kann.
Entsprechend wird eine Steuerung, die in 10 zu sehen ist, als Erstes zu dem Zeitpunkt t1, bei dem das Anforderungsflag auf 1 gesetzt wird und die Katalysatortemperatur gleich der Verschlechterungstemperatur Tcde oder höher als diese wird, die Steuerung, um das WGV 54 völlig zu öffnen, vor dem Start der Steuerung, um das TBV 53 völlig zu schließen, gestartet. Dann wird zu einem Zeitpunkt t12, bei dem der WGV-Öffnungsgrad gleich der WGV-Öffnungsgradschwellenwert WVth oder größer als dieser wird, die Steuerung, um das TBV 53 völlig zu schließen, gestartet.
Hier wird in der Steuerung, die in 10 zu sehen ist, der WGV-Öffnungsgrad gesteuert, um der Grad einer Öffnung in dem völlig geöffneten Zustand zu werden, und zwar während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand des Katalysators. Falls der WGV-Öffnungsgrad gesteuert wird, um kleiner als der Grad einer Öffnung in dem völlig geöffneten Zustand zu werden, und zwar während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand des Katalysators, kann das Abgas (Luft) in einen verhältnismäßig weiten bzw. breiten Bereich der stromaufwärtsseitigen Endfläche 51a hinein strömen, wie es oben genannt wurde.
Im Gegensatz dazu wird, wenn der WGV-Öffnungsgrad während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand des Katalysators auf den Grad einer Öffnung in dessen völlig geöffneten Zustand gesteuert wird, wie es in 10 zu sehen ist, eine Situation, in der das Abgas (Luft) durch das WGV 54 verteilt wird, so viel wie möglich unterdrückt. Damit ist es möglich, ein Strömen des Abgases (Luft) in einen verhältnismäßig weiten bzw. breiten Bereich der stromaufwärtsseitigen Endfläche 51a hinein zu unterdrücken. Man nehme hier zur Kenntnis, dass in der Steuerung, die in 10 zu sehen ist, nach dem Zeitpunkt t3, bei dem die Katalysatortemperatur niedriger als die Katalysatorverschlechterungstemperatur Tcde wird, wodurch die Verschlechterungsunterdrückung-TBV-Steuerung und die Verschlechterungsunterdrückung-Drosselsteuerung beendet werden, der WGV-Öffnungsgrad auf einen Grad einer Öffnung WVpr gesteuert wird. Dieser Grad einer Öffnung WVpr ist ein vorgegebener Referenz-WGV-Öffnungsgrad, der durch die Normalsteuerung, die mit der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung einhergeht, erhalten wird. In der Steuerung, die in 10 zu sehen ist, wird der vorgegebene Referenz-WGV-Öffnungsgrad WVpr auf einen Grad einer Öffnung festgesetzt, der kleiner als der WGV-Öffnungsgrad in dem völlig geöffneten Zustand ist. Das liegt daran, dass eine Turbine 61 während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung hochfahren gelassen wird. Jedoch gibt es in dieser zweiten Ausführungsform keine Absicht, sich darauf zu beschränken.
Zusätzlich ist 11 ein Flussdiagramm, dass einen Steuerungsablauf der oben genannten Steuerung, die in 10 zu sehen ist, zeigt. In dieser zweiten Ausführungsform wird dieser Ablauf oder diese Routine in einem vorgegebenen Betriebsintervall in einer sich wiederholenden Art und Weise durch das ECU 10 während dem Betrieb des Verbrennungsmotors 1 durchgeführt.
In dem Ablauf, der in 11 zu sehen ist, wird, falls eine bestätigende Bestimmung in Schritt S104 gemacht wird, anschließend in Schritt S205 der WGV-Öffnungsgrad (WV) gesteuert, um der Grad einer Öffnung in dem völlig geöffneten Zustand zu werden. Man nehme hier zur Kenntnis, dass in der Verarbeitung von Schritt S205 das ECU 10 dem WGV 54 ein Steuerungssignal zuführt, so dass der WGV-Öffnungsgrad (WV) der Grad einer Öffnung in dem völlig geöffneten Zustand wird, und dieses danach auf die folgende Verarbeitung von Schritt S206 schaltet, ohne darauf zu warten, bis das WGV 54 tatsächlich auf den völlig geöffneten Zustand gesteuert wird.
Dann wird es in Schritt S206 bestimmt, ob der WGV-Öffnungsgrad (WV) zu dieser Zeit gleich der WGV-Öffnungsgradschwellenwert WVth oder größer als dieser ist. Hier ist, wie es oben genannt wurde, der WGV-Öffnungsgradschwellenwert WVth der Schwellenwert, mit dem es bestimmt wird, ob der verstopfte Zustand vorkommen kann, und ist dieser in dem ROM von dem ECU 10 im Voraus gespeichert worden. Dann geht, falls eine bestätigende Bestimmung in Schritt S206 gemacht wird (dies entspricht einem Zeitabschnitt nach dem Zeitpunkt t12 und vor dem Zeitpunkt t3 in der oben genannten 10), die Routine von dem ECU 10 zu der Verarbeitung von Schritt S105. Dagegen wird, falls eine negative Bestimmung in Schritt S206 gemacht wird (dies entspricht einem Zeitabschnitt nach dem Zeitpunkt t1 und vor dem Zeitpunkt t12 in der oben genannten 10), dieser Ablauf oder diese Routine beendet. In dem Fall ist das Anforderungsflag Nfrqt gleich 1, jedoch ist die Kraftstoffabschaltungsverarbeitung noch nicht gestartet worden. Das liegt daran, dass, falls der TBV-Öffnungsgrad gesteuert wird, um der Grad einer Öffnung in dem völlig geschlossenen Zustand zu werden, in einem Zustand, in dem der WGV-Öffnungsgrad (WV) kleiner als der WGV-Öffnungsgradschwellenwert WVth ist, der verstopfte Zustand vorkommen kann.
Zudem führt in dem Ablauf oder der Routine, der bzw. die in 11 zu sehen ist, falls eine negative Bestimmung in der Verarbeitung von Schritt S104 gemacht wird, das ECU 10 die Verarbeitung von Schritt S208 durch. In der Verarbeitung von Schritt S208 steuert das ECU 10 das WGV 54, so dass der WGV-Öffnungsgrad (WV) der vorgegebene Referenz-WGV-Öffnungsgrad WVpr wird, und zwar zusätzlich zu einem Durchführen der oben genannten Verarbeitung von Schritt S108 in 7. Danach wird nach der Verarbeitung von Schritt S208 die Ausführung von diesem Ablauf oder dieser Routine beendet.
Durch ein Durchführen dieses Steuerungsablaufs, der oben genannt wurde, macht es auch das ECU 10 möglich, die Verschlechterung des Dreiwegekatalysators 51 so viel wie möglich zu unterdrücken.
Dann wird in dieser zweiten Ausführungsform eine Ventilsteuerungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten, indem das ECU 10 die Verarbeitung der Schritte S105, S107 und S205 des oben genannten Ablaufs, der in 11 zu sehen ist, durchführt.
Modifikation der zweiten Ausführungsform
Als Nächstes wird basierend auf 12 ein Bezug auf eine Modifikation der oben genannten zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemacht. Man nehme hier zur Kenntnis, dass in dieser Modifikation die ausführliche Erläuterung von im Wesentlichen demselben Aufbau und im Wesentlichen derselben Steuerungsverarbeitung wie in den oben genannten ersten und zweiten Ausführungsformen weggelassen wird.
In der oben genannten zweiten Ausführungsform wird der WGV-Öffnungsgrad gesteuert, um der Grad einer Öffnung in dem völlig geöffneten Zustand zu werden, und zwar während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand des Katalysators. Im Gegensatz dazu wird in dieser Modifikation während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand des Katalysators der WGV-Öffnungsgrad gesteuert, um ein Öffnungsgrad D1, der in 12 zu sehen ist, zu werden, was nachstehend beschrieben wird. 12 ist eine Ansicht, die einen Modus schematisch zeigt, in dem das Abgas (Luft) zu der Zeit, wenn eine Verschlechterungsunterdrückung-TBV-Steuerung und eine Verschlechterungsunterdrückung-Drosselsteuerung durchgeführt werden und wenn der WGV-Öffnungsgrad auf den Öffnungsgrad D1 gesteuert wird, in einen Dreiwegekatalysator 51 hinein strömt. Hier ist (b) in 12 ein schematisches Diagramm, das eine stromaufwärtsseitige Endfläche 51a des Dreiwegekatalysators zeigt, und ist diese eine Ansicht für ein Erläutern des Zustroms des Abgases (Luft) in die stromaufwärtsseitige Endfläche 51a. Dann ist in dem Aufbau, der in 12 zu sehen ist, eine Trennplatte 5d in einem Umgehungsdurchgang 52 und einem Auslassdurchgang 5 zwischen einem WGV 54 und dem Dreiwegekatalysator 51 angeordnet. Die Trennplatte 5d ist auf solch eine Art und Weise aufgebaut, dass, wenn der WGV-Öffnungsgrad der Öffnungsgrad D1 wird, der Ventilkörper von dem WGV 54 an die Trennplatt 5d angrenzt bzw. anstößt, so dass die Strömung des Abgases (Luft) durch den Angrenzungszustand bzw. Anstoßzustand von dieser definiert werden kann. Zusätzlich erstreckt sich die Trennplatte 5d bis gleich über die stromaufwärtsseitige Endfläche 51a des Dreiwegekatalysators 51.
In solch einem Aufbau wird, wenn der WGV-Öffnungsgrad während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand des Katalysators auf den Öffnungsgrad D1 gesteuert wird, die Verbreitung des Abgases (Luft) unterdrückt. Zu dieser Zeit wird der Zustrombereich des Abgases (Luft) in die stromaufwärtsseitige Endfläche 51a durch eine schraffierte Region, die mit einer gestrichelten Linie C6 in (b) von 12 umgeben ist, repräsentiert. Zusätzlich ist die oben genannte gestrichelte Linie C3, die in (b) von 5A zu sehen ist, ebenso in (b) von 12 zu sehen. Dann wird, wie es in (b) von 12 zu sehen ist, ein Strömen des Abgases (Luft) zu dieser Zeit in einen engeren Bereich der stromaufwärtsseitigen Endfläche 51a hinein leicht.
Hier steuert in dieser Modifikation in Fällen, in denen der oben genannte Steuerungsablauf, der in 11 zu sehen ist, durchgeführt wird, und zwar in der Verarbeitung von Schritt S205, das ECU 10 das WGV 54, so dass der WGV-Öffnungsgrad (WV) der Öffnungsgrad D1 wird.
Gemäß dieser Modifikation wird das Abgas (Luft) durch den engeren Bereich des Abgasströmungsdurchgangs in dem Dreiwegekatalysator 51 strömen. Entsprechend wird ein Verschlechtern des Dreiwegekatalysators 51 in einem verhältnismäßig weiten bzw. breiten Bereich von diesem auf eine geeignete Art und Weise während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand des Katalysators unterdrückt. Mit anderen Worten wird die Verschlechterung des Dreiwegekatalysators 51 so viel wie möglich unterdrückt.
Dritte Ausführungsform
Als Nächstes wird basierend auf 13, 14A und 14B ein Bezug auf eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemacht. Man nehme hier zur Kenntnis, dass in dieser dritten Ausführungsform die ausführliche Erläuterung von im Wesentlichen demselben Aufbau und im Wesentlichen derselben Steuerungsverarbeitung wie in den oben genannten ersten und zweiten Ausführungsformen weggelassen wird.
In dieser dritten Ausführungsform ist ein WGV 54 in einem Auslass 52a eines Umgehungsdurchgangs 52 angeordnet. 13 ist ein Diagramm, das die generelle Konfiguration von dem WGV 54 gemäß dieser dritten Ausführungsform zeigt. In 13 repräsentiert eine durchgehende Linie das WGV 54 in seinem Ventil-geschlossen-Zustand und repräsentiert eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie das WGV 54 in seinem Ventil-geöffnet-Zustand. Das WGV 54 hat eine Struktur, in der ein Ventilkörperabschnitt 54a von diesem an seiner einen Seite durch eine Antriebswelle 54b gestützt wird. Mit solch einer Struktur wird, wenn ein Rotieren der Antriebswelle 54b durch einen Aktuator (nicht zu sehen) veranlasst wird, der Ventilkörperabschnitt 54a um die Antriebswelle 54b geschwungen bzw. geschwenkt, wodurch sich der WGV-Öffnungsgrad ändert. Dann ist es derart aufgebaut, dass sich, wenn sich der WGV-Öffnungsgrad ändert, die Richtung der Strömung des Umgehungsabgases ändert. Mit anderen Worten ist der Aufbau derart, dass, wenn das WGV 54 in seinem Ventil-geöffnet-Zustand ist, die Strömung des Umgehungsabgases durch eine Umschließungsfläche 54c (eine Fläche, die den Auslass 52a des Umgehungsdurchgangs 52 zu der Zeit des Schließens von dem WGV 54 schließt) in dem Ventilkörperabschnitt 54a von dem WGV 54 geführt wird. Dann strömt, wenn solch ein WGV 54 in dem Auslass 52a des Umgehungsdurchgangs 52 angeordnet ist, das Umgehungsabgas, das durch die Schließfläche 54c des Ventilkörperabschnitts 54a geführt wird, in eine stromaufwärtsseitige Endfläche 51a eines Dreiwegekatalysators 51 hinein, bevor es sich verteilt. Folglich wird sich, wenn die Richtung der Strömung des Umgehungsabgases durch das Ändern des WGV-Öffnungsgrads geändert wird, der Zustrombereich des Abgases auf die stromaufwärtsseitige Endfläche 51a entsprechend ändern.
Dann steuert in dieser Ausführungsform, wenn der Dreiwegekatalysator 51 nicht aufgewärmt worden ist, ein ECU 10 den TBV-Öffnungsgrad und den WGV-Öffnungsgrad jeweilig auf vorgegebene Grade einer Öffnung. Insbesondere steuert das ECU 10 den TBV-Öffnungsgrad zu der Zeit eines Aufwärmens des Dreiwegekatalysators 51 auf den Grad einer Öffnung in dessen völlig geschlossenen Zustand. Damit wird ein Verringern der Energie des Abgases, das aus einer Wärmeverteilung zu einer Turbine 61 in dessen kaltem Zustand resultiert, unterdrückt, was es dadurch möglich macht, das Aufwärmen des Dreiwegekatalysators 51 in einem verhältnismäßig frühen Stadium zu vervollständigen. Zusätzlich steuert das ECU 10 ebenso den WGV-Öffnungsgrad zu der Zeit eines Aufwärmens des Dreiwegekatalysators 51 auf einen ersten vorgegebenen Öffnungsgrad. Man nehme hier zur Kenntnis, dass das ECU 10 als eine Aufwärmungssteuerungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung fungiert, indem der WGV-Öffnungsgrad zu der Zeit eines Aufwärmens des Dreiwegekatalysators 51 auf den ersten vorgegebenen Öffnungsgrad gesteuert wird.
Des Weiteren steuert in dieser dritten Ausführungsform während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand des Katalysators das ECU 10 den WGV-Öffnungsgrad auf solch eine Art und Weise, dass der WGV-Öffnungsgrad ein zweiter vorgegebener Öffnungsgrad, der verschieden von dem ersten vorgegebenen Öffnungsgrad ist, wird. In diesem Fall ist ein Bereich, in dem ein Verschlechtern des Dreiwegekatalysators 51 während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand des Katalysators leicht wird, verschieden von einem Strömungsdurchgangsbereich (im Nachfolgende manchmal als ein „Aufwärmströmungsdurchgangsbereich“ bezeichnet) in dem Dreiwegekatalysator 51, durch den das Abgas in erster Linie zu der Zeit eines Aufwärmens des Dreiwegekatalysators 51 strömt. Mit anderen Worten wird die Verschlechterung des Dreiwegekatalysators 51 in dem Aufwärmströmungsdurchgangsbereich so viel wie möglich unterdrückt. Man nehme hier zur Kenntnis, dass eine Ventilsteuerungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung erreicht bzw. erzielt wird, indem das ECU 10 den WGV-Öffnungsgrad auf solch eine Art und Weise steuert, dass der WGV-Öffnungsgrad der zweite vorgegebene Öffnungsgrad wird, der verschieden von dem ersten vorgegebenen Öffnungsgrad ist, und zwar während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand des Katalysators.
Zusätzlich kann das ECU 10 die Steuerung des WGV-Öffnungsgrads durch ein Festsetzen des ersten vorgegebenen Öffnungsgrads und des zweiten vorgegebenen Öffnungsgrads durchführen, wie es in 14A und 14B, die nachstehend erläutert werden, zu sehen ist. 14A ist eine Ansicht, die einen Modus schematisch zeigt, in dem das Abgas zu der Zeit, wenn der Dreiwegekatalysator 51 aufgewärmt wird, in den Dreiwegekatalysator 51 hinein strömt. Hier ist (b) in 14 ein schematisches Diagramm, das die stromaufwärtsseitige Endfläche 51a des Dreiwegekatalysators 51 zeigt, und ist diese eine Ansicht für ein Erläutern des Zustrombereichs des Abgases in die stromaufwärtsseitige Endfläche 51a. Man nehme hier zur Kenntnis, dass in 14A der TBV-Öffnungsgrad auf den Grad einer Öffnung in dessen völlig geschlossenem Zustand gesteuert wird, und in 5B der WGV-Öffnungsgrad auf den Grad einer Öffnung in dessen völlig geöffneten Zustand gesteuert wird. Mit anderen Worten entspricht in der Steuerung, die in 14A zu sehen ist, der WGV-Öffnungsgrad in seinem völlig geöffneten Zustand dem ersten vorgegebenen Öffnungsgrad. Ebenso ist 14B eine Ansicht, die einen Modus schematisch zeigt, in dem das Abgas (Luft) zu der Zeit, wenn eine Verschlechterungsunterdrückung-TBV-Steuerung und eine Verschlechterungsunterdrückung-Drosselsteuerung durchgeführt werden und wenn der WGV-Öffnungsgrad auf einen Öffnungsgrad D2 (einen zweiten vorgegebenen Öffnungsgrad) gesteuert wird, in den Dreiwegekatalysator 51 hinein strömt. Hier ist (b) in 14B ein schematisches Diagramm, das die stromaufwärtsseitige Endfläche 51a des Dreiwegekatalysators zeigt, und ist diese eine Ansicht für ein Erläutern des Zustrombereichs des Abgases (Luft) in die stromaufwärtsseitige Endfläche 51a.
Dann strömt, wenn der WGV-Öffnungsgrad auf dem Grad einer Öffnung in dessen völlig geöffneten Zustand (dem ersten vorgegebenen Öffnungsgrad) gesteuert wird, das Umgehungsabgas in eine Region hinein, die auf der stromaufwärtsseitigen Endfläche 51a ist und die den zentralen Abschnitt der stromaufwärtsseitigen Endfläche 51a enthält (im Nachfolgenden manchmal als eine „erste vorgegebene Region“ bezeichnet), wie es durch eine schraffierte Region, die mit einer gestrichelten Linie C7 in (b) von 14A umgeben ist, repräsentiert wird. Dagegen strömt, wenn der WGV-Öffnungsgrad auf den Öffnungsgrad D2 (den zweiten vorgegebenen Öffnungsgrad) gesteuert wird, das Umgehungsabgas in eine Region hinein, die auf der stromaufwärtsseitigen Endfläche 51a ist und die an der Außenseite der ersten vorgegebenen Region ist (im Nachfolgenden manchmal als eine „zweite vorgegebene Region“ bezeichnet), wie es durch eine schraffierte Region, die mit einer gestrichelten Linie C8 in (b) von 14B zu sehen ist, repräsentiert wird. Entsprechend wird, wenn der Dreiwegekatalysator 51 aufgewärmt wird, das Abgas in die erste vorgegebene Region hinein strömen, wohingegen während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand des Katalysators das Abgas (Luft) in die zweite vorgegebene Region hinein strömt.
Folglich wird, wenn das Abgas in die erste vorgegebene Region hinein strömt, ein Kollidieren bzw. Prallen des Abgases mit bzw. gegen eine Wandfläche des Auslassdurchgangs 5 schwer, wie es in 14A zu sehen ist. In diesem Fall wird eine Wärmeübertragung zwischen dem Abgas und der Wandfläche des Auslassdurchgangs 5 unterdrückt. Mit anderen Worten wird eine Situation, in der sich zu der Zeit eines Aufwärmens des Dreiwegekatalysators 51 eine Wärme von dem Abgas zu der Wandfläche des Auslassdurchgangs 5 bewegt, unterdrückt. Damit kann zu der Zeit eines Aufwärmens des Dreiwegekatalysators 51 die Temperatur des Abgases, das in den Dreiwegekatalysator 51 hinein strömt, so hoch wie möglich gemacht werden. Infolgedessen wird es möglich, den Dreiwegekatalysator 51 früh aufzuwärmen.
Zudem strömt während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltung in dem Hohe-Temperatur-Zustand des Katalysators das Abgas (Luft) in die zweite vorgegebene Region (die schraffierte Region, die mit der gestrichelten Linie C8 umgeben ist) an der Außenseite der ersten vorgegebenen Region (der schraffierten Region, die mit der gestrichelten Linie C7 umgeben ist) hinein, wie es in 14B zu sehen ist, so dass die Verschlechterung des Dreiwegekatalysators 51 in dem Aufwärmströmungsdurchgangsbereich so viel wie möglich unterdrückt wird. Infolgedessen wird eine Situation, in der sich Abgasemissionen zu der Zeit eines Aufwärmens des Dreiwegekatalysators 51 verschlechtern, unterdrückt.
Hier steuert in dieser dritten Ausführungsform in Fällen, in denen der oben genannte Steuerungsablauf, der in 11 zu sehen ist, durchgeführt wird, in der Verarbeitung von Schritt S205 das ECU 10 das WGV 54, so dass der WGV-Öffnungsgrad (WV) der Öffnungsgrad D2 (der zweite vorgegebene Öffnungsgrad) wird.
Bezugszeichenliste

1:: Verbrennungsmotor
2:: Zylinder
3:: Kraftstoffeinspritzventil
4:: Einlassdurchgang
5:: Auslassdurchgang
5a:: Turbinenseitiger Auslassdurchgang
6:: Turbolader
10:: ECU
41:: Drosselventil
43:: Luftdurchflussmesser
51:: Dreiwegekatalysator
51a:: Stromaufwärtsseitige Endfläche
52:: Umgehungsdurchgang
52a:: Auslass
52d:: Vorgegebener stromabwärtsseitiger Abschnitt
53:: Turboumgehungsventil (TBV)
54:: Wastegate-Ventil (WGV)
55:: Temperaturmesswertgeber
60:: Kompressor
61:: Turbine

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

JP 2011027058 [0004]

Claims

Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor, das aufweist: ein Drosselventil, das in einem Einlassdurchgang des Verbrennungsmotors angeordnet ist, einen Turbolader mit einer Turbine, der in einem Auslassdurchgang des Verbrennungsmotors angeordnet ist, einen Abgasreinigungskatalysator, der in dem Auslassdurchgang an der stromabwärts gelegenen Seite der Turbine angeordnet ist, wobei der Abgasreinigungskatalysator eine Fähigkeit hat, Sauerstoff in einem Abgas zu speichern, einen Umgehungsdurchgang, der sich von dem Auslassdurchgang an einer Stelle stromaufwärts der Turbine abzweigt und mit dem Auslassdurchgang an einer Stelle stromaufwärts des Abgasreinigungskatalysators zusammenläuft, während die Turbine umgangen wird, wobei der Umgehungsdurchgang aufgebaut ist, um einen Auslass zu haben, dessen Durchmesser kleiner als ein Durchmesser einer stromaufwärtsseitigen Endfläche des Abgasreinigungskatalysators ist, und dieser ebenso aufgebaut ist, um eine Richtung einer Strömung eines Umgehungsabgases, das das Abgas ist, das aus dem Umgehungsdurchgang heraus in den Auslassdurchgang hinein strömt, zu der stromaufwärtsseitigen Endfläche des Abgasreinigungskatalysators hin zu leiten, ein Turboumgehungsventil, das in dem Auslassdurchgang zwischen einem Abzweigungsabschnitt des Umgehungsdurchgangs und einem Zusammenlaufabschnitt des Umgehungsdurchgangs angeordnet ist, wobei das Turboumgehungsventil imstande ist, eine Strömungsrate des Abgases, das durch die Turbine hindurchgeht, einzustellen, eine Kraftstoffabschaltungsverarbeitungseinheit, die konfiguriert ist, um eine Kraftstoffabschaltungsverarbeitung, die die Zufuhr von Kraftstoff in einen Zylinder des Verbrennungsmotors während einem Betrieb des Verbrennungsmotors stoppt, durchzuführen, und eine Ventilsteuerungseinheit, die konfiguriert ist, um eine Verschlechterungsunterdrückungssteuerung durchzuführen, die einen Grad einer Öffnung des Turboumgehungsventils und einen Grad einer Öffnung des Drosselventils auf solch eine Art und Weise steuert, dass, wenn eine Temperatur des Abgasreinigungskatalysators gleich einer vorgegebenen Temperatur in dem Lauf der Ausführung der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung durch die Kraftstoffabschaltungsverarbeitungseinheit oder höher als diese ist, der Grad einer Öffnung des Turboumgehungsventils kleiner wird und der Grad einer Öffnung des Drosselventils größer wird, als der Fall, wenn die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators niedriger als die vorgegebene Temperatur in dem Lauf der Ausführung der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung ist.
Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 1, das des Weiteren aufweist: ein Wastegate-Ventil, das in dem Umgehungsdurchgang an der stromaufwärts gelegenen Seite eines vorgegebenen stromabwärtsseitigen Abschnitts von diesem, der dessen Auslass enthält, angeordnet ist, wobei ein Abgaskanalquerschnittsbereich in dem Umgehungsdurchgang imstande ist, geändert zu werden, wobei die Ventilsteuerungseinheit einen Grad einer Öffnung des Wastegate-Ventils auf solch eine Art und Weise steuert, dass der Grad einer Öffnung des Wastegate-Ventils ein Grad einer Öffnung in dessen völlig geöffneten Zustand wird, wenn die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators gleich der vorgegebenen Temperatur in dem Lauf der Ausführung der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung durch die Kraftstoffabschaltungsverarbeitungseinheit oder höher als diese ist.
Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 1, das des Weiteren aufweist: ein Wastegate-Ventil, das in einem vorgegebenen stromabwärtsseitigen Abschnitt des Umgehungsdurchgangs, der dessen Auslass enthält, angeordnet ist, wobei ein Abgaskanalquerschnittsbereich in dem Umgehungsdurchgang imstande ist, geändert zu werden, wobei das Wastegate-Ventil eine Struktur hat, in der sich ein Grad einer Öffnung des Wastegate-Ventils ändert, wenn ein Ventilkörperabschnitt von diesem mit einer Seite von diesem, die gestützt wird, schwingt, so dass sich die Richtung der Strömung des Umgehungsabgases ändert, wenn sich der Grad einer Öffnung des Wastegate-Ventils ändert, wobei das Wastegate-Ventil aufgebaut ist, um die Richtung der Strömung des Umgehungsgases zu der stromaufwärtsseitigen Endfläche des Abgasreinigungskatalysators in einem vorgegebenen Öffnungsgradbereich zu leiten, und eine Aufwärmsteuerungseinheit, die konfiguriert ist, um den Grad einer Öffnung des Wastegate-Ventils zu der Zeit eines Aufwärmens des Abgasreinigungskatalysators auf einen ersten vorgegebenen Öffnungsgrad zu steuern, wobei die Ventilsteuerungseinheit den Grad einer Öffnung des Wastegate-Ventils auf solch eine Art und Weise steuert, dass der Grad einer Öffnung des Wastegate-Ventils ein zweiter vorgegebener Öffnungsgrad, der verschieden von dem ersten vorgegebenen Öffnungsgrad ist, wird, wenn die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators gleich der vorgegebenen Temperatur in dem Lauf der Ausführung der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung durch die Kraftstoffabschaltungsverarbeitungseinheit oder höher als diese ist.
Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 3, wobei der erste vorgegebene Öffnungsgrad auf solch eine Art und Weise festgesetzt wird, dass, wenn der Grad einer Öffnung des Wastegate-Ventils durch die Aufwärmsteuerungseinheit auf den ersten vorgegebenen Öffnungsgrad gesteuert wird, das Umgehungsabgas in eine erste vorgegebene Region hinein strömt, die auf der stromaufwärtsseitigen Endfläche des Abgasreinigungskatalysators ist und die einen zentralen Abschnitt auf der stromaufwärtsseitigen Endfläche des Abgasreinigungskatalysators enthält, und der zweite vorgegebene Öffnungsgrad auf solch eine Art und Weise festgesetzt wird, dass, wenn der Grad einer Öffnung des Wastegate-Ventils durch die Ventilsteuerungseinheit auf den zweiten vorgegebenen Öffnungsgrad gesteuert wird, das Umgehungsabgas in eine zweite vorgegebene Region hinein strömt, die auf der stromaufwärtsseitigen Endfläche des Abgasreinigungskatalysators ist und die an der Außenseite der ersten vorgegebenen Region ist.
Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei wenn sich die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators von einer Temperatur, die gleich der vorgegebenen Temperatur oder höher als diese ist, auf eine Temperatur, die niedriger als die vorgegebene Temperatur ist, in dem Lauf der Ausführung der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung durch die Kraftstoffabschaltungsverarbeitungseinheit ändert, die Ventilsteuerungseinheit die Verschlechterungsunterdrückungssteuerung beendet und diese den Grad einer Öffnung des Turboumgehungsventils und den Grad einer Öffnung des Drosselventils auf solch eine Art und Weise steuert, dass der Grad einer Öffnung des Turboumgehungsventils ein vorgegebener Referenz-TBV-Öffnungsgrad, der ein normaler Grad einer Öffnung des Turboumgehungsventils in dem Lauf der Ausführung der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung ist, wird und der Grad einer Öffnung des Drosselventils ein vorgegebener Referenzdrosselöffnungsgrad, der ein normaler Grad einer Öffnung des Drosselventils in dem Lauf einer Ausführung der Kraftstoffabschaltungsverarbeitung ist, wird.