DE102019118928A1

DE102019118928A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors

Info

Publication number: DE102019118928A1
Application number: DE102019118928.4A
Authority: DE
Inventors: Yuto Ikeda; Yuki NOSE; Yoshiyuki Shogenji; Hirokazu Ando
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-08-21
Filing date: 2019-07-12
Publication date: 2020-02-27
Anticipated expiration: 2039-07-13
Also published as: US10968847B2; CN110848037A; JP2020029784A; US20200063675A1; DE102019118928B4; JP7040358B2

Abstract

Eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor beinhaltet eine Verarbeitungsschaltung. Die Verarbeitungsschaltung ist konfiguriert, um einen Spülprozess auszuführen, der den im Behälter eingeschlossenen Kraftstoffdampf in die Ansaugleitung saugt, indem das Spülventil gesteuert wird, einen Kraftstoffzuführprozess, der das Luft-Kraftstoff-Gemisch, das den dem Zylinder zugeführten Kraftstoff umfasst, in die Abgasleitung leitet, ohne das Luft-Kraftstoff-Gemisch im Zylinder zu verbrennen, und einen Kraftstoffversorgungsprozess, der dem Zylinder Kraftstoff zuführt, wenn der Kraftstoffzuführprozess durchgeführt wird. Die Verarbeitungsschaltung ist ferner konfiguriert, um den Kraftstoffversorgungsprozess durch Ausführen des Spülprozesses durchzuführen.

Description

HINTERGRUND
Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors.
Beschreibung des Standes der Technik
Die US-Patentanmeldung US 2014/041362 A1 offenbart einen fremdgezündeten Verbrennungsmotor bzw. Ottomotor. Der fremdgezündete Verbrennungsmotor bzw. Ottomotor beinhaltet einen in einer Abgasleitung angeordneten Dreiwegekatalysator und einen in der Abgasleitung auf einer stromabwärts gelegenen Seite des Dreiwegekatalysators angeordneten Filter, um Partikel aus dem Abgas zu entfernen.
Ein Kraftstoffzuführprozess (fuel feeding process) wird durchgeführt, um die Temperatur des Dreiwegekatalysators zu erhöhen, um die auf dem Filter abgelagerten Partikel zu verbrennen und zu entfernen. Bei dem Kraftstoffzuführprozess wird Kraftstoff in einen Zylinder in einem Zustand eingespritzt, bei dem die Funkenentladung einer Zündkerze gestoppt ist, so dass das Luft-Kraftstoff-Gemisch in die Abgasleitung gesaugt wird, ohne im Zylinder verbrannt zu werden. Das in die Abgasleitung gesaugte unverbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch strömt dann in den Dreiwegekatalysator und wird im Dreiwegekatalysator verbrannt. Wenn die durch die Verbrennung erzeugte Wärme die Temperatur des Dreiwegekatalysators erhöht, wird auch die Temperatur des vom Dreiwegekatalysator zum Filter strömenden Gases erhöht. Dann erhöht die Wärme des Hochtemperaturgases die Temperatur des Filters auf die Zündtemperatur der Partikel oder höher, so dass die auf dem Filter abgelagerten Partikel verbrannt und entfernt werden. Um eine Überhitzung des Dreiwegekatalysators durch übermäßig zugeführten Kraftstoff zu verhindern, wird bei diesem Kraftstoffzuführprozess die Kraftstoffeinspritzmenge im Vergleich zu der Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches, das Kraftstoff enthält, im Zylinder, verringert.
Bei dem vorstehend beschriebenen Verbrennungsmotor spritzt und fördert der Kraftstoffzuführprozess Kraftstoff von einem Kraftstoffeinspritzventil in den Zylinder und verbraucht den in einem Kraftstofftank gespeicherten Kraftstoff. Somit senkt der Kraftstoffzuführprozess die Kraftstoffeffizienz (erhöht den Kraftstoffverbrauch).
KURZFASSUNG
Diese Kurzfassung soll eine Auswahl von Konzepten in vereinfachter Form vorstellen, die nachstehend in der detaillierten Beschreibung näher beschrieben werden. Diese Kurzfassung soll weder die Hauptmerkmale oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Gegenstands identifizieren, noch soll sie als Hilfsmittel bei der Bestimmung des Umfangs des beanspruchten Gegenstands dienen.
Nach einem allgemeinen Aspekt wird eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor geschaffen. Der Verbrennungsmotor beinhaltet einen Kraftstofftank, der Kraftstoff enthält, ein Kraftstoffeinspritzventil, das konfiguriert ist, um den Kraftstoff aus dem Kraftstofftank einzuspritzen, einen Zylinder, in den ein Luft-Kraftstoff-Gemisch, das den durch das Kraftstoffeinspritzventil eingespritzten Kraftstoff enthält, gesaugt wird, eine Zündvorrichtung, die konfiguriert ist, um das in den Zylinder gesaugte Luft-Kraftstoff-Gemisch zu zünden, eine Abgasleitung, durch die aus dem Zylinder ausgetragenes Abgas strömt, eine Ansaugleitung, die konfiguriert ist, um Ansaugluft in den Zylinder zu saugen, einen Dreiwegekatalysator, der in der Abgasleitung angeordnet ist, einen Behälter, der konfiguriert ist, um im Kraftstofftank erzeugten Kraftstoffdampf einzuschließen, eine Spülleitung, die konfiguriert ist, um den im Behälter eingeschlossenen Kraftstoffdampf in die Ansaugleitung zu saugen, und ein Spülventil, das konfiguriert ist, um eine Durchflussmenge des durch den Spülleitung strömenden Kraftstoffdampfs einzustellen. Die Steuervorrichtung beinhaltet eine Verarbeitungsschaltung. Die Verarbeitungsschaltung ist konfiguriert, um einen Spülprozess, der den im Behälter eingeschlossenen Kraftstoffdampf in die Ansaugleitung saugt, indem das Spülventil gesteuert wird, einen Kraftstoffzuführprozess, der das Luft-Kraftstoff-Gemisch, das den dem Zylinder zugeführten Kraftstoff umfasst, in die Abgasleitung leitet, ohne das Luft-Kraftstoff-Gemisch im Zylinder zu verbrennen, und Kraftstoffversorgungsprozess (fuel supply process), der dem Zylinder Kraftstoff zuführt, wenn der Kraftstoffzuführprozess durchgeführt wird, auszuführen. Die Verarbeitungsschaltung ist ferner konfiguriert, um den Kraftstoffversorgungsprozess durch Durchführen des Spülprozesses durchzuführen.
Nach einem weiteren allgemeinen Aspekt wird ein Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors angegeben. Der Verbrennungsmotor beinhaltet einen Kraftstofftank, der Kraftstoff enthält, ein Kraftstoffeinspritzventil, das konfiguriert ist, um den Kraftstoff aus dem Kraftstofftank einzuspritzen, einen Zylinder, in den ein Luft-Kraftstoff-Gemisch, das den durch das Kraftstoffeinspritzventil eingespritzten Kraftstoff enthält, gesaugt wird, eine Zündvorrichtung, die konfiguriert ist, um das in den Zylinder gesaugte Luft-Kraftstoff-Gemisch zu zünden, eine Abgasleitung, durch die aus dem Zylinder ausgetragenes Abgas strömt, eine Ansaugleitung, die konfiguriert ist, um Ansaugluft in den Zylinder zu saugen, einen Dreiwegekatalysator, der in der Abgasleitung angeordnet ist, einen Behälter, der konfiguriert ist, um im Kraftstofftank erzeugten Kraftstoffdampf einzuschließen, eine Spülleitung, die konfiguriert ist, um den im Behälter eingeschlossenen Kraftstoffdampf in die Ansaugleitung zu saugen, und ein Spülventil, das konfiguriert ist, um eine Durchflussmenge des durch den Spülleitung strömenden Kraftstoffdampfs einzustellen. Das Verfahren beinhaltet das Durchführen eines Spülprozesses, der den im Behälter eingeschlossenen Kraftstoffdampf in die Ansaugleitung saugt, durch Steuern des Spülventils, das Durchführen eines Kraftstoffzuführprozess, der das Luft-Kraftstoff-Gemisch, das den dem Zylinder zugeführten Kraftstoff umfasst, in die Abgasleitung leitet, ohne das Luft-Kraftstoff-Gemisch im Zylinder zu verbrennen, das Durchführen eines Kraftstoffversorgungsprozesses, der dem Zylinder Kraftstoff zuführt, wenn der Kraftstoffzuführprozess durchgeführt wird, und das Durchführen des Kraftstoffversorgungsprozesses durch Durchführen des Spülprozesses.
Weitere Merkmale und Aspekte ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung, welche den Aufbau eines Hybridfahrzeugs mit einer Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt.
2 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf einer Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung veranschaulicht, die von der in 1 dargestellten Steuervorrichtung ausgeführt wird.
3 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf eines Kraftstoffversorgungsprozesses veranschaulicht, der von der in 1 dargestellten Steuervorrichtung ausgeführt wird.
4 ist ein Flussdiagramm, das einen Teil eines Kraftstoffversorgungsprozesses darstellt, das gemäß einer zweiten Ausführungsform ausgeführt wird.

In den Zeichnungen und in der detaillierten Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente. Die Zeichnungen brauchen hierbei nicht maßstabsgetreu sein, und die relative Größe, die Proportionen und die Darstellung der Elemente in den Zeichnungen können aus Gründen der Übersichtlichkeit, Illustration und Bequemlichkeit übertrieben sein.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Diese Beschreibung bietet ein umfassendes Verständnis der beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und/oder Systeme. Änderungen und Äquivalente der beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und/oder Systeme sind für den Fachmann ersichtlich. Die Abläufe von Vorgängen sind beispielhaft und können geändert werden, wie für den Fachmann ersichtlich ist, mit Ausnahme von Vorgängen, die notwendigerweise in einer bestimmten Reihenfolge erfolgen. Beschreibungen von Funktionen und Konstruktionen, die dem Fachmann geläufig sind, können weggelassen werden.
Beispielhafte Ausführungsformen können unterschiedliche Formen haben und sind nicht auf die beschriebenen Beispiele beschränkt. Die beschriebenen Beispiele sind jedoch gründlich und vollständig und vermitteln dem Fachmann den vollen Umfang der Erfindung.
Erste Ausführungsform
Eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der ersten Ausführungsform wird nun mit Bezug auf die 1 bis 3 beschrieben.
Wie in 1 dargestellt, findet eine Steuervorrichtung der ersten Ausführungsform bei einem fremdgezündeten Verbrennungsmotor bzw. Ottomotor 10 Verwendung, der in ein Hybridfahrzeug (nachfolgend „das Fahrzeug“ genannt) 500 eingebaut ist. Das Fahrzeug 500 beinhaltet zwei Motorgeneratoren, nämlich einen ersten Motorgenerator 71 und einen zweiten Motorgenerator 72. Die Motorgeneratoren 71 und 72 fungieren jeweils als Motor und Generator. Weiterhin beinhaltet das Fahrzeug 500 eine Batterie 77, einen ersten Wechselrichter 75 und einen zweiten Wechselrichter 76. Die Batterie 77 speichert die vom ersten Motorgenerator 71 und dem zweiten Motorgenerator 72 erzeugte Leistung, wenn der erste Motorgenerator 71 und der zweite Motorgenerator 72 als Generatoren fungieren. Weiterhin liefert die Batterie 77 die gespeicherte Energie an den ersten Motorgenerator 71 und den zweiten Motorgenerator 72, wenn der erste Motorgenerator 71 und der zweite Motorgenerator 72 als Motoren fungieren. Der erste Wechselrichter 75 passt die zwischen dem ersten Motorgenerator 71 und der Batterie 77 übertragene Leistungsmenge an, und der zweite Wechselrichter 76 passt die zwischen dem zweiten Motorgenerator 72 und der Batterie 77 übertragene Leistungsmenge an.
Das Fahrzeug 500 beinhaltet einen ersten Planetengetriebemechanismus 40. Der erste Planetengetriebemechanismus 40 beinhaltet ein Sonnenrad 41, das ein Außenrad bzw. außen verzahntes Rad ist, und ein Hohlrad 42, das ein Innenrad bzw. innen verzahntes Rad ist und koaxial zum Sonnenrad 41 angeordnet ist. Zwischen dem Sonnenrad 41 und dem Hohlrad 42 befindet sich eine Mehrzahl von Planetenrädern 43, die sowohl mit dem Sonnenrad 41 als auch mit dem Hohlrad 42 kämmen. Jedes Planetenrad 43 wird von einem Träger 44 so gelagert, dass das Planetenrad 43 frei umlaufen und sich frei drehen kann. Der Träger 44 des ersten Planetengetriebemechanismus 40 ist mit einer Kurbelwelle 14 gekoppelt, die eine Ausgangs- bzw. Abtriebswelle des Verbrennungsmotors 10 ist. Das Sonnenrad 41 ist mit dem ersten Motorgenerator 71 gekoppelt. Weiterhin ist das Hohlrad 42 mit einer Hohlradwelle 45 verbunden. Die Hohlradwelle 45 ist über ein Untersetzungsgetriebe 60 und einen Differentialmechanismus 61 mit den Antriebsrädern 62 gekoppelt. Zusätzlich ist die Hohlradwelle 45 über einen zweiten Planetengetriebemechanismus 50 mit dem zweiten Motorgenerator 72 gekoppelt.
Der zweite Planetengetriebemechanismus 50 beinhaltet ein Sonnenrad 51, das ein Außenrad bzw. außen verzahntes Rad ist, und ein Hohlrad 52, das ein Innenrad bzw. innen verzahntes Rad ist und koaxial zum Sonnenrad 51 angeordnet ist. Zwischen dem Sonnenrad 51 und dem Hohlrad 52 befindet sich eine Mehrzahl von Planetenrädern 53, die sowohl mit dem Sonnenrad 51 als auch mit dem Hohlrad 52 kämmen. Jedes Planetenrad 53 ist drehbar, kann aber nicht umlaufen. Weiterhin ist das Hohlrad 52 des zweiten Planetengetriebemechanismus 50 mit der Hohlradwelle 45 verbunden und das Sonnenrad 51 ist mit dem zweiten Motorgenerator 72 verbunden.
Der Verbrennungsmotor 10 beinhaltet eine Mehrzahl von Zylindern 11, die ein Luft-Kraftstoff-Gemisch verbrennen. Weiterhin beinhaltet der Verbrennungsmotor 10 eine Ansaugleitung 15, die ein Durchgang ist, durch den Luft in jeden Zylinder 11 gesaugt wird. Die Ansaugleitung 15 beinhaltet eine Drosselklappe 16, die eine Ansaugluftmenge einstellt. Ein Abschnitt der Ansaugleitung 15 auf der stromabwärts gelegenen Seite der Drosselklappe 16 ist zu jedem Zylinder verzweigt. Der Abschnitt der Ansaugleitung 15, der zu jedem Zylinder 11 verzweigt ist, ist mit einer Einlassöffnung 15a des Zylinders 11 verbunden. Das heißt, jeder Zylinder 11 ist mit einer Einlassöffnung 15a versehen. Jede Einlassöffnung 15a ist mit einem Kraftstoffeinspritzventil 17 versehen, das Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 90 einspritzt. Das Kraftstoffeinspritzventil 17 ist so ausgelegt, dass die Menge des eingespritzten Kraftstoffs in einem zulässigen Einsatzbereich liegt, so dass die Kraftstoffeinspritzmenge ordnungsgemäß gesteuert werden kann. Mit anderen Worten, die Kraftstoffeinspritzmenge, d.h. die Menge an Kraftstoff, die vom Kraftstoffeinspritzventil 17 eingespritzt wird, muss in einem vorbestimmten Bereich liegen, um eine ordnungsgemäße Steuerung zu ermöglichen. Im Folgenden wird ein unterer Grenzwert der Kraftstoffeinspritzmenge im vorgegebenen Bereich als minimale Einspritzmenge Qmin bezeichnet.
Jeder Zylinder 11 beinhaltet eine Zündvorrichtung 19, die das in den Zylinder 11 angesaugte Luft-Kraftstoff-Gemisch vermittels einer Funkenentladung entzündet. Weiterhin beinhaltet der Verbrennungsmotor 10 eine Abgasleitung 21, die als Auslasspassage dient, durch die das bei der Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches in jedem Zylinder 11 entstehende Abgas strömt. Zur Reinigung des Abgases ist in der Abgasleitung 21 ein Dreiwegekatalysator 22 angeordnet. Weiterhin ist in der Abgasleitung 21 auf einer stromabwärts gelegenen Seite des Dreiwegekatalysators 22 ein Filter 23 angeordnet, um Partikel bzw. Feinstaub aus dem Abgas zu entfernen.
Das Luft-Kraftstoff-Gemisch mit dem vom Kraftstoffeinspritzventil 17 eingespritzten Kraftstoff wird in jeden Zylinder 11 des Verbrennungsmotors 10 gesaugt. Wenn die Zündvorrichtung 19 das Luft-Kraftstoff-Gemisch entzündet, wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch im Zylinder 11 verbrannt. Das bei der Verbrennung entstehende Abgas wird aus dem Zylinder 11 in die Abgasleitung 21 ausgetragen. Im Verbrennungsmotor 10 oxidiert der Dreiwegekatalysator 22 HC und CO und reduziert NOx im Abgas. Weiterhin entfernt der Filter 23 die Partikel aus dem Abgas, um das Abgas zu reinigen.
Der Verbrennungsmotor 10 beinhaltet ferner eine Kraftstoffdampfverarbeitungsvorrichtung, die den im Kraftstofftank 90 erzeugten Kraftstoffdampf zur Ansaugleitung 15 saugt, um den Kraftstoffdampf im Zylinder 11 zu verarbeiten. Die Kraftstoffdampfverarbeitungsvorrichtung beinhaltet einen Behälter 91, eine Spülleitung 93, ein Spülventil 92 und dergleichen. Der Behälter 91 schließt den im Kraftstofftank 90 erzeugten Kraftstoffdampf ein. Die Spülleitung 93 saugt den im Behälter 91 eingeschlossenen Kraftstoffdampf in einen Abschnitt der Ansaugleitung 15 auf einer stromabwärts gelegenen Seite der Drosselklappe 16. Das Spülventil 92 ist an einem Zwischenabschnitt in der Spülleitung 93 vorgesehen, um die Durchflussmenge des durch die Spülleitung 93 strömenden Kraftstoffdampfes einzustellen.
Das Fahrzeug 500 beinhaltet eine Maschinensteuervorrichtung 100, eine Motorsteuervorrichtung 300 und eine Fahrzeugsteuervorrichtung 200. Die Maschinensteuervorrichtung 100 führt verschiedene Steuerungen am Verbrennungsmotor 10 durch. Die Motorsteuervorrichtung 300 führt verschiedene Steuerungen am ersten Motorgenerator 71 und am zweiten Motorgenerator 72 durch. Die Fahrzeugsteuervorrichtung 200 steuert zentral die Maschinensteuervorrichtung 100 und die Motorsteuervorrichtung 300. Weiterhin beinhaltet das Fahrzeug 500 eine Batterieüberwachungsvorrichtung 400, die den Ladezustand (SOC: state of charge) der Batterie 77 überwacht.
Die Batterieüberwachungsvorrichtung 400 ist an die Batterie 77 angeschlossen. Die Batterieüberwachungsvorrichtung 400 beinhaltet eine Zentraleinheit (CPU) und einen Speicher. Daten über den Strom IB, die Spannung VB und die Temperatur TB der Batterie 77 werden in die Batterieüberwachungsvorrichtung 400 eingegeben. Die Batterieüberwachungsvorrichtung 400 führt mit der CPU gemäß dem Strom IB, der Spannung VB und der Temperatur TB im Speicher gespeicherte Programme zur Berechnung des SOC der Batterie 77 aus.
Die Motorsteuervorrichtung 300 ist mit dem ersten Wechselrichter 75 und dem zweiten Wechselrichter 76 verbunden. Die Motorsteuervorrichtung 300 beinhaltet eine Zentraleinheit (CPU) und einen Speicher. Die Motorsteuervorrichtung 300 führt mit der CPU im Speicher gespeicherte Programme aus, um die Menge der von der Batterie 77 an den ersten Motorgenerator 71 und den zweiten Motorgenerator 72 gelieferten Leistung und die Menge der von dem ersten Motorgenerator 71 und dem zweiten Motorgenerator 72 an die Batterie 77 gelieferten Leistung (d.h. den Ladebetrag) zu steuern.
Die Maschinensteuervorrichtung 100, die Motorsteuervorrichtung 300 und die Batterieüberwachungsvorrichtung 400 sind über Kommunikationsanschlüsse mit der Fahrzeugsteuervorrichtung 200 verbunden. Die Fahrzeugsteuervorrichtung 200 beinhaltet auch eine Zentraleinheit (CPU) und einen Speicher. Die Fahrzeugsteuervorrichtung 200 führt im Speicher gespeicherte Programme mit der CPU aus, um verschiedene Steuerungen auszuführen.
Die Fahrzeugsteuervorrichtung 200 empfängt Daten bezüglich des SOC der Batterie 77 von der Batterieüberwachungsvorrichtung 400. Weiterhin ist die Fahrzeugsteuervorrichtung 200 mit einem Gaspedalsensor 86 zum Erfassen des Betrags, um den das Gaspedal von einem Fahrer betätigt wird (Gaspedalbetätigungsbetrag ACP) verbunden, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 87 zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit SP, die die Reisegeschwindigkeit des Fahrzeugs 500 ist, und einem Leistungsschalter 88. Die Fahrzeugsteuervorrichtung 200 empfängt Ausgangssignale von den Sensoren. Der Leistungsschalter 88 ist ein Schalter zur Aktivierung des Systems des Hybridfahrzeugs 500. Wenn der Fahrzeugführer den Leistungsschalter 88 einschaltet, befindet sich das Fahrzeug 500 in einem fahrbereiten Zustand.
Die Fahrzeugsteuervorrichtung 200 berechnet eine vom Fahrzeug benötigte Leistung, die ein erforderlicher Wert der Antriebskraft des Fahrzeugs 500 ist, basierend auf dem Gaspedalbetätigungsbetrag ACP und der Fahrzeuggeschwindigkeit SP. Darüber hinaus berechnet die Fahrzeugsteuervorrichtung 200 ein erforderliches Maschinendrehmoment, ein erstes erforderliches Motordrehmoment und ein zweites erforderliches Motordrehmoment basierend auf der vom Fahrzeug benötigten Leistung, dem SOC und dergleichen. Das erforderliche Maschinendrehmoment ist ein erforderlicher Wert des Ausgangsdrehmoments des Verbrennungsmotors 10. Das erste erforderliche Motordrehmoment ist ein erforderlicher Wert eines Antriebsmoments oder eines regenerativen Drehmoments des ersten Motorgenerators 71. Das zweite erforderliche Motordrehmoment ist ein erforderlicher Wert eines Antriebsmoments oder eines regenerativen Drehmoments des zweiten Motorgenerators 72. Die zum Antreiben des Fahrzeugs 500 erforderliche Drehmomentsteuerung wird mit der Maschinensteuervorrichtung 100 ausgeführt, die die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 10 in Übereinstimmung mit dem erforderlichen Maschinendrehmoment steuert, und mit der Motorsteuervorrichtung 300, die das Drehmoment des ersten Motorgenerators 71 und des zweiten Motorgenerators 72 in Übereinstimmung mit dem ersten erforderlichen Motordrehmoment und dem zweiten erforderlichen Motordrehmoment steuert.
Die Maschinensteuervorrichtung 100 beinhaltet eine Zentraleinheit (im Folgenden als CPU bezeichnet) 110 und einen Speicher 120, der Steuerprogramme und Daten speichert. Die Maschinensteuervorrichtung 100 führt im Speicher 120 gespeicherte Programme mit der CPU 110 aus, um verschiedene Maschinensteuerungen auszuführen.
Die Maschinensteuervorrichtung 100 ist mit einem Luftmassenmesser 81, einem Kühlmitteltemperatursensor 82 und einem Kurbelwinkelsensor 85 verbunden. Der Luftmassenmesser 81 ist ein Ansaugluftmengensensor, der eine Ansaugluftmenge GA erfasst, die als Massenstrom ausgedrückt wird. Der Kühlmitteltemperatursensor 82 erfasst eine Kühlmitteltemperatur THW, die der Kühlmitteltemperatur des Verbrennungsmotors 10 entspricht. Der Kurbelwinkelsensor 85 erfasst einen Drehwinkel der Kurbelwelle 14. Die Maschinensteuervorrichtung 100 empfängt Ausgangssignale von den Sensoren. Die Maschinensteuervorrichtung 100 ist auch mit einem Luft-Kraftstoff- Verhältnis-Sensor 83 verbunden und empfängt ein Ausgangssignal vom Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 83. Der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 83 ist in der Abgasleitung 21 an einer stromaufwärts gelegenen Seite des Dreiwegekatalysators 22 angeordnet und erfasst die Sauerstoffkonzentration im Abgas, d.h. ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis AF des Luft-Kraftstoff-Gemisches. Weiterhin ist die Maschinensteuervorrichtung 100 mit einem Temperatursensor 89 verbunden und empfängt ein Ausgangssignal vom Temperatursensor 89. Der Temperatursensor 89 ist in der Abgasleitung 21 zwischen dem Dreiwegekatalysator 22 und dem Filter 23 vorgesehen und erfasst eine Katalysatoraustrittsgastemperatur THe, die die Temperatur des Abgases nach dem Durchströmen des Dreiwegekatalysators 22 ist.
Die Maschinensteuervorrichtung 100 berechnet eine Motordrehzahl NE basierend auf einem Ausgangssignal Scr des Kurbelwinkelsensors 85. Zusätzlich berechnet die Maschinensteuervorrichtung 100 einen Motorlastfaktor KL basierend auf der Motordrehzahl NE und der Ansaugluftmenge GA. Der Motorlastfaktor KL ist das Verhältnis der aktuellen Zylinderansaugluftmenge bei der aktuellen Motordrehzahl NE zur Zylinderansaugluftmenge, wenn der Verbrennungsmotor 10 bei vollständig geöffneter Drosselklappe 16 im stationären Zustand betrieben wird. Die Zylinderansaugluftmenge ist die Luftmenge, die bei einem Einlasshub in jeden Zylinder 11 strömt.
Die Maschinensteuervorrichtung 100 berechnet eine Katalysatortemperatur Tsc, die die Temperatur des Dreiwegekatalysators 22 ist, und eine Filtertemperatur Tf, die die Temperatur des Filters 23 ist, basierend auf der Katalysatoraustrittsgastemperatur THe und verschiedenen Motorbetriebszuständen wie einem Ansaugladewirkungsgrad und der Motordrehzahl NE. Weiterhin berechnet die Maschinensteuervorrichtung 100 eine PM-Abscheidungsmenge Ps, die die Menge der auf dem Filter 23 abgeschiedenen Partikel ist, basierend auf der Motordrehzahl NE, dem Motorlastfaktor KL, der Filtertemperatur Tf und dergleichen.
Darüber hinaus berechnet die Maschinensteuervorrichtung 100 einen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturwert FAF, um die Differenz zwischen dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis AF, das ein Erfassungswert des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 83 ist, und einem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis AFt zu verringern, und führt dann eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Rückfkopplungssteuerung bzw. Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Regelung durch, um die Kraftstoffeinspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils 17 unter Verwendung des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturwerts FAF zu korrigieren.
Darüber hinaus führt die Maschinensteuervorrichtung 100 einen Spülprozess durch, um den im Behälter 91 eingeschlossenen Kraftstoffdampf in die Ansaugleitung 15 zu saugen, indem sie einen Öffnungsgrad des Spülventils 92 steuert.
In diesem Spülprozess wird ein Soll-Spülverhältnis Rp basierend auf dem Ansaugladewirkungsgrad und einer Dampfkonzentration Lp berechnet, die die Konzentration des dem Zylinder 11 zugeführten Kraftstoffdampfes ist (Massenverhältnis des Kraftstoffs, der in dem Fluid enthalten ist, das vom Behälter 91 zur Ansaugleitung 15 strömt). Hier ist das Spülverhältnis ein Wert, der durch Division eines Massenstroms FV eines Fluids, das aus dem Behälter 91 in die Ansaugleitung 15 strömt, durch die Ansaugluftmenge GA (FV/GA) erhalten wird. Um das Spülverhältnis zum Soll-Spülverhältnis Rp zu regeln, wird ein Öffnungsgradwert des Spülventils 92 berechnet. Insbesondere wird der Öffnungsgrad-Befehlswert des Spülventils 92 basierend auf der Ansaugluftmenge GA berechnet. Anschließend wird das Spülventil 92 so betätigt, dass der Öffnungsgrad des Spülventils 92 gleich dem Öffnungsgrad wird, der dem Öffnungsgrad-Befehlswert entspricht. Wenn das Soll-Spülverhältnis Rp gleich ist, wird der Öffnungsgrad-Befehlswert berechnet, um den Öffnungsgrad des Spülventils 92 mit abnehmender Ansaugluftmenge GA zu verringern. Denn wenn die Ansaugluftmenge GA abnimmt, wird der Druck in der Ansaugleitung 15 niedriger als der Druck im Behälter 91 und das Fluid strömt leichter vom Behälter 91 zur Ansaugleitung 15.
Wenn der Spülprozess in einem Zustand durchgeführt wird, in dem das Soll-Spülverhältnis Rp auf einen Wert größer als „0“ eingestellt ist, kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis AF vom Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis AFt abweichen; in der ersten Ausfiihrungsform wird die Abweichung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses AF vom Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis AFt immer als Ergebnis des aus dem Behälter 91 in den Zylinder 11 strömenden Kraftstoffdampfs betrachtet. Somit spiegelt der bei der Durchführung des Spülprozesses berechnete Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Korrekturwert FAF die Dampfkonzentration Lp wider. In diesem Zusammenhang berechnet die Maschinensteuervorrichtung 100 die Dampfkonzentration Lp basierend auf dem Korrekturwert für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis FAF, der während des Spülprozesses berechnet wird.
Die Fahrzeugsteuervorrichtung 200 fordert die Maschinensteuervorrichtung 100 auf, die Verbrennung im Verbrennungsmotor 10 zu stoppen, wenn das Fahrzeug 500 gestoppt wird oder mit einer niedrigen Geschwindigkeit fährt, unter der Bedingung, dass der SOC der Batterie 77 größer als ein vorgegebener Ladungsbedarfswert ist. Wenn eine solche Aufforderung zum Stoppen der Verbrennung vorliegt, stoppt die Maschinensteuervorrichtung 100 sowohl die Kraftstoffeinspritzung durch das Kraftstoffeinspritzventil 17 als auch die Funkenentladung der Zündvorrichtung 19, um die Verbrennung im Verbrennungsmotor 10 zu stoppen.
Wie vorstehend beschrieben, entfernt der in der Abgasleitung 21 angeordnete Filter 23 im Verbrennungsmotor 10 Partikel bzw. Feinstaub aus dem Abgas. Die Ablagerung der abgeschiedenen Partikel auf dem Filter 23 verstopft den Filter 23. Um die abgeschiedenen Partikel zu verbrennen und aus dem Filter 23 zu entfernen, muss die Temperatur des Filters 23 auf die Zündtemperatur der Partikel oder höher erhöht werden. Mit zunehmender Temperatur (Katalysatortemperatur) des in der Abgasleitung 21 an einer stromaufwärts gelegenen Seite des Filters 23 angeordneten Dreiwegekatalysators 22 steigt auch die Temperatur des vom Dreiwegekatalysator 22 zum Filter 23 strömenden Gases. Weiterhin wird die Temperatur des Filters 23 durch die Wärme erhöht, die von dem durch den Filter 23 strömenden Hochtemperaturgas aufgenommen wird. Somit können die auf dem Filter 23 abgeschiedenen Partikel verbrannt und entfernt werden, indem die Temperatur des Dreiwegekatalysators 22 erhöht wird. Dementsprechend wird in der ersten Ausführungsform, wenn die Abscheidungsmenge der Partikel auf dem Filter 23 steigt, eine Steuerung zur Erhöhung der Katalysatortemperatur ausgeführt, um den abgeschiedenen Feinstaub bzw. die abgeschiedenen Partikel zu verbrennen und zu entfernen, d.h. eine Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung wird durchgeführt.
2 veranschaulicht den Ablauf der Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung. Der in 2 dargestellte Prozessablauf wird in einem Zustand gestartet, in dem die Verbrennung im Verbrennungsmotor 10 gestoppt ist und die Drehung der Kurbelwelle 14 gestoppt ist. Die Prozesse werden von der CPU 110 implementiert, die Programme ausführt, die im Speicher 120 der Maschinensteuervorrichtung 100 gespeichert sind. In der folgenden Beschreibung wird die Nummer eines jeden Schrittes durch den Buchstaben „S“ gefolgt von einer Ziffer dargestellt.
Wenn der Prozess der Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung gestartet wird, bestimmt die CPU 110 zunächst, ob eine Temperaturerhöhungsanforderung für den Dreiwegekatalysator 22 (S100) vorliegt. In der ersten Ausführungsform bestimmt die CPU 110, dass eine Temperaturerhöhungsanforderung für den Dreiwegekatalysator 22 vorliegt, wenn die PM-Abscheidungsmenge Ps größer als eine vorgegebene bestimmte Menge ist und die Katalysatoraustrittsgastemperatur niedriger ist als eine Regenerationstemperatur des Filters 23. Die Regenerationstemperatur wird auf den unteren Grenzwert der Katalysatoraustrittsgastemperatur eingestellt, die erforderlich ist, um die Temperatur des Filters 23 auf die Zündtemperatur von Feinstaub bzw. Partikeln oder höher zu erhöhen.
Wenn bestimmt wird, dass keine Temperaturerhöhungsanforderung für den Dreiwegekatalysator 22 (S100: NEIN) vorliegt, beendet die CPU 110 den Prozess der aktuellen Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung.
Wenn bestimmt wird, dass eine Temperaturerhöhungsanforderung für den Dreiwegekatalysator 22 (S100: JA) vorliegt, startet die CPU 110 eine Anlaufsteuerung (S110). Die Anlaufsteuerung ist eine Steuerung, die die Kurbelwelle 14 mit der Leistung des ersten Motorgenerators 71 in einem Zustand dreht, in dem die Verbrennung im Verbrennungsmotor 10 gestoppt ist. Wenn die Anlaufsteuerung zum Drehen der Kurbelwelle 14 gestartet wird, werden die Ansaugung (Ansaughub) und die Austragung (Auslasshub) in jedem Zylinder 11 des Verbrennungsmotors 10 durchgeführt.
Bei der Anlaufsteuerung wird die Drehzahl des ersten Motorgenerators 71 so gesteuert, dass die Motordrehzahl NE größer oder gleich einer vorgegebenen Temperaturerhöhungsdrehzahl γ wird. Die Temperaturerhöhungsdrehzahl γ wird auf eine Motordrehzahl eingestellt, bei der die Strömungsgeschwindigkeit der in die Abgasleitung 21 ausgetragenen Luft die Mindestdurchflussmenge ist, die zur Erhöhung der Katalysatortemperatur erforderlich ist.
Wenn die Anlaufsteuerung gestartet wird, startet die CPU 110 einen Kraftstoffzuführprozess (S120). Bei dem Kraftstoffzuführprozess wird der Kraftstoff dem Zylinder 11 in einem Zustand zugeführt, in dem die Funkenentladung der Zündvorrichtungen 19 gestoppt ist. Wenn der Kraftstoffzuführprozess durchgeführt wird, wird die dem Zylinder 11 zugeführte Kraftstoffmenge so eingestellt, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches im Zylinder 11 magerer ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Weiterhin wird bei dem Kraftstoffzuführprozess, um zu verhindern, dass der Dreiwegekatalysator 22 durch übermäßig zugeführten Kraftstoff überhitzt wird, die Kraftstoffeinspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils 17 im Vergleich zu der Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches, das Kraftstoff enthält, im Zylinder 11 verringert.
Wenn der Kraftstoffzuführprozess in S120 gestartet wird, werden die Ansaugung (Ansaughub) und die Austragung (Auslasshub) in jedem Zylinder 11 durch die Anlaufsteuerung so durchgeführt, dass das dem Zylinder 11 zugeführte Luft-Kraftstoff-Gemisch unverbrannt der Abgasleitung 21 zugeführt wird. Anschließend strömt das unverbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch in den Dreiwegekatalysator 22 und wird im Dreiwegekatalysator 22 verbrannt. Dadurch erhöht sich die Katalysatortemperatur.
Anschließend bestimmt die CPU 110, ob die Katalysatoraustrittsgastemperatur THe größer oder gleich einer bestimmten Bestimmungstemperatur α (S130) ist. Die Bestimmungstemperatur α wird auf eine höhere Temperatur als die oben genannte Regenerationstemperatur eingestellt.
Wenn die Katalysatoraustrittsgastemperatur THe niedriger ist als die bestimmte Bestimmungstemperatur α (S130: NEIN), wiederholt die CPU 110 den Prozess von S130.
Wenn die Katalysatoraustrittsgastemperatur THe größer oder gleich der bestimmten Bestimmungstemperatur α (S130: JA) ist, stoppt die CPU 110 den Kraftstoffzuführprozess, indem sie die Kraftstoffzufuhr zum Zylinder 11 (S140) stoppt. Die CPU 110 stoppt auch die Anlaufsteuerung (S150). Dann beendet die CPU 110 den Prozess der aktuellen Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung.
3 veranschaulicht den Ablauf eines Kraftstoffversorgungsprozesses zum Zuführen von Kraftstoff zum Zylinder 11, wenn der Kraftstoffzuführprozess durchgeführt wird. Die in 3 dargestellte Abfolge von Prozessen wird von der CPU 110 wiederholt implementiert, indem sie Programme ausführt, die im Speicher 120 der Maschinensteuervorrichtung 100 gespeichert sind, wenn der Kraftstoffzuführprozess durchgeführt wird.
Wenn der Kraftstoffversorgungsprozess gestartet wird, berechnet die CPU 110 zunächst eine Kraftstoffzufuhrmenge Qad, die die Menge an Kraftstoff ist, die dem Zylinder 11 pro Zeiteinheit zugeführt wird, wenn der Kraftstoffzuführprozess durchgeführt wird, basierend auf der Ansaugluftmenge GA (S200).
Während des Kraftstoffzuführprozesses empfängt der Dreiwegekatalysator 22 die Wärme, die durch die Verbrennung von Kraftstoff im Inneren des Dreiwegekatalysators 22 erzeugt wird. Außerdem entzieht das durch den Dreiwegekatalysator 22 strömende Gas dem Dreiwegekatalysator 22 Wärme. Der Dreiwegekatalysator 22 erhält mehr Wärme, wenn die Kraftstoffzufuhrmenge Qad steigt, und mehr Wärme wird dem Dreiwegekatalysator 22 entzogen, wenn die Durchflussmenge des durch den Dreiwegekatalysator 22 strömenden Gases steigt. Während des Kraftstoffzuführprozesses, bei dem keine Verbrennung im Zylinder 11 durchgeführt wird, ist die Durchflussmenge des durch den Dreiwegekatalysator 22 strömenden Gases im Wesentlichen gleich der Ansaugluftmenge GA. Wenn also die Kraftstoffzufuhrmenge Qad gleich ist, steigt die Katalysatortemperatur leichter an, wenn die Ansaugluftmenge GA sinkt. In diesem Zusammenhang wird in der ersten Ausführungsform die Kraftstoffzufuhrmenge Qad als kleiner berechnet, wenn die Ansaugluftmenge GA abnimmt.
Anschließend berechnet die CPU 110 eine erforderliche Einspritzmenge Qd basierend auf der Kraftstoffzufuhrmenge Qad und der Motordrehzahl NE. Die erforderliche Einspritzmenge Qd ist die Einspritzmenge pro Einspritzung durch das Kraftstoffeinspritzventil 17, die erforderlich ist, um die Kraftstoffzufuhrmenge Qad an Kraftstoffs in den Zylinder 11 zu fördern. Insbesondere erhält die CPU 110 aus der Motordrehzahl NE die Anzahl der Einspritzungen N, also die Anzahl der Einspritzungen im Verbrennungsmotor 10 pro Zeiteinheit, und berechnet die erforderliche Einspritzmenge Qd durch Division der Kraftstoffzufuhrmenge Qad durch die Anzahl der Einspritzungen N (S210). Das heißt, die CPU 110 berechnet die erforderliche Einspritzmenge Qd, die die Einspritzmenge pro Einspritzung durch das Kraftstoffeinspritzventil 17 ist, basierend auf der Kraftstoffzufuhrmenge Qad.
Als nächstes bestimmt die CPU 110, ob die erforderliche Einspritzmenge Qd größer oder gleich der minimalen Einspritzmenge Qmin des Kraftstoffeinspritzventils 17 (S220) ist. Wenn die erforderliche Einspritzmenge Qd größer oder gleich der minimalen Einspritzmenge Qmin (S220: JA) ist, setzt die CPU 110 eine Soll-Einspritzmenge Qt des Kraftstoffeinspritzventils 17 auf die erforderliche Einspritzmenge Qd (S230). Anschließend führt die CPU 110 eine Steuerung zum Einspritzen der Soll-Einspritzmenge Qt an Kraftstoff durch das Einspritzventil 17 (S240) aus und beendet dann vorübergehend den Kraftstoffzuführprozess.
Wenn die CPU 110 bestimmt, dass die erforderliche Einspritzmenge Qd kleiner als die minimale Einspritzmenge Qmin (S220: NEIN) ist, bestimmt die CPU 110, ob die zuletzt berechnete Dampfkonzentration Lp (Dampfkonzentration, die während des vorhergehenden Spülprozesses unter einer Bedingung berechnet wurde, bei der die Verbrennung im Zylinder durchgeführt wurde) größer oder gleich einem Bestimmungswert A (S250) ist. Der Bestimmungswert A ist auf den unteren Grenzwert der Dampfkonzentration Lp voreingestellt, die zum Erhalten der Kraftstoffzufuhrmenge Qad erforderlich ist, die die Kraftstoffmenge ist, die zum Erhöhen der Temperatur des Dreiwegekatalysators 22 erforderlich ist.
Wenn dann bestimmt wird, dass die Dampfkonzentration Lp kleiner als der Bestimmungswert A (S250: NEIN) ist, liefert die CPU 110 keinen Kraftstoff an den Zylinder 11. Die CPU 110 führt den Prozess von S150 aus und beendet die in 2 dargestellte Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung.
Wenn bestimmt wird, dass die Dampfkonzentration Lp größer oder gleich dem Bestimmungswert A (S250: JA) ist, setzt die CPU 110 die Soll-Einspritzmenge Qt des Kraftstoffeinspritzventils 17 auf „0“, um dem Zylinder 11 keinen Kraftstoff vom Kraftstoffeinspritzventil 17 zuzuführen (S260).
Anschließend berechnet die CPU 110 das Soll-Spülverhältnis Rp, so dass die erforderliche Einspritzmenge Qd an Kraftstoff dem Zylinder 11 durch den Spülprozess zugeführt wird (S270). In diesem Fall wird das Soll-Spülverhältnis Rp wie nachfolgend beschrieben berechnet.
Erstens kann, wenn die erforderliche Einspritzmenge Qd, das Soll-Spülverhältnis Rp, die Dampfkonzentration Lp, die Ansaugluftmenge GA und die Anzahl der Einspritzungen N die folgende Gleichung (1) erfüllen, die erforderliche Einspritzmenge Qd an Kraftstoff den Kraftstoffdampf kompensieren. $Qd = (GA / N) \times Rp \times Lp$
Der Wert von (GA/N) ist die Menge an Ansaugluft, die pro Einspritzung durch das Kraftstoffeinspritzventil 17 in den Zylinder 11 gesaugt wird. Der Wert, der durch Multiplikation dieses Wertes (GA/N) mit dem Soll-Spülverhältnis Rp und der Dampfkonzentration Lp erhalten wird, ist die Kraftstoffmenge, die in der in den Zylinder 11 angesaugten Ansaugluft pro Einspritzung durch das Kraftstoffeinspritzventil 17 enthalten ist. Wenn also die Menge an Kraftstoff bzw. Kraftstoffmenge gleich der erforderlichen Einspritzmenge Qd ist, kann die erforderliche Einspritzmenge Qd an Kraftstoff durch den Kraftstoffdampf kompensiert werden.
Das Soll-Spülverhältnis Rp, das für die Zufuhr der erforderlichen Einspritzmenge Qd an Kraftstoff mit Kraftstoffdampf erforderlich ist, wird basierend auf Gleichung (2) berechnet, die eine Modifikation der Gleichung (1) ist. $Rp = (Qd \times N) / (GA - Lp)$
Anschließend führt die CPU 110 den Spülprozess gemäß dem in S270 berechneten Soll-Spülverhältnis Rp durch (S280). Wenn der Spülprozess durchgeführt wird, wird der im Behälter 91 eingeschlossene Kraftstoffdampf über die Spülleitung 93 und die Ansaugleitung 15 in den Zylinder 11 geleitet. Der Kraftstoffdampf strömt in den Dreiwegekatalysator 22 und wird im Dreiwegekatalysator 22 verbrannt. Dann beendet die CPU 110 vorübergehend den Kraftstoffzuführprozess.
Die Funktionsweise und die Vorteile der ersten Ausführungsform werden nun beschrieben.
(1) Wenn die erforderliche Einspritzmenge Qd kleiner als die minimale Einspritzmenge Qmin des Kraftstoffeinspritzventils 17 ist, wird dem Zylinder 11 durch den Spülprozess Kraftstoff zugeführt, wenn der Kraftstoffzuführprozess durchgeführt wird. Während des Spülprozesses wird der im Kraftstofftank 90 erzeugte Kraftstoffdampf dem Zylinder 11 zugeführt, um den im Kraftstofftank 90 enthaltenen flüssigen Kraftstoff nicht zu verbrauchen. Daher führt die Durchführung des Kraftstoffzuführprozesses nicht zu einer Verringerung der Kraftstoffeffizienz, da der Spülprozess den Zylinder 11 mit Kraftstoff versorgt und nicht das Kraftstoffeinspritzventil 17 den Zylinder 11 durch Kraftstoffeinspritzung mit Kraftstoff versorgt.
(2) Wie vorstehend beschrieben, wird bei der Kraftstoffzufuhr zum Zylinder 11, wenn der Kraftstoffzuführprozess durch die Kraftstoffeinspritzung durch das Kraftstoffeinspritzventil 17 durchgeführt wird, die Kraftstoffeinspritzmenge im Vergleich zu derjenigen verringert, bei der das Luft-Kraftstoff-Gemisch im Zylinder 11 verbrannt wird. Somit kann die erforderliche Einspritzmenge Qd kleiner sein als die minimale Einspritzmenge Qmin des Kraftstoffeinspritzventils 17. Dementsprechend braucht die erforderliche Einspritzmenge Qd Kraftstoff nicht dem Zylinder 11 zugeführt werden. In diesem Fall kann, wenn beispielsweise die Kraftstoffeinspritzung untersagt ist, der Kraftstoffzuführprozess nicht durchgeführt werden und die Katalysatortemperatur wird nicht erhöht. Weiterhin entspricht, wenn Kraftstoff eingespritzt wird, wenn die erforderliche Einspritzmenge Qd kleiner als die minimale Einspritzmenge Qmin ist und die Soll-Einspritzmenge auf die erforderliche Einspritzmenge Qd eingestellt wird, die tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmenge der minimalen Einspritzmenge Qmin. Aufgrund der Differenz zwischen der erforderlichen Einspritzmenge Qd und der minimalen Einspritzmenge Qmin kann dem Dreiwegekatalysator 22 überschüssiger Kraftstoff zugeführt werden und der Dreiwegekatalysator 22 kann überhitzt werden.
In diesem Zusammenhang wird in der ersten Ausführungsform, wenn die erforderliche Einspritzmenge Qd kleiner als die minimale Einspritzmenge Qmin ist, die erforderliche Einspritzmenge Qd an Kraftstoff dem Zylinder 11 durch den Spülprozess zugeführt, so dass der Kraftstoffzuführprozess durchgeführt werden kann, wenn die erforderliche Einspritzmenge Qd an Kraftstoff dem Zylinder 11 zugeführt wird.
Dementsprechend kann beispielsweise auch dann, wenn die erforderliche Einspritzmenge Qd kleiner als die minimale Einspritzmenge Qmin ist, der Kraftstoffzuführprozess durchgeführt und die Katalysatortemperatur kann erhöht werden. Weiterhin wird auch dann, wenn die erforderliche Einspritzmenge Qd kleiner als die minimale Einspritzmenge Qmin ist, die erforderliche Einspritzmenge Qd an Kraftstoff dem Zylinder 11 zugeführt, so dass der Kraftstoff nicht übermäßig dem Dreiwegekatalysator 22 zugeführt wird. Dadurch wird eine Überhitzung des Dreiwegekatalysators 22 vermieden.
(3) In einer Umgebung mit niedriger Temperatur kann der vom Kraftstoffeinspritzventil 17 eingespritzte Kraftstoff nicht verdampfen. Dementsprechend kann die Katalysatortemperatur selbst dann nicht entsprechend erhöht werden, wenn der Kraftstoff, der während des Kraftstoffzuführprozesses durch das Kraftstoffeinspritzventil 17 eingespritzt wird, dem Dreiwegekatalysator 22 zugeführt wird. In diesem Zusammenhang wird dem Dreiwegekatalysator 22 verdampfter Kraftstoff zugeführt, wenn der Spülprozess während des Kraftstoffzuführprozesses durchgeführt wird. Wenn der Spülprozess während des Kraftstoffzuführprozesses in einer Umgebung mit niedriger Temperatur durchgeführt wird, verbessert sich somit die temperatursteigernde Leistung des Dreiwegekatalysators 22 im Vergleich zu derjenigen, bei der das Kraftstoffeinspritzventil 17 Kraftstoff einspritzt.
(4) Wenn die Konzentration des dem Zylinder 11 zugeführten Kraftstoffdampfes niedrig ist, kann die Kraftstoffmenge, die zur Erhöhung der Temperatur des Dreiwegekatalysators 22 erforderlich ist, nicht erreicht werden. In diesem Zusammenhang wird in der ersten Ausführungsform der Spülprozess durchgeführt, wenn die Dampfkonzentration Lp größer oder gleich dem Bestimmungswert A ist, so dass der Spülprozess durchgeführt wird, wenn die zur Erhöhung der Temperatur des Dreiwegekatalysators 22 erforderliche Kraftstoffmenge erreicht werden kann.
Zweite Ausführungsform
Eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der zweiten Ausführungsform wird nun mit Bezug auf 4 beschrieben.
In der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform wird, wenn die erforderliche Einspritzmenge Qd größer oder gleich der minimalen Einspritzmenge Qmin ist, die erforderliche Einspritzmenge Qd an Kraftstoff durch das Kraftstoffeinspritzventil 17 eingespritzt und dem Zylinder 11 zugeführt. Im Gegensatz dazu wird in der zweiten Ausführungsform die erforderliche Einspritzmenge Qd an Kraftstoff dem Zylinder 11 sowohl durch die Kraftstoffeinspritzung durch das Kraftstoffeinspritzventil 17 als auch durch das Absaugen von Kraftstoffdampf durch den Spülprozess zugeführt. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in der Verarbeitung nach einer in Schritt S220 von 3 ausgegebenen positiven Bestätigung. Die zweite Ausführungsform wird nun beschrieben und konzentriert sich auf den Unterschied.
4 veranschaulicht einen Teil des Ablaufs des Kraftstoffversorgungsprozesses gemäß der zweiten Ausführungsform. Der in 4 dargestellte Prozessablauf wird auch von der CPU 110 implementiert, die Programme ausführt, die im Speicher 120 der Maschinensteuervorrichtung 100 gespeichert sind.
Wenn in S220 von 3 eine positive Bestätigung erfolgt, d.h. wenn die erforderliche Einspritzmenge Qd größer oder gleich der minimalen Einspritzmenge Qmin bestimmt wird, führt die CPU 110 im Kraftstoffversorgungsprozess den gleichen Prozess wie S250 durch, d.h. die CPU 110 bestimmt zunächst, ob die zuletzt berechnete Dampfkonzentration Lp größer oder gleich dem Bestimmungswert A (S300) ist.
Wenn die CPU 110 dann bestimmt, dass die Dampfkonzentration Lp kleiner als der Bestimmungswert A (S300: NEIN) ist, führt die CPU 110 den Prozess von S230 in 3 aus, um die erforderliche Einspritzmenge Qd an Kraftstoff durch das Kraftstoffeinspritzventil 17 einzuspritzen.
Wenn die CPU 110 bestimmt, dass die Dampfkonzentration Lp größer oder gleich dem Bestimmungswert A (S300: JA) ist, setzt die CPU 110 die Soll-Einspritzmenge Qt des Kraftstoffeinspritzventils 17 auf einen Wert, der durch Addieren einer vorgegebenen Menge Qα zur minimalen Einspritzmenge Qmin (S310) erhalten wird. In der zweiten Ausführungsform wird die vorgegebene Menge Qα auf „0“ gesetzt. So wird in S310 die Soll-Einspritzmenge Qt auf die minimale Einspritzmenge Qmin eingestellt.
Anschließend führt die CPU 110 die folgenden Prozesse von S320 bis S330 aus, um den Spülprozess durchzuführen, indem sie den Zylinder 11 mit einer Kraftstoffmenge versorgt, die durch Subtrahieren der in S310 eingestellten Soll-Einspritzmenge Qt von der erforderlichen Einspritzmenge Qd erhalten wird.
Zunächst subtrahiert die CPU 110 in S320 die Soll-Einspritzmenge Qt von der erforderlichen Einspritzmenge Qd und setzt den berechneten Wert als erforderliche Spülmenge Pd. In der zweiten Ausführungsform ist die Soll-Einspritzmenge Qt gleich der minimalen Einspritzmenge Qmin, und die erforderliche Spülmenge Pd wird berechnet, indem die minimale Einspritzmenge Qmin von der erforderlichen Einspritzmenge Qd abgezogen wird.
Anschließend berechnet die CPU 110 das Soll-Spülverhältnis Rp, um dem Zylinder 11 durch den Spülprozess (S330) die erforderliche Spülmenge Pd zuzuführen. In diesem Fall kann das Soll-Spülverhältnis Rp beispielsweise aus der erforderlichen Spülmenge Pd, der Dampfkonzentration Lp, der Ansaugluftmenge GA und der Anzahl der Einspritzungen N anhand der folgenden Gleichung (3) berechnet werden. $Rp = (Pd \times N) / (GA - Lp)$
Anschließend führt die CPU 110 den Spülprozess gemäß dem in S330 berechneten Soll-Spülverhältnis Rp durch und führt die Kraftstoffeinspritzung so durch, dass die in S310 eingestellte Soll-Einspritzmenge Qt an Kraftstoff durch das Kraftstoffeinspritzventil 17 (S340) eingespritzt wird. Dann beendet die CPU 110 vorübergehend den Kraftstoffversorgungsprozess. Wenn die erforderliche Einspritzmenge Qd gleich der minimalen Einspritzmenge Qmin ist, ist die erforderliche Spülmenge Pd „0“. In diesem Fall führt die CPU 110 nur die Kraftstoffeinspritzung mit dem Einspritzventil 17 durch und führt den Spülprozess nicht durch.
Die zweite Ausführungsform hat neben den Vorteilen (1) bis (4) den folgenden Vorteil.
(5) Wenn während des Kraftstoffzuführprozesses die erforderliche Einspritzmenge Qd des Kraftstoffeinspritzventils 17 größer oder gleich der minimalen Einspritzmenge Qmin ist, wird die Soll-Einspritzmenge Qt des Kraftstoffeinspritzventils 17 auf die minimale Einspritzmenge Qmin eingestellt, und die Soll-Einspritzmenge Qt an Kraftstoff wird durch das Kraftstoffeinspritzventil 17 eingespritzt. Anschließend wird der Spülprozess so durchgeführt, dass dem Zylinder 11 zusätzlich zur eingespritzten Kraftstoffmenge eine Kraftstoffmenge zugeführt wird, die durch Subtrahieren der Soll-Einspritzmenge Qt von der erforderlichen Einspritzmenge Qd erhalten wird.
Wenn also dem Zylinder 11 die erforderliche Einspritzmenge Qd an Kraftstoff zugeführt wird, wird ein Teil des Kraftstoffs durch das Kraftstoffeinspritzventil 17 eingespritzt und der Rest des Kraftstoffs wird dem Zylinder 11 durch den Spülprozess als Kraftstoffdampf zugeführt. Somit kann die Kraftstoffmenge, die vom Kraftstoffeinspritzventil 17 während des Kraftstoffzuführprozesses eingespritzt wird, verglichen mit dem Fall, bei dem die gesamte erforderliche Einspritzmenge Qd an Kraftstoffs vom Kraftstoffeinspritzventil 17 eingespritzt wird, reduziert werden. Infolgedessen verringert der Kraftstoffzuführprozess nicht die Kraftstoffeffizienz.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen können wie folgt geändert werden. Die oben genannten Ausführungsformen und die folgenden Modifikationen können kombiniert werden, solange die kombinierten Modifikationen technisch konsistent zueinander bleiben.
In der zweiten Ausführungsform wird die vorgegebene Menge Qα auf „0“ gesetzt. So wird in S310 die Soll-Einspritzmenge Qt auf die minimale Einspritzmenge Qmin eingestellt. Stattdessen kann die vorgegebene Menge Qα auf einen Wert in einem Bereich größer als „0“ und kleiner als die Differenz zwischen der minimalen Einspritzmenge Qmin und der erforderlichen Einspritzmenge Qd eingestellt werden. Eine Kraftstoffmenge, die größer oder gleich der minimalen Einspritzmenge Qmin und kleiner als die erforderliche Einspritzmenge Qd ist, kann als Soll-Einspritzmenge Qt des Kraftstoffeinspritzventils 17 eingestellt werden.
Selbst in diesem Fall wird bei der Zuführung der erforderlichen Einspritzmenge Qd an Kraftstoff in den Zylinder 11 ein Teil des Kraftstoffs durch das Kraftstoffeinspritzventil 17 eingespritzt und der Rest des Kraftstoffs wird dem Zylinder 11 als Kraftstoffdampf durch den Spülprozess zugeführt. Diese begrenzt eine Verringerung der Kraftstoffeffizienz, die durch die Durchführung des Kraftstoffzuführprozesses verursacht würde.
In der zweiten Ausführungsform werden, wenn die erforderliche Einspritzmenge Qd des Kraftstoffeinspritzventils 17 kleiner als die minimale Einspritzmenge Qmin ist, die Prozesse ab S250 in 3 auf die gleiche Weise durchgeführt wie bei der ersten Ausführungsform. Das heißt, wenn in der zweiten Ausführungsform die erforderliche Einspritzmenge Qd des Kraftstoffeinspritzventils 17 kleiner als die minimale Einspritzmenge Qmin ist, kann der Spülprozess durchgeführt werden. Stattdessen kann, wenn die erforderliche Einspritzmenge Qd des Kraftstoffeinspritzventils 17 kleiner als die minimale Einspritzmenge Qmin ist, der Prozess von S150 durchgeführt werden, um die in 2 dargestellte Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung zu beenden. Das heißt, wenn die erforderliche Einspritzmenge Qd kleiner als die minimale Einspritzmenge Qmin ist, wird der Spülprozess nicht durchgeführt.
Selbst in diesem Fall wird, zumindest wenn die erforderliche Einspritzmenge Qd des Kraftstoffeinspritzventils 17 größer als die minimale Einspritzmenge Qmin ist, die erforderliche Einspritzmenge Qd an Kraftstoff dem Zylinder 11 sowohl durch die Kraftstoffeinspritzung durch das Kraftstoffeinspritzventil 17 als auch durch die Zufuhr von Kraftstoffdampf durch den Spülprozess zugeführt. Dementsprechend sind im Gegensatz zu dem Zeitpunkt, zu dem die gesamte erforderliche Einspritzmenge Qd an Kraftstoff durch das Kraftstoffeinspritzventil 17 eingespritzt wird, Abnahmen der Kraftstoffeffizienz, die durch die Durchführung des Kraftstoffzuführprozesses verursacht würden, begrenzt.
Im Kraftstoffversorgungsprozess wird der Spülprozess durchgeführt, wenn die Dampfkonzentration Lp größer oder gleich dem Bestimmungswert A ist. Der Bestimmungsprozess der Dampfkonzentration Lp kann jedoch entfallen. Auch in diesem Fall kann die Katalysatortemperatur erhöht werden, wenn der Spülprozess durchgeführt wird, z.B. unter der Voraussetzung, dass genügend Zeit seit dem vorhergehenden Spülprozess vergangen ist und die Konzentration des im Behälter 91 eingeschlossenen Kraftstoffdampfes auf die Konzentration erhöht wird, die zur Erhöhung der Temperatur des Dreiwegekatalysators 22 erforderlich ist.
Die Funkenentladung der Zündvorrichtung 19 wird gestoppt, wenn der Kraftstoffzuführprozess durchgeführt wird. Stattdessen kann die Zündvorrichtung 19 während der Ausführung des Kraftstoffzuführprozesses eine Funkenentladung während einer Zeitspanne durchführen, in der das Luft-Kraftstoff-Gemisch nicht im Zylinder 11 verbrannt wird. Selbst wenn beispielsweise eine Funkenentladung durchgeführt wird, wenn sich der Kolben in der Nähe des unteren Totpunkts im Zylinder 11 befindet, verbrennt die Funkenentladung das Luft-Kraftstoff-Gemisch im Zylinder 11 nicht. Auf diese Weise kann, selbst wenn die Funkenentladung während des Kraftstoffzuführprozesses durchgeführt wird, der dem Zylinder 11 zugeführte Kraftstoff unverbrannt vom Zylinder 11 zur Abgasleitung 21 geführt werden.
In den obigen Ausführungsformen wird der Kraftstoffzuführprozess durchgeführt, wenn Kraftstoff durch das Kraftstoffeinspritzventil 17 in die Einlassöffnung 15a eingespritzt wird. Stattdessen kann der Kraftstoffzuführprozess durchgeführt werden, wenn Kraftstoff in den Zylinder 11 eines Verbrennungsmotors eingespritzt wird, der ein Zylinder-Einspritzventil beinhaltet, das Kraftstoff in den Zylinder 11 einspritzt.
Das System des Hybridfahrzeugs kann von dem in 1 dargestellten abweichen, solange das System konfiguriert ist, um die Drehzahl der Kurbelwelle 14 durch Antreiben eines Motors zu steuern.
Die Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor kann als eine Vorrichtung zum Steuern eines Verbrennungsmotors ausgeführt werden, der in einem Fahrzeug installiert ist, das keine andere Antriebsquelle als den Verbrennungsmotor hat. Auch bei dem in einem solchen Fahrzeug installierten Verbrennungsmotor wird die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors durch die von den Antriebsrädern übertragene Kraft gedreht, wenn das Fahrzeug in einem Zustand fährt, in dem die Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches im Zylinder gestoppt ist, d.h. wenn das Fahrzeug leer läuft bzw. rollt. Somit kann die Temperatur des Dreiwegekatalysators erhöht werden, indem der Kraftstoffzuführprozess durchgeführt wird, wenn das Fahrzeug leer läuft bzw. rollt und sich die Kurbelwelle dreht.
Die vorstehend beschriebene Maschinensteuervorrichtung 100 beinhaltet die CPU 110 und den Speicher 120 und führt die Softwareverarbeitung durch. Dies ist jedoch nur ein Beispiel. So kann beispielsweise die Maschinensteuervorrichtung 100 eine dedizierte Hardwareschaltung (z. B. ASIC) beinhalten, die zumindest einen Teil der Softwareverarbeitung ausführt, die in den obigen Ausführungsformen ausgeführt wird. Das heißt, die Maschinensteuervorrichtung 100 kann geändert werden, solange sie eine der folgenden Konfigurationen (a) bis (c) aufweist, (a) Eine Konfiguration mit einem Prozessor, der alle oben beschriebenen Prozesse gemäß den Programmen ausführt, und einer Programmspeichervorrichtung, wie beispielsweise einem Speicher, der die Programme speichert. (b) Eine Konfiguration mit einem Prozessor und einer Programmspeichervorrichtung, die einen Teil der oben beschriebenen Prozesse gemäß den Programmen ausführen, und eine dedizierte Hardwareschaltung, die die restlichen Prozesse ausführt, (c) Eine Konfiguration mit einer dedizierten Hardwareschaltung, die alle oben beschriebenen Prozesse ausführt. Eine Mehrzahl von Softwareschaltungen, die jeweils einen Prozessor und eine Programmspeichervorrichtung beinhalten, und eine Mehrzahl von dedizierten Hardware-Schaltungen können vorgesehen werden. Das heißt, die oben genannten Prozesse können in jeder beliebigen Weise ausgeführt werden, solange die Prozesse durch Verarbeitungs-Schaltungen ausgeführt werden, die zumindest eine aus einem Satz von einer oder mehreren Softwareschaltungen und einem Satz von einer oder mehreren dedizierten Hardwareschaltungen beinhalten. Die Programmspeichervorrichtungen, oder computerlesbaren Medien, umfassen jede Art von Medien, die für Universalcomputer und dedizierte Computer zugänglich sind.
An den obigen Beispielen können verschiedene Form- und Detailänderungen vorgenommen werden, ohne von der Idee und dem Umfang der Ansprüche und ihrer Äquivalente abzuweichen. Die Beispiele dienen nur der Beschreibung und nicht der Einschränkung. Beschreibungen von Merkmalen in jedem Beispiel sind als auf ähnliche Merkmale oder Aspekte in anderen Beispielen anwendbar zu betrachten. Geeignete Ergebnisse können erzielt werden, wenn Abfolgen in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden und/oder wenn Komponenten in einem beschriebenen System, einer Architektur, einer Vorrichtung oder einer Schaltung unterschiedlich kombiniert und/oder durch andere Komponenten oder deren Äquivalente ersetzt oder ergänzt werden. Der Umfang der Erfindung wird nicht durch die detaillierte Beschreibung bestimmt, sondern durch die Ansprüche und deren Äquivalente. Alle Abweichungen im Rahmen der Ansprüche und ihrer Äquivalente gelten als von der Offenbarung umfasst.
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

US 2014/041362 A1 [0002]

Claims

Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor, wobei der Verbrennungsmotor einen Kraftstofftank, der Kraftstoff enthält, ein Kraftstoffeinspritzventil, das konfiguriert ist, um den Kraftstoff aus dem Kraftstofftank einzuspritzen, einen Zylinder, in den ein Luft-Kraftstoff-Gemisch, das den durch das Kraftstoffeinspritzventil eingespritzten Kraftstoff enthält, gesaugt wird, eine Zündvorrichtung, die konfiguriert ist, um das in den Zylinder gesaugte Luft-Kraftstoff-Gemisch zu zünden, eine Abgasleitung, durch die aus dem Zylinder ausgetragenes Abgas strömt, eine Ansaugleitung, die konfiguriert ist, um Ansaugluft in den Zylinder zu saugen, einen Dreiwegekatalysator, der in der Abgasleitung angeordnet ist, einen Behälter, der konfiguriert ist, um im Kraftstofftank erzeugten Kraftstoffdampf einzuschließen, eine Spülleitung, die konfiguriert ist, um den im Behälter eingeschlossenen Kraftstoffdampf in die Ansaugleitung zu saugen, und ein Spülventil, das konfiguriert ist, um eine Durchflussmenge des durch den Spülkanal strömenden Kraftstoffdampfs einzustellen, beinhaltet, wobei die Steuervorrichtung aufweist: eine Verarbeitungsschaltung, wobei die Verarbeitungsschaltung konfiguriert ist, um einen Spülprozess, der den im Behälter eingeschlossenen Kraftstoffdampf in die Ansaugleitung saugt, indem das Spülventil gesteuert wird, einen Kraftstoffzuführprozess, der das Luft-Kraftstoff-Gemisch, das den dem Zylinder zugeführten Kraftstoff umfasst, in die Abgasleitung leitet, ohne das Luft-Kraftstoff-Gemisch im Zylinder zu verbrennen, und einen Kraftstoffversorgungsprozess, der dem Zylinder Kraftstoff zuführt, wenn der Kraftstoffzuführprozess durchgeführt wird, auszuführen, und die Verarbeitungsschaltung ferner konfiguriert ist, um den Kraftstoffversorgungsprozess durch Durchführen des Spülprozesses durchzuführen.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Kraftstoffversorgungsprozess beinhaltet einen Prozess zum Berechnen einer Kraftstoffzufuhrmenge, die eine Menge an Kraftstoff ist, die dem Zylinder pro Zeiteinheit zugeführt wird, wenn der Kraftstoffzuführprozess durchgeführt wird, einen Prozess zum Berechnen einer erforderlichen Einspritzmenge, die eine Einspritzmenge pro Einspritzung durch das Kraftstoffeinspritzventil ist, die notwendig ist, um die Kraftstoffzufuhrmenge an den Zylinder zu liefern, und einen Prozess zum Zuführen der erforderlichen Einspritzmenge an Kraftstoff zu dem Zylinder durch den Spülprozess, wenn die erforderliche Einspritzmenge kleiner als eine minimale Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils ist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Kraftstoffversorgungsprozess beinhaltet einen Prozess zum Berechnen einer Kraftstoffzufuhrmenge, die eine Menge an Kraftstoff ist, die dem Zylinder pro Zeiteinheit zugeführt wird, wenn der Kraftstoffzuführprozess durchgeführt wird, einen Prozess zum Berechnen einer erforderlichen Einspritzmenge, die eine Einspritzmenge pro Einspritzung durch das Kraftstoffeinspritzventil ist, die notwendig ist, um die Kraftstoffzufuhrmenge an den Zylinder zu liefern, und einen Prozess zum Einspritzen der erforderlichen Einspritzmenge an Kraftstoff durch das Kraftstoffeinspritzventil, wenn die erforderliche Einspritzmenge größer oder gleich einer minimalen Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils ist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Kraftstoffversorgungsprozess beinhaltet einen Prozess zum Berechnen einer Kraftstoffzufuhrmenge, die eine Menge an Kraftstoff ist, die dem Zylinder pro Zeiteinheit zugeführt wird, wenn der Kraftstoffzuführprozess durchgeführt wird, einen Prozess zum Berechnen einer erforderlichen Einspritzmenge, die eine Einspritzmenge pro Einspritzung durch das Kraftstoffeinspritzventil ist, die notwendig ist, um die Kraftstoffzufuhrmenge an den Zylinder zu liefern, einen Prozess zum Zuführen der erforderlichen Einspritzmenge an Kraftstoff zu dem Zylinder durch den Spülprozess, wenn die erforderliche Einspritzmenge kleiner als eine minimale Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils ist, und einen Prozess zum Einspritzen der erforderlichen Einspritzmenge an Kraftstoff durch das Kraftstoffeinspritzventil, wenn die erforderliche Einspritzmenge größer oder gleich der minimalen Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils ist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Kraftstoffversorgungsprozess beinhaltet einen Prozess zum Berechnen einer Kraftstoffzufuhrmenge, die eine Menge an Kraftstoff ist, die dem Zylinder pro Zeiteinheit zugeführt wird, wenn der Kraftstoffzuführprozess durchgeführt wird, einen Prozess zum Berechnen einer erforderlichen Einspritzmenge, die eine Einspritzmenge pro Einspritzung durch das Kraftstoffeinspritzventil ist, die notwendig ist, um die Kraftstoffzufuhrmenge an den Zylinder zu liefern, und einen Prozess zum Einstellen einer Soll-Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils auf eine Kraftstoffmenge, die größer oder gleich einer minimalen Einspritzmenge und kleiner als die erforderliche Einspritzmenge ist, wenn die erforderliche Einspritzmenge größer als die minimale Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils ist, um die Soll-Einspritzmenge an Kraftstoff durch das Kraftstoffeinspritzventil einzuspritzen und dem Zylinder eine Menge an Kraftstoff durch den Spülprozess zuzuführen, die durch Subtrahieren der Soll-Einspritzmenge von der erforderlichen Einspritzmenge erhalten wird.
Steuervorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Kraftstoffversorgungsprozess einen Prozess zum Einspritzen der erforderlichen Einspritzmenge an Kraftstoff durch das Kraftstoffeinspritzventil beinhaltet, wenn die erforderliche Einspritzmenge gleich der minimalen Einspritzmenge ist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Kraftstoffversorgungsprozess beinhaltet einen Prozess zum Berechnen einer Kraftstoffzufuhrmenge, die eine Menge an Kraftstoff ist, die dem Zylinder pro Zeiteinheit zugeführt wird, wenn der Kraftstoffzuführprozess durchgeführt wird, einen Prozess zum Berechnen einer erforderlichen Einspritzmenge, die eine Einspritzmenge pro Einspritzung durch das Kraftstoffeinspritzventil ist, die notwendig ist, um die Kraftstoffzufuhrmenge an den Zylinder zu liefern, einen Prozess zum Zuführen der erforderlichen Einspritzmenge an Kraftstoff zu dem Zylinder durch den Spülprozess, wenn die erforderliche Einspritzmenge kleiner als eine minimale Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils ist, und einen Prozess zum Einstellen einer Soll-Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils auf eine Kraftstoffmenge, die größer oder gleich einer minimalen Einspritzmenge und kleiner als die erforderliche Einspritzmenge ist, wenn die erforderliche Einspritzmenge größer als die minimale Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils ist, um die Soll-Einspritzmenge an Kraftstoff durch das Kraftstoffeinspritzventil einzuspritzen und dem Zylinder eine Menge an Kraftstoff durch den Spülprozess zuzuführen, die durch Subtrahieren der Soll-Einspritzmenge von der erforderlichen Einspritzmenge erhalten wird.
Steuervorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Kraftstoffversorgungsprozess einen Prozess zum Einspritzen der erforderlichen Einspritzmenge an Kraftstoff durch das Kraftstoffeinspritzventil beinhaltet, wenn die erforderliche Einspritzmenge gleich der minimalen Einspritzmenge ist.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Kraftstoffversorgungsprozess das Durchführen des Spülprozesses beinhaltet, wenn eine Konzentration des dem Zylinder zugeführten Kraftstoffdampfes größer oder gleich einem bestimmten Bestimmungswert ist.
Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors, wobei der Verbrennungsmotor einen Kraftstofftank, der Kraftstoff enthält, ein Kraftstoffeinspritzventil, das konfiguriert ist, um den Kraftstoff aus dem Kraftstofftank einzuspritzen, einen Zylinder, in den ein Luft-Kraftstoff-Gemisch, das den durch das Kraftstoffeinspritzventil eingespritzten Kraftstoff enthält, gesaugt wird, eine Zündvorrichtung, die konfiguriert ist, um das in den Zylinder gesaugte Luft-Kraftstoff-Gemisch zu zünden, eine Abgasleitung, durch die aus dem Zylinder ausgetragenes Abgas strömt, eine Ansaugleitung, die konfiguriert ist, um Ansaugluft in den Zylinder zu saugen, einen Dreiwegekatalysator, der in der Abgasleitung angeordnet ist, einen Behälter, der konfiguriert ist, um im Kraftstofftank erzeugten Kraftstoffdampf einzuschließen, eine Spülleitung, die konfiguriert ist, um den im Behälter eingeschlossenen Kraftstoffdampf in die Ansaugleitung zu saugen, und ein Spülventil, das konfiguriert ist, um eine Durchflussmenge des durch den Spülkanal strömenden Kraftstoffdampfs einzustellen, beinhaltet, wobei das Verfahren aufweist: Durchführen eines Spülprozesses, der den im Behälter eingeschlossenen Kraftstoffdampf in die Ansaugleitung saugt, durch Steuern des Spülventils, Durchführen eines Kraftstoffzuführprozess, der das Luft-Kraftstoff-Gemisch, das den dem Zylinder zugeführten Kraftstoff umfasst, in die Abgasleitung leitet, ohne das Luft-Kraftstoff-Gemisch im Zylinder zu verbrennen, Durchführen eines Kraftstoffversorgungsprozesses, der dem Zylinder Kraftstoff zuführt, wenn der Kraftstoffzuführprozess durchgeführt wird, und Durchführen des Kraftstoffversorgungsprozesses durch Durchführen des Spülprozesses.