-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
1. Gebiet der Erfindung
-
Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftmaschinensystem, das einen Turbolader hat, der mit einem variablen Düsenmechanismus und einer Kraftstoffzugabevorrichtung versehenen ist, welche eine Kraftstoffzugabe zu einem Abgas durchführt, und auf ein Steuergerät und ein Steuerverfahren für ein Kraftmaschinensystem.
-
2. Beschreibung der zugehörigen Technologie
-
Die
japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2006-152948 (
JP 2006-152948 A ) offenbart einen Turbolader, der mit einem variablen Düsenmechanismus versehen ist. Der variable Düsenmechanismus ist mit einer Vielzahl von Düsenschaufeln um ein Turbinenrad herum in einem Strömungspfad (Abgasströmungspfad) versehen, durch welchen hindurch ein Abgas in eine Abgasturbine führt. Die Vielzahl von Düsenschaufeln ist bei vorbestimmten Intervallen um die Rotationsachse des Turbinenrads angeordnet. Die Düsenschaufeln sind über einen Gelenkmechanismus in einer Gelenkkammer, die dem Abgasströmungspfad benachbart ist, miteinander verbunden, und sie werden Öffnungs- und Schließbetrieben in einem Zustand unterworfen, in welchem sie zueinander synchronisiert sind. In dem Turbolader werden die Düsenschaufeln so angetrieben, dass sie durch eine Betriebssteuerung des variablen Düsenmechanismus gleichzeitig geöffnet und geschlossen werden, sodass die Zwischenräume zwischen benachbarten Düsenschaufeln geändert werden. Auf diese Weise wird die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases, das zu dem Turbinenrad durch die Räume zwischen den Düsenschaufeln gesprüht wird, geändert, und der Druckförderbetrag der Einlassluft wird eingestellt.
-
Die
JP 2006-152948 A offenbart eine Kraftstoffzugabevorrichtung, die eine Kraftstoffzugabe zu dem Abgas regelmäßig ausführt, um ein Abgassteuergerät (einen Abgasreinigungskatalysator, Filter oder dergleichen), der in einem Abgasdurchlass einer Brennkraftmaschine angeordnet ist, funktional wiederherzustellen. Ein Kraftstoffzugabeventil, das einen Kraftstoff zu einer weiter abgasstromaufwärtigen Seite als eine Turbine in dem Abgasdurchlass zugibt, ist in einer zuvor beschriebenen Kraftstoffzündvorrichtung angeordnet. Der Kraftstoff wird durch die Kraftstoffeinspritzung vom dem Kraftstoffzugabeventil zu dem Abgas zugegeben.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Der Turbolader, der mit dem variablen Düsenmechanismus versehen ist, hat einen Aufbau, bei welchem die Düsenschaufel, die in dem Abgasströmungspfad angeordnet ist, und der Gelenkmechanismus, der außerhalb des Abgasströmungspfads (insbesondere in der Gelenkkammer) angeordnet ist, miteinander verbunden sind. Dementsprechend kann in einer Trennwand zwischen dem Abgasströmungspfad und der Gelenkkammer ein Spalt ausgebildet sein. Bei dem Turbolader kann ein Teil des Abgases, das durch den Abgasströmungspfad hindurchführt, über den Spalt in die Gelenkkammer strömen, wenn der Druck in dem Abgasströmungspfad hoch ist.
-
Falls die Kraftstoffzugabe zu dem Abgas an einer weiter abgasstromaufwärtigen Seite als die Abgasturbine des Turboladers durchgeführt wird, führt das Abgas, das den Kraftstoff enthält, durch die Abgasturbine hindurch. Dementsprechend kann ein Teil des Abgases über den Spalt zusammen mit dem Kraftstoff in die Gelenkkammer eindringen. In diesem Fall kann der Kraftstoff, der in die Gelenkkammer eingedrungen ist, so verändert werden, dass er zu einer Ablagerung wird, die wiederrum ein Grund dafür ist, dass eine Fehlfunktion des Gelenkmechanismus und des variablen Düsenmechanismus hervorgerufen wird.
-
Die Erfindung stellt ein Kraftmaschinensystem, das in der Lage ist, das Ansammeln einer Ablagerung in einer Gelenkkammer eines Turboladers zu unterdrücken, und ein Steuergerät und ein Steuerverfahren für ein Kraftmaschinensystem bereit.
-
Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Kraftmaschinensystem vorgesehen, das einen Turbolader, ein Abgassteuergerät, eine Kraftstoffzugabevorrichtung, eine Heizeinheit und eine elektronische Steuereinheit aufweist. Der Turbolader hat einen variablen Düsenmechanismus. Der variable Düsenmechanismus hat eine Vielzahl von Düsenschaufeln, eine Gelenkkammer und einen Gelenkmechanismus. Die Vielzahl von Düsenschaufeln ist in einem Abgasströmungspfad einer Abgasturbine angeordnet. Die Gelenkkammer ist dem Abgasströmungspfad benachbart. Der Gelenkmechanismus ist in der Gelenkkammer angeordnet und ist so konfiguriert, dass er die Vielzahl von Düsenschaufeln verbindet. Das Abgassteuergerät ist an einer abgasstromabwärtigen Seite der Abgasturbine in einem Abgasdurchlass einer Brennkraftmaschine angeordnet, und das Abgassteuergerät ist dazu konfiguriert, Abgas zu reinigen. Die Kraftstoffzugabevorrichtung ist an einer abgasstromaufwärtigen Seite der Abgasturbine angeordnet, und die Kraftstoffzugabevorrichtung ist so konfiguriert, dass sie Kraftstoff zu dem Abgas der Brennkraftmaschine zugibt, um eine Funktion des Abgassteuergeräts wiederherzustellen. Die Heizeinheit ist dazu konfiguriert, die Gelenkkammer zu heizen. Die elektronische Steuereinheit ist dazu konfiguriert, eine Heizungsteuerung auszuführen. Bei der Heizsteuerung ist die elektronische Steuereinheit dazu konfiguriert, das Heizen der Gelenkkammer durch die Heizeinheit zu beginnen und zu stoppen, und die elektronische Steuereinheit ist dazu konfiguriert, die Heizsteuerung in einer Zeitspanne, die zumindest mit einem Teil einer Zeitspanne überlappt, in welcher ein Zugeben von Kraftstoff durch die Kraftstoffzugabevorrichtung ausgeführt wird, auszuführen.
-
Falls ein Zustand andauert, in welchem ein flüssiger Kraftstoff in der Gelenkkammer des Turboladers anhaftet, kann sich der anhaftende Kraftstoff allmählich verändert werden, sodass er eine Ablagerung zur Folge hat. Selbst wenn der Kraftstoff in die Gelenkkammer eindringt, wird die Verflüssigung des eingedrungenen Kraftstoffs unterdrückt, falls die Temperatur der Gelenkkammer ausreichend hoch ist. Dann wird das Anhaften des Kraftstoffs in der Gelenkkammer unterdrückt, und somit wird das Ansammeln der Ablagerung unterdrückt. Außerdem kann das Beibehalten eines Hochtemperaturzustands des Turboladers durch Heizen des Turboladers, ohne das Heizen zu stoppen, zu einer Überhitzung führen, welche die Zuverlässigkeit des Turboladers verschlechtert.
-
Gemäß dem zuvor beschriebenen Steuergerät kann die Gelenkkammer durch das Heizen mittels der Heizeinheit eine hohe Temperatur haben, wenn die Kraftstoffzugabe durch die Kraftstoffzugabevorrichtung zum funktionalen Wiederherstellen des Abgassteuergeräts ausgeführt wird. Dementsprechend kann selbst in einem Fall, in dem der Kraftstoff in die Gelenkkammer eingedrungen ist, der eingedrungene Kraftstoff verdampft werden und die Gelenkkammer kann in sich einen trockenen Zustand haben. Da das Abgas der Brennkraftmaschine mit einer hohen Geschwindigkeit in den Abgasströmungspfad strömt, wird das Abgas in der Gelenkkammer durch einen Spalt mittels des Strömens des Abgases aus der Gelenkkammer abgegeben. Dementsprechend wird auch der verdampfte Kraftstoff in der Gelenkkammer aus der Gelenkkammer heraus zusammen mit dem Strömen des Abgases in den Abgasströmungspfad abgegeben. Dementsprechend kann ein Zustand unterdrückt werden, in welchem der flüssige Kraftstoff in der Gelenkkammer anhaftet, und das Ändern des eingedrungenen Kraftstoffs in die Ablagerung kann unterdrückt werden. Das Heizen der Gelenkkammer kann gestoppt werden, wenn die Wahrscheinlichkeit des Eindringens des Kraftstoffs in die Gelenkkammer niedrig ist, wobei die Kraftstoffzugabe durch die Kraftstoffzugabevorrichtung nicht ausgeführt wird. In diesem Fall kann die Temperatur des Turboladers gesenkt werden. Verglichen mit dem Heizen des Turboladers, ohne das Heizen zu stoppen, kann eine Zunahme der Temperatur des Turboladers gemäß dem zuvor beschriebenen Steuergerät unterdrückt werden. Auf diese Weise kann eine Verschlechterung der Zuverlässigkeit des Turboladers, die dem Überhitzen zuzuschreiben ist, unterdrückt werden.
-
In dem zuvor beschriebenen Kraftmaschinensystem kann die elektronische Steuereinheit so konfiguriert sein, dass sie eine Zeitgebung des Beginns des Heizens der Gelenkkammer so festlegt, dass diese einer Zeitgebung des Beginns des Zugebens von Kraftstoff durch die Kraftstoffzugabevorrichtung vorrangeht.
-
Gemäß dem zuvor beschriebenen Kraftstoffmaschinensystem kann die Temperatur in der Gelenkkammer im Vorfeld erhöht werden, wenn mit der Kraftstoffzugabe zu dem Abgas durch die Kraftstoffzugabevorrichtung begonnen wird. Dementsprechend ist es möglich, das Verflüssigen des in die Gelenkkammer eindringenden Kraftstoffs zu unterdrücken, und das Anhaften der Ablagerung des Gelenkmechanismus kann unterdrückt werden.
-
In dem zuvor beschriebenen Kraftmaschinensystem kann die elektronische Steuereinheit so konfiguriert sein, dass sie eine Zeitgebung des Stoppens der Zugabe des Kraftstoffs durch die Kraftstoffzugabevorrichtung so festlegt, dass diese einer Zeitgebung des Stoppens des Heizens der Gelenkkammer vorrangeht.
-
Gemäß dem zuvor beschriebenen Kraftmaschinensystem kann die Temperatur in der Gelenkkammer bis zum Beenden der Kraftstoffzugabe durch die Kraftstoffzugabevorrichtung bei einer hohen Temperatur beibehalten werden. Dementsprechend ist es möglich, die Verflüssigung des in die Gelenkkammer eindringenden Kraftstoffs auf geeignete Weise zu unterdrücken, und das Anhaften der Ablagerung an dem Gelenkmechanismus kann auf geeignete Weise unterdrückt werden.
-
In dem zuvor beschriebenen Kraftmaschinensystem kann der Turbolader einen Verdichter, die Abgasturbine und ein Zentralgehäuse aufweisen. Der Verdichter kann in einem Einlassdurchlass der Brennkraftmaschine angeordnet sein. Das Zentralgehäuse kann so konfiguriert sein, dass es den Verdichter und die Abgasturbine miteinander verbindet. Die Gelenkkammer kann zwischen der Abgasturbine und dem Zentralgehäuse angeordnet sein. Das Zentralgehäuse kann einen Gehäusekühlmitteldurchlass haben, durch welchen ein Kühlmittel zirkuliert. Die Heizeinheit kann so konfiguriert sein, dass sie die Gelenkkammer durch Einbringen eines Hochtemperaturkühlmittels in den Gehäusekühlmitteldurchlass heizt.
-
Gemäß dem zuvor beschriebenen Kraftmaschinensystem kann die zwischen dem Zentralgehäuse und der Abgasturbine angeordnete Gelenkkammer durch Einbringen von Hochtemperaturwasser in den Gehäusekühlmitteldurchlass und durch Heizen des Zentralgehäuses geheizt werden. In einem Fall, in welchem das Kraftmaschinensystem mit dem Turbolader versehen ist, der im Vorfeld mit dem Gehäusekühlmitteldurchlass versehen wird, kann die Heizeinheit ohne Ändern des Aufbaus des Turboladers durch Verwendung des Gehäusekühlmitteldurchlasses angeordnet werden.
-
Das Kraftmaschinensystem kann ferner einen Verbindungsdurchlass und ein Strömungspfadschaltventil aufweisen. Der Verbindungsdurchlass kann dazu konfiguriert sein, einen Auslass eines Turbinenkühlmitteldurchlasses und einen Einlass des Gehäusekühlmitteldurchlasses zu verbinden. Die Abgasturbine kann den Turbinenkühlmitteldurchlass aufweisen, durch welchen das Kühlmittel zirkuliert. Das Strömungspfadschaltventil kann in dem Verbindungsdurchlass angeordnet sein. Die elektronische Steuereinheit kann dazu konfiguriert sein, eine Betriebssteuerung des Strömungspfadschaltventils auszuführen, um das Strömen des Kühlmittels von dem Auslass des Turbinenkühlmitteldurchlasses über den Verbindungsdurchlass in den Einlass des Gehäusekühlmitteldurchlasses während des Ausführens des Heizens der Gelenkkammer durch die Heizeinheit zu ermöglichen. Die elektronische Steuereinheit kann dazu konfiguriert sein, das Strömen des Kühlmittels von dem Auslass des Turbinenkühlmitteldurchlasses in den Einlass des Gehäusekühlmitteldurchlasses über den Verbindungsdurchlass während des Stoppens des Heizens der Gelenkkammer durch die Heizeinheit zu untersagen.
-
Gemäß dem zuvor beschriebenen Kraftmaschinensystem kann das Wasser, dessen Temperatur durch den Turbinenkühlmitteldurchlass in der Abgasturbine erhöht ist, über den Verbindungsdurchlass durch die Betriebssteuerung für das Strömungspfadumschaltventil in den Gehäusekühlmitteldurchlass in dem Zentralgehäuse eingebracht werden. Dementsprechend kann die Gelenkkammer geheizt werden. Durch die Betriebssteuerung des Strömungspfadschalventils kann das Strömen des Hochtemperaturwassers in den Gehäusekühlmitteldurchlass verhindert werden und es ist möglich, es lediglich dem Wasser, das eine relativ niedrige Temperatur in einem Einbringpfad hat, zu erlauben, in den Gehäusekühlmitteldurchlass zu strömen. Dementsprechend kann das Heizen der Gelenkkammer gestoppt werden.
-
Das Kraftmaschinensystem kann ferner den Einbringpfad und einen Abgabepfad aufweisen. Der Einbringpfad kann dazu konfiguriert sein, einen Einlass des Turbinenkühlmitteldurchlasses und den Einlass des Gehäusekühlmitteldurchlasses parallel zueinander zu verbinden. Der Abgabepfad kann dazu konfiguriert sein, den Auslass des Turbinenkühlmitteldurchlasses und einen Auslass des Gehäusekühlmitteldurchlasses parallel zueinander zu verbinden. Die elektronische Steuereinheit kann dazu konfiguriert sein, den Gehäusekühlmitteldurchlass und den Turbinenkühlmitteldurchlass während des Ausführens des Heizens der Gelenkkammer durch die Heizeinheit in Reihe miteinander zu verbinden. Die elektronische Steuereinheit kann dazu konfiguriert sein, den Gehäusekühlmitteldurchlass und den Turbinenkühlmitteldurchlass während des Stoppens des Heizens der Gelenkkammer durch die Heizeinheit parallel zueinander zu verbinden.
-
Gemäß dem zuvor beschriebenen Kraftmaschinensystem strömt während des Ausführens des Heizens durch die Heizeinheit lediglich Wasser, dessen Temperatur durch den Turbinenkühlmitteldurchlass erhöht ist, über den Verbindungsdurchlass in den Gehäusekühlmitteldurchlass. Dementsprechend kann die Gelenkkammer unter Verwendung des Hochtemperaturwassers effizient geheizt werden. Wenn das Heizen durch die Heizeinheit gestoppt ist, strömt das Wasser, dessen Temperatur durch den Turbinenkühlmitteldurchlass erhöht ist, nicht in den Gehäusekühlmitteldurchlass, und es ist möglich, es lediglich dem Wasser, das eine relativ niedrige Temperatur in dem Einbringpfad hat, zu ermöglichen, in dem Gehäusekühlmitteldurchlass zu strömen, ohne den Turbinenkühlmitteldurchlass zu passieren. Dementsprechend kann die Temperatur des Zentralgehäuses gesenkt werden.
-
In dem zuvor beschriebenen Kraftmaschinensystem kann die elektronische Steuereinheit so konfiguriert sein, dass sie das Heizen der Gelenkkammer untersagt, wenn eine Temperatur des Abgases der Brennkraftmaschine während des Ausführens der Kraftstoffzugabe durch die Kraftstoffzugabevorrichtung zumindest eine vorbestimmte Temperatur hat.
-
Wenn die Temperatur des Abgases der Brennkraftmaschine hoch ist, ist es wahrscheinlich, dass sowohl die Temperatur des Turboladers als auch die Temperatur der Gelenkkammer erhöht werden. Der Kraftstoff, der in die Gelenkkammer eingedrungen ist, wird verdampft und die Gelenkkammer kann in sich einen trockenen Zustand haben, selbst wenn das Heizen durch die Heizeinheit nicht durchgeführt wird, falls die Temperatur in der Gelenkkammer durch Wärme, die von dem Abgas der Brennkraftmaschine empfangen wird, ausreichend erhöht ist. Dementsprechend wird das Verändern des Kraftstoffs in die Ablagerung unterdrückt.
-
Gemäß dem zuvor beschriebenen Kraftmaschinensystem kann ein unnötiges Ausüben des Heizens durch die Heizeinheit unterdrückt werden, wenn das Ansammeln der Ablagerung in der Gelenkkammer unterdrückt wird, wobei die Temperatur der Gelenkkammer ausreichend erhöht ist. Dementsprechend kann eine Verschlechterung der Zuverlässigkeit des Turboladers, die der Überhitzung zuzuschreiben ist, unterdrückt werden.
-
Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Steuergerät für ein Kraftmaschinensystem bereitgestellt, wobei das Kraftmaschinensystem einen Turbolader, ein Abgassteuergerät, eine Kraftstoffzugabevorrichtung und eine Heizeinheit aufweist. Der Turbolader hat einen variablen Düsenmechanismus. Der variable Düsenmechanismus hat eine Vielzahl von Düsenschaufeln, eine Gelenkkammer und einen Gelenkmechanismus. Die Vielzahl von Düsenschaufeln ist in einem Abgasströmungspfad einer Abgasturbine angeordnet. Die Gelenkkammer ist dem Abgasströmungspfad benachbart. Der Gelenkmechanismus ist in der Gelenkkammer angeordnet und ist dazu konfiguriert, die Vielzahl von Düsenschaufeln zu verbinden. Das Abgassteuergerät ist an einer abgasstromabwärtigen Seite der Abgasturbine in einem Abgasdurchlass einer Brennkraftmaschine angeordnet, und das Abgassteuergerät ist dazu konfiguriert, Abgas zu reinigen. Die Kraftstoffzugabevorrichtung ist an einer abgasstromaufwärtigen Seite der Abgasturbine angeordnet, und die Kraftstoffzugabevorrichtung ist dazu konfiguriert, Kraftstoff zu dem Abgas der Brennkraftmaschine zuzugeben, um eine Funktion des Abgassteuergeräts wiederherzustellen. Die Heizeinheit ist dazu konfiguriert, die Gelenkkammer zu heizen. Das Steuergerät hat eine elektronische Steuereinheit, die dazu konfiguriert ist, eine Heizsteuerung auszuführen. In der Heizsteuerung ist die elektronische Einheit dazu konfiguriert, das Heizen der Gelenkkammer durch die Heizeinheit zu beginnen und zu stoppen, und die elektronische Steuereinheit ist dazu konfiguriert, die Heizsteuerung in einer Zeitspanne auszuführen, die zumindest einen Teil einer Zeitspanne überlappt, in der das Zugeben von Kraftstoff durch die Kraftstoffzugabevorrichtung ausgeführt wird.
-
Gemäß einem dritten Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Steuerungsverfahren für ein Kraftmaschinensystem vorgesehen. Das Kraftmaschinensystem hat einen Turbolader, ein Abgassteuergerät, eine Kraftstoffzugabevorrichtung und eine Heizeinheit. Der Turbolader hat einen variablen Düsenmechanismus. Der variable Düsenmechanismus hat eine Vielzahl von Düsenschaufeln, eine Gelenkkammer und einen Gelenkmechanismus. Die Vielzahl von Düsenschaufeln ist in einem Abgasströmungspfad einer Abgasturbine angeordnet. Die Gelenkkammer ist dem Abgasströmungspfad benachbart. Der Gelenkmechanismus ist in der Gelenkkammer angeordnet und ist dazu konfiguriert, die Vielzahl von Düsenschaufeln zu verbinden. Das Abgassteuergerät ist an einer abgasstromabwärtigen Seite der Abgasturbine in einem Abgasdurchlass einer Brennkraftmaschine angeordnet, und das Abgassteuergerät ist dazu konfiguriert, das Abgas zu reinigen. Die Kraftstoffzugabevorrichtung ist an einer abgasstromaufwärtigen Seite der Abgasturbine angeordnet, und die Kraftstoffzugabevorrichtung ist dazu konfiguriert, Kraftstoff zu dem Abgas der Brennkraftmaschine zuzugeben, um eine Funktion des Abgassteuergeräts wiederherzustellen. Die Heizeinheit ist dazu konfiguriert, die Gelenkkammer zu heizen. Das Steuerungsverfahren beinhaltet das Ausführen einer Heizsteuerung zum Steuern des Beginnens und des Stoppens des Heizens der Gelenkkammer durch die Heizeinheit, und das Ausführen der Heizsteuerung in einer Zeitspanne, die zumindest mit einem Teil einer Zeitspanne überlappt, in welcher ein Zugeben des Kraftstoffs durch die Kraftstoffzugabevorrichtung ausgeführt wird.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Merkmale, Vorteile sowie die technische und gewerbliche Bedeutung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, nachstehend beschrieben, und in welchen:
-
1 ein schematisches Schaubild ist, das eine schematische Konfiguration eines Steuergeräts für ein Kraftmaschinensystem gemäß einem Ausführungsbeispiel darstellt;
-
2 eine Schnittansicht eines Turboladers gemäß dem Ausführungsbeispiel ist;
-
3A eine Schnittansicht eines variablen Düsenmechanismus gemäß dem Ausführungsbeispiel ist;
-
3B eine Seitenansicht des variablen Düsenmechanismus gemäß dem Ausführungsbeispiel ist;
-
4 eine vergrößerte Schnittansicht des variablen Düsenmechanismus des Turboladers gemäß dem Ausführungsbeispiel und eines Teils in dessen Nähe ist;
-
5 ein schematisches Schaubild ist, das ein Kraftmaschinenkühlsystem und einen Kühlkreis eines Turbokühlsystems gemäß dem Ausführungsbeispiel darstellt;
-
6 ein schematisches Schaubild ist, das einen Strömungsdurchlass eines Kühlmittels in einem ersten Strömungsgesichtspunkt in einem Turbokühlsystem gemäß dem Ausführungsbeispiel darstellt;
-
7 ein schematisches Schaubild ist, das den Strömungsdurchlass des Kühlmittels in einem zweiten Strömungsgesichtspunkt in dem Turbokühlsystem gemäß dem Ausführungsbeispiel darstellt;
-
8 ein Ablaufdiagramm ist, das eine Ausführungsprozedur der Heizsteuerungsverarbeitung gemäß dem Ausführungsbeispiel darstellt;
-
9 ein Zeitgebungsschaubild ist, welches ein erstes Beispiel eines Ausführungsgesichtspunkts der Heizsteuerungsverarbeitung darstellt;
-
10 ein Zeitgebungsschaubild ist, welches ein zweites Beispiel eines Ausführungsgesichtspunkts der Heizsteuerungsverarbeitung darstellt;
-
11 ein Zeitgebungsschaubild ist, welches ein drittes Beispiel eines Ausführungsgesichtspunkts der Heizsteuerungsverarbeitung darstellt;
-
12 ein Zeitgebungsschaubild ist, welches ein viertes Beispiel eines Ausführungsgesichtspunkts der Heizsteuerungsverarbeitung darstellt;
-
13 ein Zeitgebungsschaubild ist, welches ein fünftes Beispiel eines Ausführungsgesichtspunkts der Heizsteuerungsverarbeitung darstellt; und
-
14 ein schematisches Schaubild ist, das einen Kühlkreislauf eines Turbokühlsystems gemäß einem Modifikationsbeispiel darstellt.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
-
Im weiteren Verlauf wird ein Ausführungsbeispiel eines Steuergeräts für ein Kraftmaschinensystem beschrieben. Wie in 1 dargestellt ist, ist eine Brennkraftmaschine 11 mit einem Einlassdurchlass 12, Verbrennungskammern 13 und einem Auslassdurchlass 14 versehen. Ein Luftreiniger 15 ist in dem am meisten stromaufwärtigen Abschnitt des Einlassdurchlasses 12 angeordnet. Der Luftreiniger 15 reinigt in den Einlassdurchlass 12 eingesaugte Luft. In dem Einlassdurchlass 12 sind ein Verdichter 17 eines Turboladers 16, ein Zwischenkühler 18 und ein Einlassdrosselventil 19 in der Reihenfolge von dem Luftreiniger 15 in Richtung zu der einlassstromabwärtigen Seite angeordnet. Der Einlassdurchlass 12 zweigt an einem Einlasskrümmer 21 ab, der an der einlassstromabwärtigen Seite des Einlassdrosselventils 19 angeordnet ist. Der Einlassdurchlass 12 ist mit den Brennkammern 13 für jeweilige Zylinder der Brennkraftmaschine 11 durch Abzweigungsteile in dem Einlasskrümmer 21 verbunden.
-
In der Brennkraftmaschine 11 sind Kraftstoffeinspritzventile 22 für die jeweiligen Zylinder angeordnet. Die Kraftstoffeinspritzventile 22 spritzen Kraftstoffe ein, die für die Verbrennung in den jeweiligen Brennkammern 13 verwendet werden. Eine Common Rail 23, die einen Hochdruckkraftstoff speichert, ist mit den jeweiligen Kraftstoffeinspritzventilen 22 verbunden. Der Hochdruckkraftstoff, der von einer Kraftstoffpumpe 24 abgegeben wird, wird zu der Common Rail 23 zugeführt.
-
Tele der Abgasdurchlässe 14, die mit den jeweiligen Brennkammern 13 verbunden sind, sind Abgasanschlüsse 25. Ein Abgaskrümmer 26 und eine Abgasturbine 27 des Turboladers 16 sind in dem Abgasdurchlass 14 angeordnet. Durch die Abgasanschlüsse 25 von den jeweiligen Brennkammern 13 abgegebene Abgase werden in dem Abgaskrümmer 26 gesammelt.
-
In der Brennkraftmaschine 11 wird die Luft, die in den Einlassdurchlass 12 eingesaugt wird, durch den Luftreiniger 15 gereinigt, und sie wird dann in den Verdichter 17 des Turboladers 16 eingebracht. Der Verdichter 17 hat ein Verdichterrad 17A, das sich in dem Verdichter 17 dreht. Die Luft, die in dem Verdichter 17 eingebracht wird, wird durch die Drehung des Verdichterrads 17A verdichtet und wird zu dem Zwischenkühler 18 abgegeben. Die Luft, deren Temperatur durch die Verdichtung erhöht ist, wird durch den Zwischenkühler 18 gekühlt, und wird dann verteilt und zu den Brennkammern 13 für die jeweiligen Zylinder über das Einlassdrosselventil 19 und den Einlasskrümmer 21 zugeführt. Die Strömungsrate der Luft in dem Einlassdurchlass 12 wird durch Öffnungsteuerung für das Einlassdrosselventil 19 eingestellt.
-
In den Brennkammern 13, in welche die Luft eingebracht wird, werden Kraftstoffe von den Kraftstoffeinspritzventilen 22 während den Verdichtungstakten der jeweiligen Zylinder eingespritzt. Das Luft-Kraftstoff-Gemisch der durch den Einlassdurchlass 12 eingebrachten Luft und den von den Kraftstoffeinspritzventilen 22 eingespritzten Kraftstoffen wird in den Brennkammern 13 verbrannt. Ein (nicht dargestellter) Kolben bewegt sich unter Verwendung eines Verbrennungsgases mit hoher Temperatur und hohem Druck, das in diesem Fall erzeugt wird, hin und her. Eine Kurbelwelle 20, die eine Abgabewelle ist, dreht sich, und als ein Ergebnis der Hin- und Herbewegung des Kolbens wird eine Antriebskraft (ein Abgabedrehmoment) der Brennkraftmaschine 11 erhalten.
-
Die Abgase, die durch Verbrennung in den jeweiligen Brennkammern 13 erzeugt werden, werden durch den Abgaskrümmer 26 in die Abgasturbine 27 des Turboladers 16 eingebracht. Ein Turbinenrad 27A in der Abgasturbine 27 wird angetrieben, sodass es sich durch die Strömungskraft der eingebrachten Abgase dreht. Das Verdichterrad 17A des Verdichters 17 ist in dem Einlassdurchlass 12 angeordnet. Das Verdichterrad 17A wird angetrieben, sodass es sich in Zusammenhang mit der Drehung des Turbinenrads 27A dreht, und die zuvor beschriebene Verdichtung der Luft wird durchgeführt.
-
Der Turbolader 16 ist mit einem variablen Düsenmechanismus 34 zum Einstellen der Strömungsgeschwindigkeit des Abgases, das zu dem Turbinenrad 27A gesprüht wird, versehen. Im weiteren Verlauf wird eine spezifische Konfiguration des Turboladers 16 beschrieben.
-
Wie in 2 dargestellt ist, ist eine Rotorwelle 36 in einem Zentralgehäuse 35 des Turboladers 16 so abgestützt, dass sie um eine Achse 37 der Rotorwelle 36 drehbar ist. Das Verdichterrad 17A ist an einem Endabschnitt der Rotorwelle 36 angebracht. Das Turbinenrad 27A ist an dem Endabschnitt der Rotorwelle 36 angebracht, der sich an der Seite entgegengesetzt zu dem Endabschnitt befindet, an welchem das Verdichterrad 17A angebracht ist. Ein Verdichtergehäuse 38 des Verdichters 17 ist an einem Endabschnitt des Zentralgehäuses 35 in einer Richtung entlang der Achse 37 der Rotorwelle 36 (Achsrichtung) angebracht und ein Turbinengehäuse 39 der Abgasturbine 27 ist an dem anderen Endabschnitt angebracht. Auf diese Weise werden der Verdichter 17 und die Abgasturbine 27 durch das Zentralgehäuse 35 in dem Turbolader 16 verbunden.
-
Ein Ansaugeinlass 41 ist an der Achse 37 in dem Verdichtergehäuse 38 offen. Eine Verdichterwirbelkammer 42 ist um das Verdichterrad 17A in dem Verdichtergehäuse 38 angeordnet. Die Verdichterwirbelkammer 42 erstreckt sich spiralförmig und ist mit dem Ansaugdurchlass 12 in Verbindung (siehe 1). Dementsprechend wird Luft in dem Verdichtergehäuse 38 dazu gezwungen, durch den Ansaugeinlass 41 und dann durch die Verdichterwirbelkammer 42 in den Ansaugdurchlass 12 geschickt zu werden, wenn sich das Verdichterrad 17A auf Grundlage der Drehung der Rotorwelle 36 um die Achse 37 dreht.
-
In dem Turbinengehäuse 39 ist eine sich spiralförmig erstreckende Turbinenwirbelkammer 44 um das Turbinenrad 27A angeordnet. Die Turbinenwirbelkammer 44 ist mit dem Abgasdurchlass 14 (siehe 1) der Brennkraftmaschine 11 in Verbindung, und das Abgas der Brennkraftmaschine 11 wird durch den Abgasdurchlass 14 in die Turbinenwirbelkammer 44 geschickt. Dieses Abgas wird von einem Innenumfangsabschnitt 44A, der ein Auslass der Turbinenwirbelkammer 44 ist, zu dem Turbinenrad 27A geblasen. Dieses Blasen lässt das Turbinenrad 27A um die Achse 37A drehen. Ein Abgasauslass 46 ist an der Achse 37 in dem Gehäuse 39 offen. Das zu dem Turbinenrad 27A geblasene Abgas wird durch den Abgasauslass 46 zu der abgasstromabwärtigen Seite des Abgasdurchlasses 14 herausgeschickt.
-
Als Nächstes wird der variable Düsenmechanismus 34 ausführlich beschrieben. Wie in jeder einzelnen der 3A, 3B und 4 dargestellt ist, ist der variable Düsenmechanismus 34 mit einem Düsenring 47 versehen, der in einem Zustand, in dem er dem Innenumfangsabschnitt 44A der Turbinenwirbelkammer 44 zugewandt ist, zwischen dem Zentralgehäuse 35 und dem Turbinengehäuse 39 befestigt ist. In dem Düsenring 47 ist eine Vielzahl von Wellen 48 bei gleichem Winkel um die Mitte des Kreises des Düsenrings 47 angeordnet. Jede der Wellen 48 ist verschwenkbar gestützt, während sie den Düsenring 47 in der Richtung der Stärke des Düsenrings 47 durchdringt. Die Düsenschaufeln 49 sind als variable Düsen in Endabschnitten der jeweiligen Wellen 48 an der Seite der Turbinenwirbelkammer 44 befestigt.
-
Der variable Düsenmechanismus 34 ist mit einem Gelenkmechanismus 51 für das synchronisierte Verschwenken der Vielzahl von Düsenschaufeln 49 versehen. Eine Gelenkkammer 52 ist an der Seite (linken Seite in 4), die der Innenumfangsfläche 44A der Turbinenwirbelkammer 44 über den Düsenring 47 hinweg gegenüberliegt, ausgebildet. Der Gelenkmechanismus 41 ist in die Gelenkkammer 52 eingegliedert.
-
Der Gelenkmechanismus 41 wird ausführlich beschrieben. Ein Düsenarm 53 verläuft senkrecht zu der Welle 48 und erstreckt sich in Richtung zu einem Außenkantenabschnitt des Düsenrings 47. Der Düsenarm 53 ist an dem Endabschnitt (linken Endabschnitt in 4) einer jeden der Wellen 48 an der der Turbinenwirbelkammer 44 entgegengesetzte Seite befestigt. Ein aufgabelndes Paar von Klemmabschnitten 53A ist an einer Vorderseite des Düsenarms 53 ausgebildet.
-
Ein Gleichlaufring 54 ist koaxial zu dem Düsenring 47 zwischen dem Düsenarm 43 und dem Düsenring 47 verschwenkbar angeordnet. In dem Gleichlaufring 54 ist eine Vielzahl von Stiften 55 bei gleichem Winkel um die Kreismitte des Gleichlaufrings 54 angeordnet. Der Stift 55 wird durch die beiden Klemmabschnitte 53A eines jeden Düsenarms 53 geklemmt. Auf diese Weise werden die Vielzahl von Düsenschaufeln 49 und der Gleichlaufring 54 durch die Wellen 48 der jeweiligen Düsenschaufeln 49, die Düsenarme 53 und dergleichen miteinander verbunden.
-
Wenn der Gleichlaufring 54 um die Kreismitte des Gleichlaufrings 54 schwenkt, dann drücken die Stifte 55 die Klemmabschnitte 53A der jeweiligen Düsenarme 53 in der Schwenkrichtung des Gleichlaufrings 54. Als ein Ergebnis bringen die Düsenarme 53 die Wellen 48 dazu, zu schwenken. Als ein Ergebnis des Schwenkes der Wellen 48 werden die Düsenschaufel 49 in einem Zustand der Synchronisation um die jeweiligen Wellen 48 Öffnungs- und Schließbetrieben unterzogen.
-
In dem Turbolader 16 ist ein Antriebsmechanismus zum Verschwenken des Gleichlaufrings 54 angeordnet, um den Gelenkmechanismus 51 zu betätigen. Genauer gesagt ist ein Stift 56 in einem Außenkantenabschnitt des Gleichlaufrings 54 (unterer Endabschnitt des Gleichlaufrings 54 in 4) angeordnet und eine Stützwelle 57 ist verschwenkbar in das Zentralgehäuse 35 eingesetzt. Ein Verbindungselement 58 ist an einem Endabschnitt der Stützwelle 57 an der Seite der Gelenkkammer 52 (rechte Seite in 4) befestigt und ein Hebel 59 ist an dem Endabschnitt an der gegenüberliegenden Seite befestigt. Das Verbindungselement 58 ist verschwenkbar mit dem Stift 56 verbunden. Ein Stellglied 61, etwa ein Elektromotor, ist mit dem Hebel 59 verbunden.
-
Wenn das Stellglied 61 angetrieben wird, der Hebel 59 betätigt wird, und die Stützwelle 57 schwenkt, schwenkt Verbindungselement 58 um die Stützwelle 57 als ein Ergebnis des Schwenkens der Stützwelle 57. Als ein Ergebnis wird der Gleichlaufring 54 in einer Umfangsrichtung über den Stift 56 durch das Verbindungselement 58 gedrückt und schwenkt um die Achse 37. Wenn der Gleichlaufring 54 schwenkt, dann haben die Spalte zwischen den benachbarten Düsenschaufeln 49 eine Abmessung entsprechend des Schwenkwinkels (Düsenöffnung) einer jeden der Düsenschaufeln 49. Auf diese Weise wird die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases, das zu dem Turbinenrad 27A geblasen wird, durch den Spalt eingestellt.
-
Da die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases wie zuvor beschrieben geregelt wird, werden die Drehzahlen des Turbinenrads 27A, der Rotorwelle 36 und des Verdichterrads 17A auf geeignete Weise geregelt und der Ladedruck wird eingestellt. Wenn das Einstellen des Ladedrucks durchgeführt wird, dann kann die Ausgabe der Brennkraftmaschine 11 verbessert werden und ein Überdruck in den Brennkammern 13 kann gleichzeitig verhindert werden.
-
Wie in 2 dargestellt ist, ist der Turbolader 16 mit einem Turbinenkühlmitteldurchlass 39A und einem Gehäusekühlmitteldurchlass 35A versehen. Der Turbinenkühlmitteldurchlass 39A ist in dem Turbinengehäuse 39 als ein Kühlmitteldurchlass ausgebildet, durch welchen ein Kühlmittel für die Brennkraftmaschine 11 zirkuliert. Der Gehäusekühlmitteldurchlass 35A ist in dem Zentralgehäuse 35 ausgebildet. Der Turbolader 16 hat einen Aufbau, in welchem das Turbinengehäuse 39 und das Zentralgehäuse 35 gekühlt werden, wenn das Kühlmittel für die Brennkraftmaschine 11 zu dem Turbinenkühlmitteldurchlass 39A und dem Gehäusekühlmitteldurchlass 35A zugeführt wird.
-
Wie in 5 dargestellt ist, ist ein Kraftmaschinenkühlsystem zum Kühlen der Brennkraftmaschine 11 mit einem Wassermantel 63, der in der Brennkraftmaschine 11 ausgebildet ist, und einem Radiator 64, der ein Wärmetauscher ist, versehen. Das Kraftmaschinenkühlsystem ist mit einer Kraftmaschinenkühlmittelleitung 65, die das aus dem Wassermantel 63 herausströmende Kühlmittel zu dem Radiator 64 führt, und mit einer Kraftmaschinenkühlmittelleitung 66 versehen, die das aus dem Radiator 64 herausströmende Kühlmittel zu dem Wassermantel 63 zurückführt. Außerdem ist in dem Kraftmaschinenkühlsystem eine Wasserpumpe 67 angeordnet, die das Kühlmittel in dem Kraftmaschinenkühlsystem pumpt.
-
Ein Turbokühlsystem zum Kühlen des Turboladers 16 ist mit einem Turbozuführkühlmitteldurchlass 68 versehen. Der Turbozuführkühlmitteldurchlass 68 ist ein Kühlmitteldurchlass, der das Kühlmittel zu dem Turbolader 16 führt. Der Turbozuführkühlmitteldurchlass 68 zweigt von dem Wassermantel 63 ab und erstreckt sich davon. Außerdem sind ein erster Zuführkühlmitteldurchlass 69 und ein zweiter Zuführkühlmitteldurchlass 71 in dem Turbokühlsystem angeordnet. Der erste Zuführkühlmitteldurchlass 69 führt das Kühlmittel in dem Turbozuführkühlmitteldurchlass 68 zu dem Turbinenkühlmitteldurchlass 39A zu. Der zweite Zuführkühlmitteldurchlass 71 führt das Kühlmittel in dem Turbozuführkühlmitteldurchlass 68 zu dem Gehäusekühlmitteldurchlass 35A zu. In diesem Ausführungsbeispiel entsprechen der Turbozuführkühlmitteldurchlass 68, der erste Zuführkühlmitteldurchlass 69 und der zweite Zuführkühlmitteldurchlass 71 Einbringpfaden, die einen Einlass des Turbinenkühlmitteldurchlasses 39A und einen Einlass des Gehäusekühlmitteldurchlasses 35A parallel zueinander verbinden.
-
Das Turbokühlsystem ist mit einem Turboabgabekühlmitteldurchlass 72 versehen. Der Turboabgabekühlmitteldurchlass 72 ist ein Kühlmitteldurchlass, der das von dem Turbolader 16 abgegebene Kühlmittel zu dem Radiator 64 führt und der mit der Kraftmaschinenkühlmittelleitung 65 zusammenläuft. Außerdem ist das Turbokühlsystem mit einem ersten Abgabekühlmitteldurchlass 73 und einem zweiten Abgabekühlmitteldurchlass 74 versehen. Der erste Abgabekühlmitteldurchlass 73 führt das Kühlmittel, das von dem Turbinenkühlmitteldurchlass 39A abgegeben wird, zu dem Turboabgabekühlmitteldurchlass 72. Der zweite Abgabekühlmitteldurchlass 74 führt das Kühlmittel, das von dem Gehäusekühlmitteldurchlass 35A abgegeben wird, zu dem Turbinenabgabekühlmitteldurchlass 72. In diesem Ausführungsbeispiel entsprechen der Turboabgabekühlmitteldurchlass 72, der erste Abgabekühlmitteldurchlass 73 und der zweite Abgabekühlmitteldurchlass 74 Abgabepfaden, die einen Auslass des Turbinenkühlmitteldurchlasses 39A und einen Auslass des Gehäusekühlmitteldurchlasses 35A parallel zueinander verbinden.
-
Das Turbokühlsystem ist mit einem Turboabgabekühlmitteldurchlass 72 versehen. Der Turboabgabekühlmitteldurchlass 72 ist ein Kühlmitteldurchlass, der das von dem Turbolader 16 abgegebene Kühlmittel zu dem Radiator 64 führt und mit der Kraftmaschinenkühlmittelleitung 65 zusammenführt. Außerdem ist das Turbokühlsystem mit einem ersten Abgabekühlmitteldurchlass 73 und einem zweiten Abgabekühlmitteldurchlass 74 versehen. Der erste Abgabekühlmitteldurchlass 73 führt das Kühlmittel, das von dem Turbinenkühlmitteldurchlass 39A abgegeben wurde, zu dem Turboabgabekühlmitteldurchlass 72. Der zweite Abgabekühlmitteldurchlass 74 führt das Kühlmittel, das von dem Gehäusekühlmitteldurchlass 35A abgegeben wurde, zu dem Turboabgabekühlmitteldurchlass 72. In diesem Ausführungsbeispiel entsprechen der Turboabgabekühlmitteldurchlass 72, der erste Abgabekühlmitteldurchlass 73 und der zweite Abgabekühlmitteldurchlass 74 Abgabepfaden, die einen Auslass des Turbinenkühlmitteldurchlasses 39A und einen Auslass des Gehäusekühlmitteldurchlasses 35A parallel zueinander verbinden.
-
Das Turbokühlsystem ist mit einem Verbindungsdurchlass 75 versehen, der es dem Auslass des Turbinenkühlmitteldurchlasses 39A (genauer gesagt dem ersten Abgabekühlmitteldurchlass 73) und dem Einlass des Gehäusekühlmitteldurchlasses 35A (genauer gesagt dem zweiten Zuführkühlmitteldurchlass 71) ermöglicht, miteinander in Verbindung zu sein. Ein erstes Strömungspfadschaltventil 76 ist an einem Abzweigungsteil des Verbindungsdurchlasses 75 und des ersten Abgabekühlmitteldurchlasses 73 angeordnet. Ein zweites Strömungspfadschaltventil 77 ist in der Mitte des zweiten Zuführkühlmitteldurchlasses 71 angeordnet. In dem Turbokühlsystem kann die Strömungserscheinung des Kühlmittels in einer von zwei Strömungserscheinungen (die erste Strömungserscheinung und die zweite Strömungserscheinung) durch Betätigungssteuerung für das erste Strömungspfadschaltventil 76 und das zweite Strömungspfadschaltventil 77 geschaltet werden.
-
Wie in 6 dargestellt ist, sind der Gehäusekühlmitteldurchlass 35A und der Turbinenkühlmitteldurchlass 39A in der ersten Strömungserscheinung parallel verbunden. Die Pfeile in 6 stellen das Strömen des Kühlmittels dar. In dem Zustand der ersten Strömungserscheinung wird der Betrieb des ersten Strömungspfadschaltventils 76 gesteuert, der Turbinenkühlmitteldurchlass 39A und der Turboabgabekühlmitteldurchlass 72 sind miteinander durch den ersten Abgabekühlmitteldurchlass 73 in Verbindung, und die Verbindung zwischen dem Turbinenkühlmitteldurchlass 39A und dem Gehäusekühlmitteldurchlass 35A durch den Verbindungsdurchlass 75 wird blockiert. Außerdem in dem Zustand der ersten Strömungserscheinung wird der Betrieb des zweiten Strömungspfadschaltventils 77 gesteuert und der Turbozuführkühlmitteldurchlass 78 und der Gehäusekühlmitteldurchlass 35A sind durch den zweiten Zuführkühlmitteldurchlass 71 miteinander in Verbindung.
-
Wie in 7 dargestellt ist, sind der Gehäusekühlmitteldurchlass 35A und der Turbinenkühlmitteldurchlass 39A in der zweiten Strömungserscheinung in Reihe verbunden. Die Pfeile in 7 stellen das Strömen des Kühlmittels dar. In dem Zustand der zweiten Strömungserscheinung wird der Betrieb des ersten Strömungspfadschaltventils 76 gesteuert, die Verbindung zwischen dem Turbinenkühlmitteldurchlass 39A und dem Turboabgabekühlmitteldurchlass 72 durch den ersten Abgabekühlmitteldurchlass 73 wird blockiert und der Turbinenkühlmitteldurchlass 39A und der Gehäusekühlmitteldurchlass 35A sind durch den Verbindungsdurchlass 75 miteinander in Verbindung. Außerdem wird in dem Zustand der zweiten Strömungserscheinung der Betrieb des zweiten Strömungspfadschaltventils 77 gesteuert und eine Verbindung zwischen dem Turbozuführkühlmitteldurchlass 68 und dem Gehäusekühlmitteldurchlass 35A durch den zweiten Zuführkühlmitteldurchlass 71 wird blockiert.
-
Wie in 1 dargestellt ist, ist ein Abgassteuergerät 81 zum Reinigen von Abgas in dem Abgasdurchlass 14 der Brennkraftmaschine 11 angeordnet. Das Abgassteuergerät 81 ist mit einem Kraftstoffzugabeventil 82 zum Zugeben von Kraftstoff zu dem Abgas versehen. Das Abgassteuergerät 81 ist mit einem Oxidationskatalysator 83 versehen, der Kohlenwasserstoff (HC) in dem Abgas oxidiert, und mit einem Filter 84, der Schwebstoffe (PM) in dem Abgas sammelt.
-
Der Oxidationskatalysator 83 ist an der abgasstromabwärtigen Seite der Abgasturbine 27 in dem Abgasdurchlass 14 angeordnet. Der Oxidationskatalysator 83 ist ein Katalysator, der das Abgas durch Oxidation des HC und Kohlenmonoxid (CO) in dem Abgas reinigt. Der Filter 84 ist an einer weiter abgasstromabwärtigen Seite als der Oxidationskatalysator 83 in dem Abgasdurchlass 14 angeordnet. Ein poröses Material, welches das Hindurchlassen einer Gaskomponente in dem Abgas zulässt und das Hindurchlassen des PM in dem Abgas verhindert, bildet den Filter 84. In dem Filter 84 ist ein Katalysator zum Fördern der Oxidation des PM getragen. Das Kraftstoffzugabeventil 82 ist an einer weiter abgasstromaufwärtigen Seite (genauer gesagt dem Abgaskrümmer 26) als die Abgasturbine 27 in dem Abgasdurchlass 14 angeordnet. Das Kraftstoffzugabeventil 82 ist an der Kraftstoffpumpe 24 durch einen Kraftstoffdurchlass 82A verbunden. Das Kraftstoffzugabeventil 82 spritzt einen von der Kraftstoffpumpe 24 bereitgestellten Kraftstoff in das Abgas (gibt ihn zu).
-
Verschiedene Sensoren zum Erfassen von Betriebszuständen der Brennkraftmaschine 11 sind in dem Kraftmaschinensystem angeordnet, dessen Hauptkomponente die Brennkraftmaschine 11 ist. Beispiele verschiedener Sensoren beinhalten einen Kurbelsensor 91, einen Wassertemperatursensor 92 und einen Differentialdrucksensor 93. Der Kurbelsensor 91 erfasst die Drehzahl (Kraftmaschinendrehzahl NE) der Kurbelwelle 20. Der Wassertemperatursensor 92 erfasst die Temperatur des Kühlmittels (Kühlmitteltemperatur THW) für die Brennkraftmaschine 11. Der Differentialdrucksensor 93 erfasst die Abgasdruckdifferenz (Druckdifferenz ∆P) zwischen der abgasstromaufwärtigen Seite und der abgasstromabwärtigen Seite des Filters 84 in dem Abgasdurchlass 14.
-
Das Kraftmaschinensystem ist mit einer elektronischen Steuereinheit 90 versehen, deren Hauptkomponente beispielsweise ein Mikrocomputer ist. Ausgabesignale von den verschiedenen Sensoren werden in die elektronische Steuereinheit 90 eingegliedert. Die elektronische Steuereinheit 90 führt verschiedene Arten von Berechnungen auf Grundlage der Ausgabesignale von den verschiedenen Sensoren durch und führt verschiedene Arten von Steuerungen hinsichtlich des Betriebs der Brennkraftmaschine 11 auf Grundlage der Berechnungsergebnisse aus. Beispiele der verschiedenen Arten von Steuerungen beinhalten die Betriebssteuerung der Kraftstoffeinspritzventile 22, die Betriebssteuerung für das Ansaugdrosselventil 19, die Betriebssteuerung für die Kraftstoffpumpe 24 und die Betriebssteuerung für den variablen Düsenmechanismus 34 (genauer gesagt das Stellglied 61).
-
Die elektronische Steuereinheit 90 führt eine Betriebssteuerung für das Kraftstoffzugabeventil 82 (PM-Regenerationssteuerung) zum funktionalen Wiederherstellen des Filters 84 als eine der verschiedenen Arten von Steuerungen aus. Während der PM-Regenerationssteuerung treibt die elektronische Steuereinheit 90 das Kraftstoffzugabeventil 82 so an, dass es intermittierend öffnet. Auf diese Weise wird der Kraftstoff zu dem Abgas der Brennkraftmaschine 11 zugegeben. Wenn die PM-Regenerationssteuerung ausgeführt wird, dann wird hinzugegebener Kraftstoff in dem Abgas und in dem Filter 84 oxidiert. Dann steigt die Temperatur des Filters 84 an. Während der PM-Regenerationssteuerung wird ein intermittierender Ventilöffnungsantrieb für das Kraftstoffzugabeventil 82 wiederholt ausgeführt, sodass sich der Filter 84 in einem vorbestimmten Temperaturzustand (beispielsweise zumindest 600 °C) befindet. Auf diese Weise wird das in dem Filter 84 angesammelte PM oxidiert, in Kohlendioxid (CO2) und Wasser (H2O) zurückverwandelt, und abgegeben. Auf diese Weise wird das PM oxidiert und in den Filter 84 regeneriert.
-
In diesem Ausführungsbeispiel wird das Ausführen der PM-Regenerationssteuerung in Übereinstimmung mit dem nachstehend beschriebenen Ausführungsmerker gesteuert. In einem Fall, in welchem der Ausführungsmerker eingeschaltet ist, wird das Ausführen der PM-Regenerationsverarbeitung zugelassen. In einem Fall, in welchem der Ausführungsmerker ausgeschaltet ist, wird das Ausführen der PM-Regenerationssteuerung untersagt.
-
Der Ausführungsmerker wird eingeschaltet, wenn die folgenden [Bedingung A] und [Bedingung B] zur gleichen Zeit während des Nichtausführens der PM-Regenerationssteuerung erfüllt sind.
-
[Bedingung A] Die PM-Ansammlungsmenge PMsm erreicht zumindest einen vordefinierten Ansammlungsmengenbestimmungswert A.
-
[Bedingung B] Die Kühlmitteltemperatur THW erreicht zumindest einen Wassertemperaturbestimmungswert B.
-
Die PM-Ansammlungsmenge PMsm ist ein geschätzter Wert der Menge von PM, die durch den Filter 84 gefangen und angesammelt wird. Die PM-Ansammlungsmenge PMsm wird unter Verwendung eines bekannten Verfahrens auf Grundlage der Betriebszustände der Brennkraftmaschine 11, etwa der Druckdifferenz ∆P sequentiell berechnet.
-
Wenn die [Bedingung A] und die [Bedingung B] gleichzeitig erfüllt sind, dann wird bestimmt, dass die PM-Ansammlungsmenge PMsm eine Menge erreicht hat, die das Ausführen der PM-Regenerationssteuerung erfordert, und die Temperatur der Brennkraftmaschine 11 hoch genug ist, um die Temperatur des Abgases durch das Ausführen der PM-Regenerationssteuerung ausreichend zu erhöhen. In diesem Fall wird der Ausführungsmerker für die PM-Regenerationssteuerung eingeschaltet und das Ausführen der PM-Regenerationsverarbeitung wird zugelassen. Wenn die [Bedingung A] nicht erfüllt ist, liegt die PM-Ansammlungsmenge PMsm unter der Menge, die die Regenerationsverarbeitung benötigt. In diesem Fall wird der Ausführungsmerker nicht eingeschaltet und das Ausführen der PM-Regenerationssteuerung wird nicht zugelassen. Wenn die [Bedingung B] nicht erfüllt ist, dann ist die Temperatur der Brennkraftmaschine 11 niedrig und die Temperatur des Abgases kann selbst dann nicht zufriedenstellend erhöht werden, wenn die PM-Regenerationsverarbeitung durchgeführt wird. In diesem Fall wird der Ausführungsmerker nicht eingeschaltet und das Ausführen der PM-Regenerationsverarbeitung wird nicht zugelassen.
-
In diesem Ausführungsbeispiel wird die durch den Filter 84 gefangene und gesammelte Menge des PM als ausreichend verringert betrachtet, wenn die folgende [Bedingung C] während des Ausübens der PM-Regenerationssteuerung erfüllt ist. In diesem Fall wird der Ausführungsmerker ausgeschaltet. Wenn der Ausführungsmerker ausgeschaltet ist, wird das Ausführen der PM-Regenerationssteuerung gestoppt.
-
[Bedingung C] Die PM-Ansammlungsmenge PMsm wird gleich wie oder kleiner als ein vorbestimmter Regenerationsbeendigungswert PMe.
-
In dem Turbolader 16 ist in einer Trennwand zwischen dem Innenumfangsabschnitt 44A der Turbinenwirbelkammer 44 als ein Abgasströmungsweg und der Gelenkkammer 52 (genauer gesagt zwischen dem Turbinengehäuse 39 und dem Düsenring 47) ein Spalt 62 (4) vorhanden. Falls der Druck des Abgases in der Turbinenwirbelkammer 44 hoch ist, kann dementsprechend ein Teil des Abgases durch den Spalt 62 in die Gelenkkammer 52 eindringen, während es sich von der Turbinenwirbelkammer 44 in Richtung zu dem Turbinenrad 27A bewegt. Der Kraftstoff, der von dem Kraftstoffzugabeventil 82 zugegeben wurde, wird unzureichend verdampft, wenn die Temperatur des Abgases niedrig ist, oder verursacht eine Aggregation an der Oberfläche des Turbinengehäuses 39, wenn die Temperatur des Turbinengehäuses 39 niedrig ist. Falls der unzureichend verdampfte Kraftstoff und der aggregierte Kraftstoff (im weiteren Verlauf werden diese Kraftstoffe als ein flüssiger Kraftstoff bezeichnet) sich zusammen mit dem Abgas von der Turbinenwirbelkammer 44 durch den Spalt 62 in die Gelenkkammer 52 bewegt, kann der flüssige Kraftstoff an der Wandfläche der Gelenkkammer 52 und an jedem Abschnitt des Gelenkmechanismus 51 anhaften. In einem Fall, dass die Temperatur in der Gelenkkammer 52 niedrig ist, kann der Kraftstoff, der an dem Gelenkmechanismus 51 anhaftet, in einem Flüssigkeitszustand verbleiben wie er ist, anstatt sofort verdampft zu werden. Falls der Zustand, in welchem der flüssige Kraftstoff an dem Gelenkmechanismus 51 anhaftet, andauert, kann Ruß in dem Abgas an dem anhaftenden Kraftstoff anhaften oder der Kraftstoff kann allmählich geändert werden, was eine Ablagerung zur Folge hat.
-
In diesem Ausführungsbeispiel wird die Gelenkkammer 52 erwärmt, wenn die PM-Regenerationssteuerung ausgeführt wird. Im weiteren Verlauf wird eine Verarbeitung hinsichtlich der Steuerung zum Heizen der Gelenkkammer 52 (Heizsteuerungsverarbeitung) beschrieben.
-
8 stellt eine Ausübungsprozedur der Heizsteuerungsverarbeitung dar. Eine Reihe von Verarbeitungen, die in dem Ablaufdiagramm dieser Zeichnung dargestellt sind, wird durch die elektronische Steuereinheit 90 als Unterbrechungsverarbeitung für jeden vorbestimmten Zyklus ausgeführt. Bei dieser Verarbeitung wird, wie in 8 dargestellt ist, zuerst bestimmt, ob sich der Ausübungsmerker für die PM-Regenerationssteuerung im eingeschalteten Zustand befindet (Schritt S11).
-
In einem Fall, dass der Ausübungsmerker sich in dem eingeschalteten Zustand befindet (Schritt S11: JA), werden die Betriebe des ersten Strömungspfadschaltventils 76 und des zweiten Strömungspfadschaltventils 77 gesteuert und die Strömungserscheinung des Kühlmittels wird zu der zweiten Strömungserscheinung (Schritt S12). Da der Turbinenkühlmitteldurchlass 39A (siehe 7) und der Gehäusekühlmitteldurchlass 35A in der zweiten Strömungserscheinung in Reihe verbunden sind, strömt das Kühlmittel, dessen Temperatur erhöht ist, durch den Turbinenkühlmitteldurchlass 39A in der Abgasturbine 27 in den Gehäusekühlmitteldurchlass 35A in dem Zentralgehäuse 35. Das Zentralgehäuse 35 und die Gelenkkammer 52, die an einer Position benachbart zu dem Zentralgehäuse 35 angeordnet ist, werden durch das Kühlmittel mit hoher Temperatur, das auf diese Weise in den Gehäusekühlmitteldurchlass 35A eingebracht wird, erwärmt.
-
In einem Fall, dass sich der Ausübungsmerker in dem ausgeschalteten Zustand befindet (Schritt S11: NEIN), werden die Betriebe des ersten Strömungspfadschaltventils 76 und des zweiten Strömungspfadschaltventils 77 gesteuert und die Strömungserscheinung des zweiten Kühlmittels wird zu der ersten Strömungserscheinung (Schritt S13). Da der Turbinenkühlmitteldurchlass 39A (siehe 6) und der Gehäusekühlmitteldurchlass 35A bei der ersten Strömungserscheinung parallel verbunden sind, strömt das Kühlmittel, das eine relativ niedrige Temperatur in dem Turbozuführkühlmitteldurchlass 68 hat, in jedes von dem Turbinenkühlmitteldurchlass 39A und dem Gehäusekühlmitteldurchlass 35A. In diesem Fall wird das Strömen des Kühlmittels mit hoher Temperatur, welches den Turbinenkühlmitteldurchlass 39A passiert hat, in den Gehäusekühlmitteldurchlass 35A gestoppt und somit wird auch das Erwärmen des Zentralgehäuses 35 und der Gelenkkammer 52 durch das Kühlmittel gestoppt.
-
Im weiteren Verlauf wird eine Auswirkung des Ausführens der Heizsteuerungsverarbeitung beschrieben. In dem Turbolader 16 haftet der flüssige Kraftstoff in der Gelenkkammer 52 an, und der anhaftende Kraftstoff kann allmählich verändert werden, sodass er die Ablagerung zur Folge hat, falls der Zustand, dass der Kraftstoff anhaftet, andauert. Demensprechend kann die Verflüssigung des in die Gelenkkammer 52 eindringenden Kraftstoffs unterdrückt werden, indem die Temperatur in der Gelenkkammer 52 ausreichend erhöht wird. Auf diese Weise wird das Anhaften des Kraftstoffs in der Gelenkkammer 52 unterdrückt und somit kann das Ansammeln der Ablagerung ebenso unterdrückt werden. Als ein Ergebnis verschiedener Versuche durch den Erfinder wurde herausgefunden, dass das Anhaften des flüssigen Kraftstoffs in der Gelenkkammer 52 selten auftritt und das Ansammeln der Ablagerung auf geeignete Weise unterdrückt wird, selbst in einem Fall, in welchem Kraftstoff in die Gelenkkammer 52 eingedrungen ist, sobald der Kraftstoff in der Gelenkkammer 52 durch ausreichendes Erhöhen der Temperatur der Gelenkkammer 52 verdampft wird. Außerdem kann das Beibehalten eines Zustands hoher Temperatur des Turboladers 16 durch Heizen des Turboladers 16 ohne Stoppen des Heizens zu einer Überhitzungsverschlechterung der Zuverlässigkeit des Turboladers 16 führen.
-
In diesem Ausführungsbeispiel kann die Gelenkkammer 52 für eine hohe Temperatur darin durch das Kühlmittel mit hoher Temperatur, das durch den Turbinenkühlmitteldurchlass 39A hindurchführt, während des Ausübens der PM-Regenerationssteuerung geheizt werden. Dementsprechend kann selbst in einem Fall, dass der Kraftstoff in die Gelenkkammer 52 eingedrungen ist, der Kraftstoff verdampft werden und die Gelenkkammer 52 kann einen trockenen Zustand in sich haben. Da das Abgas der Brennkraftmaschine 11 bei einer hohen Geschwindigkeit in die Turbinenwirbelkammer 44 strömt, wird das Abgas in der Gelenkkammer 52 aus der Gelenkkammer 52 durch den Spalt 62 (4) in der Trennwand zwischen dem Innenumfangsabschnitt 44A der Turbinenwirbelkammer 44 und der Gelenkkammer 52 abgegeben. Dementsprechend wird auch der in der Gelenkkammer 52 verdampfte Kraftstoff aus der Gelenkkammer 52 zusammen mit dem Strömen des Abgases in die Turbinenwirbelkammer 44 abgegeben. Auf diese Weise wird der Kraftstoff, der in die Gelenkkammer 52 eingedrungen ist, zu der Turbinenwirbelkammer 44 abgegeben und behandelt, und ein Zustand, in welchem der flüssige Kraftstoff in der Gelenkkammer 52 anhaftet, wird unterdrückt, und damit kann das Verändern des Kraftstoffs in die Ablagerung unterdrückt werden. Dementsprechend kann eine dem Ansammeln der Ablagerung zuzuschreibende Fehlfunktion des variablen Düsenmechanismus 34 unterdrückt werden.
-
Außerdem kann das Heizen der Gelenkkammer 52 gestoppt werden, wenn die Wahrscheinlichkeit des Eindringens des Kraftstoffs in die Gelenkkammer 52 niedrig ist, während die PM-Regenerationssteuerung nicht ausgeführt wird. In diesem Fall kann die Temperatur des Turboladers 16 gesenkt werden. Verglichen mit dem Heizen des Turboladers 16 ohne Stoppen des Heizens kann eine Erhöhung der Temperatur des Turboladers 16 unterdrückt werden. Auf diese Weise kann eine dem Überhitzen zuzuschreibende Verschlechterung der Zuverlässigkeit des Turboladers 16 unterdrückt werden.
-
In diesem Ausführungsbeispiel werden das Zentralgehäuse 35 und die Gelenkkammer 52 unter Verwendung des Gehäusekühlmitteldurchlasses 35A geheizt, welcher so angeordnet ist, dass er das Zentralgehäuse 35 kühlt. Dementsprechend kann ein Aufbau zum Heizen des Zentralgehäuses 35 und der Gelenkkammer 52 realisiert werden, ohne dem Aufbau des Turboladers 16 eine Komplexität hinzuzufügen.
-
In diesem Ausführungsbeispiel sind der Gehäusekühlmitteldurchlass 35A und der Turbinenkühlmitteldurchlass 39A in Reihe verbunden (siehe 7), wenn die Strömungserscheinung des Kühlmittels zu der zweiten Strömungserscheinung durch die Betriebssteuerung für das erste Strömungspfadschaltventil 76 und das zweite Strömungspfadschaltventil 77 während des Ausübens des Heizens der Gelenkkammer 52 wird. Dann ist es möglich, lediglich dem Kühlmittel, dessen Temperatur durch den Turbinenkühlmitteldurchlass 39A erhöht ist, in den Gehäusekühlmitteldurchlass 35A zu strömen, und somit kann die Gelenkkammer 52 unter Verwendung des Kühlmittels effizient geheizt werden. Wenn das Heizen der Gelenkkammer 52 gestoppt ist, dann wird die Strömungserscheinung des Kühlmittels durch die Betriebssteuerung für das erste Strömungspfadschaltventil 76 und das zweite Strömungspfadschaltventil 77 zu der ersten Strömungserscheinung, und der Gehäusekühlmitteldurchlass 35A und der Turbinenkühlmitteldurchlass 39A werden parallel verbunden (siehe 6). Dementsprechend ist es möglich, es lediglich dem Kühlmittel, das eine relativ niedrige Temperatur hat, zu ermöglichen, ohne Hindurchführen durch den Turbinenkühlmitteldurchlass 39A in den Gehäusekühlmitteldurchlass 35A zu strömen, statt es dem Kühlmittel, dessen Temperatur durch den Turbinenkühlmitteldurchlass 39A erhöht ist, zu ermöglichen, in den Gehäusekühlmitteldurchlass 35A zu strömen. Dann kann das Zentralgehäuse 35 unter Verwendung des Kühlmittels auf geeignete Weise gekühlt werden.
-
Gemäß dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel können die folgenden Wirkungen erhalten werden. Selbst in einem Fall, dass der Kraftstoff in die Gelenkkammer 52 eingedrungen ist, während die PM-Regenerationssteuerung ausgeführt wird, kann eine Veränderung des Kraftstoffs in die Ablagerung unterdrückt werden. Der Turbolader 16 wird temporär geheizt, sodass das Ansammeln der Ablagerung in der Gelenkkammer 52 unterdrückt wird. Verglichen mit dem Heizen des Turboladers 16 ohne Stoppen des Heizens kann eine Erhöhung der Temperatur des Turboladers 16 unterdrückt werden, und eine einer Überhitzung zuzuschreibende Verschlechterung der Zuverlässigkeit des Turboladers 16 kann unterdrückt werden.
-
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel können das Zentralgehäuse 35 und die Gelenkkammer 52 unter Verwendung des Gehäusekühlmitteldurchlasses 35A geheizt werden, der so angeordnet ist, dass er das Zentralgehäuse 35 kühlt. Dementsprechend kann ein Aufbau zum Heizen des Zentralgehäuses 35 und der Gelenkkammer 52 realisiert werden, ohne dem Aufbau des Turboladers 16 eine Komplexität hinzuzufügen.
-
Dieses Ausführungsbeispiel ist mit dem Verbindungsdurchlass 75 versehen, der es dem Auslass des Turbinenkühlmitteldurchlasses 39A und dem Einlass des Gehäusekühlmitteldurchlasses 35A ermöglicht, miteinander in Verbindung zu sein, und ist mit dem ersten Strömungspfadschaltventil 76 versehen, das in dem Verbindungsdurchlass 75 angeordnet ist. Außerdem wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel das Heizen der Gelenkkammer 52 ausgeführt, indem durch die Betriebssteuerung für das erste Strömungspfadschaltventil 76 das Strömen von Wasser von dem Auslass des Turbinenkühlmitteldurchlasses 39A über den Verbindungsdurchlass 75 in den Einlass des Gehäusekühlmitteldurchlasses 35A zugelassen wird. Dementsprechend ist es möglich, es dem Kühlmittel, dessen Temperatur durch den Turbinenkühlmitteldurchlass 39A erhöht wurde, zu ermöglichen, über den Verbindungsdurchlass 35 in dem Gehäusekühlmitteldurchlass 35A in dem Zentralgehäuse 35 eingebracht zu werden. Auf diese Weise kann die Gelenkkammer 52 geheizt werden, die an einer dem Zentralgehäuse 35 benachbarten Position angeordnet ist.
-
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird das Heizen der Gelenkkammer 52 gestoppt, indem das Strömen des Kühlmittels von dem Auslass des Turbinenkühlmitteldurchlasses 39A in den Einlass des Gehäusekühlmitteldurchlasses 35A über den Verbindungsdurchlass 75 durch die Betriebssteuerung des ersten Strömungspfadschaltventils 76 untersagt wird. Dementsprechend ist es möglich, das Strömen des Kühlmittels, dessen Temperatur durch den Turbinenkühlmitteldurchlass 39A erhöht ist, in den Gehäusekühlmitteldurchlass 35A zu untersagen, während es lediglich dem Kühlmittel, das eine relativ niedrige Temperatur in dem zweiten Zuführkühlmitteldurchlass 71 hat, ermöglicht wird, in den Gehäusekühlmitteldurchlass 35A zu strömen. Dementsprechend kann ein Zustand erreicht werden, in welchem das Heizen der Gelenkkammer 52 gestoppt ist.
-
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind der Gehäusekühlmitteldurchlass 35A und der Turbinenkühlmitteldurchlass 39A während des Ausübens des Heizens der Gelenkkammer 52 in Reihe verbunden. Dementsprechend kann die Gelenkkammer 52 durch Verwenden des Kühlmittels, dessen Temperatur durch den Turbinenkühlmitteldurchlass 39A erhöht ist, effizient geheizt werden. Wenn außerdem das Heizen der Gelenkkammer 52 gestoppt ist, werden der Gehäusekühlmitteldurchlass 35A und der Turbinenkühlmitteldurchlass 39A parallel verbunden, und somit kann das Zentralgehäuse 35 unter Verwendung des Kühlmittels, das eine relativ niedrige Temperatur hat, auf geeignete Weise gekühlt werden, ohne den Turbinenkühlmitteldurchlass 39A zu passieren.
-
Das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel kann folgendermaßen modifiziert werden. Eine Zeitspanne, in der die Strömungserscheinung des Kühlmittels in die zweite Strömungserscheinung umgeschaltet wird (siehe 7), um die Gelenkkammer 52 zu heizen, kann zumindest mit einem Teil einer Zeitspanne überlappen, in der die PM-Regenerationssteuerung ausgeübt wird. Die Zeitgebung des Beginns des Ausübens der PM-Regenerationssteuerung und die Zeitgebung des Schaltens in die zweite Strömungserscheinung können gleich wie die Zeitgebung des Einschaltbetriebs des Ausführungsmerkers sein. Die Zeitgebung des Beginns des Ausführens der PM-Regenerationssteuerung und die Zeitgebung des Umschaltens in die zweite Strömungserscheinung kann eine kurze Zeitspanne nach dem Einschaltbetrieb des Ausführungsmerkers sein. Die Zeitgebung des Stoppens des Ausführens der PM-Regenerationssteuerung und die Zeitgebung des Umschaltens in die erste Strömungserscheinung können gleich wie die Zeitgebung der Ausschaltbetätigung des Ausführungsmerkers sein. Die Zeitgebung des Stoppens des Ausführens der PM-Regenerationssteuerung und die Zeitgebung des Umschaltens in die erste Strömungserscheinung können eine kurze Zeitspanne nach dem Ausschaltbetrieb des Ausführungsmerkers sein. Im weiteren Verlauf werden Beispiele des Einstellens der jeweiligen Zeitspannen (Beispiele 1 bis 5) beschrieben.
-
(Beispiel 1) Wie in 9 dargestellt ist, werden wird zur Zeit t11 gleichzeitig das Ausführen der PM-Regenerationssteuerung begonnen und das Umschalten in die zweite Strömungserscheinung ausgeführt. Dann werden zur Zeit t12 gleichzeitig das Ausführen der PM-Regenerationssteuerung gestoppt und das Schalten in die erste Strömungserscheinung ausgeführt.
-
(Beispiel 2) Das Schalten in die zweite Strömungserscheinung wird vor dem Beginnen des Ausführens der PM-Regenerationssteuerung ausgeführt. Wie beispielsweise in 10 dargestellt ist, wird das Schalten in die zweite Strömungserscheinung zur Zeit t21 ausgeführt, und das Ausführen der PM-Regenerationssteuerung wird zur Zeit t22 begonnen, welche um eine kurze Zeitspanne nach dem Zeitpunkt t21 liegt.
-
Falls die Zeitgebung des Beginns des Heizens der Gelenkkammer 52 der Zeitgebung des Beginns der Kraftstoffzugabe durch die PM-Regenerationssteuerung wie in diesem Beispiel vorangeht, kann die Temperatur in der Gelenkkammer 52 im Vorfeld erhöht werden, wenn die Kraftstoffzugabe zu dem Abgas durch die PM-Regenerationssteuerung begonnen wird. Dementsprechend ist es möglich, das Verflüssigen des in die Gelenkkammer 52 eindringenden Kraftstoffs zu unterdrücken, und das Anhaften der Ablagerung an dem Gelenkmechanismus 51 kann unterdrückt werden.
-
(Beispiel 3) Das Schalten in die erste Strömungserscheinung wird eine kurze Zeitspanne nach dem Stoppen des Ausführens der PM-Regenerationssteuerung ausgeführt. Wie beispielsweise in 11 dargestellt ist, wird das Ausführen der PM-Regenerationssteuerung zur Zeit t31 gestoppt, und das Schalten in die erste Strömungserscheinung wird zur Zeit t32 ausgeführt, die eine kurze Zeitspanne nach dem Zeitpunkt t31 liegt.
-
Falls die Zeitgebung des Stoppens der Kraftstoffzugabe durch die PM-Regenerationssteuerung der Zeitgebung des Stoppens des Heizens der Gelenkkammer 52 wie in diesem Beispiel vorangeht, kann die Temperatur der Gelenkkammer 52 bei einer hohen Temperatur beibehalten werden, bis die Kraftstoffzugabe durch die PM-Regenerationssteuerung beendet wird. Dementsprechend ist es möglich, das Verflüssigen des in die Gelenkkammer 52 eindringenden Kraftstoffs zu unterdrücken, und das Anhaften der Ablagerung an dem Gelenkmechanismus 51 kann unterdrückt werden.
-
(Beispiel 4) Wie in 12 dargestellt ist, wird das Ausführen der PM-Regenerationssteuerung zur Zeit t41 begonnen, und das Umschalten in die zweite Strömungserscheinung wird zur Zeit t42 ausgeführt, die um eine kurze Zeitspanne nach dem Zeitpunkt t41 liegt. (Beispiel 5) Wie in 13 dargestellt ist, wird das Umschalten in die erste Strömungserscheinung zur Zeit t51 ausgeführt, und das Ausführen der PM-Regenerationssteuerung wird zur Zeit t52 gestoppt, die um eine kurze Zeitspanne nach dem Zeitpunkt t51 liegt.
-
Das Anordnen der Strömungspfadschaltventile in dem Turbokühlsystem kann auf jede Anordnung geändert werden, solange die Strömungserscheinung des Kühlmittels in eine der beiden Strömungserscheinungen (die erste Strömungserscheinung und die zweite Strömungserscheinung) umgeschaltet werden kann.
-
Wie beispielsweise in 14 dargestellt ist, kann ein drittes Strömungspfadumschaltventil 106 an einem Abzweigungsteil des zweiten Zuführkühlmitteldurchlasses 71 und des Verbindungsdurchlasses 75 angeordnet sein, und das dritte Strömungspfadumschaltventil 106 kann in der Mitte des ersten Abgabekühlmitteldurchlasses 73 angeordnet sein. In dem Zustand der ersten Strömungserscheinung von diesem Beispiel kann das dritte Strömungspfadumschaltventil 106 es dem Turbozuführkühlmitteldurchlass 68 und dem Gehäusekühlmitteldurchlass 35A ermöglichen, durch den zweiten Zuführkühlmitteldurchlass 71 miteinander in Verbindung zu sein, und die Verbindung zwischen dem Turbinenkühlmitteldurchlass 39A und dem Gehäusekühlmitteldurchlass 35A durch den Verbindungsdurchlass 75 kann blockiert werden. Außerdem kann in dem Zustand der ersten Strömungserscheinung ein viertes Strömungspfadumschaltventil 107 es dem Turbinenkühlmitteldurchlass 39A und dem Turboabgabekühlmitteldurchlass 72 ermöglichen, miteinander durch den ersten Abgabekühlmitteldurchlass 73 in Verbindung zu sein. In dem Zustand der zweiten Strömungserscheinung kann das dritte Strömungspfadumschaltventil 106 eine Verbindung zwischen dem Gehäusekühlmitteldurchlass 35A und dem Turbozuführkühlmitteldurchlass 68 durch den zweiten Zuführkühlmitteldurchlass 71 blockieren, und kann es dem Turbinenkühlmitteldurchlass 39A und dem Gehäusekühlmitteldurchlass 35A ermöglichen, miteinander durch den Verbindungsdurchlass 75 in Verbindung zu sein. Außerdem kann das vierte Strömungspfadumschaltventil 107 in dem Zustand der zweiten Strömungserscheinung die Verbindung zwischen dem Turbinenkühlmitteldurchlass 39A und dem Turboabgabekühlmitteldurchlass 72 durch den ersten Abgabekühlmitteldurchlass 73 blockieren.
-
Während des Ausführens der PM-Regenerationssteuerung müssen der Gehäusekühlmitteldurchlass 35A und der Turbinenkühlmitteldurchlass 39A nicht in Reihe verbunden sein, falls das Kühlmittel, das in dem Turbinenkühlmitteldurchlass 39A erhitzt wird, in den Gehäusekühlmitteldurchlass 35A eingebracht wird. Beispielsweise kann ein Verbindungsdurchlass, der die Mitte des Gehäusekühlmitteldurchlasses 35A mit dem Einlass des Turbinenkühlmitteldurchlasses 39A verbindet, angeordnet sein, und ein Verbindungsdurchlass, der den Auslass des Gehäusekühlmitteldurchlasses 35A mit der Mitte des Turbinenkühlmitteldurchlasses 39A verbindet, kann anstelle des Verbindungsdurchlasses 75 angeordnet sein. Außerdem kann das zweite Strömungspfadumschaltventil 77 ausgelassen werden.
-
Die Gelenkkammer 52 kann durch Einbringen des Kühlmittels an einem Hochtemperaturteil des Kraftmaschinenkühlsystems (beispielsweise einem Teil, der sich um die Gelenkkammern 13 herum erstreckt) in den Gehäusekühlmitteldurchlass 35A geheizt werden, anstelle die Gelenkkammer 52 durch Einbringen des Kühlmittels, das in dem Turbinenkühlmitteldurchlass 39A erhitzt wird, in dem Gehäusekühlmitteldurchlass 35A zu heizen. Zudem kann die Gelenkkammer 35 beispielsweise durch Betreiben einer elektrischen Heizeinrichtung, die an dem Zentralgehäuse 35 angebracht ist, geheizt werden.
-
Wenn die Temperatur des Abgases der Brennkraftmaschine 11 hoch ist, ist es wahrscheinlich, dass sowohl die Temperatur des Turboladers 16 als auch die Temperatur in der Gelenkkammer 52 erhöht werden. Der Kraftstoff, der in die Gelenkkammer 52 eingedrungen ist, wird verdampft, und die Gelenkkammer 52 kann in sich einen trockenen Zustand haben, selbst wenn die Gelenkkammer 52 nicht durch Verwendung eines Kühlmittels mit hoher Temperatur, einer Heizeinrichtung oder dergleichen geheizt wird, falls die Temperatur in der Gelenkkammer 52 durch von dem Abgas der Brennkraftmaschine 11 empfangene Wärme ausreichend erhöht ist. Dementsprechend wird das Verändern des Kraftstoffs in die Ablagerung unterdrückt.
-
In dem Kraftmaschinensystem kann das Heizen der Gelenkkammer 52 durch ein Kühlmittel mit hoher Temperatur, eine Heizeinrichtung oder dergleichen selbst dann untersagt werden, wenn die PM-Regenerationssteuerung ausgeführt wird, falls die Temperatur der Gelenkkammer 52 hoch genug ist, um das Ansammeln der Ablagerung auf geeignete Weise zu unterdrücken. Gemäß diesem Gerät kann ein unnötiges Ausführen des Heizens durch ein Kühlmittel mit hoher Temperatur, durch eine Heizeinrichtung oder dergleichen unterdrückt werden, wenn das Ansammeln der Ablagerung in der Gelenkkammer 52 unterdrückt wird, sodass die Temperatur in der Gelenkkammer 52 ausreichend erhöht ist. Dementsprechend kann eine dem Überhitzen zuzuschreibende Verschlechterung der Zuverlässigkeit des Turboladers 16 unterdrückt werden. Ob die Temperatur der Gelenkkammer 52 hoch genug ist, um das Ansammeln der Ablagerung auf geeignete Weise zu unterdrücken, kann beispielsweise auf Grundlage von „die Temperatur des Abgases der Brennkraftmaschine 11 ist zumindest eine vorbestimmte Temperatur“, „der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 11 befindet sich in einem vorbestimmten Betriebsbereich mit hoher Last“, oder „die Temperatur in der Gelenkkammer 52, die aus dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 11 geschätzt wird, ist zumindest eine vorbestimmte Temperatur“ bestimmt werden.
-
In dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Kraftstoffzugabe zu dem Abgas ausgeführt, um das von dem Filter 84 gesammelte PM zu oxidieren. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Das Kraftmaschinensystem kann die Kraftstoffzugabe zu dem Abgas zum funktionellen Wiederherstellen des Abgassteuergeräts (beispielsweise eines Abgasreinigungskatalysators) ausführen. Beispiele des Kraftmaschinensystems beinhalten ein System, in welchem eine Kraftstoffzugabe zu dem Abgas ausgeführt wird, um Schwefeldioxid (SOx) von einem Stickoxid-(NOx-)Speicher-Reduktions-Katalysator in einem Fall zu emittieren, in welchem der NOx-Speicher-Reduktions-Katalysator durch SOx vergiftet ist und die Speicherkapazität von NOx verringert ist.
-
Das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel ist nicht auf das Kraftmaschinensystem beschränkt, in welchem die Kraftstoffzugabe durch Kraftstoffeinspritzung von dem Kraftstoffzugabeventil 52 durchgeführt wird. Das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel kann zudem auch auf ein Kraftmaschinensystem angewandt werden, in welchem die Kraftstoffzugabe zu dem Abgas durch eine Kraftstoffeinspritzung von den Kraftstoffeinspritzventilen 22 durchgeführt wird, welche während eines Expansionstakts und eines Ausstoßtakts nach einer Kraftstoffeinspritzung zum Verbrennen in den Brennkammern 13 durchgeführt wird (eine sogenannte Nacheinspritzung oder Späteinspritzung).
