DE60305547T2 - Vorrichtung zur Abgasemissionssteuerung eines Motors - Google Patents

Vorrichtung zur Abgasemissionssteuerung eines Motors Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasemissionssteuerungsvorrichtung, die in geeigneter Weise für einen Dieselmotor eingesetzt wird.
  • Ein Abgas aus dem Dieselmotor enthält (hierin nachstehend als Ruß bezeichnete) Partikel, welche hauptsächlich aus Kohlenstoff bestehen. Verschiedene Techniken zur Unterdrückung der Ausgabe des Rußes des an die Atmosphäre wurden bereits in die Praxis umgesetzt.
  • Als eine von diesen Techniken ist eine Abgasemissionssteuerung mit kontinuierlicher Regeneration allgemein bekannt, in welcher ein Oxidationskatalysator und ein (als DPF abgekürztes) Partikelauffangfilter in dieser Reihenfolge von der Anstromseite aus angeordnet sind. Eine weitere Vorrichtung ist ebenfalls allgemein bekannt, in welcher ein Alkalimetallkatalysator in dem DPF untergebracht ist, um das Regenerationsverhalten des DPF zu verbessern.
  • Jedoch zeigt der Alkalimetallkatalysator eine Absenkung in einem Hochtemperaturbereich aufgrund von Rückverbindung von Alkalimetall und Versprühen durch Verdampfung, wodurch es erforderlich ist, einen übermäßigen Anstieg in der Abgastemperatur während schneller Fahrt oder Fahrt unter hoher Belastung zu unterdrücken.
  • Im übrigen kann ein Motor mit einem Turbolader fester Kapazität eine Abgastemperatur während hoher Drehzahl und Fahrt unter hoher Belastung unterdrücken, indem ein Einspritzventilöffnungsdruck eines Ladedruckregelventils auf einen höheren Wert eingestellt wird, um einen Ladedruck zu steigern und Einlassluftstrom zu vergrößern.
  • Wenn jedoch der Einspritzventilöffnungsdruck des Ladedruckregelventils erhöht wird, nimmt der Ladedruck auch in einem Niedrigdrehzahlbereich des Motors zu. Daher ist es, wenn ein Innendruck des Zylinders des Motors auf einen zulässigen Grenzwert beschränkt ist, erforderlich, dass der Einspritzzeitpunkt des Kraftstoffs verzögert wird, was zu einem Problem führt, dass der Kraftstoffverbrauch schlecht ist. Außerdem wird ein Pumpverlust in dem Niedrigdrehzahlbereich vergrößert, was zu dem Risiko führt, dass der Kraftstoffverbrauch ebenfalls schlecht ist.
  • EP-A-1 172 531 offenbart eine Abgasreinigungsvorrichtung, die in einem Motorabgaskanal ein Partikelfilter anordnet, um Partikel in einem aus einer Brennkammer ausgegeben Abgas zu entfernen, indem als Partikelfilter ein Partikelfilter verwendet wird, das in der Lage ist, durch Oxidation alle Partikel in dem in das Partikelfilter einströmenden Abgas zu entfernen, ohne eine leuchtende Flamme zu emittieren, wenn eine Menge der aus der Brennkammer pro Zeiteinheit ausgegebenen Partikel kleiner als eine Menge von Partikeln ist, die durch Oxidation auf dem Partikelfilter pro Zeiteinheit ohne Emission einer leuchtenden Flamme entfernt werden kann, und die mit einer Steuereinrichtung versehen ist, um wenigstens eine von der Menge der ausgegebenen Partikel oder der Menge der durch Oxidation entfernbaren Partikel zu steuern, so dass die Menge der ausgegebenen Partikel kleiner als die Menge der durch Oxidation entfernbaren Partikel wird, wenn die Menge der ausgegebenen Partikel die Menge der durch Oxidation entfernbaren Partikel überschreitet.
  • JP-59105915 betrifft ein Abgasreinigungsverfahren eines Dieselmotors, der mit einem Turbolader ausgestattet ist, wobei zum Verhindern der Absenkung der Temperatur des Abgases ein Ladedruck-Regelventil zwangsweise geöffnet wird, um das Abgas zu einer Falle zu lenken, wenn die Falle zur Regeneration vorgesehen ist.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine Abgasemissionssteuerungsvorrichtung bereitzustellen, die für einen Motor mit einem Turbolader nützlich ist, die in der Lage ist einen übermäßigen Anstieg in der Abgastemperatur zu unterdrücken, ohne den Kraftstoffverbrauch zu verschlechtern und effektiv eine Verschlechterung des einen Alkalimetallkatalysator enthaltenden DPF zu verhindern.
  • Um die vorstehende Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung eine Abgasemissionssteuerung bereit, die eine Betriebszustand-Detektionseinrichtung zum Detektieren eines Betriebszustandes eines Motors, eine Kraftstoff-Steuereinrichtung zum Steuern der Kraftstoffzuführung in eine Brennkammer des Motors auf der Basis eines Ausgangssignals der Betriebszustand-Detektionseinrichtung, und einen Turbolader zum Vorverdichten von Ansaugluft in Abhängigkeit von einem Abgas des Motors aufweist, wobei ein Filter zum Auffangen von Partikeln in dem Abgas in einem Abgaskanal auf der Abstromseite einer Turbine des Turboladers angeordnet ist. Da das Filter einen Alkalimetallkatalysator enthält, kann das Regenerationsverhalten des Filters verbessert werden.
  • Eine Abgastemperatur-Messeinrichtung misst die Abgastemperatur in der Nähe des Filters und die Ladedruck-Steuereinrichtung steuert den Ladedruck des Turboladers höher, wenn die von der Abgastemperatur-Messeinrichtung gemessene Abgastemperatur eine vorbestimmte Temperatur überschreitet.
  • Dadurch wird, wenn die Abgastemperatur hoch ist, der Ladedruck des Turboladers erhöht, so dass Ansaugluft mit relativ niedrigen Temperaturen in die Brennkammer strömt, um die Abgastemperatur zu verringern, und somit eine Verschlechterung des Filters zu verhindern.
  • Erfindungsgemäß wird nur dann, wenn die Abgastemperatur hoch ist, der Ladedruck des Turboladers verändert, um die Abgastemperatur zu verringern, wodurch effektiv ein Ansteigen der Abgastemperatur verhindert wird, ohne den Kraftstoffverbrauch bei niedriger Drehzahl und Niedriglastfahrbedingungen zu verschlechtern, wenn der Einspritzventilöffnungsdruck des Ladedruck-Regelventils für den Turbolader mit fester Kapazität auf einen höheren Wert eingestellt ist als es üblicherweise geschieht. Und wenn die Abgastemperatur verringert wird, kann verhindert werden, dass das einen Alkalimetallkatalysator enthaltende Filter aufgrund einer thermischen Beschädigung eine Verschlechterung erfährt.
  • Ferner kann der Turbolader aus einem Turbolader mit variabler Kapazität aufgebaut sein, in welchem die Ladedruck-Steuereinrichtung den Turbolader mit variabler Kapazität so steuert, dass der Ladedruck ansteigt, wenn die von der Abgastemperatur-Messeinrichtung gemessene Abgastemperatur die vorbestimmte Temperatur überschreitet.
  • Auf diese Weise wird, wenn der Ladedruck durch Steuerung der Kapazität des Turboladers erhöht oder verringert wird, die Abgastemperatur effektiv gesteuert ohne den Kraftstoffverbrauch zu verschlechtern.
  • Ferner hat der Turbolader auch ein Steuerventil zum Regeln der Menge des die Turbine umgehenden Abgases, wobei die Ladedruck-Steuereinrichtung das Steuerventil zusteuert, um den Anteil des vorbeizuführenden Abgases zu verringern, wenn die von der Abgastemperatur-Messeinrichtung gemessene Abgastemperatur die vorbestimmte Temperatur überschreitet.
  • Ferner wird die Menge des die Turbine zu umgehenden Abgases durch Öffnen oder Schließen des Steuerventils geregelt, das in dem Umgehungskanal angeordnet ist, wodurch die Abgastemperatur durch Einstellen des Ladedruckes des Turboladers gesteuert wird. Der Turbolader kann ein Lader mit fester Kapazität sein, was zu einem vereinfachten Aufbau der Vorrichtung führt.
  • Die Kraftstoff-Steuereinrichtung weist eine Einspritzzeitpunkt-Steuereinrichtung zum Steuern des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes des in die Brennkammer des Motors einzuführenden Kraftstoffes auf, wobei die Einpritzzeitpunkt-Steuereinrichtung den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt verzögert, wenn der Ladedruck des Turboladers erhöht wird.
  • Wenn der Ladedruck erhöht wird, verzögert die Einspritzzeitpunkt-Steuereinrichtung den Einspritzzeitpunkt des Kraftstoffes in die Brennkammer, um die Motorausgangsleistung zu verringern, wodurch die erhöhte Ausgangsleistung durch den erhöhten Ladedruck kompensiert wird, um dadurch unter der Abgastemperatursteuerung bewirkte Ausgangsleistungsunterschiede zu unterdrücken. Durch Verzögern des Einspritzzeitpunktes wird der Druck innerhalb der Brennkammer zum Zeitpunkt der Verbrennung verringert, so dass der erhöhte Druck innerhalb der Brennkammer zum Zeitpunkt der Verbrennung aufgrund des erhöhten Ladedruckes kompensiert wird, was eine Minderleistung des Motors verhindert.
  • Ferner kann die Ladedruck-Steuereinrichtung den Ladedruck des Turboladers erhöhen, wenn die Abgastemperatur die vorbestimmte Temperatur überschreitet und der Motor jenseits einer vorbestimmten Belastung betrieben wird. Ferner kann die Betriebsbedingungs-Erfassungseinrichtung eine Belastungsände rungsraten-Detektionseinrichtung aufweisen, um die Änderungsrate der Belastung des Motors zu detektieren, wobei die Ladedruck-Steuereinrichtung den Ladedruck des Turboladers erhöht, wenn die Abgastemperatur die vorbestimmte Temperatur überschreitet und die Änderungsrate der Motorbelastung ein positiver Wert ist.
  • Auf diese Weise wird nur dann, wenn die Abgastemperatur hoch ist, der Ladedruck des Turboladers verändert, um die Abgastemperatur zu verringern, wodurch es möglich ist, effektiv einen Anstieg in der Abgastemperatur zu verhindern, ohne den Kraftstoffverbrauch bei niedriger Drehzahl und Niedriglastbetrieb zu verschlechtern. Und durch Verringern der Abgastemperatur kann verhindert werden, dass das einen Alkalimetallkatalysator enthaltende Filter aufgrund einer thermischen Beschädigung eine Verschlechterung erfährt.
  • Ferner weist der Abgaskanal bevorzugt einen Oxidationskatalysator auf, der auf der Anstromseite des Filters auf der Abstromseite der Turbine angeordnet ist. Dadurch werden die Partikel verbrannt und bei der Abgastemperatur aufgrund der katalytischen Wirkung des Oxidationskatalysators entfernt, was eine kontinuierliche Regeneration des Filters ermöglicht.
  • In den Zeichnungen ist:
  • 1 eine schematische Ansicht, die den Gesamtaufbau eines Dieselmotors mit einer Abgasemissionssteuerung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 2 eine vergrößerte Ansicht, welche teilweise die Abgasemissionssteuerung darstellt;
  • 3 eine Erläuterungsansicht zum Erläutern der Wirkung der Abgasemissionssteuerung;
  • 4 ein Flussdiagramm zum Erläutern der Wirkung der Abgasemissionssteuerung; und
  • 5 eine schematische Ansicht, welche den Gesamtaufbau eines Dieselmotors mit einer Abgasemissionssteuerung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • Die bevorzugten Ausführungsformen einer Abgasemissionssteuerung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • 1 ist eine schematische Ansicht, die den Gesamtaufbau eines Dieselmotors darstellt, der mit dieser Abgasemissionssteuerung ausgerüstet ist, 2 und 3 sind schematische Ansichten, die Teile der Abgasemissionssteuerung darstellen, und 4 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern der Wirkung der Abgasemissionssteuerung.
  • Der Dieselmotor gemäß dieser Ausführungsform weist einen Turbolader 40 mit einem Kompressor 41 und einer Turbine 42 auf, die als ein Teil von derselben Welle 40a gedreht werden. Der Kompressor 41 ist in einem Ansaugkanal 12 auf der Einlassseite des Motorhauptkörpers 20 eingefügt und die Turbine 42 ist in einem Auslasskanal 31 auf der Auslassseite des Motorhauptkörpers 20 eingefügt. Eine Rußentfernungsvorrichtung 50 zum Entfernen des Rußes ist in dem Abgas in dem Abgaskanal 31 auf der Abstromseite der Turbine 42 gemäß Darstellung in 1 angeordnet.
  • Ferner ist ein Zwischenkühler 13 in dem Ansaugkanal 12 auf der Abstromseite des Kompressors 41 angeordnet, um eine Ansaugluft zu kühlen, um den Kompressionswirkungsgrad zu erhöhen. Ein Ladedrucksensor 14 ist stromabwärts des Zwischenkühlers 13 im Ansaugkanal 12 angeordnet, um einen Ansaufdruck aufzunehmen und an eine Steuervorrichtung 60 zu senden.
  • Ein EGR-Kanal 32 ist mit dem Abgaskanal 31 verbunden, um die Anstromseite der Turbine 42 und die Abstromseite des Zwi schenkühlers 13 des Ansaugkanals 12 miteinander zu verbinden, wodurch ein Teil des Abgases durch einen EGR-Kühler 33 gekühlt wird und auf die Ansaugseite zurückgeführt wird, indem ein in dem EGR-Kanal 32 vorgesehenes EGR-Ventil 34 geöffnet wird.
  • Die Rußentfernungsvorrichtung 50 weist in ihrem Gehäuse von der Anstromseite ausgehend einen Oxidationskatalysator 52 und ein poröses Filter (DPF) 51 zum Auffangen und Abscheiden des Rußes in dem Abgas auf. Der Oxidationskatalysator 52 enthält ein Katalysatormetall mit einer Oxidationsfunktion, wie zum Beispiel Pt (Platin) und ermöglicht die kontinuierliche Regeneration des DPF 51 durch Verändern (oder Oxidieren) von NO in dem Abgas zu NO2 und durch Verbrennen des von dem DPF 51 erfassten Rußes dadurch, das NO2 eine starke Funktion als Oxidans bei relativ niedrigen Temperaturen (unterhalb einer Selbstentzündungstemperatur des Rußes) aufweist. Ferner enthält das DPF 51 katalytische Komponenten aus Alkalimetall, wie zum Beispiel K (Kalium), um das kontinuierliche Regenerationsverhalten des DPF 51 zu verbessern.
  • Demzufolge wird der durch das DPF 51 erfasste Ruß in dem Abgas unter dem Einfluss der durch die Oxidationsreaktion des Oxidationskatalysators 53 erzeugten Hitze, des von dem Oxidationskatalysator 52 zuführten NO2 und der katalytischen Komponenten des in dem DPF 51 enthaltenen Alkalimetalls verbrannt und entfernt, ohne eine getrennte Heizvorrichtung zu verwenden, wodurch das DPF 51 kontinuierlich regeneriert werden kann.
  • Ferner ist die Rußentfernungsvorrichtung 50 mit einem Abgastemperatursensor 53 zwischen dem Oxidationskatalysator 52 und dem DPF 51 versehen, um die Abgastemperatur in der Nähe des Filters 51 oder des Oxidationskatalysators 52 zu messen (Abgastemperatur-Messeinrichtung 55).
  • Der Turbolader 40 hat ein Turbinenrad 421 der Turbine 42 in dem Abgaskanal 31 und ein Kompressorrad 411 des Kompressors 41 in dem Ansauggaskanal 12 angeordnet, die über eine Welle 40a verbunden sind und integral gedreht werden. Das Turbinenrad 421 wird aufgrund des Abgasdruckes des Abgases gedreht, so dass das Kompressorrad 411 gedreht wird, um die Ansaugluft der Seite des Motorhauptkörpers 20 zuzuführen.
  • Die Turbine 42 hat einen für einen Turbolader mit variabler Geometrie (allgemein bekannten) typischen Turbinenaufbau. Gemäß Darstellung in 2 sind mehrere Leitschaufeln 422 drehbar über einen Befestigungsabschnitt 422a um das auf der Welle 40a angeordnete Turbinenrad 421 herum befestigt, wobei jeder Befestigungsabschnitt 422a auf einem Kreis um die Welle 40a gemäß Darstellung in 2 herum angeordnet ist. Und jede Schaufel 422 wird durch ein in 1 dargestelltes Stellelement 43 gedreht, wodurch der Drehungsbetrag (Öffnungsbetrag θ) der Leitschaufel 422 beliebig (oder in mehreren Stufen) durch die Steuerung 60 zum Veränderung der Turbinenkapazität gesteuert wird.
  • Die Steuerung 60 weist eine Ladedruck-Steuereinrichtung 62 zum Steuern der Aktivierung des Stellelementes 43 und eine Kraftstoff-Steuereinrichtung 64 zum Steuern der Kraftstoffeinspritzmenge und des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes des Kraftstoffeinspritzventils 22 auf. Sie sind mit einem Abgastemperatursensor 53, einem Ladedrucksensor 14, einem Ansaugtemperatursensor 15, einem (nicht dargestellten) Motordrehzahlsensor, und einem (nicht dargestellten) Beschleunigungssensor verbunden, wodurch die Leitschaufelöffnung durch die Ladedruck-Steuereinrichtung 62 auf der Basis der Information jedes Sensors geregelt wird, und die Kraftstoffeinspritzmenge und der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt durch die Kraftstoff-Steuereinrichtung 64 angepasst werden. Auch weist die Kraft stoff-Steuereinrichtung 64 eine Zündzeitpunktsteuereinrichtung 64a auf, um den Zündzeitpunkt zu steuern.
  • Hierin bilden der Ladedrucksensor 14, der Ansauggastemperatursensor 15, der Motordrehzahlsensor und der Beschleunigungssensor die Betriebszustand-Detektionseinrichtung 66.
  • Die Ladedruck-Steuereinrichtung 62 reduziert nämlich den Öffnungsbetrag θ der Leitschaufeln 422 gemäß Darstellung in 3B, um den Ladedruck des Kompressors 41 zu verringern und eine zunehmende Menge an Ansaugluft in einem Niedrigdrehzahlbereich des Motors oder Niedriglastzustand zu verringern, um dadurch eine übermäßige Absenkung der Temperatur in der Brennkammer zu verhindern. Ferner steuert die Kraftstoff-Steuereinrichtung 64 das Kraftstoffeinspritzventil 22 auf der Basis eines Steuerkennfeldes, in welchem die Kraftstoffeinspritzmenge zum Realisieren des für den vorbestimmte Motorbelastung und Motordrehzahl optimalen Kraftstoffverbrauchsverhaltens aufgezeichnet ist (stetige Steuerung).
  • Insbesondere wird unter Verwendung des Steuerkennfeldes die gewünschte Kraftstoffeinspritzmenge aus der von der Motordrehzahlsensor bzw. den Gassensor detektierten Motordrehzahl und Motorbelastung berechnet, und das Kraftstoffeinspritzventil 22 so gesteuert, dass die Kraftstoffeinspritzmenge den gewünschten Wert annimmt.
  • Umgekehrt verringert, wenn die Abgastemperatur übermäßig in einem Hochdrehzahlbereich des Motors und in einem hohen Belastungszustand (zum Beispiel über 600°C) ansteigt, die Ladedruck-Steuereinrichtung 62 (Abgastemperatursteuerung), die Abgastemperatur, um zu verhindern, das die Katalysatorkomponenten des auf dem DPF 51 enthaltenen Alkalimetalls beschädigt werden.
  • Insbesondere macht die Ladedruck-Steuereinrichtung 62 den Öffnungsbetrag θ der Leitschaufeln 422 gemäß Darstellung in 3A größer, um den Ladedruck des Kompressors 41 zu erhöhen und die Abgastemperatur aufgrund eines größeren Anteils von Luft, die mit niedrigen Temperaturen in die Brennkammer eingeführt wird, zu verringern. Gleichzeitig wird der Einspritzzeitpunkt von aus dem Kraftstoffeinspritzventil 22 zugeführten Kraftstoff verzögert, um einen erhöhten Druck innerhalb der Brennkammer zum Zeitpunkt der Verbrennung zu reduzieren, der durch einen erhöhten Ansaugdruck bewirkt wird.
  • Die Abgasemissionssteuerung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist wie vorstehend aufgebaut, in welcher das Stellelement 43 und die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 22 beispielsweise in Abhängigkeit von einem Flussdiagramm gemäß Darstellung in 4 gesteuert werden.
  • Zuerst wird bei dem Schritt S1 eine Ermittlung durchgeführt, ob die von dem Abgastemperatursensor 53 gemessene Abgastemperatur über einer vorbestimmten Temperatur (zum Beispiel 600°C) liegt. Wenn die Abgastemperatur niedriger oder gleich der vorbestimmten Temperatur ist, geht der Betrieb zu dem Schritt S5 für die stetige Steuerung über.
  • Im Gegensatz dazu, wird wenn die Abgastemperatur über der vorbestimmten Temperatur liegt, das Stellelement so gesteuert, dass der Öffnungsbetrag der Leitschaufeln 422 bei dem Schritt S2 maximiert und der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt bei dem Schritt S3 verzögert wird. Dadurch wird der Ladedruck des Kompressors 41 erhöht, so dass eine große Luftmenge mit relativ niedrigen Temperaturen in dem Motorhauptkörper 20 eingesaugt wird, um die Abgastemperatur zu senken. Da der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt verzögert ist, wird der Innendruck des Zylinders zum Zeitpunkt der Verbrennung verringert, so dass ein durch die erhöhte Menge von Ansaugluft bewirkter er höhter Innendruck vermindert wird. Dann wird, wenn die Abgastemperatur niedriger oder gleich 600°C bei dem Schritt S4 ist, die Aktivierung des Stellelementes 43 und der Kraftstoffeinspritzmenge durch Berechnung der Ansaugluftmenge und der Kraftstoffeinspritzmenge in der Abhängigkeit von der Motorbelastung unter Verwendung des Steuerkennfeldes bei dem Schritt S5 gesteuert.
  • Demzufolge steuert die Abgasemissionssteuerung dieser Ausführungsform den Ladedruck des Kompressors 41 variabel, um die Ansaugluftmenge in den Motorhauptkörper 20 zum Verringern der Abgastemperatur zu erhöhen, wenn die Abgastemperatur die vorbestimmte Temperatur überschreitet. Dadurch ist es möglich einen abrupten Anstieg in der Abgastemperatur zu unterdrücken und eine thermische Beschädigung der Katalysatorkomponenten des auf dem DPF 51 gehaltenen Alkalimetalls zu verhindern.
  • Diese Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen beschränkt, sondern kann auf verschiedene Arten modifiziert oder variiert werden, ohne von dem Schutzumfang oder Erfindungsgedanken der Erfindung abzuweichen.
  • Beispielsweise kann gemäß Darstellung in 5 ein Umgehungskanal 425 vorgesehen sein, um den Abgaskanal 31 auf der Anstromseite der Turbine 42 und den Abgaskanal 31 auf der Anstromseite der Rußentfernungsvorrichtung 50 miteinander zu verbinden, und ein Steuerventil (Ladedruckregelventil) 426, das durch die Ladedruck-Steuereinrichtung 62 geöffnet oder geschlossen werden kann, kann in diesem Umgehungskanal vorgesehen sein. In diesem Falle wird das Öffnen oder Schließen (Arbeitsverhältnis) des Steuerventils 426 und die Öffnung des Steuerventils so gesteuert, dass die Menge des in die Turbine 42 zum Verändern eines Drehmoments der Turbine 42 fließenden Abgases angepasst wird. Und wenn die Abgastemperatur über der vorbestimmten Temperatur liegt, schließt die Ladedruck- Steuereinrichtung 62 das Steuerventil 426 um den Strom des Abgases in den Umgehungskanal zu verhindern, so dass das gesamte Abgas aus dem Maschinenhauptkörper 20 in die Turbine 42 strömt. Dadurch wird die Drehung der Turbine 42 beschleunigt, um den Ladedruck des Kompressors 41 zu erhöhen und die Abgastemperatur zu verringern.
  • Demzufolge kann der Ladedruck des Kompressors 41 durch Steuern des Öffnens oder Schließens des Steuerventils 426 und Regeln der Strömung des Abgases in dem Umgehungskanal 425 erhöht oder verringert werden, ohne die Öffnung von Leitschaufeln für die Turbine 42 zu steuern, wodurch der Turbolader 40 ein Lader mit fester Kapazität mit dem einfachen Aufbau der Vorrichtung sein kann.
  • Ferner kann die Betriebszustand-Detektionseinrichtung 66 einen Belastungszustand des Motors auf der Basis der Sensorinformation des Beschleunigungssensors detektieren, um eine Abgastemperatursteuerung auszuführen, wenn die durch die Betriebszustand-Detektionseinrichtung 66 detektierte Motorbelastung eine vorbestimmte Belastung in einem Zustand überschreitet, in welchem die Abgastemperatur über der vorbestimmten Temperatur liegt.
  • Ferner weist die Betriebszustand-Detektionseinrichtung 66 eine Belastungsänderungsraten-Detektionseinrichtung 66a zum Detektieren einer Veränderungsrate der Motorbelastung auf. Wenn die durch die Belastungsänderungsraten-Detektionseinrichtung 66a detektierte Belastungsänderungsrate ein positiver Wert in einem Zustand ist, in welchem die Abgastemperatur über der vorbestimmten Temperatur liegt, wird die Abgastemperatursteuerung durchgeführt, oder es kann, wenn die Belastungsänderungsrate ein negativer Wert ist, dann die Abgastemperatursteuerung blockiert werden.
  • Es wird nämlich, wenn die Belastungsänderungsrate negativ ist, selbst wenn die Abgastemperatur kurzzeitig auf eine hohe Temperatur steigt, erwartet, dass die Abgastemperatur natürlich ohne Ausführung der Abgastemperatursteuerung fällt. In diesem Falle wird die Abgastemperatursteuerung blockiert, um die Anzahl der Verzögerungen des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes zu reduzieren, um dadurch den Kraftstoffverbrauch zu verbessern.
  • In der vorstehenden Ausführungsform wird die Abgastemperatur-Detektionseinrichtung 55 von dem zwischen dem Oxidationskatalysator 52 und dem DPF 51 angeordneten Abgastemperatursensor 53 gebildet, um direkt die Abgastemperatur in der Nähe des Filters 51 oder des Oxidationskatalysators 52 zu messen, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
  • Beispielsweise kann die der Motordrehzahl und Motorbelastung entsprechende Abgastemperatur aus dem Motor im Voraus in ein Kennfeld eingetragen werden und die Abgastemperatur in der Nähe des Filters 51 oder des Oxidationskatalysators 52 unter Verwendung der Kennfelddaten abgeschätzt werden. Das heißt, die der aktuellen Motordrehzahl und Motorbelastung entsprechende Abgastemperatur wird aus dem Abgastemperaturkennfeld ausgelesen, und die ausgelesene Abgastemperatur wird unter Verwendung der Ansaugluftmenge oder des Ladedruckes, der Ansauglufttemperatur (oder Außentemperatur) und der Fahrzeugfahrgeschwindigkeit korrigiert, um die Abgastemperatur in der Nähe des Filters 51 oder des Oxidationskatalysators 52 abzuschätzen.

Claims (6)

  1. Abgasemissionssteuerung, mit: einer Betriebszustand-Detektionseinrichtung (66) zum Detektieren eines Betriebszustandes eines Motors; eine Kraftstoff-Steuereinrichtung (64) zum Steuern der Kraftstoffzufuhr in eine Brennkammer des Motors auf der Basis eines Ausgangssignals der Betriebszustand-Detektionseinrichtung (66); einen Turbolader (40) zum Verdichten einer Ansaugluft in Abhängigkeit von einem Abgas des Motors; einem Filter (51) zum Auffangen von Partikeln in dem Abgas, wobei das Filter einen Alkalimetallkatalysator enthält und in einem Abgaskanal auf der Abstromseite einer Turbine des Turboladers (40) angeordnet ist; einer Abgastemperatur-Messeinrichtung (55) zum Messen der Abgastemperatur in der Nähe des Filters; und einer Ladedruck-Steuereinrichtung (62) zum Erhöhen eines Ladedruckes des Turboladers (40), wenn die von der Abgastemperatur-Messeinrichtung (55) gemessene Abgastemperatur eine vorbestimmte Temperatur überschreitet und wobei die Kraftstoff-Steuereinrichtung (64) eine Einspritzzeitpunkt-Steuereinrichtung (64) zum Steuern des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes enthält, wobei die Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung (64a) den Einspritzzeitpunkt verzögert, wenn die Ladedruckregelung den Ladedruck des Turboladers (40) erhöht.
  2. Abgasemissionssteuerung nach Anspruch 1, wobei der Turbolader (40) aus einem Turbolader mit variabler Kapazität aufgebaut ist, in welchem die Ladedruck-Steuereinrichtung (62) den Turbolader mit variabler Kapazität so steuert, dass er den Ladedruck erhöht, wenn die von der Abgastemperatur-Messeinrichtung (55) gemessene Abgastemperatur die vorbestimmte Temperatur überschreitet.
  3. Abgasemissionssteuerung nach Anspruch 1, wobei der Turbolader (40) einen Umgehungskanal aufweist, um die Anstromseite und die Abstromseite der Turbine miteinander zu verbinden, und ein Steuerventil um die Menge des die Turbine über den Umgehungskanal umgehenden Abgases zu regeln, wobei die Ladedruck-Steuereinrichtung (62) die Menge des durch das Steuerventil umzuleitenden Abgases verringert, wenn die durch die Abgastemperatur-Messeinrichtung (55) gemessene Abgastemperatur die vorbestimmte Temperatur überschreitet.
  4. Abgasemissionssteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Ladedruck-Steuereinrichtung (62) den Ladedruck des Turboladers erhöht, wenn die durch die Abgastemperatur-Messeinrichtung (55) gemessene Temperatur die vorbestimmte Temperatur überschreitet und die von der Betriebszustand-Messeinrichtung (66) gemessene Motorbelastung eine vorbestimmte Belastung überschreitet.
  5. Abgasemissionssteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Betriebszustand-Messeinrichtung (66) eine Belastungsänderungsraten-Detektionseinrichtung (66A) aufweist, um die Belastungsänderungsrate des Motors zu detektieren, wobei die Ladedruck-Steuereinrichtung (62) den Ladedruck des Turboladers erhöht, wenn die von der Abgastemperatur-Messeinrichtung (55) gemessene Abgastemperatur die vorbestimmte Temperatur überschreitet und die von der Belastungsänderungsraten-Detektionseinrichtung (66) detektierte Belastungsänderungsrate des Motors ein positiver Wert ist.
  6. Abgasemissionssteuerung nach Anspruch 1, wobei der Abgaskanal (31) einen Oxidationskatalysator (52) aufweist, der auf der Anstromseite des Filters und auf der Abstromseite der Turbine angeordnet ist.
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