DE102020102728A1

DE102020102728A1 - Steuervorrichtung für eine bordeigene Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102020102728A1
Application number: DE102020102728.1A
Authority: DE
Inventors: Takuya Okubo
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-02-18
Filing date: 2020-02-04
Publication date: 2020-08-20
Also published as: US20200263650A1; CN111577474A; US11041473B2; CN111577474B

Abstract

Eine Steuervorrichtung umfasst eine Einspritzsteuerungseinheit, eine Zündsteuerungseinheit, eine Leerlaufabschaltsteuerungseinheit und eine Ladedruckregelungseinheit. Die Einspritzsteuerungseinheit führt eine Anfettreduktionsregelung aus, die ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis über ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis hinaus anreichert, wenn der Motorbetrieb durch Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr zu einem Brennraum wiederaufgenommen wurde. Die Ladedruckregelungseinheit ist zudem dazu ausgelegt, eine Ventilgeschlossenhalteregelung auszuführen, die ein Ladedruckregelventil geschlossen hält, bis durch den Motorbetriebsvorgang, der nach dem Schließen des Ladedruckregelventils während der Ausführung einer Kraftstoffabschaltregelung ausgeführt wurde, eine Bedingung zur Aufhebung der Ventilgeschlossenhalteregelung erfüllt ist.

Description

STAND DER TECHNIK
Gebiet der Technik
Die folgende Beschreibung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung und ein Steuerungsverfahren für eine bordeigene Brennkraftmaschine.
Beschreibung der verwandten Technik
Die japanische offengelegte Patentschrift Nr. 2012-036849 offenbart eine Steuervorrichtung, die eine bordeigene Brennkraftmaschine steuert, die eine Leerlaufabschaltregelung ausführt. Die Leerlaufabschaltregelung schaltet die Brennkraftmaschine zur Unterbrechung des Leerlaufbetriebs aus und wieder ein. In einem Fahrzeug, in dem die Leerlaufabschaltregelung ausgeführt wird, wird von einer Katalysatorvorrichtung Sauerstoff aufgenommen, während die Brennkraftmaschine nicht in Betrieb ist. Somit erfolgt unmittelbar nach dem Wiedereinschalten eine übermäßige Aufnahme von Sauerstoff durch die Katalysatorvorrichtung. Dies reduziert die Fähigkeit zur Abgasreinigung. Dementsprechend führt die in der japanischen offengelegten Patentschrift Nr. 2012-036849 beschriebene Steuervorrichtung eine Anfettreduktionsregelung aus, um den zum Zeitpunkt des Wiedereinschaltens in der Katalysatorvorrichtung aufgenommenen Sauerstoff zu reduzieren. In der Anfettreduktionsregelung wird eine Kraftstoffeinspritzmenge erhöht, sodass das Luft-Kraftstoff-Gemisch über das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis hinaus angefettet wird. Dies führt Abgas mit einem angereicherten Kraftstoffgehalt in die Katal ysatorvorrichtung.
Zur Wiederherstellung der Abgasreinigungsfähigkeit mittels der Anfettreduktionsregelung ist es gewünscht, dass die Sauerstoffreduktion unverzüglich erfolgt, um die Reinigungsfähigkeit zügig wiederherzustellen.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Gegenstand der vorliegenden Offenbarung besteht in der Bereitstellung einer Steuervorrichtung und eines Steuerungsverfahrens für eine bordeigene Brennkraftmaschine, die in der Lage ist, die Reduktion von überschüssigem Sauerstoff zum Zeitpunkt eines Wiedereinschaltens unverzüglich zu vollziehen und durch das Vorantreiben einer Reduktionsreaktion in einer Katalysatorvorrichtung die Reinigungsfähigkeit zügig wiederherzustellen.
Diese Kurzfassung soll in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten einführen, die weiter hinten in der Detailbeschreibung näher beschrieben werden. Diese Kurzfassung soll keine zentralen oder wesentlichen Merkmalen des beanspruchten Gegenstands beschreiben und dient auch nicht der Hilfestellung zur Bestimmung des Schutzbereichs des beanspruchten Gegenstands.
Zur Lösung der oben beschriebenen Aufgabe wird eine Steuervorrichtung für eine bordeigene Brennkraftmaschine gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Die bordeigene Brennkraftmaschine umfasst ein Kraftstoffeinspritzventil, eine Zündvorrichtung, einen Turbolader, der mit einem Ladedruckregelventil (Wastegate) versehen ist, das durch Öffnen und Schließen eines Wastegatekanals einen Ladedruck regelt, und eine Katalysatorvorrichtung, die einem Turbinengehäuse des Turboladers in einem Auslasskanal abströmseitig nachgeschaltet ist, wobei die Katalysatorvorrichtung eine Sauerstoffaufnahmefähigkeit aufweist und Abgas reinigt. Die Steuervorrichtung umfasst eine Einspritzsteuerungseinheit, die das Kraftstoffeinspritzventil ansteuert und eine Kraftstoffabschaltregelung ausführt, um die Zufuhr von Kraftstoff zu einem Brennraum während einer Verlangsamung abzuschalten, eine Zündsteuerungseinheit, welche die Zündvorrichtung ansteuert, eine Leerlaufabschaltsteuerungseinheit, die durch das automatische Abschalten und Wiedereinschalten des Motorbetriebs eine Leerlaufabschaltregelung zur Unterbrechung des Leerlaufbetriebs ausführt, und eine Ladedruckregelungseinheit, die das Öffnen und Schließen des Ladedruckregelventils regelt. Die Einspritzsteuerungseinheit ist dazu ausgelegt, eine Anfettreduktionsregelung auszuführen, die ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis über ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis hinaus anreichert, wenn der Motorbetrieb durch Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr zum Brennraum wiederaufgenommen wurde. Die Ladedruckregelungseinheit ist dazu ausgelegt, eine Ventilgeschlossenhalteregelung auszuführen, die das Ladedruckregelventil geschlossen hält, bis durch den Motorbetriebsvorgang, der nach dem Schließen des Ladedruckregelventils während der Ausführung der Kraftstoffabschaltregelung ausgeführt wurde, eine Bedingung zur Aufhebung der Ventilgeschlossenhalteregelung erfüllt ist.
Zur Lösung der oben beschriebenen Aufgabe wird eine Steuervorrichtung für eine bordeigene Brennkraftmaschine gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Die bordeigene Brennkraftmaschine umfasst ein Kraftstoffeinspritzventil, eine Zündvorrichtung, einen Turbolader, der mit einem Ladedruckregelventil versehen ist, das durch Öffnen und Schließen eines Wastegatekanals einen Ladedruck regelt, und eine Katalysatorvorrichtung, die einem Turbinengehäuse des Turboladers in einem Auslasskanal abströmseitig nachgeschaltet ist, wobei die Katalysatorvorrichtung eine Sauerstoffaufnahmefähigkeit aufweist und Abgas reinigt. Die Steuervorrichtung umfasst eine Einspritzsteuerungseinheit, die das Kraftstoffeinspritzventil ansteuert und eine Kraftstoffabschaltregelung ausführt, um die Zufuhr von Kraftstoff zu einem Brennraum während einer Verlangsamung abzuschalten, eine Zündsteuerungseinheit, welche die Zündvorrichtung ansteuert, eine Leerlaufabschaltsteuerungseinheit, die durch das automatische Abschalten und Wiedereinschalten des Motorbetriebs eine Leerlaufabschaltregelung zur Unterbrechung des Leerlaufbetriebs ausführt, und eine Ladedruckregelungseinheit, die das Öffnen und Schließen des Ladedruckregelventils regelt. Die Einspritzsteuerungseinheit ist dazu ausgelegt, eine Anfettreduktionsregelung auszuführen, die ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis über ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis hinaus anreichert, wenn der Motorbetrieb durch Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr zum Brennraum wiederaufgenommen wurde. Die Ladedruckregelungseinheit ist dazu ausgelegt, eine Ventilgeschlossenhalteregelung auszuführen, die das Ladedruckregelventil geschlossen hält, bis durch den Motorbetriebsvorgang, der nach dem Schließen des Ladedruckregelventils vor Ausführung der Kraftstoffabschaltregelung ausgeführt wurde, als eine Bedingung für die Ausführung der Kraftstoffabschaltregelung erfüllt war, eine Bedingung zur Aufhebung der Ventilgeschlossenhalteregelung erfüllt ist.
Zur Lösung der oben beschriebenen Aufgabe wird ein Steuerungsverfahren für eine bordeigene Brennkraftmaschine gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Die bordeigene Brennkraftmaschine umfasst ein Kraftstoffeinspritzventil, eine Zündvorrichtung, einen Turbolader, der mit einem Ladedruckregelventil versehen ist, das durch Öffnen und Schließen eines Wastegatekanals einen Ladedruck regelt, und eine Katalysatorvorrichtung, die einem Turbinengehäuse des Turboladers in einem Auslasskanal abströmseitig nachgeschaltet ist, wobei die Katalysatorvorrichtung eine Sauerstoffaufnahmefähigkeit aufweist und Abgas reinigt. Das Steuerungsverfahren umfasst: Ansteuern des Kraftstoffeinspritzventils und Ausführen einer Kraftstoffabschaltregelung zum Abschalten der Zufuhr von Kraftstoff zu einem Brennraum während einer Verlangsamung, Ansteuern der Zündvorrichtung, Ausführen einer Leerlaufabschaltregelung zur Unterbrechung des Leerlaufbetriebs durch automatische Abschaltung und Wiedereinschaltung des Motorbetriebs, Regeln des Öffnens und Schließens des Ladedruckregelventils, Ausführen einer Anfettreduktionsregelung, die ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis über ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis hinaus anreichert, wenn der Motorbetrieb durch Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr zum Brennraum wiederaufgenommen wurde, und Ausführen einer Ventilgeschlossenhalteregelung, die das Ladedruckregelventil geschlossen hält, bis durch den Motorbetriebsvorgang, der nach dem Schließen des Ladedruckregelventils während der Ausführung der Kraftstoffabschaltregelung ausgeführt wurde, eine Bedingung zur Aufhebung der Ventilgeschlossenhalteregelung erfüllt ist.
Zur Lösung der oben beschriebenen Aufgabe wird ein Steuerungsverfahren für eine bordeigene Brennkraftmaschine gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Die bordeigene Brennkraftmaschine umfasst ein Kraftstoffeinspritzventil, eine Zündvorrichtung, einen Turbolader, der mit einem Ladedruckregelventil versehen ist, das durch Öffnen und Schließen eines Wastegatekanals einen Ladedruck regelt, und eine Katalysatorvorrichtung, die einem Turbinengehäuse des Turboladers in einem Auslasskanal abströmseitig nachgeschaltet ist, wobei die Katalysatorvorrichtung eine Sauerstoffaufnahmefähigkeit aufweist und Abgas reinigt. Das Steuerungsverfahren umfasst: Ansteuern des Kraftstoffeinspritzventils und Ausführen einer Kraftstoffabschaltregelung zum Abschalten der Zufuhr von Kraftstoff zu einem Brennraum während einer Verzögerung, Ansteuern der Zündvorrichtung, Ausführen einer Leerlaufabschaltregelung zur Unterbrechung des Leerlaufbetriebs durch automatische Abschaltung und Wiedereinschaltung des Motorbetriebs, Regeln des Öffnens und Schließens des Ladedruckregelventils, Ausführen einer Anfettreduktionsregelung, die ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis über ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis hinaus anreichert, wenn der Motorbetrieb durch Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr zum Brennraum wiederaufgenommen wurde, und Ausführen einer Ventilgeschlossenhalteregelung, die das Ladedruckregelventil geschlossen hält, bis durch den Motorbetriebsvorgang, der nach dem Schließen des Ladedruckregelventils vor Ausführung der Kraftstoffabschaltregelung ausgeführt wurde, als eine Bedingung für die Ausführung der Kraftstoffabschaltregelung erfüllt war, eine Bedingung zur Aufhebung der Ventilgeschlossenhalteregelung erfüllt ist.
Zur Lösung der oben beschriebenen Aufgabe wird eine Steuervorrichtung für eine bordeigene Brennkraftmaschine gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Die bordeigene Brennkraftmaschine umfasst ein Kraftstoffeinspritzventil, eine Zündvorrichtung, einen Turbolader, der mit einem Ladedruckregelventil versehen ist, das durch Öffnen und Schließen eines Wastegatekanals einen Ladedruck regelt, und eine Katalysatorvorrichtung, die einem Turbinengehäuse des Turboladers in einem Auslasskanal abströmseitig nachgeschaltet ist, wobei die Katalysatorvorrichtung eine Sauerstoffaufnahmefähigkeit aufweist und Abgas reinigt. Die Steuervorrichtung umfasst eine Einspritzsteuerungseinheit, die das Kraftstoffeinspritzventil ansteuert, eine Zündsteuerungseinheit, welche die Zündvorrichtung ansteuert, eine Leerlaufabschaltsteuerungseinheit, die durch das automatische Abschalten und Wiedereinschalten des Motorbetriebs eine Leerlaufabschaltregelung zur Unterbrechung des Leerlaufbetriebs ausführt, und eine Ladedruckregelungseinheit, die das Öffnen und Schließen des Ladedruckregelventils regelt. Die Einspritzsteuerungseinheit ist dazu ausgelegt, eine Anfettreduktionsregelung auszuführen, die ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis über ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis hinaus anreichert, wenn der Motorbetrieb durch Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr zum Brennraum wiederaufgenommen wurde. Die Ladedruckregelungseinheit ist dazu ausgelegt, eine Ventilgeschlossenhalteregelung auszuführen, die das Ladedruckregelventil schließt, wenn die Leerlaufabschaltsteuerungseinheit die Zufuhr des Kraftstoffs abschaltet oder -für den Fall, dass eine Bedingung zur Ausführung der Leerlaufabschaltregelung erfüllt ist - bevor die Leerlaufabschaltsteuerungseinheit die Zufuhr des Kraftstoffs abschaltet, und das Ladedruckregelventil geschlossen hält, bis durch den wieder eingeschalteten Motorbetrieb eine Bedingung zur Aufhebung der Ventilgeschlossenhalteregelung erfüllt ist.
Zur Lösung der oben beschriebenen Aufgabe wird eine Steuervorrichtung für eine bordeigene Brennkraftmaschine gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Die bordeigene Brennkraftmaschine umfasst ein Kraftstoffeinspritzventil, eine Zündvorrichtung, einen Turbolader, der mit einem Ladedruckregelventil versehen ist, das durch Öffnen und Schließen eines Wastegatekanals einen Ladedruck regelt, und eine Katalysatorvorrichtung, die einem Turbinengehäuse des Turboladers in einem Auslasskanal abströmseitig nachgeschaltet ist, wobei die Katalysatorvorrichtung eine Sauerstoffaufnahmefähigkeit aufweist und Abgas reinigt. Die Steuervorrichtung umfasst eine Einspritzsteuerungseinheit, die das Kraftstoffeinspritzventil ansteuert und eine Kraftstoffabschaltregelung ausführt, um die Zufuhr von Kraftstoff zu einem Brennraum während einer Verlangsamung abzuschalten, eine Zündsteuerungseinheit, welche die Zündvorrichtung ansteuert, und eine Ladedruckregelungseinheit, die das Öffnen und Schließen des Ladedruckregelventils regelt. Die Einspritzsteuerungseinheit ist dazu ausgelegt, eine Anfettreduktionsregelung auszuführen, die ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis über ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis hinaus anreichert, wenn der Motorbetrieb durch Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr zum Brennraum wiederaufgenommen wurde. Die Ladedruckregelungseinheit ist dazu ausgelegt, eine Ventilgeschlossenhalteregelung auszuführen, die das Ladedruckregelventil während der Ausführung der Kraftstoffabschaltregelung oder, wenn eine Bedingung zur Ausführung der Kraftstoffabschaltregelung gegeben ist, vor der Ausführung der Kraftstoffabschaltregelung schließt und das Ladedruckregelventil geschlossen hält, bis eine Bedingung zur Aufhebung der Ventilgeschlossenhalteregelung erfüllt ist, nachdem die Kraftstoffabschaltregelung zur Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr beendet wurde.
Aus der folgenden detaillierten Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen werden weitere Merkmale und Aspekte deutlich.
Figurenliste

1 ist eine Ansicht zur Darstellung der Ausgestaltungen einer Steuervorrichtung und einer bordeigenen Brennkraftmaschine, die einer Regelung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unterzogen wird.
2 ist eine Querschnittsansicht zur Darstellung des Turbinengehäuses im Turbolader.
3 ist ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung des Prozessablaufs in einer Bestimmungsroutine zum Starten einer Anfettreduktionsregelung.
4 ist ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung des Prozessablaufs in einer Bestimmungsroutine zur Beendigung der Anfettreduktionsregelung.
5 ist ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung des Prozessablaufs in einer Bestimmungsroutine zum Starten einer Ventilgeschlossenhalteregelung in einer ersten Ausführungsform.
6 ist ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung des Prozessablaufs in einer Bestimmungsroutine zur Beendigung der Ventilgeschlossenhalteregelung.
7 ist ein Zeitdiagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen den Ausführungszeitpunkten der Regelungen.
8 ist ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung des Prozessablaufs in einer Bestimmungsroutine zum Starten der Ventilgeschlossenhalteregelung in einer zweiten Ausführungsform.
9 ist ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung des Prozessablaufs in einer Bestimmungsroutine zum Starten einer Kraftstoffabschaltregelung.
10 ist ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen dem Ausführungszeitpunkt der Ventilgeschlossenhalteregelung und dem Ausführungszeitpunkt der Kraftstoffabschaltregelung.

In allen Zeichnungen und in der detaillierten Beschreibung beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Elemente. Die Zeichnungen sind nicht zwingend maßstabsgetreu und in den Zeichnungen können die relative Größe, die Proportionen und die Darstellung von Elementen im Interesse der Deutlichkeit, Veranschaulichung und besseren Lesbarkeit übertrieben abgebildet sein.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Diese Beschreibung vermittelt ein umfassendes Verständnis der beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und/oder Systeme. Abwandlungen und Äquivalente der beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und/oder Systeme sind für den durchschnittlichen Fachmann offenkundig. Abfolgen von Betriebsvorgängen sind beispielhaft und können nach Maßgabe des durchschnittlichen Fachmanns geändert werden, außer bei Betriebsvorgängen, die zwingend in einer bestimmten Reihenfolge erfolgen. Beschreibungen von Funktionen und Aufbauweisen, die dem durchschnittlichen Fachmann gut bekannt sind, können ausgelassen sein.
Ausführungsbeispiele können unterschiedliche Formen annehmen und sind nicht auf die beschriebenen Beispiele begrenzt. Die beschriebenen Beispiele sind jedoch umfassend und vollständig und vermitteln dem durchschnittlichen Fachmann den vollständigen Umfang der Offenbarung.
Erste Ausführungsform
Nunmehr wird eine Steuervorrichtung 100 für eine Brennkraftmaschine 10, die eine bordeigene Verbrennungskraftmaschine ist, gemäß einer ersten Ausführungsform unter Verweis auf die 1 bis 7 beschrieben.
Wie in 1 dargestellt, ist die Brennkraftmaschine 10, die eine bordeigene Verbrennungskraftmaschine ist, mit einem Turbolader 50 ausgerüstet, der ein Ladedruckregelventil (Wastegate) 60 aufweist. Der Turbolader 50 umfasst ein Verdichtergehäuse 51 und ein Turbinengehäuse 52. Das Verdichtergehäuse 51 ist an einem Einlasskanal 12 der Brennkraftmaschine 10 angeordnet. Das Turbinengehäuse 52 ist an einem Auslasskanal 19 der Brennkraftmaschine 10 angeordnet. Die Brennkraftmaschine 10 wird von der Steuervorrichtung 100 gesteuert.
Ein Luftmengenmesser 33 ist an einem dem Verdichtergehäuse 51 anströmseitig vorgelagerten Abschnitt des Einlasskanals 12 angeordnet. Der Luftmengenmesser 33 erfasst eine Ansaugluftmenge und die Temperatur der Ansaugluft. Ein Ladeluftkühler 70, ein Drosselventil 31 und ein Einlassdrucksensor 36 sind von der Anströmseite aus in dieser Reihenfolge an Teilabschnitten des Einlasskanals 12 dem Verdichtergehäuse 51 abströmseitig nachgeschaltet. Der Ladeluftkühler 70 kühlt die Ansaugluft durch Wärmeaustausch mit Kühlmittel. Das Drosselventil 31 wird von einem Motor angesteuert, um die Ansaugluftmenge zu regulieren.
Die Brennkraftmaschine 10 umfasst zudem ein Kanaleinspritzventil 14, bei dem es sich um ein Kraftstoffeinspritzventil handelt, das Kraftstoff in die durch einen Einlassschlitz 13 strömende Ansaugluft spritzt. Das Kanaleinspritzventil 14 ist an dem Einlassschlitz 13 angeordnet, bei dem es sich um einen Abschnitt handelt, der den Einlasskanal 12 mit einem Brennraum 11 verbindet. Darüber hinaus umfasst der Brennraum 11 ein Direkteinspritzventil 15 und eine Zündvorrichtung 16. Das Direkteinspritzventil 15 ist ein Kraftstoffeinspritzventil, das Kraftstoff in den Brennraum 11 direkteinspritzt. Die Zündvorrichtung 16 bewirkt eine Funkenentladung, um das in den Brennraum 11 eingeleitete Luft-Kraftstoff-Gemisch aus Luft und Kraftstoff zu zünden. Der Brennraum 11 ist über einen Auslassschlitz 22 mit dem Auslasskanal 19 verbunden.
Die Brennkraftmaschine 10 ist ein Vierzylinder-Reihenmotor und umfasst vier Brennräume 11 1 zeigt nur einen der vier Brennräume 11. Beim Verbrennen des Luft-Kraftstoff-Gemischs im Brennraum 11 bewegt sich ein Kolben 17 hin und her und dreht eine Kurbelwelle 18, die eine Abtriebswelle der Brennkraftmaschine 10 ist. Das Abgas wird nach erfolgter Verbrennung aus dem Brennraum 11 in den Auslasskanal 19 ausgetragen.
Der Einlassschlitz 13 weist ein Einlassventil 23 auf. Der Auslassschlitz 22 weist ein Auslassventil 24 auf. Das Einlassventil 23 wird durch Drehen einer Einlass-Nockenwelle 25, auf welche die Drehung der Kurbelwelle 18 übertragen wird, geöffnet und geschlossen. Das Auslassventil 24 wird durch Drehen einer Auslass-Nockenwelle 26, auf welche die Drehung der Kurbelwelle 18 übertragen wird, geöffnet und geschlossen.
Die Einlass-Nockenwelle 25 umfasst einen einlassseitigen variablen Ventilsteuermechanismus 27. Der einlassseitige variable Ventilsteuermechanismus 27 variiert die Phase der Einlass-Nockenwelle 25 im Verhältnis zur Kurbelwelle 18, um den Zeitpunkt des Öffnens und Schließens des Einlassventils 23 zu variieren. Die Auslass-Nockenwelle 26 umfasst zudem einen auslassseitigen variablen Ventilsteuermechanismus 28. Der auslassseitige variable Ventilsteuermechanismus 28 variiert die Phase der Auslass-Nockenwelle 26 im Verhältnis zur Kurbelwelle 18, um den Zeitpunkt des Öffnens und Schließens des Auslassventils 24 zu variieren.
Um den einlassseitigen variablen Ventilsteuermechanismus 27, den auslassseitigen variablen Ventilsteuermechanismus 28 und die Kurbelwelle 18 ist eine Steuerkette 29 gelegt. Wenn durch die Steuerkette 29 eine Drehung der Kurbelwelle 18 übertragen wird, dreht sich somit die Einlass-Nockenwelle 25 zusammen mit dem einlassseitigen variablen Ventilsteuermechanismus 27, und die Auslass-Nockenwelle 26 dreht sich zusammen mit dem auslassseitigen variablen Ventilsteuermechanismus 28. Eine Katalysatorvorrichtung 80 ist an einem dem Turbinengehäuse 52 abströmseitig nachgelagerten Abschnitt des Auslasskanals 19 angeordnet. Die Katalysatorvorrichtung 80 trägt einen Dreiwegekatalysator, der im Abgas NOx reduziert und gleichzeitig CO und HC oxidiert. Die Katalysatorvorrichtung 80 hat eine Sauerstoffaufnahmefähigkeit zur Aufnahme von Sauerstoff, der in dem durch den Auslasskanal 19 strömenden Gas enthalten ist.
Wie in 2 dargestellt, sind ein oberstromseitiges Abgasrohr 20 und ein unterstromseitiges Abgasrohr 21, die den Auslasskanal 19 bilden, mit dem Turbinengehäuse 52 verbunden. Das Turbinengehäuse 52 enthält ein Turbinenrad 54. Das Verdichtergehäuse 51 enthält ein Verdichterrad 53. Ein Lagergehäuse 56 enthält eine Welle 55. Das Turbinenrad 54 ist über die Welle 55 mit dem Verdichterrad 53 verbunden. Das Turbinenrad 54 wird durch den über das oberstromseitige Abgasrohr 20 in das Turbinengehäuse 52 eingeleiteten Abgasstrom gedreht. Dadurch dreht sich das Verdichterrad 53, um Ansaugluft zu verdichten und die Ansaugluft dann zum Brennraum 11 zu führen.
Das Turbinengehäuse 52 weist einen Wastegatekanal 57 auf. Abgas strömt durch den Wastegatekanal 57, um das Turbinenrad 54 zu umgehen und zur Abströmseite des Turbinenrads 54 hin zu strömen. Das Ladedruckregelventil 60 öffnet und schließt den Austritt des Wastegatekanals 57 zur Regelung eines Ladedrucks. Das heißt, wenn das Ladedruckregelventil 60 vollständig geschlossen ist, geht das über das oberstromseitige Abgasrohr 20 in das Turbinengehäuse 52 eingeleitete Abgas durch das Turbinenrad 54 und strömt in das unterstromseitige Abgasrohr 21. In diesem Fall drehen sich das Turbinenrad 54 und das Verdichterrad 53 und erhöhen so den Ladedruck. Wenn das Ladedruckregelventil 60 offen ist, geht das über das oberstromseitige Abgasrohr 20 in das Turbinengehäuse 52 eingeleitete Abgas unter Umgehung des Turbinenrads 54 durch den Wastegatekanal 57 und strömt in das unterstromseitige Abgasrohr 21. In diesem Fall ist der Ladedruck gering. Das Ladedruckregelventil 60 wird durch einen Aktor 61 angesteuert. Der Aktor 61 kann ein elektrischer Motor oder eine mit Hilfe von Druckluft oder Hydraulikdruck betätigte Vorrichtung sein.
Wie in 1 dargestellt, ist ein anströmseitiger Luft-Kraftstoff-Sensor (A/F-Sensor) 34 an einem Abschnitt des Auslasskanals 19 zwischen dem Turbinengehäuse 52 und der Katalysatorvorrichtung 80 angeordnet. Der anströmseitige A/F-Sensor 34 ist ein Sensor, der einen Erfassungswert ausgibt, welcher der Sauerstoffkonzentration des durch den Auslasskanal 19 strömenden Gases entspricht, das heißt, ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor, der das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Luft-Kraftstoff-Gemischs erfasst. Zudem ist ein abströmseitiger A/F-Sensor 35 an einem der Katalysatorvorrichtung 80 abströmseitig nachgelagerten Abschnitt des Auslasskanals 19 angeordnet. Der abströmseitige A/F-Sensor 35 ist ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor gleicher Art wie der anströmseitige A/F-Sensor 34.
Die Steuervorrichtung 100 steuert die Brennkraftmaschine 10, indem sie verschiedene betriebsbezogene Vorrichtungen wie das Drosselventil 31, das Kanaleinspritzventil 14, das Direkteinspritzventil 15, die Zündvorrichtung 16, den einlassseitigen variablen Ventilsteuermechanismus 27, den auslassseitigen variablen Ventilsteuermechanismus 28 und das Ladedruckregelventil 60 betätigt. Ein Erfassungssignal des Betätigungsbetrags eines Fahrpedals eines Fahrers wird durch einen Fahrpedalstellungssensor 30 in die Steuervorrichtung 100 eingegeben. Zudem wird ein Erfassungssignal einer Fahrzeuggeschwindigkeit, das heißt einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, durch einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 41 in die Steuervorrichtung 100 eingegeben.
Zusätzlich zu dem Luftmengenmesser 33, anströmseitigen A/F-Sensor 34, abströmseitigen A/F-Sensor 35 und Einlassdrucksensor 36 werden außerdem Erfassungssignale verschiedener Sensoren in die Steuervorrichtung 100 eingetragen. Beispielsweise erfasst ein Drosselstellungssensor 32 einen Öffnungsgrad des Drosselventils 31. Ein Kurbelwellenstellungssensor 38 erfasst eine Rotationsphase der Kurbelwelle 18. Ein Wassertemperatursensor 37 erfasst eine Kühlmitteltemperatur, das heißt die Temperatur eines Kühlmittels in der Brennkraftmaschine 10. Die Steuervorrichtung 100 berechnet ausgehend von einem Erfassungssignal des Kurbelwellenstellungssensors 38 eine Motordrehzahl, das heißt eine Drehzahl der Kurbelwelle 18 der Brennkraftmaschine 10. Ein einlassseitiger Nockenwellenstellungssensor 39 erfasst eine Rotationsphase der Einlass-Nockenwelle 25. Die Steuervorrichtung 100 berechnet ausgehend von einem Erfassungssignal des einlassseitigen Nockenwellenstellungssensors 39 und einem Erfassungssignal des Kurbelwellenstellungssensors 38 die Phase der Einlass-Nockenwelle 25 im Verhältnis zur Kurbelwelle 18, was den Zeitpunkt des Öffnens und Schließens des Einlassventils 23 anzeigt. Ein auslassseitiger Nockenwellenstellungssensor 40 erfasst eine Rotationsphase der Auslass-Nockenwelle 26. Die Steuervorrichtung 100 berechnet ausgehend von einem Erfassungssignal des auslassseitigen Nockenwellenstellungssensors 40 und einem Erfassungssignal des Kurbelwellenstellungssensors 38 die Phase der Auslass-Nockenwelle 26 im Verhältnis zur Kurbelwelle 18, was den Zeitpunkt des Öffnens und Schließens des Auslassventils 24 anzeigt.
Die Steuervorrichtung 100 empfängt Ausgangssignale verschiedener Sensoren und führt auch verschiedene Arten der Berechnung auf Grundlage dieser Ausgangssignale durch. Die Steuervorrichtung 100 führt zudem verschiedene Arten der Steuerung und Regelung für den Motorbetrieb entsprechend den Berechnungsergebnissen aus. Die Steuervorrichtung 100 umfasst als Steuerungseinheiten, die verschiedene Arten der Steuerung und Regelung ausführen, eine Einspritzsteuerungseinheit 101, eine Zündsteuerungseinheit 102 und eine Ventilzeitsteuerungseinheit 103. Die Einspritzsteuerungseinheit 101 steuert das Kanaleinspritzventil 14 und das Direkteinspritzventil 15. Die Zündsteuerungseinheit 102 steuert die Zündvorrichtung 16. Die Ventilzeitsteuerungseinheit 103 steuert den einlassseitigen variablen Ventilsteuermechanismus 27 und den auslassseitigen variablen Ventilsteuermechanismus 28. Zudem umfasst die Steuervorrichtung 100 eine Ladedruckregelungseinheit 104 und eine Leerlaufabschaltsteuerungseinheit 105. Die Ladedruckregelungseinheit 104 regelt das Ladedruckregelventil 60 durch Ansteuerung des Aktors 61. Die Leerlaufabschaltsteuerungseinheit 105 führt durch automatisches Ab- und Wiedereinschalten des Motorbetriebs eine Leerlaufabschaltregelung aus, bei welcher der Leerlaufbetrieb unterbrochen wird.
Die Einspritzsteuerungseinheit 101 berechnet eine Soll-Kraftstoffeinspritzmenge, das heißt einen Regelsollwert für die Kraftstoffeinspritzmenge, beispielsweise anhand des Fahrpedal-Betätigungsbetrags, der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Ansaugluftmenge, der Motordrehzahl und eines Motorlastfaktors. Der Motorlastfaktor ist das Verhältnis einer pro Verbrennungstakt eines Einzelzylinders einströmenden Zuluftmenge zu einer Referenz-Zuluftmenge. Die Referenz-Zuluftmenge ist eine Zuluftmenge je Verbrennungstakt eines Einzelzylinders bei maximalem Öffnungsgrad des Drosselventils 31. Die Referenz-Zuluftmenge wird in Abhängigkeit von der Motordrehzahl bestimmt. Die Einspritzsteuerungseinheit 101 berechnet die Soll-Kraftstoffeinspritzmenge grundsätzlich so, dass es sich beim Luft-Kraftstoff-Verhältnis um das stöchiometrische Kraft-Luftstoff-Verhältnis handelt. Zudem berechnet die Einspritzsteuerungseinheit 101 die Regelsollwerte der Zündzeitpunkte und Kraftstoffeinspritzzeiten des Kanaleinspritzventils 14 und des Direkteinspritzventils 15. Das Kanaleinspritzventil 14 und das Direkteinspritzventil 15 werden so angesteuert, dass sie sich entsprechend diesen Regelsollwerten öffnen. Dies bewirkt, dass eine dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 10 entsprechende Kraftstoffmenge eingespritzt und dem Brennraum 11 zugeführt wird. Die Brennkraftmaschine 10 schaltet betriebszustandsabhängig dahingehend um, ob Kraftstoff aus dem Kanaleinspritzventil 14 oder dem Direkteinspritzventil 15 einzuspritzen ist. Das heißt, zusätzlich zum Einspritzen von Kraftstoff aus sowohl dem Kanaleinspritzventil 14 als auch dem Direkteinspritzventil 15 kann in der Brennkraftmaschine 10 Kraftstoff auch nur aus dem Kanaleinspritzventil 14 oder nur aus dem Direkteinspritzventil 15 eingespritzt werden. Darüber hinaus führt die Einspritzsteuerungseinheit 101 eine Kraftstoffabschaltregelung durch, um eine Kraftstoffverbrauchsrate zu vermindern, beispielsweise während einer Verzögerung, in welcher der Betätigungsbetrag des Fahrpedals null ist. In der Kraftstoffabschaltregelung wird die Einspritzung von Kraftstoff abgeschaltet, um die Zufuhr des Kraftstoffs zum Brennraum 11 zu unterbinden.
Die Zündsteuerungseinheit 102 berechnet einen Zündzeitpunkt, das heißt den Zeitpunkt der durch die Zündvorrichtung 16 vorgenommenen Funkenentladung, um die Zündvorrichtung 16 zu betätigen und das Luft-Kraftstoff-Gemisch zu zünden. Die Ventilzeitsteuerungseinheit 103 berechnet den Sollwert der Phase der Einlass-Nockenwelle 25 im Verhältnis zur Kurbelwelle 18 und den Sollwert der Phase der Auslass-Nockenwelle 26 im Verhältnis zur Kurbelwelle 18 anhand der Motordrehzahl und des Motorlastfaktors, um den einlassseitigen variablen Ventilsteuermechanismus 27 und den auslassseitigen variablen Ventilsteuermechanismus 28 zu betätigen. Dies bewirkt, dass die Ventilzeitsteuerungseinheit 103 den Zeitpunkt des Öffnens und Schließens des Einlassventils 23 und den Zeitpunkt des Öffnens und Schließens des Auslassventils 24 ansteuert. Beispielsweise steuert die Ventilzeitsteuerungseinheit 103 eine Ventilüberlappung an, das heißt einen Zeitraum, in dem das Auslassventil 24 und das Einlassventil 23 beide offen sind.
Die Ladedruckregelungseinheit 104 steuert den Aktor 61 an, um den Öffnungsgrad des Ladedruckregelventils 60 zu regeln, indem sie einen Soll-Öffnungsgrad des Ladedruckregelventils 60 beispielsweise anhand der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Fahrpedal-Betätigungsbetrags oder anhand der Motordrehzahl und des Motorlastfaktors berechnet.
Die Leerlaufabschaltsteuerungseinheit 105 gibt Befehle an die Einspritzsteuerungseinheit 101 und die Zündsteuerungseinheit 102 aus, um durch Abschaltung der Kraftstoffzufuhr und Zündung den Motorbetrieb automatisch zu stoppen, während das Fahrzeug nicht arbeitet, und durch automatische Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr und Zündung den Motorbetrieb wieder einzuschalten, wenn das Fahrzeug gestartet wird. Das heißt, die Leerlaufabschaltsteuerungseinheit 105 führt durch automatisches Ab- und Wiedereinschalten des Motorbetriebs die Leerlaufabschaltregelung aus, bei welcher der Leerlaufbetrieb unterbrochen wird.
Wenn die Kraftstoffabschaltregelung ausgeführt wird, um das Fahrzeug im Freilauf rollen zu lassen, strömt Luft durch den Auslasskanal 19 in die Katalysatorvorrichtung 80. Wenn das Fahrzeug anhält und der Motorbetrieb durch die Leerlaufabschaltregelung oder dergleichen unterbrochen wird, ist die Katalysatorvorrichtung 80 weiter der Luft ausgesetzt. Infolgedessen nimmt die Katalysatorvorrichtung 80 eine enorme Sauerstoffmenge auf. Das heißt, bei Wiedereinschalten der Brennkraftmaschine 10 ist die Sauerstoffaufnahmemenge in der Katalysatorvorrichtung 80 übermäßig hoch. Dies kann die Fähigkeit zur Abgasreinigung reduzieren. In der Steuerungsvorrichtung 100 führt somit die Einspritzsteuerungseinheit 101 eine Anfettreduktionsregelung aus, die das Luft-Kraftstoff-Verhältnis über das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis hinaus anreichert, wenn der Motorbetrieb durch Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr zum Brennraum 11 neu aufgenommen wurde. Die Ausführung der Anfettreduktionsregelung bewirkt, dass überschüssiger Kraftstoff sowie Abgas in die Katalysatorvorrichtung 80 eingetragen werden. Wenn der von der Katalysatorvorrichtung 80 aufgenommene Sauerstoff mit Kraftstoff reagiert, erfolgt somit eine Reduktion des Sauerstoffs.
Nun wird eine Reihe von Prozessen für die Anfettreduktionsregelung unter Verweis auf 3 und 4 beschrieben. 3 veranschaulicht den Ablauf der Prozesse in einer Bestimmungsroutine zum Starten der Anfettreduktionsregelung. Diese Routine wird während des Betriebs der Steuervorrichtung 100 von der Steuervorrichtung 100 wiederholt ausgeführt.
Beim Start der Routine, wie in 3 dargestellt, bestimmt die Steuervorrichtung 100 im Verarbeitungsschritt S100 zunächst, ob die aktuelle Zeit der Zeitpunkt der Wiedereinschaltung der Brennkraftmaschine 10 durch die Leerlaufabschaltregelung ist. Das heißt, die Steuervorrichtung 100 bestimmt, ob die Wiedereinschaltung aus einem Zustand heraus erfolgt, in dem die Brennkraftmaschine 10 durch die Leerlaufabschaltregelung automatisch abgeschaltet ist.
Wenn die Bestimmung ergibt, dass der aktuelle Zeitpunkt der Zeitpunkt der Wiedereinschaltung durch die Leerlaufabschaltregelung ist (Schritt S 100: JA), rückt die Steuervorrichtung 100 zu Verarbeitungsschritt S110 vor. Im Verarbeitungsschritt S110 startet die Einspritzsteuerungseinheit 101 der Steuervorrichtung 100 die Anfettreduktionsregelung. In der Anfettreduktionsregelung reichert die Einspritzsteuerungseinheit 101 das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf einen höheren Wert als bei Nichtausführung der Anfettreduktionsregelung an und spritzt Kraftstoff in einer gegenüber der Soll-Kraftstoffeinspritzmenge erhöhten Menge ein, so dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis fetter als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist.
Im Verarbeitungsschritt S120 startet die Zündsteuerungseinheit 102 der Steuervorrichtung 100 anschließend eine Zündzeitpunktverzögerungsregelung. Bei der Zündzeitpunktverzögerungsregelung verlagert die Zündsteuerungseinheit 102 den Zündzeitpunkt weiter nach hinten als bei Nichtausführung der Zündzeitpunktverzögerungsregelung und bewirkt die Funkenentladung der Zündvorrichtung 16 zu einem Zeitpunkt, der stärker verzögert ist als der Zündzeitpunkt bei Nichtausführung der Zündzeitpunktverzögerungsregelung.
Im Verarbeitungsschritt S130 im Anschluss an Schritt S120 startet die Ventilzeitsteuerungseinheit 103 der Steuervorrichtung 100 eine maximal verzögernde Auslassregelung. In der maximal verzögernden Auslassregelung verwendet die Ventilzeitsteuerungseinheit 103 den auslassseitigen variablen Ventilsteuermechanismus 28, um den Zeitpunkt des Öffnens und Schließens des Auslassventils 24 auf maximale Verzögerung einzustellen. Mit der Einstellung des Zeitpunkts des Öffnens und Schließens des Auslassventils 24 auf maximale Verzögerung erfolgt die Regelung der Ventilüberlappung durch Verstellung des Zeitpunkts des Öffnens und Schließens des Einlassventils 23 mit Hilfe des einlassseitigen variablen Ventilsteuermechanismus 27. Das heißt, mit Ausführung der maximal verzögernden Auslasssteuerung verstellt die Ventilzeitsteuerungseinheit 103 den Zeitpunkt des Öffnens und Schließens des Einlassventils 23 bei auf maximale Verzögerung eingestelltem Zeitpunkt des Öffnens und Schließens des Auslassventils 24 dergestalt, dass die gleiche Ventilüberlappung wie bei Nichtausführung der maximal verzögernden Auslassregelung erreicht werden kann. Mit dem Starten der Anfettreduktionsregelung, der Zündzeitpunktverzögerungsregelung und der maximal verzögernden Auslassregelung über die Prozesse von Schritt S110 bis Schritt S130 beendet die Steuervorrichtung 100 diese Routine.
Wenn, wie in 3 dargestellt, die Bestimmung im Verarbeitungsschritt S100 ergibt, dass die aktuelle Zeit nicht der Zeitpunkt der Wiedereinschaltung durch die Leerlaufabschaltregelung ist (Schritt S100: NEIN), beendet die Steuervorrichtung 100 diese Routine ohne Ausführung der Prozesse der Schritte S110 bis S130. Das heißt, wenn die aktuelle Zeit nicht die Wiedereinschaltzeit der Leerlaufabschaltregelung ist, führt die Steuervorrichtung 100 die Anfettreduktionsregelung, die Zündzeitpunktverzögerungsregelung und die maximal verzögernde Auslassregelung nicht aus.
4 veranschaulicht den Ablauf der Prozesse in einer Bestimmungsroutine für die Beendigung der Anfettreduktionsregelung. Diese Routine wird während der Ausführung der Anfettreduktionsregelung von der Steuervorrichtung 100 wiederholt ausgeführt.
Im Verarbeitungsschritt S200, wie in 4 dargestellt, bestimmt die Steuervorrichtung 100 beim Start der Routine zunächst, ob ein nachgelagerter Luft-Kraftstoff-Verhältniswert (hinterer A/F-Wert), das heißt ein Erfassungswert des abströmseitigen A/F-Sensors 35, kleiner als oder gleich einem Fettbestimmungswert ist. Der Fettbestimmungswert ist ein Schwellenwert für die Feststellung des Vorhandenseins von unverbranntem Kraftstoff in dem nach der Katalysatorvorrichtung 80 abströmenden Abgas ausgehend davon, dass der hintere A/F-Wert kleiner als oder gleich dem Fettbestimmungswert ist. Das heißt, der Fettbestimmungswert ist auf einen Wert eingestellt, der etwas kleiner ist als ein Wert, der anzeigt, dass der hintere A/F-Wert das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist (d. h. ein Wert, der ein fettes Gemisch anzeigt).
Wenn die Bestimmung ergibt, dass der hintere A/F-Wert kleiner als oder gleich dem Fettbestimmungswert ist (Schritt S200: JA), setzt die Steuervorrichtung 100 den Prozess mit Schritt S210 fort. Die Steuervorrichtung 100 beendet die Anfettreduktionsregelung im Verarbeitungsschritt S210. Im Verarbeitungsschritt S210 beendet die Einspritzsteuerungseinheit 101 der Steuervorrichtung 100 die Anfettreduktionsregelung. Dadurch beendet die Einspritzsteuerungseinheit 101 die Erhöhung der Kraftstoffeinspritzmenge durch die Anfettreduktionsregelung und führt die Kraftstoffeinspritzung entsprechend der Soll-Kraftstoffeinspritzmenge aus.
Im Verarbeitungsschritt S220 beendet anschließend die Zündsteuerungseinheit 102 der Steuervorrichtung 100 die Zündzeitpunktverzögerungsregelung. Dies bewirkt, dass die Zündsteuerungseinheit 102 den durch die Zündzeitpunktverzögerungsregelung zu verzögernden Zündzeitpunkt nicht weiter korrigiert und eine Funkenentladung der Zündvorrichtung 16 zu einem Zündzeitpunkt durchführt, an dem keine Korrektur mit der Zündzeitpunktverzögerungsregelung realisiert wird.
Im Verarbeitungsvorgang von Schritt S230 im Anschluss an Schritt S220 beendet die Ventilzeitsteuerungseinheit 103 der Steuervorrichtung 100 die maximal verzögernde Auslassregelung. Dies bewirkt, dass die Ventilzeitsteuerungseinheit 103 den Zustand beendet, in dem der Zeitpunkt des Öffnens und Schließens des Auslassventils 24 auf maximale Verzögerung gestellt ist. Die Ventilzeitsteuerungseinheit 103 berechnet somit den Sollwert der Phase der Einlass-Nockenwelle 25 im Verhältnis zur Kurbelwelle 18 und den Sollwert der Phase der Auslass-Nockenwelle 26 im Verhältnis zur Kurbelwelle 18 anhand der Motordrehzahl und des Motorlastfaktors, um den einlassseitigen variablen Ventilsteuermechanismus 27 und den auslassseitigen variablen Ventilsteuermechanismus 28 zu betätigen. Das heißt, die Ventilzeitsteuerungseinheit 103 regelt die Ventilüberlappung, indem sie sowohl den Zeitpunkt des Öffnens und Schließens des Auslassventils 24 als auch den Zeitpunkt des Öffnens und Schließens des Einlassventils 23 ansteuert.
Mit der Beendigung der Anfettreduktionsregelung, der Zündzeitpunktverzögerungsregelung und der maximal verzögernden Auslassregelung über die Prozesse von Schritt S210 bis Schritt S230 beendet die Steuervorrichtung 100 diese Routine.
Wenn zudem, wie in 4 dargestellt, im Bestimmungsvorgang von Schritt S200 festgestellt wird, dass der hintere A/F-Wert größer als der Fettbestimmungswert ist (Schritt S200: NEIN), beendet die Steuervorrichtung 100 diese Routine, ohne die Prozesse von Schritt S210 bis Schritt S230 auszuführen.
Insbesondere, wenn abgeschätzt werden kann, dass der hintere A/F-Wert größer als der Fettbestimmungswert ist und das nach der Katalysatorvorrichtung 80 abströmende Abgas trotz der Ausführung der Anfettreduktionsregelung keinen unverbrannten Kraftstoff enthält, wird von der Steuervorrichtung 100 die Anfettreduktionsregelung, die Zündzeitpunktverzögerungsregelung und die maximal verzögernde Auslassregelung nicht beendet. Kurz gesagt führt die Einspritzsteuerungseinheit 101 in der Steuervorrichtung 100 die Anfettreduktionsregelung so lange fort, bis der Kraftstoff durch die Katalysatorvorrichtung 80 gelangt und den abströmseitigen A/F-Sensor 35 erreicht, ohne durch eine Reduktionsreaktion in der Katalysatorvorrichtung 80 infolge der Reduktion des von der Katalysatorvorrichtung 80 aufgenommenen Sauerstoffs über die Anfettreduktionsregelung vollständig verbraucht zu werden.
Zur Wiederherstellung der Abgasreinigungsfähigkeit über die Anfettreduktionsregelung wird bevorzugt, dass die Sauerstoffreduktion in der Katalysatorvorrichtung 80 unverzüglich vollzogen wird, um die Reinigungsfähigkeit zügig wiederherzustellen. Die Steuervorrichtung 100 führt eine Ventilgeschlossenhalteregelung aus, die das Ladedruckregelventil 60 geschlossen hält, um die Reduktion von Sauerstoff durch die Anfettreduktionsregelung voranzutreiben.
Als nächstes wird die Ventilgeschlossenhalteregelung unter Verweis auf die 5 und 6 beschrieben. 5 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung des Prozessablaufs in einer Bestimmungsroutine zum Starten der Ventilgeschlossenhalteregelung. Diese Routine wird während des Betriebs der Steuervorrichtung 100 von der Steuervorrichtung 100 wiederholt ausgeführt.
Wie in 5 dargestellt, bestimmt die Steuervorrichtung 100 beim Starten der Routine im Prozess von Schritt S300 zunächst, ob derzeit die Kraftstoffabschaltregelung realisiert wird. Wenn festgestellt wird, dass die Kraftstoffabschaltregelung gerade realisiert wird (Schritt S300: JA), setzt die Steuervorrichtung 100 den Prozess mit Schritt 310 fort.
Im Verarbeitungsschritt S310 startet die Ladedruckregelungseinheit 104 der Steuervorrichtung 100 die Ventilgeschlossenhalteregelung. In der Ventilgeschlossenhalteregelung schließt die Ladedruckregelungseinheit 104 das Ladedruckregelventil 60 und hält das Ladedruckregelventil 60 geschlossen. Wird für den Fall dass die Ventilgeschlossenhalteregelung bereits realisiert wird, festgestellt, dass gerade die Kraftstoffabschaltregelung ausgeführt wird, setzt die Steuervorrichtung 100 die Ventilgeschlossenhalteregelung fort, ohne irgendeinen Vorgang im Verarbeitungsschritt S310 auszuführen.
Ergibt die Bestimmung, dass die Kraftstoffabschaltregelung nicht ausgeführt wird (Schritt S300: NEIN), beendet die Steuervorrichtung 100 diese Routine, ohne den Verarbeitungsschritt S310 auszuführen. Durch wiederholte Ausführung dieser Routine während des Betriebs der Brennkraftmaschine 10 wird die Ventilgeschlossenhalteregelung ab dem Zeitpunkt gestartet, an dem die Kraftstoffabschaltregelung gestartet wird.
6 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung des Prozessablaufs in einer Bestimmungsroutine zur Beendigung der Ventilgeschlossenhalteregelung. Diese Routine wird von der Steuervorrichtung 100 während der Ausführung der Ventilgeschlossenhalteregelung wiederholt ausgeführt.
Im Verarbeitungsschritt S400, wie in 6 dargestellt, bestimmt die Steuervorrichtung 100 beim Start dieser Routine zunächst, ob der hintere A/F-Wert kleiner als oder gleich dem Fettbestimmungswert ist. Wenn die Bestimmung ergibt, dass der hintere A/F-Wert kleiner als oder gleich dem Fettbestimmungswert ist (Schritt S400: JA), setzt die Steuervorrichtung 100 den Prozess mit Schritt S410 fort.
Die Steuervorrichtung 100 beendet die Ventilgeschlossenhalteregelung im Verarbeitungsschritt S410. Im Verarbeitungsschritt S410 beendet die Ladedruckregelungseinheit 104 der Steuervorrichtung 100 die Ventilgeschlossenhalteregelung. Das heißt, die Ladedruckregelungseinheit 104 berechnet den Soll-Öffnungsgrad des Ladedruckregelventils 60 beispielsweise anhand der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Fahrpedal-Betätigungsbetrags oder anhand der Motordrehzahl und des Motorlastfaktors, um den Aktor 61 anzusteuern und den Öffnungsgrad des Ladedruckregelventils 60 zu regeln.
Bei Feststellung, dass der hintere A/F-Wert größer als der Fettbestimmungswert ist (Schritt S400: NEIN), wie weiter in 6 dargestellt, beendet die Steuervorrichtung 100 diese Routine, ohne den Verarbeitungsschritt S410 auszuführen. Das heißt, die Ladedruckregelungseinheit 104 beendet die Ventilgeschlossenhalteregelung unter der Bedingung, dass der abströmseitige A/F-Sensor 35 festgestellt hat, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis nach Wiederaufnahme des Motorbetriebs durch Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr zum Brennraum 11 fetter als der stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist.
Wenn auf diese Weise abgeschätzt werden kann, dass der hintere A/F-Wert größer als der Fettbestimmungswert ist und das nach der Katalysatorvorrichtung 80 abströmende Abgas trotz Ausführung der Ventilgeschlossenhalteregelung keinen unverbrannten Kraftstoff enthält, wird von der Steuervorrichtung 100 die Ventilgeschlossenhalteregelung nicht beendet. Kurz gesagt ist die Aufhebung der Ventilgeschlossenhalteregelung durch die Steuervorrichtung 100 an die Bedingung geknüpft, dass der abströmseitige A/F-Sensor 35 festgestellt hat, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis fetter als das stöchiometrische Luft-Kraft-Stoffverhältnis ist. In der Steuervorrichtung 100 wird die Anfettreduktionsregelung fortgeführt, bis der Kraftstoff durch die Katalysatorvorrichtung 80 gelangt und den abströmseitigen A/F-Sensor 35 erreicht, ohne durch eine Reduktionsreaktion in der Katalysatorvorrichtung 80 infolge der Reduktion des von der Katalysatorvorrichtung 80 aufgenommenen Sauerstoffs über die Anfettreduktionsregelung vollständig verbraucht zu werden.
Nun wird die Betriebsweise der ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. 7 ist ein Zeitdiagramm zur Darstellung einer Änderung sämtlicher Steuer- und Regelvorgänge, die eintritt, wenn das Fahrzeug bis zum Anhalten verlangsamt und dann neu anfährt.
Wie in 7 dargestellt, werden mit Beginn der Verlangsamung des Fahrzeugs zum Zeitpunkt t10 die Kraftstoffabschaltregelung gestartet (Schritt S300: JA) und die Ventilgeschlossenhalteregelung gestartet (Schritt S310: JA), um das Ladedruckregelventil 60 geschlossen zu halten. Die Ausführung der Kraftstoffabschaltregelung unterbricht die Zufuhr von Kraftstoff und bewirkt dadurch, dass Luft durch den Brennraum 11 strömt und in den Auslasskanal 19 gelangt. Ein vorderer A/F-Wert, das heißt ein Erfassungswert des anströmseitig vorgeschalteten A/F-Sensors 34, und der hintere A/F-Wert, das heißt ein Erfassungswert des abströmseitig nachgeschalteten A/F-Sensors 35, zeigen also beide an, dass der vordere A/F-Wert und der hintere A/F-Wert magere Werte sind. Durch die Katalysatorvorrichtung 80 gelangt Luft, in der kein Kraftstoff enthalten ist. Die Katalysatorvorrichtung 80 nimmt also Sauerstoff auf.
Zum Zeitpunkt t11, an dem durch eine Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit die Kraftstoffabschaltregelung beendet und auf Leerlaufbetrieb umgeschaltet wird, wird die Zufuhr von Kraftstoff wiederaufgenommen. Das bedeutet, dass sowohl der vordere A/F-Wert als auch der hintere A/F-Wert über das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis hinaus angefettet werden. Mit Anhalten des Fahrzeugs und Ausführen der Leerlaufabschaltregelung zur Betriebsabschaltung der Brennkraftmaschine 10 wird zum Zeitpunkt t12 die Kraftzufuhr gestoppt. Dann ändern sich sowohl der vordere A/F-Wert als auch der hintere A/F-Wert auf etwa das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Während die Brennkraftmaschine 10 auf diese Weise nicht arbeitet, ist die Katalysatorvorrichtung 80 der Luft im Auslasskanal 19 ausgesetzt. Die Katalysatorvorrichtung 80 nimmt also Sauerstoff auf.
Mit Wiedereinschalten der Brennkraftmaschine 10 nach Beendigung der von der Leerlaufabschaltregelung realisierten Betriebsunterbrechung (Schritt S100: JA) werden zum Zeitpunkt t13 die Anfettreduktionsregelung, die Zündzeitpunktverzögerungsregelung und die maximal verzögernde Auslassregelung gestartet (Schritt S110, Schritt S120 und Schritt S 130). Dies bewirkt die Zufuhr von Kraftstoff unter Erhöhung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf einen Wert über das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis hinaus (Anfettung), wodurch ein Abgas mit überschüssigem Kraftstoffgehalt in die Katalysatorvorrichtung 80 eingetragen wird. Dadurch wird der vordere A/F-Wert fetter. Unmittelbar nach dem Start der Anfettreduktionsregelung wird der im Abgas enthaltene Kraftstoff durch den von der Katalysatorvorrichtung 80 aufgenommenen Sauerstoff verbraucht und gelangt nicht bis zum abströmseitigen A/F-Sensor 35. Der hintere A/F-Wert nimmt also etwa das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis an. Bei fortgesetzter Anfettreduktionsregelung läuft die Sauerstoffreduktion weiter, so dass die Aufnahmemenge an Sauerstoff in der Katalysatorvorrichtung 80 abnimmt. Demzufolge geht der im Abgas enthaltene Kraftstoff durch die Katalysatorvorrichtung 80 und erreicht den abströmseitigen A/F-Sensor 35, ohne vollständig aufgebraucht zu werden.
Wenn der hintere A/F-Wert kleiner als oder gleich dem Fettbestimmungswert ist (Schritt S200: JA, Schritt S400: JA), endet zum Zeitpunkt t14 die Anfettreduktionsregelung (Schritt S210) und endet auch die Ventilgeschlossenhalteregelung (Schritt S410). Zum gleichen Zeitpunkt enden auch die Zündzeitpunktverzögerungsregelung und die maximal verzögernde Auslassregelung (Schritt S220 und Schritt S230).
In der Steuervorrichtung 100 wird die Ventilgeschlossenhalteregelung ab dem Zeitpunkt gestartet, an welchem die Kraftstoffabschaltregelung gestartet wird. Das heißt, beim Start der Anfettreduktionsregelung wird das Ladedruckregelventil 60 bereits geschlossen gehalten. Während der Ausführung der Anfettreduktionsregelung arbeitet die Ventilgeschlossenhalteregelung weiter und das Ladedruckregelventil wird geschlossen gehalten.
Während der Ausführung der Anfettreduktionsregelung wird zudem die Zündzeitpunktverzögerungsregelung ausgeführt, um den Motorbetrieb mit verzögertem Zündzeitpunkt auszuführen. Während der Ausführung der Anfettreduktionsregelung wird außerdem die maximal verzögernde Auslassregelung ausgeführt, um die Überlappung bei auf maximale Verzögerung eingestelltem Zeitpunkt des Öffnens und Schließens des Auslassventils 24 anzusteuern.
Nunmehr werden die von der Steuervorrichtung 100 der ersten Ausführungsform bereitgestellten Vorteile beschrieben.
(1) Für den Fall, dass das Ladedruckregelventil 60 geschlossen gehalten wird, geht das durch den Auslasskanal 19 strömende Gas durch das Turbinenrad 54 des Turboladers 50. Durch die Drehung des Turbinenrads 54 wird das durch das Turbinenrad 54 gehende und zur Abströmseite hin abströmende Gas verwirbelt und erreicht die Katalysatorvorrichtung 80. So lange bei Wiederaufnahme des Motorbetriebs zur Ausführung der Anfettreduktionsregelung die Ventilgeschlossenhalteregelung ausgeführt wird, strömt also Abgas mit überschüssigem Kraftstoffgehalt durch das Turbinenrad 54 und wird in Drallströmung in die Katalysatorvorrichtung 80 eingespeist. In diesem Fall wird das Abgas über eine Zentrifugalkraft im Auslasskanal 19 verteilt, so dass das kraftstoffhaltige Abgas problemlos in die Katalysatorvorrichtung 80 gleichförmig eingetragen wird. Anders als das geradlinig und unverwirbelt abströmende Abgas kann der Drallstrom zudem die Zeit für den gegenseitigen Kontakt von Katalysator und Kraftstoff sicherstellen. Die oben beschriebene Ausgestaltung ermöglicht somit eine effiziente Reduktion von Sauerstoff in der Katalysatorvorrichtung 80 durch die Anfettreduktionsregelung.
(2) Das Ladedruckregelventil 60 wird so lange schlossen gehalten, bis durch den Motorbetriebsvorgang, der nach dem Start der Ventilgeschlossenhalteregelung beim Start der Kraftstoffabschaltregelung und dem über die Ventilgeschlossenhalteregelung erfolgenden Schließen des Ladedruckregelventils 60 ausgeführt wurde, die Bedingung zur Aufhebung der Ventilgeschlossenhalteregelung erfüllt ist. Das heißt, wenn der Motorbetrieb wiederaufgenommen wird, ist das Ladedruckregelventil 60 bereits geschlossen. Da ab dem Start der Anfettreduktionsregelung Abgas durch das Turbinenrad 54 strömt, kann dementsprechend der sich aus der oben beschriebenen Drallströmung ergebende Betrieb gewährleistet werden. Dadurch befördert die oben beschriebene Ausgestaltung eine Reduktionsreaktion in der Katalysatorvorrichtung 80, wobei der Drallstrom zum Zeitpunkt des Wiedereinschaltens die Reduktion einer überschüssigen Sauerstoffmenge unverzüglich vollzieht und die Reinigungsfähigkeit zügig wiederherstellt.
(3) So lange die Kraftstoffabschaltregelung ausgeführt wird, erhöht sich das Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine 10 auch dann nicht, wenn das Ladedruckregelventil 60 geschlossen ist. Dadurch ist es möglich, das Ladedruckregelventil 60 in Vorbereitung der Anfettreduktionsregelung vorgreifend geschlossen zu halten. In der oben beschriebenen Ausgestaltung startet die Ventilgeschlossenhalteregelung ab dem Zeitpunkt, an dem die Kraftstoffabschaltregelung gestartet wird. Somit kann das Ladedruckregelventil 60 vorgreifend auf die Anfettreduktionsregelung, die nach dem frühesten Zeitpunkt ausgeführt wird, geschlossen gehalten werden.
(4) Wenn der durch die Anfettreduktionsregelung zusammen mit Abgas eingetragene Kraftstoff durch die Reduktion des von der Katalysatorvorrichtung 80 aufgenommenen Sauerstoffs vollständig aufgebraucht ist, erreicht Abgas, in dem kein Kraftstoff enthalten ist, den abströmseitigen A/F-Sensor 35. Mit fortschreitender Reduktion des Sauerstoffs und kleiner werdender Sauerstoffaufnahmemenge in der Katalysatorvorrichtung 80 gelangt Kraftstoff durch die Katalysatorvorrichtung 80 und erreicht den abströmseitigen A/F-Sensor 35, ohne vollständig verbraucht zu werden. Die oben beschriebene Ausgestaltung nutzt die Konfiguration, in der die Beendigung der Ventilgeschlossenhalteregelung unter der Bedingung erfolgt, dass vom abströmseitigen A/F-Sensor 35 festgestellt wurde, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis fetter als das stöchiometrische Luft-Kraft-Stoffverhältnis ist. Das heißt, es lässt sich anhand des Erfassungsergebnisses des nachgeschalteten A/F-Sensors 35 nachprüfen, dass die Reduktion von Sauerstoff weiter fortschreitet, bis der Kraftstoff nicht mehr vollständig verbraucht werden kann, wodurch die Ventilgeschlossenhalteregelung beendet wird.
(5) Die Verzögerung des Zündzeitpunkts begrenzt die Entstehung von NOx. In der oben beschriebenen Ausgestaltung wird die Zündzeitpunktverzögerungsregelung ausgeführt, während die Anfettreduktionsregelung noch nicht vollendet ist, um den Zündzeitpunkt zu verzögern und den Ausstoß von NOx zu begrenzen. Dies ermöglicht eine Begrenzung des NOx-Ausstoßes, bis sich die Reinigungsfähigkeit der Katalysatorvorrichtung 80 wiederherstellt.
(6) Der Ausstoß von NOx und HC kann begrenzt werden, indem mit Hilfe der Ventilüberlappung ein Abgasrückstrom in den Brennraum 11 bewirkt wird. Wenn, wie in der oben beschriebenen Ausgestaltung, die maximal verzögernde Auslassregelung zur Verstellung der Ventilüberlappung ausgeführt wird, indem der Zeitpunkt des Öffnens des Einlassventils 23 mit maximal verzögertem Zeitpunkt des Schließens des Auslassventils 24 verstellt wird, kann das Ist-Verdichtungsverhältnis durch die maximale Verzögerung des Schließzeitpunkts des Einlassventils 23 reduziert werden und dabei die Größenordnung einer Soll-Ventilüberlappung erreicht werden. Das heißt, die oben beschriebene Ausgestaltung erreicht durch die Verzögerung des Schließzeitpunkts des Einlassventils 23 problemlos den Atkinson-Zyklus und erreicht die Soll-Ventilüberlappung. Der Pumpverlust kann somit mit Hilfe des Atkinson-Zyklus vermindert werden, um die Kraftstoffverbrauchsmenge zu begrenzen und den NOx- und HC-Ausstoß zu begrenzen.
Die vorliegende Ausführungsform kann wie folgt abgewandelt werden.
Die Ventilgeschlossenhalteregelung wird ab dem Zeitpunkt gestartet, an dem die Kraftstoffabschaltregelung gestartet wird. Der Startzeitpunkt der Ventilgeschlossenhalteregelung muss jedoch nicht ab dem Startzeitpunkt der Kraftstoffabschaltregelung erfolgen. Die Ventilgeschlossenhalteregelung muss einfach nur vor Ausführung des Wiedereinschaltens begonnen werden, um die Anfettreduktionsregelung zu starten. Dies ermöglicht den Vorteil eines gleichförmigen Kraftstoffeintrags in die Katalysatorvorrichtung 80 über eine Drallströmung ab dem Startzeitpunkt der Anfettreduktionsregelung.
Zweite Ausführungsform
Im Folgenden wird die Steuervorrichtung 100 für den Verbrennungsmotor 10, der eine bordeigene Brennkraftmaschine ist, gemäß einer zweiten Ausführungsform unter Verweis auf die 8 bis 10 beschrieben. Diejenigen Komponenten, die mit der ersten Ausführungsform übereinstimmen, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht im Detail erläutert. In der ersten Ausführungsform wird die Ventilgeschlossenhalteregelung ab dem Zeitpunkt gestartet, an dem die Kraftstoffabschaltregelung gestartet wird. In der Steuervorrichtung 100 der zweiten Ausführungsform wird die Ventilgeschlossenhalteregelung vor dem Start der Kraftstoffabschaltregelung gestartet, und das Ladedruckregelventil 60 wird vor der Ausführung der Kraftstoffabschaltregelung geschlossen.
In der Steuervorrichtung 100 der zweiten Ausführungsform wird die Anfettreduktionsregelung auf gleiche Weise wie in der Steuervorrichtung 100 der ersten Ausführungsform über die unter Verweis auf 3 und 4 beschriebenen Prozesse ausgeführt. In der Steuervorrichtung 100 der ersten Ausführungsform wird die Ventilgeschlossenhalteregelung mit dem Start der Kraftstoffabschaltregelung über die unter Verweis auf 5 beschriebene Routine gestartet. In der Steuervorrichtung 100 der zweiten Ausführungsform wird an Stelle der in 5 dargestellten Routine eine in 8 abgebildete Routine verwendet. Die in 8 dargestellte Routine wird während des Betriebs der Steuervorrichtung 100 von der Steuervorrichtung 100 wiederholt ausgeführt.
Wie in 8 dargestellt, bestimmt die Steuervorrichtung 100 beim Starten der Routine im Prozess von Schritt S500 zunächst, ob eine Ausführungsbedingung für die Kraftstoffabschaltung erfüllt ist. Die Kraftstoffabschaltbedingung ist eine erforderliche Voraussetzung für die Ausführung der Kraftstoffabschaltregelung. Die Kraftstoffabschaltbedingung ist die Bedingung der logischen UND-Verknüpfung von Betätigungsbetrag des Fahrpedals gleich null UND Motordrehzahl größer als oder gleich einer die Kraftstoffabschaltung ermöglichenden Drehzahl. Bei Feststellung, dass die Kraftstoffabschaltbedingung erfüllt ist (Schritt S500: JA), setzt die Steuervorrichtung 100 den Prozess mit Schritt S510 fort.
Im Verarbeitungsschritt S510 startet die Ladedruckregelungseinheit 104 der Steuervorrichtung 100 die Ventilgeschlossenhalteregelung. In der Ventilgeschlossenhalteregelung schließt die Ladedruckregelungseinheit 104 das Ladedruckregelventil 60 und hält das Ladedruckregelventil 60 geschlossen. Für den Fall, dass die Ventilgeschlossenhalteregelung zum Zeitpunkt der Feststellung der erfüllten Kraftstoffabschaltbedingung bereits realisiert ist, setzt die Steuervorrichtung 100 im Prozess von Schritt S500 die Ventilgeschlossenhalteregelung fort, ohne einen Verarbeitungsvorgang im Prozess von Schritt S510 auszuführen.
Wird festgestellt, dass die Kraftstoffabschaltbedingung nicht erfüllt ist (Schritt S500: NEIN), beendet die Steuervorrichtung 100 diese Routine, ohne den Verarbeitungsschritt S510 auszuführen. Durch wiederholte Ausführung dieser Routine während des Betriebs der Brennkraftmaschine 10 wird die Ventilgeschlossenhalteregelung ab dem Zeitpunkt gestartet, an dem die Kraftstoffabschaltbedingung erfüllt ist. In der Steuervorrichtung 100 der zweiten Ausführungsform wird über die unter Verweis auf 6 beschriebene Routine der Zeitpunkt für die Beendigung der Ventilgeschlossenhalteregelung bestimmt.
Als nächstes wird die Bestimmung des Startzeitpunkts der Kraftstoffabschaltregelung in der Steuervorrichtung 100 der zweiten Ausführungsform unter Verweis auf 9 beschrieben. 9 veranschaulicht den Prozessablauf in einer Routine zur Bestimmung des Startens der Kraftstoffabschaltregelung in der Steuervorrichtung 100 der zweiten Ausführungsform. Diese Routine wird während des Betriebs der Steuervorrichtung 100 von der Steuervorrichtung 100 in vorherbestimmten Zyklen wiederholt ausgeführt.
Wie in 9 dargestellt, bestimmt die Steuervorrichtung 100 beim Starten dieser Routine im Prozess von Schritt S600 auf gleiche Weise wie im Verarbeitungsvorgang S500 zunächst, ob die Kraftstoffabschaltbedingung erfüllt ist. Bei Feststellung, dass die Kraftstoffabschaltbedingung erfüllt ist (Schritt S600: JA), setzt die Steuervorrichtung 100 den Prozess mit Schritt S610 fort.
Die Steuervorrichtung 100 zählt im Verarbeitungsschritt S610 einen Zähler CNT hoch. Der Zähler CNT ist ein Zähler für die Zählung der seit der Erfüllung der Kraftstoffabschaltbedingung verstrichenen Zeit. Insbesondere erhöht die Steuervorrichtung 100 jedes Mal, wenn die Steuervorrichtung 100 den Verarbeitungsvorgang von Schritt 610 ausführt, den Zähler CNT um eins. Als nächstes führt die Steuervorrichtung 100 den Prozess von Schritt S620 aus. Im Prozess von Schritt S620 bestimmt die Steuervorrichtung 100, ob der Zähler CNT größer als oder gleich einem Schwellenwert Cth ist. Der Schwellenwert Cth ist auf einen Wert eingestellt, mit dem sich anhand des Umstands, dass der Zähler CNT den Schwellenwert Cth erreicht hat, bestimmen lässt, dass die verstrichene Zeit ab dem Zeitpunkt, an dem das Schließen des Ladedruckregelventils 60 begonnen hat, bis zu dem Zeitpunkt, an dem das Ladedruckregelventil 60 vollständig geschlossen war, nach Erfüllung der Kraftstoffabschaltbedingung und dem Start der Ventilgeschlossenhalteregelung ausreichend ist. Das heißt, in Schritt S610 wird bestimmt, ob der Zähler CNT größer als oder gleich dem Schwellenwert Cth ist und somit die Zeit für die Schließung des Ladedruckregelventils 60 ausreichend verstrichen ist.
Wird festgestellt, dass der Zähler CNT größer als oder gleich dem Schwellenwert Cth ist (Schritt S620: JA), setzt die Steuervorrichtung 100 die Verarbeitung mit Schritt S630 fort. In Schritt S630 startet die Einspritzsteuerungseinheit 101 der Steuervorrichtung 100 die Kraftstoffabschaltregelung. Dann setzt die Steuervorrichtung 100 den Zähler CNT im Prozess des anschließenden Schritts S640 auf null zurück und beendet vorerst diese Routine. Wird festgestellt, dass der Zähler CNT kleiner als der Schwellenwert Cth ist (Schritt S620: NEIN), beendet die Steuervorrichtung 100 vorerst diese Routine, ohne den Verarbeitungsschritt S630 und den Verarbeitungsschritt S640 auszuführen.
Wird festgestellt, dass die Kraftstoffabschaltbedingung nicht erfüllt ist (Schritt S600: NEIN), führt die Steuervorrichtung 100 den Verarbeitungsschritt S640 aus, ohne die Verarbeitungsschritte S610 bis S630 auszuführen, und setzt dann den Zähler CNT auf null zurück, um diese Routine vorerst zu beenden.
Insbesondere führt die Steuervorrichtung 100 diese Routine aus, um die Kraftstoffabschaltregelung zu starten, wenn seit der Erfüllung der Kraftstoffabschaltbedingung eine bestimmte Verzögerungszeit TD verstrichen ist. Der Zeitraum, in dem der Zähler CNT den Schwellenwert Cth erreicht, entspricht der Verzögerungszeit TD. Die Länge der Verzögerungszeit TD ist auf eine zum Schließen des Ladedruckregelventils 60 ausreichende Zeit nach Beginn des Schließens des Ladedruckregelventils 60 ab Erfüllung der Kraftstoffabschaltbedingung eingestellt.
Als nächstes wird die Funktionsweise der zweiten Ausführungsform unter Verweis auf 10 beschrieben. 10 ist ein Zeitdiagramm, das eine Änderung für jede Regelung darstellt, wenn das Fahrzeug bis zum Anhalten verlangsamt. Das heißt, 10 veranschaulicht einen Zustand am und vor dem Zeitpunkt t11 von 7. Die Änderung für jede Regelung nach dem Zeitpunkt t11 ist identisch mit den Änderungen der ersten Ausführungsform, die unter Verweis auf 7 beschrieben wurden.
Wie in 10 dargestellt, ist zum Zeitpunkt t7, wenn der Betätigungsbetrag des Fahrpedals null erreicht, die Kraftstoffabschaltbedingung erfüllt. In 10 ist das Fahrpedal „aus“ (OFF), wenn der Betätigungsbetrag des Fahrpedals null beträgt, und das Fahrpedal ist „an“ (ON), wenn das Fahrpedal betätigt wird.
Wenn die Kraftstoffabschaltbedingung erfüllt ist (Schritt S500: JA, Schritt S600: JA), wird zum Zeitpunkt t8 die Ventilgeschlossenhalteregelung gestartet (Schritt S510), um das Ladedruckregelventil 60 zu schließen. Während die Kraftstoffabschaltbedingung erfüllt ist, wird zudem der Zähler CNT wiederholt inkrementell hochgezählt (Schritt S610).
Bei Feststellung, dass der Zähler CNT größer als oder gleich dem Schwellenwert Cth ist (Schritt S620: JA), wird zum Zeitpunkt t9 die Kraftstoffabschaltregelung gestartet (Schritt S630). Die Ausführung der Kraftstoffabschaltregelung unterbricht die Zufuhr von Kraftstoff und bewirkt dadurch, dass Luft durch den Brennraum 11 strömt und in den Auslasskanal 19 gelangt. Das heißt, wie unter Bezugnahme auf 7 beschrieben, der vordere A/F-Wert, der ein Erfassungswert des anströmseitig vorgeschalteten A/F-Sensors 34 ist, und der hintere A/F-Wert, der ein Erfassungswert des abströmseitig nachgeschalteten A/F-Sensors 35 ist, zeigen beide magere Werte für den vorderen A/F-Wert und hinteren A/F-Wert an. Da die Katalysatorvorrichtung 80 von Luft durchströmt wird, die keinen Kraftstoff enthält, nimmt die Katalysatorvorrichtung 80 Sauerstoff auf.
Wenn die Motordrehzahl mit abnehmender Fahrzeuggeschwindigkeit auf einen Wert unterhalb der eine Kraftstoffabschaltung ermöglichenden Drehzahl absinkt, ist zum Zeitpunkt t11 die Kraftstoffabschaltbedingung nicht mehr erfüllt. Dadurch wird die Kraftstoffabschaltregelung beendet und in den Leerlaufbetrieb gewechselt. Mit dem Wechsel in den Leerlaufbetrieb wird die Kraftstoffzufuhr wiederaufgenommen. Das bedeutet, dass sowohl der vordere A/F-Wert als auch der hintere A/F-Wert über das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis hinaus angereichert werden.
Die anschließenden Änderungen sind identisch mit den Änderungen in der ersten Ausführungsform, die unter Verweis auf 7 beschrieben wurde.
Insbesondere wird, nachdem das Fahrzeug angehalten und die Leerlaufabschaltregelung zur Betriebsabschaltung der Brennkraftmaschine 10 ausgeführt wurde, die durch die Leerlaufabschaltregelung vorgenommene Betriebsabschaltung beendet, um die Brennkraftmaschine 10 wieder in Betrieb zu nehmen (Schritt S100: JA). Infolgedessen werden auch die Anfettreduktionsregelung, die Zündzeitpunktverzögerungsregelung und die maximal verzögernde Auslassregelung (Schritt S110, Schritt S120 und Schritt S130) gestartet. Dies bewirkt die Zufuhr von Kraftstoff unter Erhöhung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf einen Wert über das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis hinaus (Anfettung), wodurch ein Abgas mit überschüssigem Kraftstoffgehalt in die Katalysatorvorrichtung 80 eingetragen wird. Dadurch wird der vordere A/F-Wert fetter. Bei fortgesetzter Anfettreduktionsregelung schreitet die Sauerstoffreduktion so fort, dass die Aufnahmemenge an Sauerstoff in der Katalysatorvorrichtung 80 abnimmt. Infolgedessen geht der im Abgas enthaltene Kraftstoff durch die Katalysatorvorrichtung 80 und erreicht den nachgeschalteten A/F-Sensor 35, ohne vollständig aufgebraucht zu werden.
Wenn der hintere A/F-Wert kleiner als oder gleich dem Fettbestimmungswert ist (Schritt S200: JA, Schritt S400: JA), endet die Anfettreduktionsregelung (Schritt S210) und auch die Ventilgeschlossenhalteregelung endet (Schritt S410). Zum gleichen Zeitpunkt enden auch die Zündzeitpunktverzögerungsregelung und die maximal verzögernde Auslassregelung (Schritt S220 und Schritt S230). In der Steuervorrichtung 100 der zweiten Ausführungsform wird das Ladedruckregelventil 60 über die Ventilgeschlossenhalteregelung so lange geschlossen gehalten, bis von dem Motorbetriebsvorgang, der nach dem Schließen des Ladedruckregelventils 60 ausgeführt wurde, die Bedingung zur Aufhebung der Ventilgeschlossenhalteregelung erfüllt wird. Das heißt, wenn der Motorbetrieb wiederaufgenommen wird, ist das Ladedruckregelventil 60 bereits geschlossen. Da mit Beginn der Anfettreduktionsregelung Abgas durch das Turbinenrad 54 strömt, kann dementsprechend der sich aus der Drallströmung ergebende Betrieb auf gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform gewährleistet werden.
Während der Ausführung der Anfettreduktionsregelung wird zudem die Zündzeitpunktverzögerungsregelung ausgeführt, um den Motorbetrieb mit verzögertem Zündzeitpunkt auszuführen. Während der Ausführung der Anfettreduktionsregelung wird außerdem die maximal verzögernde Auslassregelung ausgeführt, um die Überlappung bei auf maximale Verzögerung eingestelltem Zeitpunkt des Öffnens und Schließens des Auslassventils 24 anzusteuern.
Während der Ausführung der Kraftstoffabschaltregelung erfolgt keine Kraftstoffzufuhr zum Brennraum 11. Das heißt, trotz fehlender Verbrennung werden Einlass und Auslass mit begrenzter Ansaugluftmenge betrieben. Im Inneren des Brennraums 11 herrscht somit ein Unterdruck. Durch das Schließen des Ladedruckregelventils 60 während der Ausführung der Kraftstoffabschaltregelung vermindert sich zudem der Öffnungsgrad des Ladedruckregelventils 60. Beim Ladedruckregelventil 60 kommt es mit zunehmender Annäherung an die Sitzfläche durch den Unterdruck im Brennraum 11 und das pulsierende Abgas leicht zu Vibrationen. Wenn das Ladedruckregelventil 60 beim Vibrieren gegen die Sitzfläche schlägt, entstehen Geräusche. Da während der Ausführung der Kraftstoffabschaltregelung keine Verbrennung stattfindet, kommt es zu keinen verbrennungsbedingten Geräuschen oder Schwingungen. Das heißt, das durch den Sitzflächenanschlag des Ladedruckregelventils 60 entstehende Geräusch ist wahrnehmbar.
Wenn die Bedingung für die Ausführung der Kraftstoffabschaltregelung erfüllt ist, startet in der Steuervorrichtung 100 der zweiten Ausführungsform die Ladedruckregelungseinheit 104 zum Zeitpunkt t8 die Ventilgeschlossenhalteregelung, um das Ladedruckregelventil 60 zu schließen, vor Ausführung der Kraftstoffabschaltregelung am Zeitpunkt t9.
In dieser Ausgestaltung wird das Ladedruckregelventil 60 vor der Ausführung der Kraftstoffabschaltregelung geschlossen, um die Kraftstoffabschaltregelung mit geschlossenem Ladedruckregelventil 60 zu starten.
Die Steuervorrichtung 100 der zweiten Ausführungsform stellt zusätzlich zu den Vorteilen, die den Vorteilen (1), (2) und (4) bis (6) der ersten Ausführungsform entsprechen, den folgenden Vorteil b.
(7) In der zweiten Ausführungsform wird das Ladedruckregelventil 60 geschlossen, wenn in der Brennkraftmaschine 10 eine Verbrennung erfolgt, um die Vibration des Ladedruckregelventils 60 zu begrenzen und dafür zu sorgen, dass das durch den Sitzflächenanschlag des Ladedruckregelventils 60 entstehende Geräusch nicht wahrnehmbar ist. Dies erschwert dem Fahrzeuginsassen das Wahrnehmen des Geräusches, das durch das Anschlagen des Ladedruckregelventils 60 an der Sitzfläche erzeugt wird.
Die zweite Ausführungsform kann wie folgt abgewandelt werden.
Im oben beschriebenen Beispiel wird das Verstreichen der Verzögerungszeit TD mit Hilfe des Zählers CNT bestimmt. Das Starten der Kraftstoffabschaltregelung muss jedoch nicht dadurch erfolgen, dass das Verstreichen der Verzögerungszeit TD bestimmt wird. Die Kraftstoffabschaltregelung kann auch gestartet werden, nachdem auf einem anderen Wege überprüft wurde, dass das Ladedruckregelventil 60 geschlossen ist. Beispielsweise kann die Ausführung der Kraftstoffabschaltregelung dadurch erfolgen, dass der geschlossene Zustand des Ladedruckregelventils 60 anhand des Umstands bestimmt wird, dass der Aktor 61 den Betriebsvorgang seit dem Zeitpunkt, an dem der Aktor 61 mit dem Schließen des Ladedruckregelventils 60 begonnen hat, beendet hat.
Es folgen Abwandlungen, die allgemein für jede der oben beschriebenen Ausführungsformen gelten. Die oben beschriebenen Ausführungsformen, die oben beschriebenen Abwandlungen und die folgenden Abwandlungen können kombiniert werden, sofern die kombinierten Abwandlungen miteinander technisch stimmig bleiben.
Im oben beschriebenen Beispiel wird als Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor in der Brennkraftmaschine der A/F-Sensor verwendet, bei dem sich der Ausgabewert in Abhängigkeit von einer Änderung der Höhe der Sauerstoffkonzentration kontinuierlich ändert. Der das Luft-Kraftstoff-Verhältnis erfassende Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor ist jedoch nicht auf den A/F-Sensor beschränkt. Es kann zum Beispiel ein O2-Sensor verwendet werden. Der O2-Sensor gibt einen Ausgabewert aus, der anzeigt, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis fett ist, wenn sich das Luft-Kraftstoff-Verhältnis anreichert, während sich der Ausgabewert über das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis hinweg stark ändert, und gibt einen Ausgabewert aus, der anzeigt, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis mager ist, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis vermagert, während sich der Ausgabewert über das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis hinweg stark ändert.
Die Bedingung zur Aufhebung der Ventilgeschlossenhalteregelung ist nicht auf eine Bedingung beschränkt, bei der vom Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor festgestellt wurde, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis fetter als das stöchiometrische Luft-Kraft-Stoffverhältnis ist. Stattdessen kann die Bedingung zur Aufhebung der Ventilgeschlossenhalteregelung sein, dass die gemeinsam mit der Ventilgeschlossenhalteregelung ausgeführte Anfettreduktionsregelung über einen bestimmten Zeitraum fortgeführt wurde.
Der Zeitpunkt der Beendigung der Anfettreduktionsregelung, der Zündzeitpunktverzögerungsregelung, der maximal verzögernden Auslassregelung und der Ventilgeschlossenhalteregelung muss nicht mit dem Vorliegen der Bedingung zur Aufhebung dieser Regelungen übereinstimmen. Die Anfettreduktionsregelung kann stattdessen beispielsweise vor der Ventilgeschlossenhalteregelung beendet werden. Alternativ kann die Ventilgeschlossenhalteregelung vor der Anfettreduktionsregelung beendet werden. Falls es einen Zeitraum gibt, in dem die Anfettreduktionsregelung zusammen mit der Ventilgeschlossenhalteregelung ausgeführt wird, kann Kraftstoff während dieses Zeitraums mit Hilfe einer Drallströmung gleichförmig in die Katalysatorvorrichtung 80 eingetragen werden.
Im oben beschriebenen Beispiel wird die Anfettreduktionsregelung zum Zeitpunkt des Wiedereinschaltens durch die Leerlaufabschaltregelung ausgeführt. Stattdessen kann die Ausführung der Anfettreduktionsregelung bei Beendigung der Kraftstoffabschaltregelung zur Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr erfolgen. Da von der Katalysatorvorrichtung 80 während der Ausführung der Kraftstoffabschaltregelung Sauerstoff aufgenommen wird, kann dies zu einer überschüssigen Sauerstoffaufnahmemenge führen. Bei Beendigung der Kraftstoffabschaltregelung zur Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr kann Kraftstoff über eine Drallströmung gleichförmig in die Katalysatorvorrichtung 80 auch eingetragen werden, indem die Ventilgeschlossenhalteregelung auf die gleiche Weise wie in den oben beschriebenen Ausführungsformen ausgeführt wird.
Die gleiche Ausgestaltung wie bei der Steuervorrichtung der jeweiligen oben beschriebenen Ausführungsformen kann auf eine Brennkraftmaschine angewendet werden, die zwei oder mehr im Auslasskanal 19 angeordnete Katalysatorvorrichtungen aufweist. Bei Vorhandensein von zwei Katalysatorvorrichtungen kann die Anfettreduktionsregelung so lange weitergeführt werden, bis die Sauerstoffreduktion in der abströmseitig nachgeschalteten Katalysatorvorrichtung vollzogen ist. Die Funktionsweise, die aus einer von der Ventilgeschlossenhalteregelung erzeugten Drallströmung reduziert, beeinflusst die am weitesten anströmseitig vorgeschaltete Katalysatorvorrichtung, die dem Turbinenrad 54 am nächsten liegt, aber hat kaum Einfluss auf die abströmseitig nachgeschaltete Katalysatorvorrichtung. Das heißt, in diesem Fall kann die Ventilgeschlossenhalteregelung zu dem Zeitpunkt beendet werden, an dem die Reduktion des Sauerstoffs in der anströmseitig vorgeschalteten Katalysatorvorrichtung vollzogen ist.
Die Steuervorrichtung 100 ist nicht auf eine Steuervorrichtung beschränkt, die alle von ihr ausgeführten Prozesse softwareseitig bearbeitet. Die Steuervorrichtung 100 kann beispielsweise umfassen, dass die in der vorliegenden Ausführungsform von der Software ausgeführten Prozesse mindestens teilweise durch dedizierte Hardware-Schaltungen ausgeführt werden, die für die Ausführung dieser Prozesse zweckgebunden sind (wie ASIC). Das heißt, die Steuervorrichtung 100 kann abgewandelt werden, sofern sie eine der folgenden Ausgestaltungen (a) bis (c) aufweist: (a) eine Ausgestaltung, die einen Prozessor, der sämtliche der oben beschriebenen Prozesse auf Grundlage von Programmen ausführt, und eine Programmspeichervorrichtung, welche die Programme speichert, wie einen Festwertspeicher (ROM), umfasst; (b) eine Ausgestaltung, die einen Prozessor und eine Programmspeichervorrichtung, die einen Teil der oben beschriebenen Prozesse auf Grundlage der Programme ausführen, und eine dedizierte Hardware-Schaltung, welche die übrigen Prozesse ausführt, umfasst; und (c) eine Ausgestaltung, die eine dedizierte Hardware-Schaltung umfasst, die sämtliche der oben beschriebenen Prozesse ausführt. Es können mehrere Software-Verarbeitungsschaltungen, die jeweils einen Prozessor und eine Programmspeichervorrichtung aufweisen, und mehrere dedizierte Hardware-Schaltungen bereitgestellt werden. Das heißt, die obigen Prozesse können auf beliebige Weise ausgeführt werden, sofern die Prozesse durch eine Verarbeitungsschaltungsanordnung ausgeführt werden, die eine Menge von einer oder mehreren Software-Verarbeitungsschaltungen und/oder eine Menge von einer oder mehreren dedizierten Hardware-Schaltungen aufweist.
Die obigen Beispiele können in Form und Details verschiedenen Änderungen unterzogen werden, ohne dass vom Wesen und Umfang der Ansprüche und ihrer Äquivalente abgewichen wird. Die Beispiele dienen allein der Beschreibung und nicht zu Zwecken der Einschränkung. Beschreibungen von Merkmalen in jedem Beispiel sind so zu deuten, dass sie für ähnliche Merkmale oder Aspekte in anderen Beispielen gelten. Geeignete Ergebnisse können erzielt werden, wenn Sequenzen in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden und/oder wenn Komponenten in beschriebenen Systemen, Architekturen, Vorrichtungen oder Schaltungen abweichend kombiniert und/oder durch andere Komponenten oder deren Äquivalente ersetzt oder ergänzt werden. Der Geltungsumfang der Offenbarung ist nicht durch die detaillierte Beschreibung definiert, sondern durch die Ansprüche und deren Äquivalente. Alle Abwandlungen innerhalb des Geltungsumfangs der Ansprüche und ihrer Äquivalente sind in der Offenbarung mit enthalten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2012036849 [0002]

Claims

Steuervorrichtung (100) für eine bordeigene Brennkraftmaschine (10), wobei die bordeigene Brennkraftmaschine (10) aufweist: ein Kraftstoffeinspritzventil (14, 15), eine Zündvorrichtung (16), einen Turbolader (50), der mit einem Ladedruckregelventil (60) versehen ist, das durch Öffnen und Schließen eines Wastegatekanals (57) einen Ladedruck regelt, und eine Katalysatorvorrichtung (80), die einem Turbinengehäuse (52) des Turboladers (50) in einem Auslasskanal (19) abströmseitig nachgeschaltet ist, wobei die Katalysatorvorrichtung (80) eine Sauerstoffaufnahmefähigkeit aufweist und Abgas reinigt, wobei die Steuervorrichtung (100) umfasst: eine Einspritzsteuerungseinheit (101), die das Kraftstoffeinspritzventil (14, 15) ansteuert und eine Kraftstoffabschaltregelung ausführt, um die Zufuhr von Kraftstoff zu einem Brennraum (11) während einer Verlangsamung abzuschalten; eine Zündsteuerungseinheit (102), welche die Zündvorrichtung (16) ansteuert; eine Leerlaufabschaltsteuerungseinheit (105), die durch das automatische Abschalten und Wiedereinschalten des Motorbetriebs eine Leerlaufabschaltregelung zur Unterbrechung des Leerlaufbetriebs ausführt; und eine Ladedruckregelungseinheit (104), die das Öffnen und Schließen des Ladedruckregelventils (60) regelt, wobei die Einspritzsteuerungseinheit (101) dazu ausgelegt ist, eine Anfettreduktionsregelung auszuführen, die ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis über ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis hinaus anreichert, wenn der Motorbetrieb durch Wiederaufnahme der Zufuhr des Kraftstoffs zum Brennraum (11) wiederaufgenommen wurde, und die Ladedruckregelungseinheit (104) dazu ausgelegt ist, eine Ventilgeschlossenhalteregelung auszuführen, die das Ladedruckregelventil (60) geschlossen hält, bis durch den Motorbetriebsvorgang, der nach dem Schließen des Ladedruckregelventils (60) während der Ausführung der Kraftstoffabschaltregelung ausgeführt wurde, eine Bedingung zur Aufhebung der Ventilgeschlossenhalteregelung erfüllt ist.
Steuervorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei die Ladedruckregelungseinheit (104) dazu ausgelegt ist, das Ladedruckregelungsventil (60) durch den Start der Ventilgeschlossenhalteregelung zu einem Zeitpunkt, an dem die Kraftstoffabschaltregelung gestartet wird, zu schließen.
Steuervorrichtung (100) für eine bordeigene Brennkraftmaschine (10), wobei die bordeigene Brennkraftmaschine (10) aufweist: ein Kraftstoffeinspritzventil (14, 15), eine Zündvorrichtung (16), einen Turbolader (50), der mit einem Ladedruckregelventil (60) versehen ist, das durch Öffnen und Schließen eines Wastegatekanals (57) einen Ladedruck regelt, und eine Katalysatorvorrichtung (80), die einem Turbinengehäuse (52) des Turboladers (50) in einem Auslasskanal (19) abströmseitig nachgeschaltet ist, wobei die Katalysatorvorrichtung (80) eine Sauerstoffaufnahmefähigkeit aufweist und Abgas reinigt, wobei die Steuervorrichtung (100) umfasst: eine Einspritzsteuerungseinheit (101), die das Kraftstoffeinspritzventil (14, 15) ansteuert und eine Kraftstoffabschaltregelung ausführt, um die Zufuhr von Kraftstoff zu einem Brennraum (11) während einer Verlangsamung abzuschalten; eine Zündsteuerungseinheit (102), welche die Zündvorrichtung (16) ansteuert; eine Leerlaufabschaltsteuerungseinheit (105), die durch das automatische Abschalten und Wiedereinschalten des Motorbetriebs eine Leerlaufabschaltregelung zur Unterbrechung des Leerlaufbetriebs ausführt; und eine Ladedruckregelungseinheit (104), die das Öffnen und Schließen des Ladedruckregelventils (60) regelt, wobei die Einspritzsteuerungseinheit (101) dazu ausgelegt ist, eine Anfettreduktionsregelung auszuführen, die ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis über ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis hinaus anreichert, wenn der Motorbetrieb durch Wiederaufnahme der Zufuhr des Kraftstoffs zum Brennraum (11) wiederaufgenommen wurde, und die Ladedruckregelungseinheit (104) dazu ausgelegt ist, eine Ventilgeschlossenhalteregelung auszuführen, die das Ladedruckregelventil (60) geschlossen hält, bis durch den Motorbetriebsvorgang, der nach dem Schließen des Ladedruckregelventils (60) vor Ausführung der Kraftstoffabschaltregelung ausgeführt wurde, als eine Bedingung für die Ausführung der Kraftstoffabschaltregelung erfüllt war, eine Bedingung zur Aufhebung der Ventilgeschlossenhalteregelung erfüllt ist.
Steuervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die bordeigene Brennkraftmaschine (10) ferner einen abströmseitig von der Katalysatorvorrichtung (80) angeordneten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (35) aufweist, und die Ladedruckregelungseinheit (104) dazu ausgelegt ist, die Ventilgeschlossenhalteregelung unter der Bedingung zu beenden, dass vom Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (35) das gegenüber dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis fettere Luft-Kraftstoff-Verhältnis erfasst wurde, nachdem zur Wiederaufnahme des Motorbetriebs die Zufuhr des Kraftstoffs zum Brennraum (11) wiederaufgenommen wurde.
Steuervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Zündsteuerungseinheit (102) dazu eingerichtet ist, eine Zündzeitpunktverzögerungsregelung auszuführen, die während der Ausführung der Anfettreduktionsregelung einen Zündzeitpunkt verzögert.
Steuervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die bordeigene Brennkraftmaschine (10) ferner aufweist: einen einlassseitigen variablen Ventilsteuermechanismus (27), der einen Zeitpunkt des Öffnens und Schließens eines Einlassventils (23) variiert, und einen auslassseitigen variablen Ventilsteuermechanismus (28), der einen Zeitpunkt des Öffnens und Schließens eines Auslassventils (24) variiert, die Steuervorrichtung (100) ferner eine Ventilzeitsteuerungseinheit (103) umfasst, die den einlassseitigen variablen Ventilsteuermechanismus (27) und den auslassseitigen variablen Ventilsteuermechanismus (28) ansteuert, und die Ventilzeitsteuerungseinheit (103) dazu ausgelegt ist, eine maximal verzögernde Auslassregelung, die eine Ventilüberlappung regelt, auszuführen, indem in einem Zustand, in dem ein Schließzeitpunkt des Auslassventils (24) durch den auslassseitigen variablen Ventilsteuermechanismus (28) während der Ausführung der Anfettreduktionsregelung maximal verzögert wird, ein Öffnungszeitpunkt des Einlassventils (23) durch den einlassseitigen variablen Ventilsteuermechanismus (27) verstellt wird, wobei sich die Ventilüberlappung auf einen Zeitraum bezieht, in dem das Auslassventil (24) und das Einlassventil (23) beide offen sind.
Steuerungsverfahren für eine bordeigene Brennkraftmaschine (10), wobei die bordeigene Brennkraftmaschine (10) aufweist: ein Kraftstoffeinspritzventil (14, 15), eine Zündvorrichtung (16), einen Turbolader (50), der mit einem Ladedruckregelventil (60) versehene ist, das durch Öffnen und Schließen eines Wastegatekanals (57) einen Ladedruck regelt, und eine Katalysatorvorrichtung (80), die einem Turbinengehäuse (52) des Turboladers (50) in einem Auslasskanal (19) abströmseitig nachgeschaltet ist, wobei die Katalysatorvorrichtung (80) eine Sauerstoffaufnahmefähigkeit aufweist und Abgas reinigt, wobei das Steuerungsverfahren umfasst: Ansteuern des Kraftstoffeinspritzventils (14, 15) und Ausführen einer Kraftstoffabschaltregelung zum Abschalten der Zufuhr von Kraftstoff zu einem Brennraum (11) während einer Verzögerung; Ansteuern der Zündvorrichtung (16); Ausführen einer Leerlaufabschaltregelung zur Unterbrechung des Leerlaufbetriebs durch automatische Abschaltung und Wiedereinschaltung des Motorbetriebs; Regeln des Öffnens und Schließens des Ladedruckregelventils (60); Ausführen einer Anfettreduktionsregelung, die ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis über ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis hinaus anreichert, wenn der Motorbetrieb durch Wiederaufnahme der Zufuhr des Kraftstoffs zum Brennraum (11) wiederaufgenommen wurde; und Ausführen einer Ventilgeschlossenhalteregelung, die das Ladedruckregelventil (60) geschlossen hält, bis durch den Motorbetriebsvorgang, der nach dem Schließen des Ladedruckregelventils (60) während der Ausführung der Kraftstoffabschaltregelung ausgeführt wurde, eine Bedingung zur Aufhebung der Ventilgeschlossenhalteregelung erfüllt ist.
Steuerungsverfahren für eine bordeigene Brennkraftmaschine (10), wobei die bordeigene Brennkraftmaschine (10) aufweist: ein Kraftstoffeinspritzventil (14, 15), eine Zündvorrichtung (16), einen Turbolader (50), der mit einem Ladedruckregelventil (60) versehen ist, das durch Öffnen und Schließen eines Wastegatekanals (57) einen Ladedruck regelt, und eine Katalysatorvorrichtung (80), die einem Turbinengehäuse (52) des Turboladers (50) in einem Auslasskanal (19) abströmseitig nachgeschaltet ist, wobei die Katalysatorvorrichtung (80) eine Sauerstoffaufnahmefähigkeit aufweist und Abgas reinigt, wobei das Steuerungsverfahren umfasst: Ansteuern des Kraftstoffeinspritzventils (14, 15) und Ausführen einer Kraftstoffabschaltregelung zum Abschalten der Zufuhr von Kraftstoff zu einem Brennraum (11) während einer Verzögerung; Ansteuern der Zündvorrichtung (16); Ausführen einer Leerlauf-Abschaltregelung zur Unterbrechung des Leerlaufbetriebs durch automatische Abschaltung und Wiedereinschaltung des Motorbetriebs; Regeln des Öffnens und Schließens des Ladedruckregelventils (60); Ausführen einer Anfettreduktionsregelung, die ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis über ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis hinaus anreichert, wenn der Motorbetrieb durch Wiederaufnahme der Zufuhr des Kraftstoffs zum Brennraum (11) wiederaufgenommen wurde; und Ausführen einer Ventilgeschlossenhalteregelung, die das Ladedruckregelventil (60) geschlossen hält, bis durch den Motorbetriebsvorgang, der nach dem Schließen des Ladedruckregelventils (60) vor Ausführung der Kraftstoffabschaltregelung ausgeführt wurde, als eine Bedingung für die Ausführung der Kraftstoffabschaltregelung erfüllt war, eine Bedingung zur Aufhebung der Ventilgeschlossenhalteregelung erfüllt ist.
Steuervorrichtung (100) für eine bordeigene Brennkraftmaschine (10), wobei die bordeigene Brennkraftmaschine (10) aufweist: ein Kraftstoffeinspritzventil (14, 15), eine Zündvorrichtung (16), einen Turbolader (50), der mit einem Ladedruckregelventil (60) versehen ist, das durch Öffnen und Schließen eines Wastegatekanals (57) einen Ladedruck regelt, und eine Katalysatorvorrichtung (80), die einem Turbinengehäuse (52) des Turboladers (50) in einem Auslasskanal (19) abströmseitig nachgeschaltet ist, wobei die Katalysatorvorrichtung (80) eine Sauerstoffaufnahmefähigkeit aufweist und Abgas reinigt, wobei die Steuervorrichtung (100) umfasst: eine Einspritzsteuerungseinheit (101), die das Kraftstoffeinspritzventil (14, 15) ansteuert; eine Zündsteuerungseinheit (102), welche die Zündvorrichtung (16) ansteuert; eine Leerlaufabschaltsteuerungseinheit (105), die durch das automatische Abschalten und Wiedereinschalten des Motorbetriebs eine Leerlaufabschaltregelung zur Unterbrechung des Leerlaufbetriebs ausführt; und eine Ladedruckregelungseinheit (104), die das Öffnen und Schließen des Ladedruckregelventils (60) regelt, wobei die Einspritzsteuerungseinheit (101) dazu ausgelegt ist, eine Anfettreduktionsregelung auszuführen, die ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis über ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis hinaus anreichert, wenn der Motorbetrieb durch Wiederaufnahme der Zufuhr des Kraftstoffs zum Brennraum (11) wiederaufgenommen wurde, und die Ladedruckregelungseinheit (104) dazu ausgelegt ist, eine Ventilgeschlossenhalteregelung auszuführen, die das Ladedruckregelventil (60) schließt, wenn die Leerlaufabschaltregelung die Zufuhr des Kraftstoffs beendet oder, für den Fall, dass eine Bedingung für die Ausführung der Leerlaufabschaltregelung erfüllt ist, bevor die Leerlaufabschaltsteuerungseinheit (105) die Zufuhr des Kraftstoffs beendet, und das Ladedruckregelventil (60) geschlossen hält, bis durch den wiedereingeschalteten Motorbetrieb eine Bedingung für die Aufhebung der Ventilgeschlossenhalteregelung erfüllt ist.
Steuervorrichtung (100) für eine bordeigene Brennkraftmaschine (10), wobei die bordeigene Brennkraftmaschine (10) aufweist: ein Kraftstoffeinspritzventil (14, 15), eine Zündvorrichtung (16), einen Turbolader (50), der mit einem Ladedruckregelventil (60) versehen ist, das durch Öffnen und Schließen eines Wastegatekanals (57) einen Ladedruck regelt, und eine Katalysatorvorrichtung (80), die einem Turbinengehäuse (52) des Turboladers (50) in einem Auslasskanal abströmseitig nachgeschaltet ist, wobei die Katalysatorvorrichtung (80) eine Sauerstoffaufnahmefähigkeit aufweist und Abgas reinigt, wobei die Steuervorrichtung (100) umfasst: eine Einspritzsteuerungseinheit (101), die das Kraftstoffeinspritzventil (14, 15) ansteuert und eine Kraftstoffabschaltregelung ausführt, um die Zufuhr von Kraftstoff zu einem Brennraum (11) während einer Verlangsamung abzuschalten; eine Zündsteuerungseinheit (102), welche die Zündvorrichtung (16) ansteuert; und eine Ladedruckregelungseinheit (104), die das Öffnen und Schließen des Ladedruckregelventils (60) regelt, wobei die Einspritzsteuerungseinheit (101) dazu ausgelegt ist, eine Anfettreduktionsregelung auszuführen, die ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis über ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis hinaus anreichert, wenn der Motorbetrieb durch Wiederaufnahme der Zufuhr des Kraftstoffs zum Brennraum (11) wiederaufgenommen wurde, und die Ladedruckregelungseinheit (104) dazu ausgelegt ist, eine Ventilgeschlossenhalteregelung auszuführen, die das Ladedruckregelventil (60) während der Ausführung der Kraftstoffabschaltregelung oder, wenn eine Bedingung zur Ausführung der Kraftstoffabschaltregelung erfüllt ist, vor der Ausführung der Kraftstoffabschaltregelung schließt und das Ladedruckregelventil (60) geschlossen hält, bis eine Bedingung zur Aufhebung der Ventilgeschlossenhalteregelung erfüllt ist, nachdem die Kraftstoffabschaltregelung beendet wurde, um die Zufuhr des Kraftstoffs wiederaufzunehmen.