DE60305547T2 - Vorrichtung zur Abgasemissionssteuerung eines Motors - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasemissionssteuerungsvorrichtung, die in geeigneter Weise für einen Dieselmotor eingesetzt wird.
- Ein Abgas aus dem Dieselmotor enthält (hierin nachstehend als Ruß bezeichnete) Partikel, welche hauptsächlich aus Kohlenstoff bestehen. Verschiedene Techniken zur Unterdrückung der Ausgabe des Rußes des an die Atmosphäre wurden bereits in die Praxis umgesetzt.
- Als eine von diesen Techniken ist eine Abgasemissionssteuerung mit kontinuierlicher Regeneration allgemein bekannt, in welcher ein Oxidationskatalysator und ein (als DPF abgekürztes) Partikelauffangfilter in dieser Reihenfolge von der Anstromseite aus angeordnet sind. Eine weitere Vorrichtung ist ebenfalls allgemein bekannt, in welcher ein Alkalimetallkatalysator in dem DPF untergebracht ist, um das Regenerationsverhalten des DPF zu verbessern.
- Jedoch zeigt der Alkalimetallkatalysator eine Absenkung in einem Hochtemperaturbereich aufgrund von Rückverbindung von Alkalimetall und Versprühen durch Verdampfung, wodurch es erforderlich ist, einen übermäßigen Anstieg in der Abgastemperatur während schneller Fahrt oder Fahrt unter hoher Belastung zu unterdrücken.
- Im übrigen kann ein Motor mit einem Turbolader fester Kapazität eine Abgastemperatur während hoher Drehzahl und Fahrt unter hoher Belastung unterdrücken, indem ein Einspritzventilöffnungsdruck eines Ladedruckregelventils auf einen höheren Wert eingestellt wird, um einen Ladedruck zu steigern und Einlassluftstrom zu vergrößern.
- Wenn jedoch der Einspritzventilöffnungsdruck des Ladedruckregelventils erhöht wird, nimmt der Ladedruck auch in einem Niedrigdrehzahlbereich des Motors zu. Daher ist es, wenn ein Innendruck des Zylinders des Motors auf einen zulässigen Grenzwert beschränkt ist, erforderlich, dass der Einspritzzeitpunkt des Kraftstoffs verzögert wird, was zu einem Problem führt, dass der Kraftstoffverbrauch schlecht ist. Außerdem wird ein Pumpverlust in dem Niedrigdrehzahlbereich vergrößert, was zu dem Risiko führt, dass der Kraftstoffverbrauch ebenfalls schlecht ist.
- EP-A-1 172 531 offenbart eine Abgasreinigungsvorrichtung, die in einem Motorabgaskanal ein Partikelfilter anordnet, um Partikel in einem aus einer Brennkammer ausgegeben Abgas zu entfernen, indem als Partikelfilter ein Partikelfilter verwendet wird, das in der Lage ist, durch Oxidation alle Partikel in dem in das Partikelfilter einströmenden Abgas zu entfernen, ohne eine leuchtende Flamme zu emittieren, wenn eine Menge der aus der Brennkammer pro Zeiteinheit ausgegebenen Partikel kleiner als eine Menge von Partikeln ist, die durch Oxidation auf dem Partikelfilter pro Zeiteinheit ohne Emission einer leuchtenden Flamme entfernt werden kann, und die mit einer Steuereinrichtung versehen ist, um wenigstens eine von der Menge der ausgegebenen Partikel oder der Menge der durch Oxidation entfernbaren Partikel zu steuern, so dass die Menge der ausgegebenen Partikel kleiner als die Menge der durch Oxidation entfernbaren Partikel wird, wenn die Menge der ausgegebenen Partikel die Menge der durch Oxidation entfernbaren Partikel überschreitet.
- JP-59105915 betrifft ein Abgasreinigungsverfahren eines Dieselmotors, der mit einem Turbolader ausgestattet ist, wobei zum Verhindern der Absenkung der Temperatur des Abgases ein Ladedruck-Regelventil zwangsweise geöffnet wird, um das Abgas zu einer Falle zu lenken, wenn die Falle zur Regeneration vorgesehen ist.
- Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine Abgasemissionssteuerungsvorrichtung bereitzustellen, die für einen Motor mit einem Turbolader nützlich ist, die in der Lage ist einen übermäßigen Anstieg in der Abgastemperatur zu unterdrücken, ohne den Kraftstoffverbrauch zu verschlechtern und effektiv eine Verschlechterung des einen Alkalimetallkatalysator enthaltenden DPF zu verhindern.
- Um die vorstehende Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung eine Abgasemissionssteuerung bereit, die eine Betriebszustand-Detektionseinrichtung zum Detektieren eines Betriebszustandes eines Motors, eine Kraftstoff-Steuereinrichtung zum Steuern der Kraftstoffzuführung in eine Brennkammer des Motors auf der Basis eines Ausgangssignals der Betriebszustand-Detektionseinrichtung, und einen Turbolader zum Vorverdichten von Ansaugluft in Abhängigkeit von einem Abgas des Motors aufweist, wobei ein Filter zum Auffangen von Partikeln in dem Abgas in einem Abgaskanal auf der Abstromseite einer Turbine des Turboladers angeordnet ist. Da das Filter einen Alkalimetallkatalysator enthält, kann das Regenerationsverhalten des Filters verbessert werden.
- Eine Abgastemperatur-Messeinrichtung misst die Abgastemperatur in der Nähe des Filters und die Ladedruck-Steuereinrichtung steuert den Ladedruck des Turboladers höher, wenn die von der Abgastemperatur-Messeinrichtung gemessene Abgastemperatur eine vorbestimmte Temperatur überschreitet.
- Dadurch wird, wenn die Abgastemperatur hoch ist, der Ladedruck des Turboladers erhöht, so dass Ansaugluft mit relativ niedrigen Temperaturen in die Brennkammer strömt, um die Abgastemperatur zu verringern, und somit eine Verschlechterung des Filters zu verhindern.
- Erfindungsgemäß wird nur dann, wenn die Abgastemperatur hoch ist, der Ladedruck des Turboladers verändert, um die Abgastemperatur zu verringern, wodurch effektiv ein Ansteigen der Abgastemperatur verhindert wird, ohne den Kraftstoffverbrauch bei niedriger Drehzahl und Niedriglastfahrbedingungen zu verschlechtern, wenn der Einspritzventilöffnungsdruck des Ladedruck-Regelventils für den Turbolader mit fester Kapazität auf einen höheren Wert eingestellt ist als es üblicherweise geschieht. Und wenn die Abgastemperatur verringert wird, kann verhindert werden, dass das einen Alkalimetallkatalysator enthaltende Filter aufgrund einer thermischen Beschädigung eine Verschlechterung erfährt.
- Ferner kann der Turbolader aus einem Turbolader mit variabler Kapazität aufgebaut sein, in welchem die Ladedruck-Steuereinrichtung den Turbolader mit variabler Kapazität so steuert, dass der Ladedruck ansteigt, wenn die von der Abgastemperatur-Messeinrichtung gemessene Abgastemperatur die vorbestimmte Temperatur überschreitet.
- Auf diese Weise wird, wenn der Ladedruck durch Steuerung der Kapazität des Turboladers erhöht oder verringert wird, die Abgastemperatur effektiv gesteuert ohne den Kraftstoffverbrauch zu verschlechtern.
- Ferner hat der Turbolader auch ein Steuerventil zum Regeln der Menge des die Turbine umgehenden Abgases, wobei die Ladedruck-Steuereinrichtung das Steuerventil zusteuert, um den Anteil des vorbeizuführenden Abgases zu verringern, wenn die von der Abgastemperatur-Messeinrichtung gemessene Abgastemperatur die vorbestimmte Temperatur überschreitet.
- Ferner wird die Menge des die Turbine zu umgehenden Abgases durch Öffnen oder Schließen des Steuerventils geregelt, das in dem Umgehungskanal angeordnet ist, wodurch die Abgastemperatur durch Einstellen des Ladedruckes des Turboladers gesteuert wird. Der Turbolader kann ein Lader mit fester Kapazität sein, was zu einem vereinfachten Aufbau der Vorrichtung führt.
- Die Kraftstoff-Steuereinrichtung weist eine Einspritzzeitpunkt-Steuereinrichtung zum Steuern des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes des in die Brennkammer des Motors einzuführenden Kraftstoffes auf, wobei die Einpritzzeitpunkt-Steuereinrichtung den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt verzögert, wenn der Ladedruck des Turboladers erhöht wird.
- Wenn der Ladedruck erhöht wird, verzögert die Einspritzzeitpunkt-Steuereinrichtung den Einspritzzeitpunkt des Kraftstoffes in die Brennkammer, um die Motorausgangsleistung zu verringern, wodurch die erhöhte Ausgangsleistung durch den erhöhten Ladedruck kompensiert wird, um dadurch unter der Abgastemperatursteuerung bewirkte Ausgangsleistungsunterschiede zu unterdrücken. Durch Verzögern des Einspritzzeitpunktes wird der Druck innerhalb der Brennkammer zum Zeitpunkt der Verbrennung verringert, so dass der erhöhte Druck innerhalb der Brennkammer zum Zeitpunkt der Verbrennung aufgrund des erhöhten Ladedruckes kompensiert wird, was eine Minderleistung des Motors verhindert.
- Ferner kann die Ladedruck-Steuereinrichtung den Ladedruck des Turboladers erhöhen, wenn die Abgastemperatur die vorbestimmte Temperatur überschreitet und der Motor jenseits einer vorbestimmten Belastung betrieben wird. Ferner kann die Betriebsbedingungs-Erfassungseinrichtung eine Belastungsände rungsraten-Detektionseinrichtung aufweisen, um die Änderungsrate der Belastung des Motors zu detektieren, wobei die Ladedruck-Steuereinrichtung den Ladedruck des Turboladers erhöht, wenn die Abgastemperatur die vorbestimmte Temperatur überschreitet und die Änderungsrate der Motorbelastung ein positiver Wert ist.
- Auf diese Weise wird nur dann, wenn die Abgastemperatur hoch ist, der Ladedruck des Turboladers verändert, um die Abgastemperatur zu verringern, wodurch es möglich ist, effektiv einen Anstieg in der Abgastemperatur zu verhindern, ohne den Kraftstoffverbrauch bei niedriger Drehzahl und Niedriglastbetrieb zu verschlechtern. Und durch Verringern der Abgastemperatur kann verhindert werden, dass das einen Alkalimetallkatalysator enthaltende Filter aufgrund einer thermischen Beschädigung eine Verschlechterung erfährt.
- Ferner weist der Abgaskanal bevorzugt einen Oxidationskatalysator auf, der auf der Anstromseite des Filters auf der Abstromseite der Turbine angeordnet ist. Dadurch werden die Partikel verbrannt und bei der Abgastemperatur aufgrund der katalytischen Wirkung des Oxidationskatalysators entfernt, was eine kontinuierliche Regeneration des Filters ermöglicht.
- In den Zeichnungen ist:
-
1 eine schematische Ansicht, die den Gesamtaufbau eines Dieselmotors mit einer Abgasemissionssteuerung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; -
2 eine vergrößerte Ansicht, welche teilweise die Abgasemissionssteuerung darstellt; -
3 eine Erläuterungsansicht zum Erläutern der Wirkung der Abgasemissionssteuerung; -
4 ein Flussdiagramm zum Erläutern der Wirkung der Abgasemissionssteuerung; und -
5 eine schematische Ansicht, welche den Gesamtaufbau eines Dieselmotors mit einer Abgasemissionssteuerung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. - Die bevorzugten Ausführungsformen einer Abgasemissionssteuerung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
-
1 ist eine schematische Ansicht, die den Gesamtaufbau eines Dieselmotors darstellt, der mit dieser Abgasemissionssteuerung ausgerüstet ist,2 und3 sind schematische Ansichten, die Teile der Abgasemissionssteuerung darstellen, und4 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern der Wirkung der Abgasemissionssteuerung. - Der Dieselmotor gemäß dieser Ausführungsform weist einen Turbolader
40 mit einem Kompressor41 und einer Turbine42 auf, die als ein Teil von derselben Welle40a gedreht werden. Der Kompressor41 ist in einem Ansaugkanal12 auf der Einlassseite des Motorhauptkörpers20 eingefügt und die Turbine42 ist in einem Auslasskanal31 auf der Auslassseite des Motorhauptkörpers20 eingefügt. Eine Rußentfernungsvorrichtung50 zum Entfernen des Rußes ist in dem Abgas in dem Abgaskanal31 auf der Abstromseite der Turbine42 gemäß Darstellung in1 angeordnet. - Ferner ist ein Zwischenkühler
13 in dem Ansaugkanal12 auf der Abstromseite des Kompressors41 angeordnet, um eine Ansaugluft zu kühlen, um den Kompressionswirkungsgrad zu erhöhen. Ein Ladedrucksensor14 ist stromabwärts des Zwischenkühlers13 im Ansaugkanal12 angeordnet, um einen Ansaufdruck aufzunehmen und an eine Steuervorrichtung60 zu senden. - Ein EGR-Kanal
32 ist mit dem Abgaskanal31 verbunden, um die Anstromseite der Turbine42 und die Abstromseite des Zwi schenkühlers13 des Ansaugkanals12 miteinander zu verbinden, wodurch ein Teil des Abgases durch einen EGR-Kühler33 gekühlt wird und auf die Ansaugseite zurückgeführt wird, indem ein in dem EGR-Kanal32 vorgesehenes EGR-Ventil34 geöffnet wird. - Die Rußentfernungsvorrichtung
50 weist in ihrem Gehäuse von der Anstromseite ausgehend einen Oxidationskatalysator52 und ein poröses Filter (DPF)51 zum Auffangen und Abscheiden des Rußes in dem Abgas auf. Der Oxidationskatalysator52 enthält ein Katalysatormetall mit einer Oxidationsfunktion, wie zum Beispiel Pt (Platin) und ermöglicht die kontinuierliche Regeneration des DPF51 durch Verändern (oder Oxidieren) von NO in dem Abgas zu NO2 und durch Verbrennen des von dem DPF51 erfassten Rußes dadurch, das NO2 eine starke Funktion als Oxidans bei relativ niedrigen Temperaturen (unterhalb einer Selbstentzündungstemperatur des Rußes) aufweist. Ferner enthält das DPF51 katalytische Komponenten aus Alkalimetall, wie zum Beispiel K (Kalium), um das kontinuierliche Regenerationsverhalten des DPF51 zu verbessern. - Demzufolge wird der durch das DPF
51 erfasste Ruß in dem Abgas unter dem Einfluss der durch die Oxidationsreaktion des Oxidationskatalysators53 erzeugten Hitze, des von dem Oxidationskatalysator52 zuführten NO2 und der katalytischen Komponenten des in dem DPF51 enthaltenen Alkalimetalls verbrannt und entfernt, ohne eine getrennte Heizvorrichtung zu verwenden, wodurch das DPF51 kontinuierlich regeneriert werden kann. - Ferner ist die Rußentfernungsvorrichtung
50 mit einem Abgastemperatursensor53 zwischen dem Oxidationskatalysator52 und dem DPF51 versehen, um die Abgastemperatur in der Nähe des Filters51 oder des Oxidationskatalysators52 zu messen (Abgastemperatur-Messeinrichtung55 ). - Der Turbolader
40 hat ein Turbinenrad421 der Turbine42 in dem Abgaskanal31 und ein Kompressorrad411 des Kompressors41 in dem Ansauggaskanal12 angeordnet, die über eine Welle40a verbunden sind und integral gedreht werden. Das Turbinenrad421 wird aufgrund des Abgasdruckes des Abgases gedreht, so dass das Kompressorrad411 gedreht wird, um die Ansaugluft der Seite des Motorhauptkörpers20 zuzuführen. - Die Turbine
42 hat einen für einen Turbolader mit variabler Geometrie (allgemein bekannten) typischen Turbinenaufbau. Gemäß Darstellung in2 sind mehrere Leitschaufeln422 drehbar über einen Befestigungsabschnitt422a um das auf der Welle40a angeordnete Turbinenrad421 herum befestigt, wobei jeder Befestigungsabschnitt422a auf einem Kreis um die Welle40a gemäß Darstellung in2 herum angeordnet ist. Und jede Schaufel422 wird durch ein in1 dargestelltes Stellelement43 gedreht, wodurch der Drehungsbetrag (Öffnungsbetrag θ) der Leitschaufel422 beliebig (oder in mehreren Stufen) durch die Steuerung60 zum Veränderung der Turbinenkapazität gesteuert wird. - Die Steuerung
60 weist eine Ladedruck-Steuereinrichtung62 zum Steuern der Aktivierung des Stellelementes43 und eine Kraftstoff-Steuereinrichtung64 zum Steuern der Kraftstoffeinspritzmenge und des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes des Kraftstoffeinspritzventils22 auf. Sie sind mit einem Abgastemperatursensor53 , einem Ladedrucksensor14 , einem Ansaugtemperatursensor15 , einem (nicht dargestellten) Motordrehzahlsensor, und einem (nicht dargestellten) Beschleunigungssensor verbunden, wodurch die Leitschaufelöffnung durch die Ladedruck-Steuereinrichtung62 auf der Basis der Information jedes Sensors geregelt wird, und die Kraftstoffeinspritzmenge und der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt durch die Kraftstoff-Steuereinrichtung64 angepasst werden. Auch weist die Kraft stoff-Steuereinrichtung64 eine Zündzeitpunktsteuereinrichtung64a auf, um den Zündzeitpunkt zu steuern. - Hierin bilden der Ladedrucksensor
14 , der Ansauggastemperatursensor15 , der Motordrehzahlsensor und der Beschleunigungssensor die Betriebszustand-Detektionseinrichtung66 . - Die Ladedruck-Steuereinrichtung
62 reduziert nämlich den Öffnungsbetrag θ der Leitschaufeln422 gemäß Darstellung in3B , um den Ladedruck des Kompressors41 zu verringern und eine zunehmende Menge an Ansaugluft in einem Niedrigdrehzahlbereich des Motors oder Niedriglastzustand zu verringern, um dadurch eine übermäßige Absenkung der Temperatur in der Brennkammer zu verhindern. Ferner steuert die Kraftstoff-Steuereinrichtung64 das Kraftstoffeinspritzventil22 auf der Basis eines Steuerkennfeldes, in welchem die Kraftstoffeinspritzmenge zum Realisieren des für den vorbestimmte Motorbelastung und Motordrehzahl optimalen Kraftstoffverbrauchsverhaltens aufgezeichnet ist (stetige Steuerung). - Insbesondere wird unter Verwendung des Steuerkennfeldes die gewünschte Kraftstoffeinspritzmenge aus der von der Motordrehzahlsensor bzw. den Gassensor detektierten Motordrehzahl und Motorbelastung berechnet, und das Kraftstoffeinspritzventil
22 so gesteuert, dass die Kraftstoffeinspritzmenge den gewünschten Wert annimmt. - Umgekehrt verringert, wenn die Abgastemperatur übermäßig in einem Hochdrehzahlbereich des Motors und in einem hohen Belastungszustand (zum Beispiel über 600°C) ansteigt, die Ladedruck-Steuereinrichtung
62 (Abgastemperatursteuerung), die Abgastemperatur, um zu verhindern, das die Katalysatorkomponenten des auf dem DPF51 enthaltenen Alkalimetalls beschädigt werden. - Insbesondere macht die Ladedruck-Steuereinrichtung
62 den Öffnungsbetrag θ der Leitschaufeln422 gemäß Darstellung in3A größer, um den Ladedruck des Kompressors41 zu erhöhen und die Abgastemperatur aufgrund eines größeren Anteils von Luft, die mit niedrigen Temperaturen in die Brennkammer eingeführt wird, zu verringern. Gleichzeitig wird der Einspritzzeitpunkt von aus dem Kraftstoffeinspritzventil22 zugeführten Kraftstoff verzögert, um einen erhöhten Druck innerhalb der Brennkammer zum Zeitpunkt der Verbrennung zu reduzieren, der durch einen erhöhten Ansaugdruck bewirkt wird. - Die Abgasemissionssteuerung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist wie vorstehend aufgebaut, in welcher das Stellelement
43 und die Kraftstoffeinspritzvorrichtung22 beispielsweise in Abhängigkeit von einem Flussdiagramm gemäß Darstellung in4 gesteuert werden. - Zuerst wird bei dem Schritt S1 eine Ermittlung durchgeführt, ob die von dem Abgastemperatursensor
53 gemessene Abgastemperatur über einer vorbestimmten Temperatur (zum Beispiel 600°C) liegt. Wenn die Abgastemperatur niedriger oder gleich der vorbestimmten Temperatur ist, geht der Betrieb zu dem Schritt S5 für die stetige Steuerung über. - Im Gegensatz dazu, wird wenn die Abgastemperatur über der vorbestimmten Temperatur liegt, das Stellelement so gesteuert, dass der Öffnungsbetrag der Leitschaufeln
422 bei dem Schritt S2 maximiert und der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt bei dem Schritt S3 verzögert wird. Dadurch wird der Ladedruck des Kompressors41 erhöht, so dass eine große Luftmenge mit relativ niedrigen Temperaturen in dem Motorhauptkörper20 eingesaugt wird, um die Abgastemperatur zu senken. Da der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt verzögert ist, wird der Innendruck des Zylinders zum Zeitpunkt der Verbrennung verringert, so dass ein durch die erhöhte Menge von Ansaugluft bewirkter er höhter Innendruck vermindert wird. Dann wird, wenn die Abgastemperatur niedriger oder gleich 600°C bei dem Schritt S4 ist, die Aktivierung des Stellelementes43 und der Kraftstoffeinspritzmenge durch Berechnung der Ansaugluftmenge und der Kraftstoffeinspritzmenge in der Abhängigkeit von der Motorbelastung unter Verwendung des Steuerkennfeldes bei dem Schritt S5 gesteuert. - Demzufolge steuert die Abgasemissionssteuerung dieser Ausführungsform den Ladedruck des Kompressors
41 variabel, um die Ansaugluftmenge in den Motorhauptkörper20 zum Verringern der Abgastemperatur zu erhöhen, wenn die Abgastemperatur die vorbestimmte Temperatur überschreitet. Dadurch ist es möglich einen abrupten Anstieg in der Abgastemperatur zu unterdrücken und eine thermische Beschädigung der Katalysatorkomponenten des auf dem DPF51 gehaltenen Alkalimetalls zu verhindern. - Diese Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen beschränkt, sondern kann auf verschiedene Arten modifiziert oder variiert werden, ohne von dem Schutzumfang oder Erfindungsgedanken der Erfindung abzuweichen.
- Beispielsweise kann gemäß Darstellung in
5 ein Umgehungskanal425 vorgesehen sein, um den Abgaskanal31 auf der Anstromseite der Turbine42 und den Abgaskanal31 auf der Anstromseite der Rußentfernungsvorrichtung50 miteinander zu verbinden, und ein Steuerventil (Ladedruckregelventil)426 , das durch die Ladedruck-Steuereinrichtung62 geöffnet oder geschlossen werden kann, kann in diesem Umgehungskanal vorgesehen sein. In diesem Falle wird das Öffnen oder Schließen (Arbeitsverhältnis) des Steuerventils426 und die Öffnung des Steuerventils so gesteuert, dass die Menge des in die Turbine42 zum Verändern eines Drehmoments der Turbine42 fließenden Abgases angepasst wird. Und wenn die Abgastemperatur über der vorbestimmten Temperatur liegt, schließt die Ladedruck- Steuereinrichtung62 das Steuerventil426 um den Strom des Abgases in den Umgehungskanal zu verhindern, so dass das gesamte Abgas aus dem Maschinenhauptkörper20 in die Turbine42 strömt. Dadurch wird die Drehung der Turbine42 beschleunigt, um den Ladedruck des Kompressors41 zu erhöhen und die Abgastemperatur zu verringern. - Demzufolge kann der Ladedruck des Kompressors
41 durch Steuern des Öffnens oder Schließens des Steuerventils426 und Regeln der Strömung des Abgases in dem Umgehungskanal425 erhöht oder verringert werden, ohne die Öffnung von Leitschaufeln für die Turbine42 zu steuern, wodurch der Turbolader40 ein Lader mit fester Kapazität mit dem einfachen Aufbau der Vorrichtung sein kann. - Ferner kann die Betriebszustand-Detektionseinrichtung
66 einen Belastungszustand des Motors auf der Basis der Sensorinformation des Beschleunigungssensors detektieren, um eine Abgastemperatursteuerung auszuführen, wenn die durch die Betriebszustand-Detektionseinrichtung66 detektierte Motorbelastung eine vorbestimmte Belastung in einem Zustand überschreitet, in welchem die Abgastemperatur über der vorbestimmten Temperatur liegt. - Ferner weist die Betriebszustand-Detektionseinrichtung
66 eine Belastungsänderungsraten-Detektionseinrichtung66a zum Detektieren einer Veränderungsrate der Motorbelastung auf. Wenn die durch die Belastungsänderungsraten-Detektionseinrichtung66a detektierte Belastungsänderungsrate ein positiver Wert in einem Zustand ist, in welchem die Abgastemperatur über der vorbestimmten Temperatur liegt, wird die Abgastemperatursteuerung durchgeführt, oder es kann, wenn die Belastungsänderungsrate ein negativer Wert ist, dann die Abgastemperatursteuerung blockiert werden. - Es wird nämlich, wenn die Belastungsänderungsrate negativ ist, selbst wenn die Abgastemperatur kurzzeitig auf eine hohe Temperatur steigt, erwartet, dass die Abgastemperatur natürlich ohne Ausführung der Abgastemperatursteuerung fällt. In diesem Falle wird die Abgastemperatursteuerung blockiert, um die Anzahl der Verzögerungen des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes zu reduzieren, um dadurch den Kraftstoffverbrauch zu verbessern.
- In der vorstehenden Ausführungsform wird die Abgastemperatur-Detektionseinrichtung
55 von dem zwischen dem Oxidationskatalysator52 und dem DPF51 angeordneten Abgastemperatursensor53 gebildet, um direkt die Abgastemperatur in der Nähe des Filters51 oder des Oxidationskatalysators52 zu messen, ist jedoch nicht darauf beschränkt. - Beispielsweise kann die der Motordrehzahl und Motorbelastung entsprechende Abgastemperatur aus dem Motor im Voraus in ein Kennfeld eingetragen werden und die Abgastemperatur in der Nähe des Filters
51 oder des Oxidationskatalysators52 unter Verwendung der Kennfelddaten abgeschätzt werden. Das heißt, die der aktuellen Motordrehzahl und Motorbelastung entsprechende Abgastemperatur wird aus dem Abgastemperaturkennfeld ausgelesen, und die ausgelesene Abgastemperatur wird unter Verwendung der Ansaugluftmenge oder des Ladedruckes, der Ansauglufttemperatur (oder Außentemperatur) und der Fahrzeugfahrgeschwindigkeit korrigiert, um die Abgastemperatur in der Nähe des Filters51 oder des Oxidationskatalysators52 abzuschätzen.
Claims (6)
- Abgasemissionssteuerung, mit: einer Betriebszustand-Detektionseinrichtung (
66 ) zum Detektieren eines Betriebszustandes eines Motors; eine Kraftstoff-Steuereinrichtung (64 ) zum Steuern der Kraftstoffzufuhr in eine Brennkammer des Motors auf der Basis eines Ausgangssignals der Betriebszustand-Detektionseinrichtung (66 ); einen Turbolader (40 ) zum Verdichten einer Ansaugluft in Abhängigkeit von einem Abgas des Motors; einem Filter (51 ) zum Auffangen von Partikeln in dem Abgas, wobei das Filter einen Alkalimetallkatalysator enthält und in einem Abgaskanal auf der Abstromseite einer Turbine des Turboladers (40 ) angeordnet ist; einer Abgastemperatur-Messeinrichtung (55 ) zum Messen der Abgastemperatur in der Nähe des Filters; und einer Ladedruck-Steuereinrichtung (62 ) zum Erhöhen eines Ladedruckes des Turboladers (40 ), wenn die von der Abgastemperatur-Messeinrichtung (55 ) gemessene Abgastemperatur eine vorbestimmte Temperatur überschreitet und wobei die Kraftstoff-Steuereinrichtung (64 ) eine Einspritzzeitpunkt-Steuereinrichtung (64 ) zum Steuern des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes enthält, wobei die Kraftstoffeinspritzsteuereinrichtung (64a ) den Einspritzzeitpunkt verzögert, wenn die Ladedruckregelung den Ladedruck des Turboladers (40 ) erhöht. - Abgasemissionssteuerung nach Anspruch 1, wobei der Turbolader (
40 ) aus einem Turbolader mit variabler Kapazität aufgebaut ist, in welchem die Ladedruck-Steuereinrichtung (62 ) den Turbolader mit variabler Kapazität so steuert, dass er den Ladedruck erhöht, wenn die von der Abgastemperatur-Messeinrichtung (55 ) gemessene Abgastemperatur die vorbestimmte Temperatur überschreitet. - Abgasemissionssteuerung nach Anspruch 1, wobei der Turbolader (
40 ) einen Umgehungskanal aufweist, um die Anstromseite und die Abstromseite der Turbine miteinander zu verbinden, und ein Steuerventil um die Menge des die Turbine über den Umgehungskanal umgehenden Abgases zu regeln, wobei die Ladedruck-Steuereinrichtung (62 ) die Menge des durch das Steuerventil umzuleitenden Abgases verringert, wenn die durch die Abgastemperatur-Messeinrichtung (55 ) gemessene Abgastemperatur die vorbestimmte Temperatur überschreitet. - Abgasemissionssteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Ladedruck-Steuereinrichtung (
62 ) den Ladedruck des Turboladers erhöht, wenn die durch die Abgastemperatur-Messeinrichtung (55 ) gemessene Temperatur die vorbestimmte Temperatur überschreitet und die von der Betriebszustand-Messeinrichtung (66 ) gemessene Motorbelastung eine vorbestimmte Belastung überschreitet. - Abgasemissionssteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Betriebszustand-Messeinrichtung (
66 ) eine Belastungsänderungsraten-Detektionseinrichtung (66A ) aufweist, um die Belastungsänderungsrate des Motors zu detektieren, wobei die Ladedruck-Steuereinrichtung (62 ) den Ladedruck des Turboladers erhöht, wenn die von der Abgastemperatur-Messeinrichtung (55 ) gemessene Abgastemperatur die vorbestimmte Temperatur überschreitet und die von der Belastungsänderungsraten-Detektionseinrichtung (66 ) detektierte Belastungsänderungsrate des Motors ein positiver Wert ist. - Abgasemissionssteuerung nach Anspruch 1, wobei der Abgaskanal (
31 ) einen Oxidationskatalysator (52 ) aufweist, der auf der Anstromseite des Filters und auf der Abstromseite der Turbine angeordnet ist.
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