DE10197207B4

DE10197207B4 - Abgassteuervorrichtung für Dieselmotoren

Info

Publication number: DE10197207B4
Application number: DE10197207T
Authority: DE
Inventors: Shinichiro Sakurai; Satoru Shinoda
Original assignee: Lenz Environmental Resources Co Ltd
Current assignee: LENZ ENVIRONMENTAL RESOURCES CO., LTD., TOKYO, JP
Priority date: 2001-12-19
Filing date: 2001-12-19
Publication date: 2012-12-27
Anticipated expiration: 2021-12-20
Also published as: WO2003052252A1; US7971561B2; DE10197207T5; US20100263623A1

Abstract

Dieselmotorabgasreinigungsvorrichtung, umfassend: ein Kraftstoff-Einspritzventil (22) zum Einspritzen von Kraftstoff in eine Verbrennungskammer eines Dieselmotors; ein Kraftstoff-Zufuhrsystem (1) zum Zuführen von Kraftstoff; eine Wasserzufuhr-Speiseeinheit (5) zum Zuführen von Wasser; eine Emulgator-Speiseeinheit (6) zum Zuführen eines Emulgators; eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Betrags einer Gaspedalniederdrückung; eine Wasserverhältnis-Einstellvorrichtung (11, 12) zum Einstellen eines Wasserverhältnisses von der Wasserzufuhr-Speiseeinheit (5) in Bezug auf den Kraftstoff vom Kraftstoff-Zufuhrsystem (1); einen statischen Mixer (15) zum Mischen eines emulgierten Kraftstoffs aus dem Emulgator und dem eingestellten Kraftstoff und Wasser, und zum Zuführen dieses emulgierten Kraftstoffs zum Kraftstoff-Einspritzventil (22); eine Drehmomentdefizit-Beurteilungseinrichtung zum Beurteilen, ob ein Drehmomentdefizit im Vergleich zum Betrag der Gaspedalniederdrückung vorhanden ist oder nicht; und eine Wasserverhältnis-Bestimmungseinrichtung – zum Steuern eines Basis-Wasserverhältnisses unter Bezugnahme auf ein Kennfeld des Gaspedalniederdrückbetrags über das Wasserverhältnis entsprechend dem Gaspedalniederdrückbetrag, so dass das Wasserverhältnis mit größer werdendem Gaspedalniederdrückbetrag zunimmt, entsprechend dem von...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dieselmotorabgasreinigungsvorrichtung für Dieselmotoren, welche insbesondere geeignet ist zum Unterdrücken der Erzeugung von Stickstoffoxiden im Abgas.
Was eine herkömmliche Abgassteuervorrichtung für Dieselmotoren anbelangt, so ist eine Technik, bei welcher Wasser und ein Emulgator einem Kraftstoff hinzugefügt werden und einer Verbrennungskammer zugeführt werden als Emulsionskraftstoff, um die höchste Verbrennungstemperatur in der Verbrennungskammer zu senken, um dadurch eine Erzeugung von Stickstoffoxiden zu unterdrücken, bekannt aus der Beschreibung der japanischen Offenlegungsschrift JP 08-337440 A ((Kokai) (A) Nr. Heisei 7-166962 (1995)) mit dem Titel ”ENGINE EMULSIFIED FUEL FEEDER UNIT” und der japanischen Offenlegungsschrift JP 08-292402 A ((Kokai) (A) Nr. Heisei 7-166963 (1995)) mit dem Titel ”ENGINE EMULSIFIED FUEL FEEDER UNIT”.
In den beiden Patentblättern ist zwar beschrieben, dass das Verhältnis von hinzugefügtem Wassers (auch: Wasserverhältnis) zum Kraftstoff entschieden wird in Abhängigkeit von dem Lastzustand des Motors. Jedoch enthalten sie keinerlei relevante Beschreibung bezüglich des oben erwähnten Wasserverhältnisses, was der wichtigste Aspekt bei der praktischen Realisierung dieser Technik im Falle von Fahrzeugen ist, welche mit einem Motor ausgestattet sind, der in einem breiten Lastbereich entsprechend den Fahrtbedingungen betrieben wird, anders als im Falle von Schiffen, wo die Technik bereits praktische Verwendung gefunden hat.
Gemäß der Forschung und dem Experiment der Erfinder wurde festgestellt, dass ein Motorleistungsverhalten und eine Abgasreinigungswirksamkeit nicht ideal vereinbar sind in einem breiten Motorbetriebsbereich durch Fixieren bzw. starres Festlegen des Wasserverhältnisses zur Last bei einem spezifischen Wert oder durch einfaches Erhöhen des Wasserverhältnisses in proportionaler Weise entsprechend der Zunahme der Last.
Die EP 0 742 363 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Mischen und Fördern einer Emulsion für eine Dieselbrennkraftmaschine. Dabei wird das grundlegende Konzept der Beimischung von Wasser beschrieben, wobei das Mischen und Fördern einer Emulsion, bestehend aus Wasser und Brennstoff, in Funktion der Motorleistung gezeigt wird.
Eine weitere Einrichtung zum Herstellen einer Öl-Wasser-Emulsion offenbart die DE 39 12 344 A1 . In dieser Druckschrift wird ein konventionelles Verfahren beschrieben, bei welchem jedoch keine Änderung des Mischungsverhältnisses zwischen Wasser und Brennstoff in Abhängigkeit von den Motorbelastungen erfolgt. Es wird insbesondere keine spezielle Anpassung des Mischungsverhältnisses angegeben.
Die DE 196 18 791 C1 offenbart ein weiteres Brennstoff-Einspritzsystem für Emulsionsbetrieb. Dabei ist ganz allgemein beschrieben, dass die Anpassung der Zusammensetzung der Emulsion an den Lastzustand des Motors möglich ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, das oben beschriebene Problem zu lösen und eine Abgassteuervorrichtung für Dieselmotoren zu schaffen, welche in der Lage ist, ein besseres Leistungsverhalten und eine bessere Abgasreinigungswirksamkeit in einer kompatiblen und verbesserten Weise selbst in einem breiten Motorbetriebsbereich zu erreichen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmalskombination des Hauptanspruchs gelöst, die Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Bei dem Aufbau gemäß Patentanspruch 1 werden Kraftstoff, Wasser und ein Emulgator zugeführt von einem Kraftstoff-Zufuhrsystem, einer Wasserzufuhr-Speiseeinheit bzw. einer Emulgator-Speiseeinheit. Anschließend werden nach einer Entscheidung bezüglich eines optimalen Wasserverhältnisses entsprechend dem Betrag einer Gaspedalniederdrückung durch die Wasserverhältnis-Bestimmungseinrichtung eine Menge des Kraftstoffs und eine Menge des Wassers im Wasserverhältnis eingestellt durch die Wasserverhältnis-Einstellvorrichtung, um einen Emulsionskraftstoff mit dem Emulgator herzustellen. Der Emulsionskraftstoff ist vorzugsweise ein Wasser-in-Öl-Typ (W/O-TYP).
Bei der Steuerung des Wasserverhältnisses wird das Basiswasserverhältnis derart eingestellt, dass während einer normalen Fahrt das Wasserverhältnis in dem Motorbetriebsbereich mit einem großen Betrag einer Gaspedalniederdrückung erhöht wird, verglichen mit einem Motorbetriebszustand mit einem kleinen Betrag einer Gaspedalniederdrückung. Dementsprechend ist es aufgrund der Tatsache, dass die Verbrennungstemperatur gesenkt wird infolge des Vorhandenseins des Wassers, möglich, die Erzeugung von NOx zu verringern. In diesem Fall ist es aufgrund der Tatsache, dass das Wasserverhältnis wie oben beschrieben gesteuert wird, immer möglich zuzulassen, dass die Abgassteuerwirksamkeit und das Motorleistungsverhalten selbst in einem breiten Motorbetriebsbereich, wie im Falle von Fahrzeugen, miteinander vereinbar sind.
Ferner wird aufgrund der Tatsache, dass durch die Drehmomentdefizit-Beurteilungseinrichtung bestimmt wird, ob der Zustand eines Drehmomentdefizits auf der Grundlage eines Betrags einer Gaspedalniederdrückung vorliegt, selbst bei einer Fahrt bergaufwärts mit starker Steigung oder bei einer plötzlichen Beschleunigung mit schwerer Last das Wasserverhältnis derart reduziert, dass es kleiner ist als das Basiswasserverhältnis, so dass ein größeres Drehmoment erhalten werden kann. Dementsprechend ist es möglich, das Leistungsverhalten zu gewährleisten, welches die oben erwähnte Fahrt bergaufwärts und eine plötzliche Beschleunigung ermöglicht. In diesem Fall nimmt die Erzeugung des NOx zu. Jedoch wird aufgrund der Tatsache, dass die obige Zeitspanne des Betriebs kurz ist und die Motordrehzahl infolge der großen Last abnimmt, die Menge des erzeugten NOx kleiner als diejenige, welche während einer normalen Fahrt erzeugt wird. Obwohl Ruß und Ähnliches zunimmt, kann dieser entfernt werden durch Verwenden eines Oxidationskatalysators, einer Heizvorrichtung oder Ähnliches, welche in der Abgasanlage vorgesehen sind.
Wie vorangehend beschrieben ist es während einer normalen Fahrt selbst bei großer Last möglich, ein Motorleistungsverhalten und eine Abgasreinigungswirksamkeit optimal zu vereinen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung der Abgassteuervorrichtung für einen Dieselmotor beurteilt die Drehmomentdefizit-Beurteilungseinrichtung, dass ein Drehmomentdefizit existiert, wenn der Betrag einer Gaspedalniederdrückung ein Betrag der tatsächlichen maximalen Niederdrückung eines Gaspedals ist.
Da die Beurteilung des Drehmomentdefizits in Entsprechung mit der Größe des Gaspedalniederdrückbetrags erfolgt, kann, wenn der Fahrer das Gefühl hat, dass ein Drehmoment defizitär ist, und das Gaspedal auf das Maximalbetragsniveau niederdrückt, das Drehmomentdefizit leicht beurteilt und die Absicht des Fahrers sicher erfasst werden. Die maximale Pedalniederdrückung des Gaspedals kann bestimmt werden auf der Grundlage der Größe einer Ausgangsspannung unter Verwendung eines Potentiometers, welches den Pedalniederdrückbetrag des Gaspedals erfasst, oder kann gebildet werden mittels eines Kickdown-Schalters (Kickdown = Durchtreten des Gaspedals), so dass ein Einschalten bei der maximalen Pedalniederdrückung des Gaspedals erfolgt. Dementsprechend kann die maximale Pedalniederdrückung des Gaspedals erfasst werden unter Verwendung einer einfachen und kostengünstigen Vorrichtung.
Gemäß der vorliegenden Erfindung der Abgassteuervorrichtung für einen Dieselmotor beurteilt die Drehmomentdefizit-Beurteilungseinrichtung, dass ein Drehmomentdefizit existiert, wenn eine Beschleunigungsdifferenz angenommen wird und diese Beschleunigungsdifferenz größer als ein vorbestimmter Wert wird, indem die Ziel-Beschleunigung eines Fahrzeugs oder eines Rads, die ausgelegt sind, um auf den Gaspedalniederdrückbetrag zu reagieren, von der tatsächlichen Beschleunigung des Fahrzeugs oder Rads subtrahiert wird.
Nach Entscheiden der Zielbeschleunigung des Fahrzeugs bzw. Rads entsprechend dem erfassten Gaspedalniederdrückbetrag wird die tatsächliche Beschleunigung von der Zielbeschleunigung subtrahiert. Die Beschleunigungsdifferenz wird verglichen mit dem vorbestimmten Wert durch die Drehmomentdefizit-Beurteilungseinrichtung, und wenn die Beschleunigungsdifferenz größer ist als ein vorbestimmter Wert, wird dies als Drehmomentdefizit beurteilt. Bei einer Beurteilung als Drehmomentdefizit steuert die Wasserverhältnis-Bestimmungseinrichtung die Wasserverhältnis-Beurteilungsvorrichtung, so dass das Wasserverhältnis kleiner wird als das Basiswasserverhältnis.
Dementsprechend wird bei einer Fahrt bergaufwärts mit starker Steigung oder bei einer plötzlichen Beschleunigung mit schwerer Last das Wasserverhältnis verringert auf einen kleineren Wert als bei dem Wasserverhältnis während einer normalen Fahrt, wie etwa auf einer ebenen Straße mit wenig Last. Folglich wird das Ausgangsdrehmoment des Motors erhöht, und das geforderte Leistungsverhalten wird gewährleistet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung der Abgassteuervorrichtung für einen Dieselmotor ist weiterhin vorgesehen, dass eine Verringerung des Wasserverhältnisses bei der Beurteilung des Drehmomentdefizits so eingestellt wird, dass, wenn die Beschleunigungsdifferenz größer wird, das Wasserverhältnis kleiner wird.
Wie oben beschrieben ist es durch Anpassen der Verringerung des Wasserverhältnisses, so dass eine größere Beschleunigungsdifferenz zu einem kleineren Wasserverhältnis führt, möglich, eine Leistungswirksamkeit und eine Abgasreinigung mit größerer Genauigkeit gemäß den tatsächlichen Fahrbedingungen aufeinander abzustimmen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung der Abgassteuervorrichtung für. einen Dieselmotor ist weiterhin vorgesehen, dass die Wasserverhältnis-Bestimmungseinrichtung eine Verringerung des Wasserverhältnisses aufhebt, wenn die Beschleunigungsdifferenz kleiner wird als ein voreingestellter Wert, welcher kleiner ist als der vorbestimmte Wert.
Bei dem Drehmomentdefizit wird als Folge der Korrektur des Basiswasserverhältnisses, so dass das Wasserverhältnis verringert wird, um das Ausgangsdrehmoment des Motors zu erhöhen, die Beschleunigung größer, und die Differenz zwischen der Zielbeschleunigung und der tatsächlichen Beschleunigung wird kleiner als ein festgelegter Wert, welcher auf einen Wert festgelegt wurde, der kleiner ist als der vorbestimmte Wert. Dann wird die Steuerung der Wasserverhältnisverringerung gestoppt, und es erfolgt eine Rückkehr zum Basiswasserverhältnis. Dadurch wird der Anstieg einer Motorleistung unterdrückt auf das geforderte Drehmoment, und es wird möglich, eine Abgasreinigung zu steuern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung der Abgassteuervorrichtung für einen Dieselmotor ist weiterhin vorgesehen, dass der vorbestimmte Wert eine Vielzahl von verschiedenen Werten aufweist, welche der Größe des Gaspedalniederdrückbetrags entsprechen.
Durch Festlegen des vorbestimmten Werts auf zwei oder mehr verschiedene Werte in Übereinstimmung mit dem Gaspedalniederdrückbetrag wird es möglich, das Wasserverhältnis feiner zu steuern entsprechend den Fahrsituationen und den Motorbetriebsbedingungen. Dementsprechend können ein Leistungsverhalten und eine Abgasreinigungswirksamkeit optimal vereint werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung der Abgassteuervorrichtung für einen Dieselmotor ist weiterhin vorgesehen, dass der vorbestimmte Wert steigt, wenn der Gaspedalniederdrückbetrag größer wird.
In diesem Fall wird es durch eine derartige Anpassung, dass der vorbestimmte Wert mit größer werdendem Gaspedalniederdrückbetrag zunimmt, möglich, eine Beschleunigung zu erhalten, welche sich näher an der Beschleunigung befindet, die vom Fahrer gefordert wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung für die Abgassteuervorrichtung für einen Dieselmotor ist weiterhin vorgesehen, dass der voreingestellte Wert derart eingestellt wird, dass er niedriger wird, wenn der Gaspedalniederdrückbetrag größer wird.
Durch eine derartige Anpassung des festgelegten Werts, dass dieser mit größer werdendem Gaspedalniederdrückbetrag abnimmt, wird es möglich, eine Beschleunigung zu erhalten, welche sich näher an der Beschleunigung befindet, die durch den Fahrer gefordert wird, wie oben. Diese Festlegung ist geeignet für Fahrzeuge, welche keinen großen Spielraum bei der maximalen Motorleistung haben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung der Abgassteuervorrichtung für einen Dieselmotor ist weiterhin vorgesehen, dass die Drehmomentdefizit-Beurteilungseinrichtung das Drehmomentdefizit beurteilt, wenn die Beschleunigungsdifferenz größer wird als ein vorbestimmter Wert, obwohl der Gaspedalniederdrückbetrag stärker als ein vorbestimmter Betrag innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne ansteigt.
Die Drehmomentdefizit-Beurteilungseinrichtung beurteilt, dass der Zustand eines Drehmomentdefizits vorhanden ist, wenn die Beschleunigungsdifferenz einen vorbestimmten Wert überschreitet, selbst wenn der Fahrer das Gaspedal scharf niederdrückt und Beschleunigung fordert. Dementsprechend ist es möglich, die Absicht des Fahrers, positiv zu beschleunigen durch das plötzliche Niederdrücken des Gaspedals durch den Fahrer, zuverlässig zu erfassen. In diesem Fall kann das Defizit eines Drehmoments einfach erkannt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung der Abgassteuervorrichtung für einen Dieselmotor ist weiterhin vorgesehen, dass die Drehmomentdefizit-Beurteilungseinrichtung ein Drehmomentdefizit beurteilt, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit sich innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne mehr als vorbestimmt verlangsamt, obwohl der Gaspedalniederdrückbetrag größer ist als ein vorbestimmter Betrag und der Gaspedalniederdrückbetrag sich innerhalb einer vorbestimmten Zeit nicht wesentlich ändert.
In diesem Fall sind, bevor ein Fahrer etwas bemerkt bzw. anzeigt, die plötzliche Verlangsamung des Fahrzeugs und ein auftretendes Drehmomentdefizit leicht erfassbar.
Gemäß der vorliegenden Erfindung der Abgassteuervorrichtung für einen Dieselmotor ist weiterhin vorgesehen, dass der Gaspedalniederdrückbetrag ein Wert ist, welcher der Kraftstoffdurchflussrate, die dem Kraftstoff-Einspritzventil zugeführt wird, oder einem Wert entsprechend der Durchflussratendifferenz dieser Durchflussrate und der Rücklaufkraftstoff-Durchflussrate, welche vom Kraftstoff-Einspritzventil abgegeben wird, entspricht.
Wie oben beschrieben, ist es, wenn der Gaspedalniederdrückbetrag, als Ergebnis eines Wasserverhältnisses anhand einer Durchflussrate bzw. einer Durchflussratendifferenz bestimmt wird, unnötig, ein Informationssignal von der Motorsteuereinheitseite zu empfangen. So kann die Abgassteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung angewandt werden auf eine Vielzahl von Fahrzeugtypen, welche bereits von verschiedenen Herstellern auf den Markt gebracht wurden. Es sei darauf hingewiesen, dass es möglich ist, dasselbe Konzept anzuwenden auf verschiedene Fahrzeuge, unabhängig von der Signalverarbeitung der Motorsteuereinheit und von dem Übertragungsverfahren des Signals, welche bei jedem Hersteller und bei jedem Fahrzeug verschieden sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung der Abgassteuervorrichtung für einen Dieselmotor ist weiterhin vorgesehen, dass die Wasserverhältnis-Bestimmungseinrichtung das Wasserverhältnis auf im Wesentlichen Null festlegt, für einen Zeitraum einer vorbestimmten Zeit ab dem Startzeitpunkt des Dieselmotors bis die Motorkühlwasser-Temperatur, die Rücklaufkraftstoff-Temperatur im Rücklaufkanal oder die Getriebetemperatur eine vorbestimmte Temperatur erreicht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung der Abgassteuervorrichtung für einen Dieselmotor ist weiterhin vorgesehen, dass die Wasserverhältnis-Bestimmungseinrichtung das Wasserverhältnis auf im Wesentlichen Null festlegt, bis eine vorbestimmte Zeit nach Erfassen eines Stoppsignals des Dieselmotors verstrichen ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung der Abgassteuervorrichtung für einen Dieselmotor ist weiterhin vorgesehen, dass das Wasserverhältnis entsprechend der Abgastemperatur innerhalb eines Dieselpartikelfilters gesteuert wird.
In dem Fall, in welchem eine Möglichkeit existiert, dass der Katalysator bzw. das Filter infolge außergewöhnlich hoher Temperaturen des Abgases in einem Dieselpartikelfilter beschädigt werden, ist es möglich, die Temperatur des Abgases zu verringern durch Erhöhen des Wasserverhältnisses, um eine Überhitzung des oben erwähnten Filters zu verhindern. Umgekehrt ist es, um die Verbrennung des Rußes oder Ähnlichem zu beschleunigen, während die Temperatur im Filter niedrig ist, möglich, die Temperatur im Filter einfach und schnell zu erhöhen durch Verringern des Wasserverhältnisses, um die Temperatur des Abgases zu erhöhen.
Die obigen und weitere Aufgaben und neuartige Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen genauer hervor aus der folgenden genauen Beschreibung in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung. Es sei jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Zeichnung lediglich den Zweck einer Veranschaulichung hat und nicht dazu dienen soll, die Grenzen der Erfindung zu definieren.
1 ist ein Diagramm des gesamten Antriebsstrangs mit der Abgassteuervorrichtung für Dieselmotoren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Steuerflussdiagramm zum Steuern einer Wasserverhältniseinstellung in der Abgassteuervorrichtung des Dieselmotors, dargestellt in 1;
3 ist ein Diagramm des gesamten Antriebsstrangs mit der Abgassteuervorrichtung für Dieselmotoren gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
4 + 5 sind Steuerflussdiagramme zum Steuern einer Wasserverhältniseinstellung in der Abgassteuervorrichtung des Dieselmotors, dargestellt in 3, wobei 4 die erste Hälfte davon darstellt und 5 die zweite Hälfte davon darstellt.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend genau beschrieben unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung. Wie dargestellt in 1, umfasst ein mit einer Abgassteuervorrichtung für Dieselmotoren gemäß diesem Ausführungsbeispiel ausgestatteter Antriebsstrang ein Kraftstoff-Zufuhrsystem 1, welches einen emulgierten Kraftstoff durch Mischen von Kraftstoff, Nasser und Emulgator erzeugt; einen Dieselmotor 2, welcher den vom Kraftstoff-Zufuhrsystem 1 gelieferten emulgierten Kraftstoff verbrennt, um eine Antriebsausgangsleistung zu erhalten; und eine hintere Abgassteuervorrichtung 3, welche insbesondere Ruß aus dem von dem Dieselmotor 2 abgegebenen Abgas reinigt.
Es folgt eine genaue Beschreibung der oben genannten Komponenten.
Das Kraftstoff-Zufuhrsystem 1 umfasst einen Leichtöltank 4 zum Speichern von Leichtöl als Kraftstoff, einen Wassertank 5 (Synonym zu Wasserzufuhr-Speiseeinheit) zum Speichern von Wasser, welches dem Kraftstoff hinzuzufügen ist, eine Emulgatorpatrone 6 (Synonym zu Emulgator-Speiseeinheit) zum Speichern eines Emulgators zum Emulgieren des Kraftstoffs und des Wassers.
Der Leichtöltank 4, der Wassertank 5 und die Emulgatorpatrone 6 sind verbunden mit einer Kraftstoffpumpe 7, einer Wasserpumpe 8 bzw. einer Emulgatorpumpe 9, welche jeweils angetrieben werden durch einen Elektromotor und jeweils das Leichtöl, das Wasser bzw. den Emulgator ansaugen können. Eine Emulsions-Steuervorrichtung 16 steuert den Betrieb dieser Pumpen 7–9 separat.
Die Austrittsöffnung jeder Pumpe ist verbunden mit dem Einlass jedes von durchflussvariablen Steuerventilen 11–13 (Verhältnis-Einstelleinheiten). Wie unten beschrieben, steuern diese durchflussvariablen Steuerventile 11–13 unabhängig die Größe der jeweiligen Abmessungen des Durchflusspfads mittels einer Emulsions-Steuervorrichtung 16 gemäß den Fahrbedingungen.
Der Kraftstoff, das Wasser und der Emulgator, von welchen die Durchflussrate jeweils eingestellt wurde durch diese durchflussvariablen Steuerventile 11–13, fließen in einen statischen Mischer 15, segmentiert und gemischt zu dem emulgierten Kraftstoff darin. Die Zufuhr-Durchflussrate des emulgierten Kraftstoffs zu einer Kraftstoff-Einspritzpumpe 23 in dem obigen Prozess wird überwacht durch einen Zufuhr-Durchflussratensensor 20 und wird rückgeführt zur Emulsions-Steuervorrichtung 16, um einen optimalen emulgierten Kraftstoff zu erzeugen.
Der statische Mischer 15 erzeugt emulgierten Kraftstoff eines Wasser-in-Öl-Typs (W/O-Typ). Dementsprechend erzeugt eine Hydrophil-Lipophil-Balance (nachfolgend bezeichnet als HLB) den oben erwähnten Emulgator in einem HLB-Bereich von etwa sechs, und die Zufuhrmenge erfolgt in etwa 1,2 Massenprozent von Kraftstoff und Wasser (etwa 1,5 Volumenprozent). Grundsätzlich wird das Wasserverhältnis entschieden auf der Grundlage der Motorlast, das heißt, des Gaspedalniederdrückbetrags.
Das heißt, das Wasserverhältnis wird gesteuert, so dass das Basisverhältnis sich derart ergibt, dass das Wasserverhältnis um so höher ist, je größer die Last auf den Motor ist, das heißt, im Falle einer normalen Fahrt auf einer ebenen Straße mit niedriger Last wird Leichtöl:Wasser vorzugsweise auf beispielsweise 95:5 innerhalb eines Bereichs festgelegt, in welchem der Gaspedalniederdrückbetrag niedriger ist; und das Leichtöl:Wasser wird vorzugsweise festgelegt auf beispielsweise 80:20 innerhalb eines Bereichs, in welchem der Gaspedalniederdrückbetrag höher ist. Abhängig von den Motor- bzw. Verbrennungsbedingungen ist es möglich, dass das Wasser praktisch nicht auf 80:20 festgelegt werden kann, sondern beispielsweise auf 70:30. Jedoch ist es im Falle von Fahrzeugen nicht praktisch bzw. praktikabel, dass das Wasserverhältnis auf ein Niveau von 50:50 wie im Falle von Schiffen oder im Falle eines Kessels erhöht wird.
Bei dem oben beschriebenen Aufbau bilden der Leichtöltank 4 und die Kraftstoffpumpe 7 das Kraftstoff-Zufuhrsystem; der Wassertank 5 und die Wasserpumpe 8 bilden eine Wasserzufuhr-Speiseeinheit; und die Emulgatorpatrone 6 und die Emulgatorpumpe 9 bilden eine Emulgator-Zufuhrvorrichtung. Jedoch sind die Wasserpumpe 8 und/oder die Emulgatorpumpe 9 keine unverzichtbaren Komponenten. Es ist möglich, eine derartige Anpassung durchzuführen, dass das Wasser und/oder der Emulgator in den Kraftstoff gesaugt werden, welcher in den statischen Mischer 15 fließt.
Hingegen bilden die durchflussvariablen Steuerventile 11 und 12 für Kraftstoff und Wasser eine Wasserverhältnis-Einstellvorrichtung.
Der Auslass des statischen Mischers 15 ist verbunden mit dem Einlass der Kraftstoff-Einspritzpumpe 23 über einen Kraftstoff-Zufuhrpfad 45. In dem Kraftstoff-Zufuhrpfad 45 ist der Zufuhr-Durchflussratensensor 20 vorgesehen. Der Sensor erfasst immer die Durchflussrate des emulgierten Kraftstoffs, welcher der Kraftstoff-Einspritzpumpe 23 vom statischen Mischer 15 zugeführt wird. Das Durchflussratensignal wird zu der Emulsions-Steuervorrichtung 16 gesendet.
Die Kraftstoff-Einspritzpumpe 23, deren Auslass verbunden ist mit dem Zufuhrkanal des Kraftstoff-Einspritzventils 22, wird gesteuert durch eine Motorsteuereinheit 38 zum Entscheiden der Einspritzmenge und der Einspritzzeiten des emulgierten Kraftstoffs von dem Kraftstoff-Einspritzventil 22 zu einer Verbrennungskammer 41.
Der Austrittskanal des Kraftstoff-Einspritzventils 22 ist verbunden mit einem Rücklaufbehälter 31 über einen Rücklaufpfad 46. In dem Rücklaufpfad 46 ist ein Rücklauf-Durchflussratensensor 21 zum Erfassen der Durchflussrate des Rücklaufkraftstoffs vorgesehen, welcher ein Durchflussratensignal bezüglich des Rücklaufkraftstoffs zur Emulsions-Steuervorrichtung 16 sendet.
Der Rücklaufbehälter 31 speichert den emulgierten Kraftstoff, welcher aus dem Austrittskanal des Kraftstoff-Einspritzventils 22 abläuft, so dass der Rücklaufkraftstoff erneut dem Kraftstoff-Einspritzventil 22 über den statischen Mischer 15 und Ähnliches zugeführt werden kann.
Das heißt, mit dem Rücklaufbehälter 31 ist ein Saugkanal einer durch einen Elektromotor angetriebenen Rücklaufpumpe 10 verbunden, so dass die Rücklaufpumpe 10 den Rücklaufkraftstoff im Rücklaufbehälter 31 ansaugen kann. Die Austrittsöffnung der Rücklaufpumpe 10 ist verbunden mit dem Einlass des statischen Mischers 15 über ein durchflussvariables Steuerventil 14.
In diesem Fall wird der Rücklaufkraftstoff im Rücklaufbehälter 31 erneut rückgeführt zum Einlass des statischen Mischers 15. Dabei erfolgt eine derartige Anpassung, dass das Leichtöl vom Leichtöltank 4, das Wasser vom Wassertank 5 und/oder der Emulgator von der Emulgatorpatrone 6 dem statischen Mischer 15 zusammen mit dem Rücklaufkraftstoff zugeführt werden können; dadurch wird das Wasserverhältnis (Verhältnis von Wasser zu dem Leichtöl) am Auslass des statischen Mischers 15 auf einen gewünschten Wert gesteuert. Grundsätzlich erfolgt eine derartige Anpassung, dass die Wiederverwendung des Rücklaufkraftstoffs die Priorität bezüglich der Zufuhr von neuem Kraftstoff, Wasser und Emulgator hat. Folglich kann, wenn das Wasserverhältnis sich in einem solchen Fall einer kontinuierlichen Hochgeschwindigkeitsfahrt nicht wesentlich ändert, ein Fall existieren, in welchem lediglich der Rücklaufkraftstoff dem statischen Mischer 15 zugeführt werden muss.
Zum Zwecke der Wiederverwendung, wie oben beschrieben, ist der Rücklaufbehälter 31 versehen mit einem Wasserverhältnis-Erfassungssensor 32 zum Messen des Wasserverhältnisses des darin gespeicherten Rücklaufkraftstoffs, und ein Erfassungssignal wird eingegeben in die Emulsions-Steuervorrichtung 16. Dabei misst der Wasserverhältnis-Erfassungssensor 32 das Wasserverhältnis unter Verwendung einer Flüssigkeits-Schwerkraftmessung oder einer optischen Messung einer Flüssigkeits-Sichtdichte oder Ähnlichem.
In diesem Fall bestimmt die Emulsions-Steuervorrichtung 16 die jeweils gelieferte Menge von Leichtöl, Wasser und Emulgator anhand der Menge von Rücklaufkraftstoff und der Menge des Leichtöltanks 4, des Wassertanks 5 und der Emulgatorpatrone 6, wobei die Informationen bezüglich des Wasserverhältnisses des Rücklaufkraftstoffs sowie der erneut zugeführten Menge des Rücklaufkraftstoffs berücksichtigt werden, und steuert die Pumpen 7–10 sowie die durchflussvariablen Steuerventile 11–14, um in der Lage zu sein, einen emulgierten Kraftstoff mit einem optimalen Wasserverhältnis zu erzeugen.
Gleichzeitig ist eine Rührvorrichtung 44, die geeignet ist zum Rühren des Rücklaufkraftstoffs darin, angebracht am Rücklaufbehälter 31. Die Rührvorrichtung 44 wird betrieben unter vorbestimmten Bedingungen (beispielsweise bei jedem vorbestimmten Zeitpunkt oder zum Zeitpunkt eines Motorstarts oder Ähnlichem), und die Emulsions-Steuervorrichtung 16 steuert derart, dass eine Trennung des emulgierten Kraftstoffs in Kraftstoff und Wasser verhindert wird.
Dabei wird beim Motorstart oder Ähnlichem die Rücklaufpumpe 10 nicht aktiviert, und das durchflussvariable Steuerventil 14 wird geschlossen gehalten, bis der Rücklaufkraftstoff im Rücklauftank 31 ausreichend gerührt und der emulgierte Kraftstoff stabilisiert ist, so dass der neue emulgierte Kraftstoff erzeugt und von dem Leichtöltank 4, dem Wassertank 5 und der Emulgatorpatrone 6 geliefert wird.
Der Leichtöltank 4, der Wassertank 5, die Emulgatorpatrone 6 und der Rücklaufbehälter 31 sind versehen mit Restsensoren 17, 18, 19 bzw. 33 zum Senden der dazugehörigen Restsignale an die Emulsions-Steuervorrichtung 16; dadurch sendet die Emulsions-Steuervorrichtung 16 einen Restalarm mittels eine Alarmlampe oder ändert das Zielwasserverhältnis des emulgierten Kraftstoffs, welcher dem Kraftstoff-Einspritzventil 22 nach Verringern der Restmenge auf eine vorbestimmte Menge oder weniger zuzuführen ist.
Das Kraftstoff-Einspritzventil 22 ist angebracht an einem Zylinderkopf 42, und der Einspritzkanal davon befindet sich in der Verbrennungskammer 41, welche gebildet ist durch einen Zylinder 25 und einen Kolben 24 des Dieselmotors 2, um fähig zu sein zu einem Einspritzen des emulgierten Kraftstoffs in die Verbrennungskammer. In dem Zylinderkopf 42 sind ein Einlasskanal 27 zum Führen von Einlassluft und ein Auslasskanal 28 zum Auslassen von Abgas ausgebildet; und ein Einlassventil 29 und ein Auslassventil 30 öffnen und schließen die Abschnitte zwischen der Verbrennungskammer 41 sowie dem Einlasskanal 27 bzw. dem Auslasskanal 28. Am Kühlwasserpfad, welcher im Zylinder 25 ausgebildet ist, ist ein Kühlwasser-Temperatursensor 26 zum Erfassen der Wassertemperatur vorgesehen zum Senden des darin erfassten Kühlwasser-Temperatursignals zur Motorsteuereinheit 38.
In die Motorsteuereinheit 38 wird ein Beschleunigeröffnungssignal, ein Motordrehzahlsignal und Ähnliches von einem Beschleunigeröffnungssensor (Lasterfassungseinrichtung 39), einem Motordrehzahlsensor 40 oder Ähnlichem eingegeben, um die Einspritzmenge, den Einspritzzeitpunkt oder Ähnliches, welche erforderlich sind zum Betreiben des Dieselmotors 2, zu entscheiden.
Von der Motorsteuereinheit 38 werden in die Emulsions-Steuervorrichtung 16 ein Beschleunigeröffnungssignal, erforderliche Kraftstoff-Informationssignale (Signal bezüglich einer Einspritzmenge, einem Einspritzzeitpunkt und Ähnlichem) eingegeben.
Die hintere Abgassteuervorrichtung 3 ist hauptsächlich gebildet aus einem Dieselpartikelfilter (DPF 34), wobei der DPF 34 verbunden ist mit dem Auslasskanal 28 des Dieselmotors 2 über ein Abgasrohr. Am Auslasskanal 28 ist ein Verbrennungs-Temperatursensor 35 zum Erfassen der Temperatur des vom Dieselmotor 2 abgegebenen Abgases vorgesehen zum Senden des Temperatursignals an die Emulsions-Steuervorrichtung 16.
Das oben erwähnte DPF 34 umfasst eine Oxidationskatalysator-Reaktionskammer 34a (Oxidationskammer) auf der Stromaufwärtsseite und eine Aschensammelkammer 34b auf der Stromabwärtsseite. Die Oxidationskatalysator-Reaktionskammer 34a ist versehen mit einem Oxidationskatalysator zum Oxidieren von Partikeln (hauptsächlich Ruß, wie etwa Kohle oder Ähnliches) im Abgas unter Verwendung von Nickel oder Ähnlichem, und ihr Inneres kann erwärmt werden mittels einer elektrischen Heizvorrichtung 43, welche darin angeordnet ist. Eine Vorheiz-Steuervorrichtung 37 steuert die elektrische Heizvorrichtung 43.
Ferner hat die Oxidationskatalysator-Reaktionskammer 34a einen Reaktionskammer-Temperatursensor 36 zum Erfassen der Temperatur im Innern der Kammer und sendet das durch den Reaktionskammer-Temperatursensor 36 erfasste Reaktionskammer-Temperatursignal an die Steuervorrichtung 37 der Vorheizvorrichtung und die Emulsions-Steuervorrichtung 16.
Als nächstes wird die Arbeitsweise der Abgassteuervorrichtung für Dieselmotoren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, welche den oben beschrieben Aufbau aufweist.
Zuallererst wird zum Starten des Motors der Starterschalter in einen EIN-Zustand versetzt, um den (nicht dargestellten) Starter zu drehen und somit eine Drehkraft auf den Dieselmotor 2 aufzubringen.
Einhergehend mit dem Motorstart beurteilt die Emulsions-Steuervorrichtung 16, dass der Motor startet, durch Erfassen der EIN-Betätigung des Starterschalters. Die Emulsions-Steuervorrichtung 16 empfängt ein Oxidationskatalysator-Reaktions-Temperatursignal vom Reaktionskammer-Temperatursensor 36, ein Abgas-Temperatursignal vom Verbrennungs-Temperatursensor 35, ein Durchflussratensignal des emulgierten Kraftstoffs vom Zufuhr-Durchflussratensensor 20, ein Durchflussratensignal des Rücklaufkraftstoffs vom Rücklauf-Durchflussratensensor 21, ein Restsignal und Ähnliches von jedem Restsensor 17, 18, 19 und 33 und beginnt, den emulgierten Kraftstoff mit einem optimalen Wasserverhältnis zu erzeugen und zuzuführen.
Wie dargestellt in einem Steuerflussdiagramm in 2, initialisiert die Emulsions-Steuervorrichtung 16, wenn die Leistungsversorgung zur Emulsions-Steuervorrichtung 16 einhergehend mit der EIN-Betätigung des Starterschalters eingeschaltet wird, in Schritt S1 den internen Speicher; und liest in Schritt S2 das Motorstartsignal. Wenn der Motor gestartet ist, fährt die Emulsions-Steuervorrichtung 16 fort mit Schritt S3 und beginnt, die Zeit ausgehend vom Zeitpunkt des Motorstarts mittels eines Zeitgebers zu messen.
Anschließend liest in Schritt S4 die Emulsions-Steuervorrichtung 16 einen Pedalniederdrückbetrag des Gaspedals vom Beschleunigeröffnungssensor, und in Schritt S5 liest sie die Kühlmitteltemperatur vom Kühlwasser-Temperatursensor 26. Anschließend liest in Schritt S6 die Emulsions-Steuervorrichtung 16 eine vorbestimmte verstrichene Zeit entsprechend der gelesenen Kühlwassertemperatur von einem Kennfeld der Kühlwassertemperatur über die vorbestimmte verstrichene Zeit, welches zuvor auf der Grundlage von Experimenten und Ähnlichem entwickelt wurde.
In Schritt S7 wird eine Startsteuerung des Wasserverhältnisses gestartet.
Das heißt, beim Anlassen schließt die Emulsions-Steuervorrichtung 16 die durchflussvariablen Steuerventile 12, 13 und 14 jeweils für den Wassertank 5, die Emulgatorpatrone 6 und den Rücklaufbehälter 31 und öffnet lediglich das durchflussvariable Steuerventil 11 für den Leichtöltank 4 bis zu den Durchflusspfadabmessungen entsprechend dem Gaspedalniederdrückbetrag (anfänglicher Leerlaufbetriebsbetrag). Die Emulsions-Steuervorrichtung 16 betreibt lediglich die Kraftstoffpumpe 7 und lässt die anderen Pumpen 8–10 im Stoppzustand. Dementsprechend wird lediglich der Kraftstoff mit 100% Leichtöl (daher Kraftstoff mit Wasserverhältnis 0%), welcher zugeführt wird vom durchflussvariablen Steuerventil 11 zum statischen Mischer 15, gesendet zur Kraftstoff-Einspritzpumpe 23. Gesteuert durch die Motorsteuereinheit 38, spritzt die Kraftstoff-Einspritzpumpe 23 das oben beschriebene Leichtöl von optimaler Einspritzmenge von dem Kraftstoff-Einspritzventil 22 in die Verbrennungskammer 41 ein, in welche die Luft zuvor von einem Einlasskanal 27 eingesaugt wurde, zu einem optimalen Einspritzzeitpunkt über eine optimale Einspritzperiode. Der Kolben 24 steigt hoch in der Situation, in welcher das Einlassventil 29 und das Auslassventil 30 den Einlasskanal 27 und den Auslasskanal 28 schließen, um das Leichtöl durch die Verdichtungswärme zu zünden, und anschließend wird der Kolben 24 durch die Gasausdehnung infolge der Verbrennung nach unten gedrückt, wodurch der Motor zur Drehung angetrieben wird.
Folglich kann bei dem oben beschriebenen Anlassen aufgrund der Tatsache, dass der Kraftstoff das 100%-Leichtöl ohne Wasser ist, der Motor leicht gestartet werden, ebenso wie im Falle eines gewöhnlichen Dieselmotors. Was die beim Starten erzeugten Stickstoffoxide (NOx) anbelangt, so ist, obwohl eine Ergreifung positiver Maßnahmen nicht möglich ist, die Menge des NOx, welches erzeugt wird im Abgas, das vom Motor abgegeben wird, klein, da der Motor noch kalt ist und sich in einem Leerlaufbetriebszustand befindet. Obwohl Partikel (PM) zunehmen, kann eine große Menge der erzeugten PM, wie etwa Ruß, eingefangen und in der Abgassteuervorrichtung verbrannt werden.
Das heißt, da die Temperatur des DPF 34, welche erfasst wird durch den Reaktionskammer-Temperatursensor 36, niedriger ist als die Oxidationskatalysator-Aktivierungstemperatur, erwärmt die Vorheiz-Steuervorrichtung 37 die elektrische Heizvorrichtung 43 rasch. Außerdem wird, da die Verbrennung des 100%-Leichtöls die Temperatur des Abgases erhöht, das DPF 34 möglichst bald erwärmt, um die PM zu oxidieren, welche vom Motor in der Oxidationskatalysator-Reaktionskammer 34a des DPF 34 abgegeben werden, um das Abgas zu reinigen.
Ferner wird, einhergehend mit dem Motorstart, aufgrund der Tatsache, dass die im Rücklaufbehälter 31 vorgesehene Rührvorrichtung 44 betätigt wird, die Emulgierung des Kraftstoffs weiter verbessert durch ihr erneutes Rühren, selbst wenn der emulgierte Kraftstoff im Rücklaufbehälter 31 in Kraftstoff und Wasser infolge des Stoppens des Motors für eine bestimmte Zeitspanne getrennt wurde.
In Schritt S8 wird bestimmt, ob die gemessene Zeit die oben beschriebene vorbestimmte verstrichene Zeit erreicht hat. Wenn die vorbestimmte verstrichene Zeit noch nicht erreicht worden ist, kehrt die Steuerung zu Schritt S3 zurück. Wenn sie die vorbestimmte verstrichene Zeit erreicht hat, fährt die Steuerung mit Schritt S9 fort.
In Schritt S9 wird eine keine-Wasser-Steuerung gestoppt und eine normale Wasserverhältnissteuerung gestartet. In Schritt S10 wird ein Gaspedalniederdrückbetragssignal ausgelesen.
In Schritt S11 wird bestimmt, ob der Gaspedalniederdrückbetrag gleich oder größer als der vorbestimmte Gaspedalniederdrückbetrag (hier festgelegt auf eine dem Kickdown entsprechende Öffnung) ist. Wenn er kleiner ist als der vorbestimmte Pedalniederdrückbetrag wird beurteilt, dass kein Drehmomentdefizit vorhanden ist, und die Steuerung fährt fort mit Schritt S12. Dabei erfolgt unter Bezugnahme auf das Kennfeld des Gaspedalniederdrückbetrags über das Wasserverhältnis eine Steuerung entsprechend dem Gaspedalniederdrückbetrag in Übereinstimmung mit dem Basiswasserverhältnis, so dass das Wasserverhältnis mit größer werdendem Gaspedalniederdrückbetrag zunimmt.
Dementsprechend betreibt die Emulsions-Steuervorrichtung 16 jede der Pumpen 7, 8, 9 und 10 für den Leichtöltank 4, den Wassertank 5, die Emulgatorpatrone 6 und den Rücklaufbehälter 31 und öffnet die Durchflusspfadabmessungen der durchflussvariablen Steuerventile 11, 12, 13 und 14 jeweils zu dem Verhältnis, so dass das optimale Wasserverhältnis erhalten wird entsprechend dem Gaspedalniederdrückbetrag, um diese dem statischen Mischer 15 zuzuführen. Folglich wird der emulgierte Kraftstoff eines optimalen Wasserverhältnisses entsprechend dem Gaspedalniederdrückbetrag dem Kraftstoff-Einspritzventil 22 zugeführt, und ein Leistungsverhalten und eine Abgasreinigungswirksamkeit können optimal vereint werden.
Was das Kennfeld des obigen Gaspedalniederdrückbetrags über das Verhältnis anbelangt, beispielsweise in einem Bereich, in welchem der Gaspedalniederdrückbetrag niedrig ist, ist das Leichtöl:Wasser festgelegt auf 95:5; in einem Bereich, in welchem der Gaspedalniederdrückbetrag ein mittleres Niveau aufweist, ist dasselbe festgelegt auf 85:15. Und in dem Bereich, in welchem der Gaspedalniederdrückbetrag hoch ist, ist dasselbe festgelegt auf 80:20. Diese dienen als Basiswasserverhältnis.
Wenn Schritt S12 beendet wurde, kehrt die Steuerung zurück zu Schritt S10.
Hingegen wird, wenn der vorbestimmte Gaspedalniederdrückbetrag erreicht bzw. überschritten wird, dies als Drehmomentdefizit bestimmt, anschließend fährt die Steuerung fort mit Schritt S13, und es erfolgt eine Steuerung, bei welcher das Wasserverhältnis festgelegt wird auf ein Verhältnis (hier wird ein Wasserverhältnis festgelegt auf beispielsweise 0%), welches niedriger ist als das Basiswasserverhältnis während der oben beschriebenen normalen Fahrt. Folglich wird ein Leistungsverhalten (in diesem Fall ist die Größe des Drehmoments wichtig) erhöht, selbst während einer Fahrt bergaufwärts mit starker Steigung oder mit hoher Last, so dass eine Fahrt bergaufwärts oder eine plötzliche Beschleunigung erreicht werden können ohne Auftreten des Drehmomentdefizits.
Während der Wasserverhältnis-Verringerunssteuerung wird, da die Last groß ist, ebenso ein Ansteigen der Motordrehzahl verhindert. Somit verringert sich, verglichen mit der normalen Fahrt, das NOx, obwohl die PM ansteigen. Die erhöhten PM werden durch das DPF 34 eingefangen und darin verbrannt, um diese zu entfernen. Ferner ist, da die Zeitspanne des Drehmomentdefizits in beinahe allen Fällen kurz ist, auch aus diesem Gesichtspunkt die Verringerung des Abgassteuerverhaltens insgesamt klein.
Nach einem Ausführen der Steuerung am Drehmomentdefizit kehrt die Steuerung zu Schritt S10 zurück.
Obwohl in obigem Steuerflussdiagramm nicht beschrieben, erfolgt eine derartige Anordnung, dass die Emulsionssteuervorrichtung 16 bei Empfang eines Motorstoppsignals zum Kraftstoff ohne Wasser, das heißt, Leichtöl von 100%, umschaltet und den Motor eine vorbestimmte Zeitspanne lang ausgehend von diesem Zeitpunkt betreibt, um zu verhindern, dass Wasser im Motor und den Elementen des Abgassystems verbleibt, um Korrosion zu verhindern.
Hingegen treten die PM im Abgas in das DPF 34 ein und werden zu CO₂ oxidiert durch den Oxidationskatalysator in der Oxidationskatalysatorreaktionskammer 34a. In ähnlicher Weise wird der Kohlenwasserstoff (HC) im Abgas ungewandelt zu CO₂ und H₂O in der Oxidationskatalysatorreaktionskammer 34a des DPF 34. Die unverbrennbare Asche wird eingefangen in der Aschesammelkammer stromabwärts der Oxidationskatalysatorreaktionskammer 34a, um eine Abgabe davon nach außen zu verhindern. Jedoch ist die Aschemenge gering.
Wird ein Informationssignal bezüglich der Oxidationsreaktionskammertemperatur durch den Reaktionskammertemperatursensor 36 eingegeben in die Emulsionssteuervorrichtung 16 und ist die Oxidations-Reaktionskammertemperatur außerordentlich angestiegen und können das Filter, der Katalysator bzw. ähnliches darin zerstört werden, so erhöht die Emulsionssteuervorrichtung 16 das Wasserverhältnis über das Basiswasserverhältnis hinaus, um die Abgastemperatur zu senken. Zum starken Erhöhen der Temperatur im DPF 34 zum Beschleunigen der Oxidation hingegen erfolgt eine derartige Anpassung, dass das Wasserverhältnis derart gesenkt wird, dass es geringer ist als das Basiswasserverhältnis.
Wie oben beschrieben, wird bei der Abgassteuervorrichtung für Dieselmotoren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel das Wasserverhältnis gesteuert in Übereinstimmung mit der Größe des Gaspedalniederdrückbetrags; dadurch ist es stets möglich, das geforderte Leistungsverhalten in einem breiten Motorbetriebsbereich zu gewährleisten unter Verbesserung des Abgassteuerverhaltens und unter Verringerung der Erzeugung von NOx. Ist eine Fahrt bergaufwärts mit starker Steigung bzw. eine plötzliche Beschleunigung mit hoher Last erforderlich, so erfolgt eine derartige Anordnung, dass das Wasserverhältnis derart verringert wird, dass es geringer ist als das Basiswasserverhältnis bei normaler Fahrt, wenn festgestellt wird, dass das Pedal niedergedrückt wird bis zu einem Pedalniederdrückbetrag gleich einem bzw. größer als ein vorbestimmter Wert, wie beispielsweise ein Kickdown-Punkt, wodurch es möglich ist, ein hohes Drehmoment zu erhalten, welches das Bergauffahren auf einer starken Steigung und die plötzliche Beschleunigung ermöglicht. In diesem Fall steigt das NOx leicht an, da jedoch die Motordrehzahl verringert ist, senkt sich das NOx auf ein niedrigeres Niveau als während einer normalen Fahrt, und die Zeitspanne davon ist kurz, und das NOx erreicht kein Niveau, welches ein Problem verursacht. Ferner können die PM, wie beispielsweise Ruß oder ähnliches, welche in hohem Umfang zu diesem Zeitpunkt erzeugt werden, durch das DPF 34 entfernt werden.
Ferner wird es aufgrund der Tatsache, dass eine derartige Anordnung erfolgt, dass eine Kein-Wasser-Steuerung beim Motorstart erfolgt und dass die Zeitspanne der Steuerung festgelegt wird auf der Grundlage der Kühlwassertemperatur, möglich, den Motor zuverlässig zu starten und diesen stabil zu betreiben, bis dieser warm ist. Und wird der Motor gestoppt, so erfolgt in ähnlicher Weise eine Kein-Wasser-Steuerung, so dass verhindert wird, dass Wasser im Motor bzw. in Elementen des Abgassystems zurückbleibt. Dementsprechend ist es möglich, ein Bilden von Rost zu verhindern.
Es folgt eine Beschreibung einer Abgassteuervorrichtung für Dieselmotoren gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt einen Aufbau eines Antriebsstrangs beim zweiten Ausführungsbeispiel. In 3 werden die im wesentlichen identischen Abschnitte wie in 1 mit den gleichen Bezugszeichen wie in 1 versehen, und auf eine Beschreibung davon wird verzichtet.
Ein nicht antreibendes Rad (nicht dargestellt) ist versehen mit einem Radgeschwindigkeitssensor 48 zum Erfassen einer Radgeschwindigkeit zum Senden eines Signals bezüglich der Radgeschwindigkeit an die Emulsions-Steuervorrichtung 16. Und im Rücklaufpfad 46, welcher verbunden ist zwischen dem Kraftstoffeinspritzventil 22 und dem Rücklaufbehälter 31, ist ein Rücklauftemperatursensor 47 vorgesehen zum Senden eines Signals bezüglich der Temperatur des Rücklaufkraftstoffs an die Emulsions-Steuervorrichtung 16. Der übrige Aufbau ist im wesentlichen gleich demjenigen in 1.
Die Abgassteuervorrichtung für Dieselmotoren mit obigem Aufbau wird gesteuert in Übereinstimmung mit einem Steuerflussdiagramm, welches nachfolgend beschrieben wird.
Das heißt, bezugnehmend auf 4 und 5, welche das Steuerflussdiagramm darstellen, startet, wenn die Leistungszufuhr zur Emulsions-Steuervorrichtung 16 eingeschaltet wird, der Steuerbetrieb gemäß dem Steuerflussdiagramm. In Schritt S21 wird der Speicher in der Emulsions-Steuervorrichtung 16 initialisiert. In Schritt S22 wird das Motorstartsignal gelesen. Wird der Motor gestartet, so fährt die Steuerung mit Schritt S23 fort, und eine Zeitmessung beginnt ausgehend von dem Punkt des Motorstarts mittels des Zeitgebers.
Dann, in Schritt S24, wird der Pedalniederdrückbetrag des Gaspedals gelesen vom Gaspedalöffnungssensor; in Schritt S25 wird die Rücklaufkraftstofftemperatur vom Rücklauftemperatursensor 47 gelesen.
In Schritt S26 erfolgt ein Starten der Steuerung, bei welcher lediglich das Leichtöl eines Wasserverhältnisses von 0%, das heißt, 100% Leichtöl, zugeführt wird. Dann, in Schritt S27, wird bestimmt, ob eine vorbestimmte Zeitspanne (beispielsweise 2 Minuten) ausgehend vom Motorstart verstrichen ist. Wurde eine vorbestimmte Zeitspanne noch nicht erreicht, so kehrt die Steuerung zu Schritt S23 zurück. Wird festgestellt, dass die vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist, so fährt die Steuerung mit Schritt S28 fort, und es erfolgt eine Bestimmung, ob die Temperatur des Rücklaufkraftstoffs, erfasst durch den Rücklauftemperatursensor 47, höher ist als eine vorbestimmte Temperatur (beispielsweise etwa 5°C–15°C, genauer, etwa 10°C oder ähnliches, wie etwa 8°C–12°C ist am besten). Ist diese nicht höher als die vorbestimmte Temperatur, so erfolgt eine Bestimmung, ob die gemessene Zeit eine festgelegte Zeitspanne erreicht hat (vorzugsweise wird diese derart festgelegt, dass diese einer Zeitspanne entspricht, welche länger ist als die vorbestimmte Zeitspanne, wobei davon ausgegangen wird, dass der Motor zuverlässig warm ist).
Ist diese kürzer als die festgelegte Zeitspanne, so kehrt die Steuerung zu Schritt S23 zurück.
Ist hingegen die festgelegte Zeitspanne verstrichen bzw. ist die Rücklaufkraftstofftemperatur höher als die vorbestimmte Temperatur in Schritt S28, so fährt die Steuerung mit Schritt S29 fort, um die Startsteuerung zu stoppen und die Wasserverhältnissteuerung zu starten.
In Schritt S31 wird der Pedalniederdrückbetrag des Gaspedals vom Gaspedalöffnungssensor gelesen. In Schritt S32 wird ein Wasserverhältnis entsprechend der Pedalniederdrückgröße des Gaspedals entschieden. Das Wasserverhältnis wird festgelegt als das Basiswasserverhältnis auf der Grundlage des gleichen Kennfelds als dasjenige des ersten Ausführungsbeispiels.
Ferner wird in Schritt S33 eine Zielbeschleunigung entsprechend dem Pedalniederdrückbetrag des Gaspedals zu diesem Zeitpunkt ausgelesen auf der Grundlage eines Kennfelds des Gaspedalniederdrückbetrags über die Zielbeschleunigung (Beschleunigung entsprechend einer Fahrzeuggeschwindigkeit, erhalten während eines Fahrens auf ebener Straße mit geringer Last), wobei eine vorherige Festlegung davon erfolgt ist auf der Grundlage von Untersuchungen und Experimenten. Beim zweiten Ausführungsbeispiel wird die Beschleunigung, welche der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht, definiert als die Beschleunigung des nicht antreibenden Rads. Schritt S33 bildet eine Zielbeschleunigungsfestlegungseinrichtung.
Anschließend wird in Schritt S34 die Radgeschwindigkeit ausgelesen vom Radgeschwindigkeitssensor 48, und die tatsächliche Beschleunigung wird berechnet auf der Grundlage der oben genannten Radgeschwindigkeit in Schritt S35. Diese Schritte S34 und S35 bilden eine Einrichtung zum Erfassen der tatsächlichen Beschleunigung.
Im folgenden Schritt S36 wird bestimmt, ob die Differenz zwischen der Zielbeschleunigung und der tatsächlichen Beschleunigung gleich einem vorbestimmten Wert oder größer als dieser ist. Ist die Differenz kleiner als der vorbestimmte Wert, so erfolgt eine Bestimmung als Kein-Drehmomentdefizit-Zustand, und die Steuerung fährt mit Schritt S38 fort. Ist die Differenz gleich dem vorbestimmten Wert oder mehr, so erfolgt eine Bestimmung als Drehmomentdefizit, und die Steuerung fährt mit Schritt S37 fort. Der oben vorbestimmte Wert wird entschieden auf der Grundlage von Daten, welche gesammelt werden aus Experimenten bezüglich der Beschleunigungsdifferenz im dem Fall, in welchem ein gewöhnlicher Fahrer das Gefühl hat, dass ein Drehmomentdefizit vorhanden ist. Ferner erfolgt beispielsweise eine derartige Festlegung, dass, wenn die Gaspedalöffnung groß ist, der vorbestimmte Wert größer ist als derjenige, wenn die Gaspedalöffnung gering ist. Der Schritt S36 bildet eine Drehmomentdefizitbeurteilungseinrichtung.
Das heißt, ist die Beschleunigungsdifferenz gleich dem vorbestimmten Wert bzw. größer als dieser, so fährt die Steuerung mit Schritt S37 fort, um eine derartige Korrektur vorzunehmen, dass dadurch das Basiswasserverhältnis, welches in Schritt S32 entschieden wurde, verringert wird. In diesem Fall erfolgt eine derartige Anpassung, dass der Korrekturbetrag einer Wasserverringerung geändert wird entsprechend der Größe der obigen Beschleunigungsdifferenz (auch: Verringerungswert). In diesem Fall ist eine derartige Festlegung bevorzugt, dass der größere Wasserverringerungsbetrag bzw. Wasserverringerungsverhältnis festgelegt wird für die größere Beschleunigungsdifferenz.
Nach einer Korrektur des Wasserverhältnisses wird erneut in Schritt S39 eine neue Beschleunigungsdifferenz erfasst, und es wird bestimmt, ob die Beschleunigungsdifferenz (auch: Verringerungswert) der festgelegte Wert bzw. kleiner als dieser Wert ist. Ist die Differenz der festgelegte Wert bzw. weniger, so fährt die Steuerung mit Schritt S40 fort, und übersteigt die Differenz den festgelegten Wert, so fährt die Steuerung mit Schritt S41 fort. Hier wird der festgelegte Wert festgelegt auf einen Wert, welcher kleiner ist als der vorbestimmte Wert in obigem Schritt S36 (negativer Wert ist ebenso möglich), wobei es sich um einen Wert handelt, welcher nicht als Drehmomentdefizit empfunden wird, selbst wenn das Wasserverhältnis erhöht wird. Wie oben beschrieben, wird, indem eine Hysterese zwischen dem vorbestimmten Wert und dem festgelegten Wert vorgesehen ist, ein Hinterherlaufen bzw. Nacheilen der Steuerung des Wasserverhältnisses verhindert, während ein optimalen Wasserverhältnisses gewährleistet wird.
Wird in Schritt S39 bestimmt, dass die Beschleunigungsdifferenz der festgelegte Wert oder weniger ist infolge einer moderaten Schrägneigung oder ähnliches, so wird bestimmt, dass das Drehmomentdefizit beseitigt wurde. Dann wird die Wasserverhältnis-Verringerungssteuerung gestoppt in Schritt S40, das Wasser wird bis zu dem Basiswasserverhältnis angehoben, und die Steuerung kehrt zurück zu Schritt S31.
Hingegen wird, wenn die Beschleunigungsdifferenz den festgelegten Wert überschreitet, in Schritt S41 entschieden, dass das Wasserverhältnis verringert gelassen wird, da das Drehmomentdefizit noch andauert; und der Prozess kehrt zurück zu Schritt S31.
Der oben beschriebene Schritt S32 und die Schritte S36–S41 bilden eine Wasserverhältnis-Bestimmungseinrichtung.
Wie oben beschrieben, wird bei der Abgassteuervorrichtung für Dieselmotoren gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel eine Vereinbarkeit des Abgassteuerverhaltens und des Leistungsverhaltens in einem breiten Motorbetriebsbereich während der normalen Fahrt ermöglicht, ebenso wie beim ersten Ausführungsbeispiel. Außerdem wird das Drehmomentdefizit bestimmt in Übereinstimmung mit der Beschleunigungsdifferenz zwischen der Zielbeschleunigung und der tatsächlichen Beschleunigung entsprechend dem Gaspedalniederdrückbetrag, um das Wasserverhältnis zu steuern. Ferner wird in diesem Fall das Drehmomentdefizit leicht erfasst und bestimmt, um eine Zunahme bei einer Fahrt bergaufwärts oder einer plötzlichen Beschleunigung mit hoher Last zu ermöglichen, was zu einer Gewährleistung des Leistungsverhaltens führt. In diesem Fall ist, obwohl das Abgassteuerverhalten abnimmt, der Einfluss davon gering.
Ferner ist es aufgrund der Tatsache, dass das Drehmomentdefizit bestimmt wird unter Verwendung der Beschleunigungsdifferenz, möglich, verschiedene Modifikationen und Korrekturen zu erzeugen, um eine Steuerung mit höherer Genauigkeit, wie unten beschrieben, zu erhalten. Dabei ist die Erfindung nicht beschränkt auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele, sondern es können die folgende Modifikation bzw. Korrektur verwendet werden.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wird der Gaspedalniederdrückbetrag erfasst auf der Grundlage des Pedalniederdrückbetrags des Gaspedals. Jedoch können eine Zufuhr-Durchflussrate des emulgierten Kraftstoffs, erfasst durch den Zufuhr-Durchflussratensensor 20, oder die Durchflussratendifferenz, bei welcher die Durchflussrate des Rücklaufkraftstoffs, erfasst durch den Rücklaufkraftstoff-Ratensensor 21, subtrahiert wird von der Zufuhr-Durchflussrate, verwendet werden zum Bestimmen des Drehmomentdefizits bzw. zum Entscheiden des Wasserverhältnisses. In diesem Fall existiert aufgrund der Tatsache, dass es nicht nötig ist, irgendein Informationssignal von der Seite der Motorsteuereinheit 38 zu erhalten, ein Vorteil, so dass selbst bei einer möglichen Abweichung der Motorsteuereinheit bzw. des Kommunikationssystems des Informationssignals in Abhängigkeit vom Hersteller bzw. Fahrzeug, diese angewandt werden können, ohne sie zu kennen.
Ferner wird bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel die tatsächliche Beschleunigung des Fahrzeugs berechnet aus der Radgeschwindigkeit. Jedoch kann eine Geschwindigkeitsänderung über die Zeit erfasst werden von einer Geschwindigkeits-Messvorrichtung, oder es kann eine Beschleunigungs-Messvorrichtung verwendet werden, welche eine Positionsänderung einer Masse entsprechend der Beschleunigung erfasst.
Ferner kann, was die Beurteilung des Drehmomentdefizits anbelangt, eine Bestimmung als Drehmomentdefizit erfolgen, wenn die Beschleunigungsdifferenz gleich einem vorbestimmten Wert oder größer ist, obwohl der Gaspedalniederdrückbetrag um einen vorbestimmten Betrag oder mehr innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne angestiegen ist; oder wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit sich um einen vorbestimmten Wert oder mehr innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne verzögert, obwohl ein Niederdrückbetrag des Gaspedals gleich einem vorbestimmten Betrag oder größer ist, und ein Gaspedalniederdrückbetrag sich nicht wesentlich ändert innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne.
Durch eine Anpassung wie oben beschrieben, ist es möglich, die Absicht eines Fahrers, die Geschwindigkeit zu erhöhen, zuverlässig zu erfassen auf der Grundlage des scharfen Niederdrückens des Gaspedals.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel wird das Drehmomentdefizit bestimmt auf der Grundlage dessen, ob die Größe der Beschleunigungsdifferenz gleich einem vorbestimmten Wert oder größer ist. In diesem Fall kann eine Anpassung erfolgen, so dass die größere Beschleunigungsdifferenz zu dem kleineren Wasserverhältnis führt; zwei oder mehr vorbestimmte Werte werden festgelegt entsprechend der Größe des Gaspedalniederdrückbetrags; oder der Wert nimmt mit größer werdendem Niederdrückbetrag des Gaspedals zu, oder Ähnliches. Durch eine Anpassung wie oben beschrieben ist es möglich, eine Feinsteuerung entsprechend den tatsächlichen Fahrbedingungen zu erhalten.
Ebenso ist es durch eine derartige Festlegung, dass der festgelegte Wert kleiner wird mit größer werdendem Gaspedalniederdrückbetrag, möglich, eine Feinsteuerung entsprechend den tatsächlichen Fahrbedingungen zu erhalten.
Wenn der Gaspedalniederdrückbetrag im wesentlichen Null wird und eine Beschleunigung eines Fahrzeugs, erfasst auf der Grundlage der Radgeschwindigkeit oder Ähnliches, einen zulässigen Wert überschreitet, liegt in einem Fall eines Bergabwärtsfahrens bei steilem Gefälle der Zustand vor, dass der Motor angetrieben wird durch die Antriebsradseite, so dass das Basiswasserverhältnis derart korrigiert werden kann, dass das Wasserverhältnis zunimmt. Infolge dieser Anordnung kann Wasser ohne ein Problem eines Motorstopps erhöht werden, was zu einer verbesserten Reinigung des Abgases führt. Wenn die obige Beschleunigung sich verringert auf einen Wert gleich dem obigen zulässigen Wert oder weniger wird die Steuerung, welche das Wasserverhältnis nach oben korrigiert, gestoppt und kehrt zurück zum Basiswasserverhältnis.
Ferner kann, anders als bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen, bei welchen der Emulgator gespeichert ist in einer Emulgatorpatrone, welche getrennt vom Kraftstofftank ist, der Emulgator zuvor mit dem Kraftstoff im Kraftstofftank gemischt werden. In diesem Fall ersetzt das Kraftstoff-Zufuhrsystem im wesentlichen die Emulgator-Zufuhrvorrichtung.
Wie oben beschrieben, ist die Abgassteuervorrichtung für Dieselmotoren der Erfindung derart aufgebaut, dass das Wasserverhältnis gesteuert wird auf ein Basiswasserverhältnis entsprechend dem Gaspedalniederdrückbetrag, so dass während einer normalen Fahrt in einem Motorbetriebsbereich, in welchem der Gaspedalniederdrückbetrag größer ist, das Wasserverhältnis zunimmt gegenüber einem Wasserverhältnis in dem Motorbetriebsbereich, in welchem der Gaspedalniederdrückbetrag kleiner ist; und dass das Drehmomentdefizit bestimmt wird auf der Grundlage des Gaspedalniederdrückbetrags und das Wasserverhältnis im Falle eines Drehmomentdefizits auf einen Wert abnimmt, welcher kleiner ist als das Basiswasserverhältnis. Daher ist es möglich, das Leistungsverhalten zu gewährleisten, während das Reinigungsverhalten erhöht wird durch Unterdrücken insbesondere einer Erzeugung der Stickstoffoxide im Abgas in einem breiten Motorbetriebsbereich. Dementsprechend eignet sich die Erfindung am besten für eine Anwendung auf Fahrzeuge, welche mit einem Dieselmotor ausgestattet sind.
Während die vorliegende Erfindung beschrieben wurde unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele, ist beabsichtigt, dass die Erfindung nicht auf ein irgendein Detail der Beschreibung davon beschränkt ist.
Da diese Erfindung ausgeführt werden kann in verschiedenen Formen, ohne dass das Wesen der eigentlichen Charakteristiken davon verletzt wird, haben die vorliegenden Ausführungsbeispiele lediglich veranschaulichenden Charakter und sind nicht einschränkend, da der Umfang der Erfindung definiert ist durch die beiliegenden Ansprüche, nicht durch die Beschreibung, welche diesen vorausgeht, und sämtliche Änderungen, welche durch die Festlegungen in den Ansprüchen oder ein Äquivalent zu diesen Festlegungen abgedeckt sind, sollen durch die Ansprüche inbegriffen sein.

Claims

Dieselmotorabgasreinigungsvorrichtung, umfassend: ein Kraftstoff-Einspritzventil (22) zum Einspritzen von Kraftstoff in eine Verbrennungskammer eines Dieselmotors; ein Kraftstoff-Zufuhrsystem (1) zum Zuführen von Kraftstoff; eine Wasserzufuhr-Speiseeinheit (5) zum Zuführen von Wasser; eine Emulgator-Speiseeinheit (6) zum Zuführen eines Emulgators; eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Betrags einer Gaspedalniederdrückung; eine Wasserverhältnis-Einstellvorrichtung (11, 12) zum Einstellen eines Wasserverhältnisses von der Wasserzufuhr-Speiseeinheit (5) in Bezug auf den Kraftstoff vom Kraftstoff-Zufuhrsystem (1); einen statischen Mixer (15) zum Mischen eines emulgierten Kraftstoffs aus dem Emulgator und dem eingestellten Kraftstoff und Wasser, und zum Zuführen dieses emulgierten Kraftstoffs zum Kraftstoff-Einspritzventil (22); eine Drehmomentdefizit-Beurteilungseinrichtung zum Beurteilen, ob ein Drehmomentdefizit im Vergleich zum Betrag der Gaspedalniederdrückung vorhanden ist oder nicht; und eine Wasserverhältnis-Bestimmungseinrichtung – zum Steuern eines Basis-Wasserverhältnisses unter Bezugnahme auf ein Kennfeld des Gaspedalniederdrückbetrags über das Wasserverhältnis entsprechend dem Gaspedalniederdrückbetrag, so dass das Wasserverhältnis mit größer werdendem Gaspedalniederdrückbetrag zunimmt, entsprechend dem von der Erfassungseinrichtung erfassten Betrag der Gaspedalniederdrückung, und – zum Steuern der Wasserverhältnis-Einstellvorrichtung (11, 12) nach dem Kennfeld, wenn die Drehmomentdefizit-Beurteilungseinrichtung feststellt, dass ein Drehmomentdefizit nicht vorhanden ist, und nach einem niedrigeren Wasserverhältnis, wenn die Drehmomentdefizit-Beurteilungseinrichtung feststellt, dass ein Drehmomentdefizit vorhanden ist, wobei bei dem niedrigen Wasserverhältnis der Anteil an Wasser im Vergleich zum Kraftstoff niedriger ist als beim Basis-Wasserverhältnis, wobei der Gaspedalniederdrückbetrag ein Wert ist, welcher einer Kraftstoffdurchflussrate, die dem Kraftstoff-Einspritzventil zugeführt wird, oder einem Wert entsprechend der Durchflussratendifferenz dieser Durchflussrate und einer Rücklaufkraftstoff-Durchflussrate, welche vom Kraftstoff-Einspritzventil abgegeben wird, entspricht.
Dieselmotorabgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Drehmomentdefizit-Beurteilungseinrichtung beurteilt, dass ein Drehmomentdefizit existiert, wenn der Gaspedalniederdrückbetrag einem Betrag der Maximalniederdrückung des Gaspedals entspricht.
Dieselmotorabgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Drehmomentdefizit-Beurteilungseinrichtung beurteilt, dass ein Drehmomentdefizit existiert, wenn eine Beschleunigungsdifferenz angenommen wird und diese Beschleunigungsdifferenz größer als ein vorbestimmter Wert wird, wobei die Beschleunigungsdifferenz berechnet wird, indem eine Ziel-Beschleunigung eines Fahrzeugs oder eines Rads von der tatsächlichen Beschleunigung des Fahrzeugs oder Rads subtrahiert wird, wobei die sich die Ziel-Beschleunigung aus dem Gaspedalniederdrückbetrag ergibt.
Dieselmotorabgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei eine Verringerung des Wasserverhältnisses bei der Beurteilung des Drehmomentdefizits so eingestellt wird, dass, wenn die Beschleunigungsdifferenz größer wird, das Wasserverhältnis kleiner wird.
Dieselmotorabgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Wasserverhältnis-Bestimmungseinrichtung eine Verringerung des Wasserverhältnisses aufhebt, wenn die Beschleunigungsdifferenz kleiner wird als ein voreingestellter Wert, welcher kleiner ist als der vorbestimmte Wert.
Dieselmotorabgasreinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der vorbestimmte Wert eine Vielzahl von verschiedenen Werten aufweist, welche der Größe des Gaspedalniederdrückbetrags entsprechen.
Dieselmotorabgasreinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei der vorbestimmte Wert steigt, wenn der Gaspedalniederdrückbetrag größer wird.
Dieselmotorabgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der voreingestellte Wert derart eingestellt wird, dass er niedriger wird, wenn der Gaspedalniederdrückbetrag größer wird.
Dieselmotorabgasreinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei die Drehmomentdefizit-Beurteilungseinrichtung das Drehmomentdefizit beurteilt, wenn die Beschleunigungsdifferenz größer wird als ein vorbestimmter Wert, obwohl der Gaspedalniederdrückbetrag stärker als ein vorbestimmter Betrag innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne ansteigt.
Dieselmotorabgasreinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei die Drehmomentdefizit-Beurteilungseinrichtung ein Drehmomentdefizit beurteilt, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit sich innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne mehr als vorbestimmt verlangsamt, obwohl der Gaspedalniederdrückbetrag größer ist als ein vorbestimmter Betrag und der Gaspedalniederdrückbetrag sich innerhalb einer vorbestimmten Zeit nicht wesentlich ändert.
Dieselmotorabgasreinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Wasserverhältnis-Bestimmungseinrichtung das Wasserverhältnis auf im Wesentlichen Null festlegt, für einen Zeitraum einer vorbestimmten Zeit ab dem Startzeitpunkt des Dieselmotors bis eine Motorkühlwasser-Temperatur, eine Kraftstoff-Temperatur in dem Rücklaufkanal oder eine Getriebetemperatur eine vorbestimmte Temperatur erreicht.
Dieselmotorabgasreinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Wasserverhältnis-Bestimmungseinrichtung das Wasserverhältnis auf im Wesentlichen Null festlegt, bis eine vorbestimmte Zeit nach Erfassen eines Stoppsignals des Dieselmotors verstrichen ist.
Dieselmotorabgasreinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Wasserverhältnis entsprechend der Abgastemperatur innerhalb eines Dieselpartikelfilters gesteuert wird.