DE102004010164B4

DE102004010164B4 - Abgasreinigungssystem für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102004010164B4
Application number: DE102004010164A
Authority: DE
Inventors: Makoto Saito; Shigeto Yahata; Kazuharu Tochikawa
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-03-03
Filing date: 2004-03-02
Publication date: 2013-12-12
Anticipated expiration: 2024-03-03
Also published as: US6966178B2; JP4385775B2; US20040172933A1; JP2004286019A; DE102004010164A1

Abstract

Abgasreinigungssystem für eine Brennkraftmaschine, wobei das Abgasreinigungssystem einen Partikelfilter (32) in einem Abgasdurchlass zum Sammeln von in dem Abgas enthaltenen Partikeln und zum Verbrennen und Entfernen der in dem Partikelfilter (32) angesammelten Partikeln hat, um den Partikelfilter (32) wieder aufzubereiten, wobei das Abgasreinigungssystem folgendes aufweist: eine Druckabfallerfassungseinheit (54) die einen Druckabfall (ΔP) des Partikelfilters (32) erfasst; eine Regenerierungsbestimmungseinheit (S102, S103, S105, S106, S203, S204, S205 und S206), die eine Ablagerungseigenschaft eines Verhältnisses zwischen der Ablagerungsmenge ML der Partikel und dem Druckabfall ΔP definiert, wobei die Regenerierungsbestimmungseinheit eine erste Charakteristiklinie definiert, welche eine gerade Linie ist, die einen Ausgangspunkt (IP) passiert, in welchem die Ablagerungsmenge ML den Wert Null hat, und eine zweite Charakteristiklinie definiert, die eine gerade Linie ist, die verglichen mit einer Steigung der ersten Charakteristiklinie einen geringeren Steigungswert hat; die Ablagerungscharakteristik durch die erste Charakteristiklinie und die zweite Charakteristiklinie definiert ist; der Druckabfall (ΔP) von dem Ausgangspunkt (IP) entlang der ersten Charakteristiklinie zu einem vorbestimmten Zunahmeübergangspunkt (ITP) zunimmt, und von dem Zunahmeübergangspunkt (ITP) entlang der zweiten Charakteristiklinie zunimmt; die Regenerierungsbestimmungseinheit die Ablagerungsmenge ML auf Grundlage der Ablagerungscharakteristik und eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine (1) berechnet, der zumindest den Druckabfall ΔP aufweist; ...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Abgasreinigungssystem einer Brennkraftmaschine, insbesondere zur Durchführung eines Regenerationsverfahrens eines Partikelfilters.
In letzter Zeit wurde eine Emissionssteuerung für in Fahrzeugen montierte Brennkraftmaschinen erforderlich. Insbesondere für eine Dieselkraftmaschine müssen Partikel, wie zum Beispiel Ruß (Kohle) und SOF (lösliche organische Bestandteile von Schwebstoffen), die in Abgas enthalten sind, zusätzlich zu CO, HC und NOx entfernt werden. Folglich ist in einem Abgasdurchlass ein Partikelfilter vorgesehen, um die ausgelassenen Partikel in dem Abgas zu sammeln.
In den Partikelfilter strömendes Abgas passiert eine poröse Trennwand, so dass die ausgelassenen Partikel an der Oberfläche der Trennwand und den kleinen Löchern gesammelt werden. Wenn die Menge der gesammelten Partikel übermäßig ansteigt, nimmt der Strömungswiderstand in dem Partikelfilter zu und ein Gegendruck in der Kraftmaschine steigt an. Als ein Ergebnis nimmt die Kraftmaschinenleistung ab. Daher müssen die durch den Partikelfilter gesammelten Partikel regelmäßig in einem Regenerationsprozess entfernt werden.
Ein Oxidationskatalysator, wie zum Beispiel Platin, ist normalerweise in Partikelfiltern vorgesehen, so dass die Regenerierung durchgeführt wird, während das Kraftfahrzeug betrieben wird. In diesem Fall wird Kraftstoff in einem Auslasstakt eingespritzt (Nacheinspritzung), so dass Kraftstoff zu dem Partikelfilter zum Entfernen der in dem Partikelfilter angehäuften Partikel zugeführt wird. Die angehäuften Partikel neigen verglichen mit dem Kraftstoff nicht dazu, oxidiert zu werden. Jedoch werden die angehäuften Partikel unter Verwendung von Verbrennungswärme des in der Nacheinspritzung eingespritzten Kraftstoffs oxidiert und entfernt.
Wenn die Regenerierung des Partikelfilters häufig durchgeführt wird, nimmt die Kraftstoffeffizienz ab. Wenn andererseits das Intervall der Regeneration lang wird, nimmt die Menge der angehäuften Partikel übermäßig zu und die übermäßige Menge der angehäuften Partikel kann in dem Regenerierungsprozess schnell verbrannt werden. In diesem Fall bekommt der Partikelfilter eine übermäßig hohe Temperatur und der Partikelfilter kann kaputt gehen. Daher wird bevorzugter Weise die Menge der angehäuften Partikel ausgewertet und die Regenerationszeitgebung wird auf Grundlage der Menge der angehäuften Partikel bestimmt. Gemäß einem in der JP-A-7-332065 offenbarten Abgasreinigungssystem wird der Strömungswiderstand infolge der Zunahme der Menge (Partikelanhäufungsmenge) der angehäuften Partikel in dem Partikelfilter erfasst und zum Bestimmen der Regenerationszeitgebung des Partikelfilters verwendet. Wenn die Partikelanhäufungsmenge in dem Partikelfilter zunimmt, nimmt der Strömungswiderstand (d. h., Druckabfall) des Partikelfilters zu. Wenn der Druckabfall des Partikelfilters einen vorbestimmten Wert überschreitet, wird die Regenerierung gestartet.
Es ist jedoch schwierig, die Partikelanhäufungsmenge in diesem Abgasreinigungssystem exakt zu messen. Dies liegt daran, dass die tatsächliche Partikelanhäufungsmenge nicht notwendigerweise zu jedem Zeitpunkt übereinstimmt, selbst wenn der Kraftmaschinenbetriebszustand, wie zum Beispiel der Druckabfall, der gleiche ist.
Des Weiteren werden die in dem Partikelfilter angehäuften Partikel infolge des Abgases mit der hohen Temperatur in Abhängigkeit des Betriebszustands der Kraftmaschine teilweise verbrannt, und zwar sogar vor der Regenerierung des Partikelfilters. Das Verhältnis zwischen der angehäuften Partikelmenge und dem Druckabfall ist zu dem Zeitpunkt, zu dem die Partikel in dem Partikelfilter angesammelt sind, und dem Zeitpunkt, zu dem die angesammelten Partikel verbrannt werden und abnehmen, unterschiedlich. Daher kann ein Messfehler in der Messung der Partikelanhäufungsmenge infolge des Unterschieds zwischen einer Zunahmecharakteristik der Partikelanhäufungsmenge und einer Abnahmecharakteristik der Partikelanhäufungsmenge verursacht werden. Der Messfehler kann die Regenerationszeitgebungsbestimmung beeinträchtigen. Außerdem werden die in dem Partikelfilter angehäuften Partikel teilweise verbrannt, falls die Regenerierung nicht vollendet wird und in der Anfangsphase der Regenerierung abgebrochen wird, und der Messfehler kann auftreten.
Ferner ist ein Abgasreinigungssystem gemäß den Oberbegriffen von Ansprüchen 1 und 4 aus „KONSTANDOPOULOS, Athanasios G. [et al.]: Fundamental studies of diesel particulate filters: transient loading, regeneration and aging. In: SAE transactions. Section 4: Journal of fuels and lubricants, Vol. 109, 2000, S. 683–705 (2000-01-1016). – ISSN 0096-0846-8” bekannt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In Hinsicht auf die vorgenannten Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Abgasreinigungssystem für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, das die Regenerationszeitgebung des Partikelfilters auf geeignete Weise bestimmen kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit Abgasreinigungssystemen jeweils mit den Merkmalen von Ansprüchen 1 und 4 gelöst.
Erfindungsgemäß wird ein Abgasreinigungssystem für eine Brennkraftmaschine verwendet. Das Abgasreinigungssystem hat einen Partikelfilter in einem Abgasdurchlass, um in dem Abgas enthaltene Partikel zu sammeln. Angehäufte und in dem Partikelfilter angehäufte Partikel werden verbrannt und entfernt, so dass der Partikelfilter aufbereitet wird. Das Abgasreinigungssystem hat eine Druckabfallerfassungseinheit, eine Regenerationszeitgebungseinheit, eine Abgaspartikelerfassungseinheit und eine Korrektureinheit. Die Druckabfallerfassungseinheit erfasst den Druckabfall ΔP des Partikelfilters. Die Regenerationszeitgebungseinheit definiert eine Charakteristik (Ablagerungscharakteristik) eines Verhältnisses zwischen der Ablagerungsmenge der Partikel und dem Druckabfall. Die Regenerationsbestimmungseinheit hat eine erste Charakteristiklinie und eine zweite Charakteristiklinie. Die erste Charakteristiklinie ist eine gerade Linie, die durch einen Anfangspunkt IP führt, in dem die Ablagerungsmenge ML den Wert Null hat. Die zweite Charakteristiklinie ist eine gerade Linie, die eine Steigung hat, die verglichen zu einer Steigung der ersten Charakteristiklinie weniger steil ist. Die Ablagerungscharakteristik ist durch die erste Charakteristiklinie und die zweite Charakteristiklinie definiert. Der Druckabfall nimmt entlang der ersten Charakteristiklinie von dem Anfangspunkt zu einem vorbestimmten Zunahmeübergangspunkt zu. Der Druckabfall nimmt ferner entlang der zweiten Charakteristiklinie von dem Zunahmeübergangspunkt zu. Die Regenerationsbestimmungseinheit berechnet die Ablagerungsmenge auf Grundlage der Ablagerungscharakteristik und eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine, welcher zumindest den Druckabfall aufweist. Die Regenerationsbestimmungseinheit bestimmt, ob die Ablagerungsmenge eine vorbestimmte Regenerationsanfangsmenge überschreitet, um zu bestimmen, ob die Regeneration des Partikelfilters durchgeführt werden muss. Die Abgaspartikelerfassungseinheit erfasst eine Brennbedingung der in dem Partikelfilter angehäuften Partikel. Die Korrektureinheit korrigiert die Ablagerungscharakteristik, so dass die zweite Charakteristiklinie im Wesentlichen parallel in einer Richtung verschoben wird, in der die Ablagerungsmenge groß wird, wenn sich die Partikel in dem Brennzustand befinden.
Wahlweise hat die Regenerationsbestimmungseinheit eine Zunahmecharakteristiklinie und eine Abnahmecharakteristiklinie. Die Zunahmecharakteristiklinie steht in der Richtung vor, in der der Druckabfall groß wird und führt durch den Anfangspunkt. Die Abnahmecharakteristiklinie steht in der Richtung vor, in der der Druckabfall klein wird. Die Ablagerungscharakteristik ist durch die Zunahmecharakteristiklinie und die Abnahmecharakteristiklinie definiert. Der Druckabfall nimmt entlang der Zunahmecharakteristiklinie von dem Anfangspunkt zu und nimmt entlang der Abnahmecharakteristiklinie zu dem Anfangspunkt ab. Die Regenerationsbestimmungseinheit berechnet die Ablagerungsmenge auf Grundlage der Ablagerungscharakteristik und eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine, der zumindest den Druckabfall beinhaltet. Die Regenerationsbestimmungseinheit bestimmt, ob die Ablagerungsmenge eine vorbestimmte Regenerationsanfangsmenge überschreitet, um zu bestimmen, ob die Regeneration des Partikelfilters durchgeführt werden muss. Die Regenerationsbestimmungseinheit berechnet die Ablagerungsmenge auf Grundlage der Zunahmecharakteristik, wenn sich die Partikel in einem nicht brennenden Zustand befinden und berechnet die Ablagerungsmenge auf Grundlage der Abnahmecharakteristik, wenn sich die Partikel in dem brennenden Zustand befinden.
Somit wird die Ablagerungscharakteristik auf geeignete Weise korrigiert, so dass die Ablagerungsmenge ML exakt berechnet werden kann. Daher wird die Ablagerungsmenge berechnet, wenn die Regeneration des Partikelfilters korrekt eingestellt werden kann und das Intervall der Regeneration geeignet eingestellt werden kann.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorstehenden und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich, die auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug nimmt. In den Zeichnungen ist:
1 ein schematisches Schaubild einer Struktur einer Brennkraftmaschine, die ein Abgasreinigungssystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet;
2 ein Graph eines Verhältnisses zwischen einer angehäuften Menge ML von in dem Partikelfilter angehäuften Partikeln und einem Druckabfall ΔP des Partikelfilters;
3A bis 3C schematische Diagramme eines Prozesses, gemäß dem ausgelassene Partikel in dem Partikelfilter angehäuft werden;
4 ein Graph eines Verhältnisses zwischen der angehäuften Menge ML von Partikeln und dem entsprechenden Druckabfall ΔP, während die angesammelten Partikel verbrannt und beseitigt werden;
5A bis 5C schematische Diagramme eines Prozesses, gemäß dem die in dem Partikelfilter angehäuften Partikel verbrannt und beseitigt werden.
6 ein Graph eines Verhältnisses zwischen der angehäuften Menge ML von Partikeln und dem entsprechenden Druckabfall ΔP, während die ausgelassenen Partikel in dem Partikelfilter angehäuft werden und die angehäuften Partikel verbrannt und beseitigt werden;
7 ein erstes Ablaufdiagramm einer Steuerroutine, die durch die ECU der Brennkraftmaschine unter Verwendung eines Abgasreinigungssystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird;
8 ein zweites Ablaufdiagramm einer Steuerungsroutine, die durch die ECU gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird;
9 ein Graph eines korrigierten Verhältnisses zwischen der Partikelmenge ML und dem Druckabfall ΔP;
10 ein Graph eines Korrekturprozesses des Verhältnisses zwischen der Partikelmenge ML und dem Druckabfall ΔP;
11 ein Graph eines Verhältnisses zwischen einer Temperatur des Partikelfilters und einer gegenwärtigen Partikelverbrennungsmenge MMLcomb;
12 ein erstes Ablaufdiagramm einer Steuerroutine, die durch die ECU der Brennkraftmaschine unter Verwendung eines Abgasreinigungssystems gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird;
13 ein zweites Ablaufdiagramm einer Steuerroutine, die durch die ECU gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird;
14 ein Graph eines Korrekturprozesses des Verhältnisses zwischen der Partikelmenge ML und dem Druckabfall ΔP gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;
15 ein Graph eines Verhältnisses zwischen der Partikelmenge ML und dem Druckabfall ΔP gemäß einer ersten Modifikation der vorliegenden Erfindung;
16 ein Graph eines Verhältnisses zwischen der Partikelmenge ML und dem Druckabfall ΔP gemäß einer zweiten Modifikation der vorliegenden Erfindung;
17 ein Graph eines Verhältnisses zwischen der Partikelmenge ML und dem Druckabfall ΔP gemäß einer dritten Modifikation der vorliegenden Erfindung;
18 ein Graph eines Verhältnisses zwischen der Partikelmenge ML und dem Druckabfall ΔP gemäß einer vierten Modifikation der vorliegenden Erfindung; und
19 ein Graph eines Verhältnisses zwischen der Partikelmenge ML und dem Druckabfall ΔP gemäß einer fünften Modifikation der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
[Erstes Ausführungsbeispiel]
Wie in 1 gezeigt ist, ist ein vierzylindriger Kraftmaschinenkörper (Kraftmaschine) 1 einer Dieselkraftmaschine mit einem Einlasskrümmer 21 verbunden, der mit Bezug auf den Luftstrom stromaufwärts der Kraftmaschine angeordnet ist. Der Einlasskrümmer 21 ist der am weitesten stromabwärts liegende Abschnitt eines Einlassdurchlasses 2. Der Kraftmaschinenkörper 1 ist zudem mit einem Auslasskrümmer 31 verbunden, der stromaufwärts des Kraftmaschinenkörpers 1 liegt. Der Auslasskrümmer 31 ist der am weitesten stromaufwärts liegende Abschnitt eines Auslassdurchlasses 3. Ein Sammelabschnitt des Auslasskrümmers 31 des Auslassdurchlasses 3 ist mit einem Partikelfilter 32 verbunden.
Der Partikelfilter 32 ist aus einer porösen Keramik, wie zum Beispiel Cordierit und Siliziumkarbid gefertigt. Bienenwabenförmige Strömungsdurchlässe der porösen Keramik sind teilweise geschlossen und der Filterkörper 4 ist konstruiert. Abgas strömt von Zylindern des Kraftmaschinenkörpers 1 zu einer Einlassöffnung 32a. Das Abgas strömt von der Einlassöffnung 32a zu dem Filterkörper 4 des Partikelfilters 32 und passiert Trennwände der porösen Keramik des Filterkörpers 4 und strömt zur stromabwärts liegenden Seite der Auslassöffnung 32b. In dem Abgas enthaltene ausgelassene Partikel PM werden durch die poröse Keramik gesammelt, während das Abgas den Partikelfilter 32 passiert, und werden in der porösen Keramik angehäuft, wenn das Kraftfahrzeug fährt. Ein Oxidationskatalysator ist an der Fläche des Filterkörpers 4 des Partikelfilters 32 getragen. Der Oxidationskatalysator besteht hauptsächlich aus einem Edelmetall, wie z. B. Platin und Palladium. Der Oxidationskatalysator führt Oxidation, Verbrennung und Beseitigung der in dem Partikelfilter 32 angehäuften ausgelassenen Partikel unter einer bestimmten Temperaturbedingung in einem Regenerationsprozess des Partikelfilters 32 durch.
Eine ECU (elektronische Steuereinheit) 51 ist zum Steuern der Kraftmaschinenvorrichtungen, wie zum Beispiel eines Injektors des Kraftmaschinenkörpers 1 vorgesehen. Verschiedene Betriebsbedingungssignale werden in die ECU 51 eingegeben. Ein Sensor ist zum Fühlen der Menge der in dem Partikelfilter 32 angehäuften ausgelassenen Partikel (angehäuften Partikel) vorgesehen und überträgt das Sensorsignal zu der ECU 51. In dem Abgasdurchlass 3 sind Temperatursensoren 53a, 53b vorgesehen. Die Temperatursensoren 53a, 53b durchdringen die Wand des Abgasdurchlasses 3, um die Temperatur des Abgases zu erfassen. Der Temperatursensor 53a ist an einer unmittelbar stromaufwärts liegenden Seite des Partikelfilters 32 vorgesehen. Der Temperatursensor 53b ist an einer unmittelbar stromabwärts liegenden Seite des Partikelfilters 32 vorgesehen. Die Temperatur (DPF-Einlasstemperatur) des die Einlassöffnung 32a des Partikelfilters 32 passierenden Abgases wird durch den Temperatursensor 53a erfasst. Die Temperatur (DPF-Auslasstemperatur) des durch die Auslassöffnung 32b des Partikelfilters 32 passierenden Abgases wird durch den Temperatursensor 53b erfasst. Die Temperatur (DPF-Temperatur) des Partikelfilters 32 wird in Übereinstimmung mit der DPF-Einlasstemperatur und der DPF-Auslasstemperatur berechnet.
Ein erster Abzweigungsdurchlass 33a und ein zweiter Abzweigungsdurchlass 33b sind mit dem Auslassdurchlass 3 verbunden. Der erste Abzweigungsdurchlass 33a zweigt von dem Auslassdurchlass 3 an der unmittelbaren stromaufwärts liegenden Seite des Partikelfilters 32 ab. Der zweite Abzweigungsdurchlass 33b zweigt von dem Auslassdurchlass 3 unmittelbar an der stromaufwärts liegenden Seite des Partikelfilters 32 ab. Ein Differentialdrucksensor 54 (Druckabfallerfassungseinheit) ist mit dem ersten Abzweigungsdurchlass 33a und dem zweiten Abzweigungsdurchlass 33b verbunden, um jeglichen Differentialdruck zwischen der Einlassöffnung 32a und der Auslassöffnung 32b zu erfassen. Der durch den Differentialdrucksensor 54 erfasste Differentialdruck wird durch den Partikelfilter 32 erzeugt.
Ein Luftmengenmesser 52 ist in dem Einlassdurchlass 2 zum Erfassen einer Einlassgasströmungsrate vorgesehen. Weitere sich auf den Betriebszustand beziehende Parameter, wie zum Beispiel eine Beschleunigungspedalstellung und eine Kühlwassertemperatur werden in die ECU 51 eingegeben. Die ECU 51 ist hauptsächlich aus einem Mikrocomputer konstruiert. Ein in der ECU 51 vorgesehener ROM hat ein Betriebssteuerprogramm, ein Regenerationssteuerprogramm, bestimmte Daten und dergleichen. Das Betriebssteuerprogramm steuert Vorrichtungen der Kraftmaschine 1. Das Regenerationssteuerprogramm berechnet die Menge ML (PM-Ablagerungsmenge ML) der in dem Partikelfilter 32 angehäuften ausgelassenen Partikel. Das Regenerationssteuerprogramm bestimmt zudem auf Grundlage des berechneten Werts der Partikelablagerungsmenge ML, ob die Regeneration des Partikelfilters 32 durchgeführt werden muss. Die bestimmten Daten werden zum Definieren von Charakteristiken (der Ablagerungscharakteristik) der Partikelablagerungsmenge ML gespeichert. Die Ablagerungscharakteristik wird für eine Berechnung verwendet, die durch das Regenerationssteuerprogramm durchgeführt wird.
In einem neuen Partikelfilter 32 und einem vollständig wiederaufbereiteten Partikelfilter 32 sind keine ausgelassenen Partikel angehäuft. Wenn, wie in 2 gezeigt ist, die ausgelassenen Partikel in dem neuen Partikelfilter 32 oder dem vollständig wieder aufbereiteten Partikelfilter 32 angesammelt werden, nimmt der Druckabfall ΔP zu, wenn die Partikelablagerungsmenge ML zunimmt. Das Profil des Verhältnisses zwischen dem Druckabfall ΔP und der Partikelablagerungsmenge ML wird zu einer aufwärts steigenden Linie.
Die Ablagerungscharakteristiken des Verhältnisses zwischen dem Druckabfall ΔP und der Ablagerungsmenge ML sind durch durchgezogene Linien gezeigt. Die Steigung der durchgezogenen Linien ändert sich an einem Übergangspunkt (Zunahmeübergangspunkt ITP), an dem die Partikelablagerungsmenge ML einen bestimmten Wert erreicht (Zunahmeübergangsablagerungsmenge ITML). Der Steigungsgrad der Ablagerungscharakteristik wird klein, wenn die Partikelablagerungsmenge ML die Zunahmeübergangsablagerungsmenge ITML überschreitet. Die Ablagerungscharakteristik kann durch zwei gerade Linien angenähert werden. Die tatsächliche Ablagerungscharakteristik kann auch durch die zwei geraden Linien exakt angenähert werden. Daher kann die Annäherung der Ablagerungscharakteristik einfach durchgeführt werden.
Wie in 3A bis 3C gezeigt ist, lagern sich die ausgelassenen Partikel PM an der Trennwand (DPF-Wand) des Partikelfilterkörpers 4 ab. Die Partikelablagerungsmenge ML nimmt in dieser Reihenfolge von 3A bis 3C zu. 3A zeigt einen Zustand des neuen Partikelfilters 32 oder des vollständig wiederaufbereiteten Partikelfilters 32. In dem Partikelfilter 32 sind in diesem Zustand keine ausgelassenen Partikel angehäuft. Ein Druckabfall ΔP wird erzeugt, wenn ausgelassene Partikel die DPF-Wände des Filterkörpers 4 passieren. Der Druckabfall ΔP hängt von einer Gestalt des Partikelfilters 32 ab.
Wie in 3B gezeigt ist, werden die ausgelassenen Partikel an der Oberfläche der DPF-Wand angesammelt, die sich an dem stromaufwärts liegenden Abschnitt des Abgasstroms befindet, und verstopfen kleine Löcher des Partikelfilters 32. Der Druckabfall ΔP nimmt zu, wenn die ausgelassenen Partikel die kleinen Löcher des Partikelfilters 32 verstopfen. Wie durch den Pfeil in 3B gezeigt ist, ist der Abgasstrom zu den kleinen Löchern gerichtet. Daher ist das Verstopfen der kleinen Löcher ein vorherrschender Faktor bei der Zunahme des Druckabfalls ΔP in diesem Anfangszustand.
Wie in 3C gezeigt ist, sind die kleinen Löcher verstopft und die Partikelablagerungsschicht ist an der Oberfläche der DPF-Wände ausgebildet. Daraufhin werden ausgelassene Partikel weiter angesammelt und die Dicke der Partikelablagerungsschicht nimmt weiter zu. In diesem Zustand ist das Dickerwerden der Partikelablagerungsschicht, die die Oberfläche der DPF-Wand bedeckt, ein vorherrschender Faktor bei der Zunahme des Druckabfalls ΔP.
An dem Zunahmeübergangspunkt ITP (siehe 2) ist eine große Anzahl der kleinen Löcher verstopft und die Partikelablagerungsschicht ist über der gesamten Fläche des Partikelfilters 32 ausgebildet. Der Zustand vor dem Zunahmeübergangspunkt ITP und der Zustand nach dem Zunahmeübergangspunkt ITP haben unterschiedliche vorherrschende Faktoren bezüglich der Zunahme des Druckabfalls ΔP. Die ausgelassenen Partikel können die kleinen Löcher passieren, wenn die kleinen Löcher nicht durch die ausgelassenen Partikel verstopft sind. Wenn die ausgelassenen Partikel jedoch in den kleinen Löchern angesammelt sind und die kleinen Löcher verstopft sind, nimmt der Druckabfall ΔP schnell zu. Nimmt man nun wieder auf 2 Bezug, ist an dem Zunahmeübergangspunkt ITP, wie durch die erste Partikelzunahmecharakteristiklinie gezeigt ist, eine Änderungsrate des Druckabfalls ΔP (ΔP-Änderungsrate) relativ groß mit Bezug auf die Änderung der Partikelablagerungsmenge ML, bis die meisten der kleinen Löcher verstopft sind. Im Gegensatz dazu ist, wie durch die zweite Partikelzunahmecharakteristiklinie gezeigt ist, an dem Zunahmeübergangspunkt ITP die ΔP-Zunahmerate relativ klein mit Bezug auf die Änderung der Partikelablagerungsmenge ML, nachdem die meisten der kleinen Löcher verstopft sind. Die ΔP-Änderungsrate ändert sich, nachdem die Partikelablagerungsmenge ML die Zunahmeübergangsablagerungsmenge ITML überschreitet.
Wenn, wie in 4 gezeigt ist, die den Partikelfilter 32 verstopfenden angehäuften Partikel verbrannt werden, nimmt die Partikelablagerungsmenge ML entlang der Ablagerungscharakteristiklinien ab. Dabei wird in den Ablagerungscharakteristiklinien das Profil des Verhältnisses zwischen dem Druckabfall ΔP und der Partikelablagerungsmenge ML eine abwärts geneigte Linie. Die Ablagerungscharakteristik ist durch gerade Linien gezeigt. Eine Steigung der geraden Linie ändert sich an einem Punkt (Abnahmeübergangspunkt DTP), an dem die Partikelablagerungsmenge ML einen bestimmten Wert erhält (Abnahmeübergangsablagerungsmenge DTML). Genauer gesagt, ist die Ablagerungscharakteristik durch zwei gerade Linien angenähert. Eine tatsächliche Ablagerungscharakteristik kann genau durch die beiden geraden Linien angenähert werden. Daher kann die Annäherung der Ablagerungscharakteristik einfach durchgeführt werden.
Wie in 5A bis 5C gezeigt ist, werden die in dem Partikelfilter 32 angehäuften ausgelassenen Partikel verbrannt und beseitigt, und die Partikelablagerungsmenge ML nimmt in dieser Reihenfolge ab. Zunächst werden die die kleinen Löcher verstopfenden angehäuften Partikel verbrannt und beseitigt, wie dies in 5A und 5B gezeigt ist. Daraufhin werden die an der Oberfläche der DPF-Wand angehäuften ausgelassenen Partikel verbrannt und beseitigt, wie dies in 5C gezeigt ist. Das heißt, die über der gesamten Fläche des Partikelfilters 32 ausgebildete Partikelablagerungsschicht wird in einer späten Stufe des Regenerationsprozesses beseitigt.
Wie durch die erste Partikelabnahmecharakteristiklinie in 4 gezeigt ist, nimmt der Druckabfall ΔP durch das Beseitigen der die kleinen Löcher verstopfenden angehäuften Partikel schnell ab. Wie durch die zweite Partikelabnahmecharakteristiklinie gezeigt ist, ist der Abnahmegrad des Druckabfalls ΔP in einem Zustand klein, indem die an der Oberfläche der DPF-Wand angehäuften ausgelassenen Partikel verbrannt und beseitigt werden. Die erste Partikelabnahmecharakteristiklinie entspricht dem Prozess, in dem die die kleinen Löcher verstopfenden ausgelassenen Partikel beseitigt werden.
Wie in 6 gezeigt ist, sind die Steigung der ersten Partikelzunahmecharakteristiklinie und die Steigung der ersten Partikelabnahmecharakteristiklinie im Wesentlichen gleich bzw. äquivalent. Das heißt, die erste Partikelzunahmecharakteristiklinie und die erste Partikelabnahmecharakteristiklinie sind im Wesentlichen parallel zueinander, da sich beide Charakteristiken von der Zunahme der die kleinen Löcher verstopfenden ausgelassenen Partikel bzw. der Abnahme der die kleinen Löcher verstopfenden ausgelassenen Partikel ergeben.
Die zweite Partikelzunahmecharakteristiklinie entspricht einem Prozess, in dem die Dicke der an der Oberfläche der DPF-Wand ausgebildeten Partikelablagerungsschicht zunimmt, nachdem die kleinen Löcher im Wesentlichen verstopft sind. Die zweite Partikelabnahmecharakteristiklinie entspricht einem Prozess, in dem die Dicke der Partikelablagerungsschicht abnimmt, nachdem die die kleinen Löcher verstopfenden ausgelassenen Partikel im Wesentlichen verbrannt sind.
Die Steigung der zweiten Partikelzunahmecharakteristiklinie und die Steigung der zweiten Partikelabnahmecharakteristiklinie sind im Wesentlichen äquivalent. Das heißt, die zweite Partikelzunahmecharakteristiklinie und die zweite Partikelabnahmecharakteristiklinie sind im Wesentlichen parallel, da sich beide Charakteristiken aus der Zunahme der die Partikelablagerungsschicht bildenden angehäuften Partikeln bzw. aus der Abnahme der die Partikelablagerungsschicht bildenden angehäuften Partikel ergeben.
Die erste Partikelzunahmecharakteristiklinie vor dem Überschreiten des Zunahmeübergangspunkts ITP und die zweite Partikelzunahmecharakteristiklinie nach dem Überschreiten des Zunahmeübergangspunkts ITP sind im Vorfeld in dem ROM der ECU 51 als normale Charakteristiklinien gespeichert. Die Charakteristiklinien sind durch Versuche oder dergleichen vorbestimmt.
Wie in 7 gezeigt ist, werden bei Schritt S101 eine vorherige Partikelablagerungsmenge ML und eine vorherige integrierte Partikelverbrennungsmenge IMLcomb gespeichert. Dabei ist die vorherige Partikelablagerungsmenge ML ein Wert, der berechnet wird, wenn die Kraftmaschine 1 vorher gestoppt war. Die vorherige integrierte Partikelverbrennungsmenge IMLcomb ist eine integrierte Verbrennungsmenge der in dem Partikelfilter 32 angehäuften ausgelassenen Partikel vor der Regenerierung des Partikelfilters 32.
Schritte S102, S103, S105, S106 sind Regenerierungsbestimmungseinheiten. Schritt S104 ist eine Korrektureinheit. Bei Schritt S102 wird bestimmt, ob ein charakteristischer Gleichungskorrekturmerker FLC angeschaltet ist oder nicht. Wenn bei Schritt S102 eine negative Bestimmung gemacht wird, wird die Partikelablagerungsmenge ML auf Grundlage einer normalen charakteristischen Gleichung bei Schritt S103 berechnet und die Routine schreitet zu Schritt S106 vor. Wenn bei Schritt S102 eine positive Bestimmung gemacht wird, schreitet die Routine zu Schritt S104 vor und eine Korrektur der charakteristischen Gleichung wird in Übereinstimmung mit der integrierten Partikelverbrennungsmenge IMLcomb berechnet (siehe Schritt S113), so dass die charakteristische Gleichung korrigiert wird. Bei Schritt S105 wird die Partikelablagerungsmenge ML in Übereinstimmung mit der bei Schritt S104 korrigierten charakteristischen Gleichung berechnet und die Routine schreitet zu Schritt S106 vor.
Insbesondere wird bei Schritt S103 und S105 die Partikelablagerungsmenge ML auf Grundlage eines Eingangswerts des Druckabfalls ΔP, der normalen charakteristischen Gleichung und der korrigierten charakteristischen Gleichung berechnet. Der durch den Drucksensor 54 erfasste Druckabfall ΔP wird jedoch durch die Strömungsgeschwindigkeit des durch den Partikelfilter 32 strömenden Abgases beeinträchtigt. Das heißt, wenn die Strömungsgeschwindigkeit hoch wird, nimmt der Differentialdruck (Druckabfall ΔP) zu, als würde die Partikelablagerungsmenge ML zunehmen. Daher wird die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases bei der Berechnung der Partikelablagerungsmenge ML berücksichtigt. Die Strömungsgeschwindigkeit wird auf Grundlage der Strömungsrate des Abgases gemessen. Genauer gesagt wird das Erfassungssignal des Druckabfalls ΔP in einen Wert des Druckabfalls ΔP in einer vorbestimmten Strömungsgeschwindigkeit umgewandelt. Der Wert des Druckabfalls ΔP wird in der charakteristischen Gleichung substituiert, so dass die Partikelablagerungsmenge ML exakt berechnet werden kann. Datenkennfelder und Umwandlungsgleichungen sind in der ROM der ECU 51 vorabgespeichert.
Eingangs wird die Partikelablagerungsmenge ML in Übereinstimmung mit der ersten Partikelzunahmecharakteristiklinie berechnet. Wenn die Partikelablagerungsmenge ML gleich oder größer als die Zunahmeübergangsablagerungsmenge ITML ist, wird die erste Partikelzunahmecharakteristiklinie auf die zweite Partikelzunahmecharakteristiklinie umgeschaltet.
Bei Schritt S106 wird bestimmt, ob die Partikelablagerungsmenge ML gleich oder größer als eine Regenerationsstartmenge MLth ist. Die Regenerationsstartmenge MLth wird auf Grundlage eines Maximalwerts der Partikelablagerungsmenge ML vorbestimmt. Der Maximalwert der Partikelablagerungsmenge ML ist eine maximal zulässige Partikelablagerungsmenge ML. Das Regenerieren des Partikelfilters 32 muss nicht durchgeführt werden, bis die Partikelablagerungsmenge gleich oder größer als der Maximalwert der Partikelablagerungsmenge ML wird (d. h., Regenerationsstartmenge MLth), weil ein Kraftmaschinengegendruck nicht übermäßig groß ist und die Kraftmaschinenleistung nicht übermäßig verringert ist, bevor die Partikelablagerungsmenge ML gleich oder größer als die Regenerierungsstartmenge MLth wird.
Wenn bei Schritt S106 eine positive Bestimmung gemacht wird, wird die auf den Schritt S114 folgende Routine ausgeführt und die Regenerierung des Partikelfilters 32 wird durchgeführt. Wenn jedoch die Partikelablagerungsmenge ML geringer als die Regenerierungsstartmenge MLth ist, wird bei Schritt S106 eine negative Bestimmung gemacht und die Routine schreitet zu Schritt S107 vor. Schritte S107 und S108 sind Erfassungseinheiten (Abgaspartikelerfassungseinheiten) eines Verbrennungszustands der angehäuften Partikel PM. Bei Schritt S107 wird ein Zustand des Partikelfilters 32 ausgewertet. Genauer gesagt wird ein Zustand der in dem Partikelfilter 32 angehäuften ausgelassenen Partikel auf Grundlage dessen bestimmt, ob die Menge der ausgelassenen Partikel abnimmt oder nicht. Die in dem Partikelfilter 32 angehäuften ausgelassenen Partikel werden verbrannt, so dass die Menge der ausgelassenen Partikel abnimmt.
Hier wird die DPF-Temperatur mit der Partikelverbrennungsstarttemperatur verglichen. Wenn die DPF-Temperatur höher als die Partikelverbrennungsstarttemperatur ist, wird bestimmt, dass die Partikel abnehmen. Die Partikelverbrennungsstarttemperatur wird auf Grundlage einer unteren Grenztemperatur der Verbrennung bestimmt. Die in dem Partikelfilter 32 angehäuften ausgelassenen Partikel werden als zum Verbrennen eingeschätzt, wenn die DPF-Temperatur höher als die untere Grenztemperatur ist. Dabei kann eine vorbestimmte Zeitspanne zu der Verbrennung aufaddiert werden, in der bestimmt wird, dass die Partikel verbrannt werden und die Menge der Partikel abnimmt. Genauer gesagt, werden, wenn die DPF-Temperatur höher als die Partikelverbrennungsstarttemperatur für die vorbestimmte Zeitspanne ist, die ausgelassenen Partikel zum Verbrennen bestimmt und die Menge der angehäuften Partikel in dem Partikelfilter 32 nimmt ab. In diesem Fall kann mit einem Fall, in dem die ausgelassenen Partikel zum Verbrennen bestimmt werden, wenn die DPF-Temperatur höher als die Partikelverbrennungsstarttemperatur in einer kurzen Zeitspanne wird, der Verbrennungszustand stetig bestimmt werden. Andere Erfassungssignale, wie zum Beispiel ein Betriebszustand der Kraftmaschine 1 können zum Bestimmen der umfassenden, das heißt, der vollständigen Bedingung der Verbrennung der angehäuften Partikel verwendet werden.
Bei Schritt S108 wird bestimmt, ob die Partikelablagerungsmenge ML gemäß dem Ergebnis der bei Schritt S107 durchgeführten Abschätzung abnimmt oder nicht. Wenn bei Schritt S108 eine positive Bestimmung gemacht wird, schreitet die Routine zu Schritt S109 vor. Wenn bei Schritt S108 andererseits eine negative Bestimmung gemacht wird, kehrt die Routine zu Schritt S102 zurück. Selbst wenn die DPF-Temperatur höher als die Partikelverbrennungsstarttemperatur ist, wird die positive Bestimmung bei Schritt S108 nicht gemacht, bis die Partikelablagerungsmenge ML gleich oder größer als die Zunahmeübergangsablagerungsmenge ITML wird.
Schritte S109 bis S113 sind Integrationseinheiten (Auslasspartikelintegrationseinheiten) zum Berechnen der integrierten Partikelverbrennungsmenge IMLcomb. Bei Schritt S109 wird der charakteristische Gleichungskorrekturmerker FLC angeschaltet. Bei Schritt S110 wird bestimmt, ob sich der Betriebszustand in einem stetigen Betriebszustand befindet oder nicht. Hier wird eine Temperaturverteilung des Partikelfilters 32 abgeschätzt, und wenn die Temperaturverteilung im Wesentlichen gleichmäßig ist, wird beispielsweise bestimmt, dass sich der Betriebszustand in dem stetigen Betriebszustand befindet. Insbesondere der Unterschied zwischen der DPF-Einlasstemperatur und der DPF-Auslasstemperatur wird als ein Grad der Temperaturverteilung (Temperaturgleichmäßigkeit) des Partikelfilters 32 berücksichtigt. Wenn der Grad der Temperaturverteilung des Partikelfilters 32 kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, wird der Betriebszustand als sich in dem stetigen Betriebszustand befindlich bestimmt. Ein Abgas strömt während den stetigen Betriebszuständen bei einer im Wesentlichen konstanten Temperatur regelmäßig in den Partikelfilter 32. Dementsprechend kann, wenn die Temperaturverteilung im Wesentlichen gleichmäßig ist, der Betriebszustand als sich in dem stetigen Betriebszustand befindlich bestimmt werden.
Die Temperatur des in den Partikelfilter 32 strömenden Abgases ändert sich, wenn sich der Betriebszustand in einem unstetigen Betriebszustand befindet. Beispielsweise nimmt die Temperatur des in dem Partikelfilter 32 strömenden Abgases zu, wenn das Fahrzeug beschleunigt. Zu diesem Zeitpunkt tritt zwischen der Einlassöffnung 32a und der Auslassöffnung 32b in dem Partikelfilter 32 ein Temperaturunterschied auf. Der Betriebszustand kann als ein unstetiger Betriebszustand bestimmt werden, das heißt, wenn die Temperaturverteilung in dem Partikelfilter 32 nicht gleichmäßig ist.
Wenn bei Schritt S110 der Betriebszustand als in dem stetigen Betriebszustand befindlich bestimmt wird, schreitet die Routine zu Schritt S111 vor. Dabei ist Schritt S110 eine Betriebszustandsbestimmungseinheit. Bei Schritt S111 (erste Berechnungseinheit) wird eine gegenwärtige Partikelverbrennungsmenge MMLcomb auf Grundlage eines Abnahmebetrags des Druckabfalls ΔP und einer Menge des von den Zylindern der Kraftmaschine ausgelassenen Abgaspartikels (Partikelauslassmenge PMout) berechnet. Dabei ist die gegenwärtige Partikelverbrennungsmenge MMLcomb eine Abnahmemenge der Partikelablagerungsmenge ML in dem Partikelfilter 32. Hier wird der gegenwärtige Druckabfall ΔP von dem in einem Speicher gespeicherten vorhergehenden Druckabfall ΔP abgezogen, so dass die Abnahmemenge des Druckabfalls ΔP berechnet wird. Daraufhin schreitet die Routine zu Schritt S113 vor.
Wenn bei Schritt S110 eine negative Bestimmung gemacht wird und der Betriebszustand als sich in dem unstetigen Betriebszustand befindlich bestimmt wird, schreitet die Routine zu Schritt S112 vor. Bei Schritt S112 (der zweiten Berechnungseinheit) wird die gegenwärtige Partikelverbrennungsmenge MMLcomb auf Grundlage der Temperatur des Partikelfilters 32 berechnet. Anschließend schreitet die Routine zu Schritt S113 vor.
Bei Schritt S113 (Nachführeinheit) wird die gegenwärtige Partikelverbrennungsmenge MMLcomb integriert, so dass sie zu der integrierten Partikelverbrennungsmenge IMLcomb wird. Das heißt, die berechnete gegenwärtige Partikelverbrennungsmenge MMLcomb wird zu einer vorher integrierten Partikelverbrennungsmenge IMLcomb, die in dem Speicher gespeichert ist, addiert, so dass die vorher integrierte Partikelverbrennungsmenge IMLcomb nachgeführt wird, so dass sie eine gegenwärtige integrierte Partikelverbrennungsmenge IMLcomb ist. Die integrierte Partikelverbrennungsmenge IMLcomb ist eine Partikelmenge, die durch die Verbrennung abgenommen hat, nachdem die Partikelablagerungsmenge ML die Zunahmeübergangsablagerungsmenge ITML überschritten hat. Danach kehrt die Routine zum Schritt S102 zurück.
Dementsprechend wird, wenn die Menge der angehäuften Partikel abnimmt, bevor der Partikelfilter 32 wieder aufbereitet wird, die Partikelablagerungsmenge ML auf Grundlage der korrigierten charakteristischen Gleichung berechnet. Die korrigierte charakteristische Gleichung wird ferner durch die integrierte Partikelverbrennungsmenge IMLcomb jedes Mal dann korrigiert, wenn die ausgelassenen Partikel abnehmen (Schritte S104, S105, S107 bis S113).
Wie in 9 gezeigt ist, zeigt die gepunktete Charakteristiklinie (normale Charakteristiklinie) eine Charakteristik, wenn die ausgelassenen Partikel gleichmäßig angehäuft sind, ohne verbrannt zu sein, und zwar vor der Regenerierung des Partikelfilters 32. Die normale Charakteristiklinie zeigt eine Ablagerungscharakteristik ohne Korrektur. Nimmt man nun wieder auf 6 Bezug, ist die normale Charakteristiklinie beim Zunehmen der Partikelablagerungsmenge ML durch die erste Partikelzunahmecharakteristiklinie und die zweite Partikelzunahmecharakteristiklinie definiert. Beim Abnehmen der Partikelablagerungsmenge ML ist die Ablagerungscharakteristik durch die erste Partikelabnahmecharakteristiklinie und die zweite Partikelabnahmecharakteristiklinie definiert.
Hier nimmt der Druckabfall ΔP beim Verbrennen der angehäuften Partikel entlang der Steigung der ersten Partikelabnahmecharakteristiklinie ab. In diesem Fall werden hauptsächlich die die kleinen Löcher des Partikelfilters 32 verstopfenden Partikel verbrannt. Die ausgelassenen Partikel werden verbrannt, woraufhin die ausgelassenen Partikel wieder damit anfangen, sich an der Partikelschicht abzulagern. In diesem Zustand nähert der Übergangspunkt (Zunahmeübergangspunkt ITP) der Charakteristiklinie einen Anfangspunkt IP an, wie in 9 gezeigt ist, und zwar verglichen mit dem Übergangspunkt der normalen Charakteristiklinie. Dabei beträgt die Partikelablagerungsmenge ML an dem Anfangspunkt Null. Wenn die die kleinen Löcher verstopfenden angehäuften Partikel verbrannt und beseitigt werden, wird die Dicke der angehäuften Partikel dünn. Dabei ist eine Zunahme der Partikelablagerungsschichtdicke ein vorherrschender Faktor der Steigung der zweiten Partikelabnahmecharakteristiklinie. Die Steigung der zweiten Partikelzunahmecharakteristiklinie ändert sich nicht, wenn das Ablagern der Partikel wieder anfängt, da die Partikelablagerungsschicht an der Fläche des Partikelfilters 32 verbleibt und die kleinen Löcher immer noch mit der Partikelablagerungsschicht bedeckt sind. Daher verstopfen die ausgelassenen Partikel in diesem Zustand die kleinen Löcher nicht mehr von außerhalb des Partikelfilters 32.
Folglich wird die zweite Partikelzunahmecharakteristiklinie um die integrierte Partikelverbrennungsmenge IMLcomb von der Position der normalen Charakteristiklinie in Richtung der Achse der Partikelablagerungsmenge ML verschoben. Die zweite Partikelzunahmecharakteristiklinie wird nach der Verbrennung der angehäuften Partikel PM zu einer korrigierten Charakteristiklinie. Der Druckabfall ΔP und die Partikelablagerungsmenge ML folgen der korrigierten Ablagerungscharakteristiklinie nach der Verbrennung.
Somit wird die bei der Berechnung der Partikelablagerungsmenge ML verwendete Charakteristiklinie so korrigiert, dass die Partikelablagerungsmenge ML selbst dann korrekt berechnet werden kann, wenn die angehäuften Partikel vor der Regenerierung des Partikelfilters 32 verbrannt werden. Wenn die Partikelablagerungsmenge ML unter Verwendung der normalen Charakteristiklinie berechnet wird, wird die Partikelablagerungsmenge ML kleiner als die tatsächliche Partikelablagerungsmenge ML in dem Partikelfilter 32. Daher neigt das Regenerierungsintervall dazu, länger zu werden, wenn die normale Charakteristiklinie zum Berechnen der Partikelablagerungsmenge ML verwendet wird. Dementsprechend neigen die Partikel dazu übermäßig an der Fläche des Partikelfilters 32 angehäuft zu werden. In diesem Fall ist es schwierig, eine schnelle Verbrennung infolge der übermäßig angehäuften Partikel zu vermeiden. Dementsprechend muss, falls die normale Charakteristiklinie verwendet wird, eine Regenerationsstartmenge MLth der Partikel auf einen kleinen Wert gesetzt werden und die Anzahl der Regenerationen nimmt zu. Im Gegensatz dazu wird in diesem Ausführungsbeispiel die charakteristische Ablagerungslinie auf geeignete Weise korrigiert, so dass die Häufigkeit der Regenerationen zutreffend eingestellt werden kann.
Der Verschiebebetrag der zweiten Partikelzunahmecharakteristiklinie ist äquivalent zu dem Verbrennungsbetrag der die kleinen Löcher des Partikelfilters 32 verstopfenden angehäuften Partikel (d. h. eine Menge der in den kleinen Löchern angehäuften und während der Verbrennung beseitigten Partikel). Dementsprechend ist der Verschiebebetrag der zweiten Partikelzunahmecharakteristiklinie beschränkt. Das heißt, der Verschiebebetrag übersteigt im Prinzip die Zunahmeübergangsablagerungsmenge ITML nicht. Wenn der Verschiebebetrag gleich wie die Zunahmeübergangsablagerungsmenge ITML ist, wird die charakteristische Ablagerungslinie so verschoben, dass sie durch den Anfangspunkt IP hindurchführt. Dabei hat die den Anfangspunkt IP passierende charakteristische Ablagerungslinie die gleiche Steigung wie die der zweiten Partikelzunahmecharakteristiklinie der normalen Charakteristiklinie. Dem entsprechend wird bei Schritt S104 aus 7, falls die Korrektur (d. h. der Verschiebebetrag) die Zunahmeübergangsablagerungsmenge ITML der normalen Charakteristiklinie überschreitet, die Korrektur bei der Zunahmeübergangsablagerungsmenge ITML der normalen Charakteristiklinie eingestellt.
Dabei ist es wichtig, die integrierte Partikelverbrennungsmenge IMLcomb präzise zu berechnen, um eine geeignete korrigierte charakteristische Gleichung zu erhalten. In diesem Ausführungsbeispiel wird die gegenwärtige Partikelverbrennungsmenge MMLcomb so berechnet, dass die integrierte Partikelverbrennungsmenge IMLcomb berechnet wird. Die Schritte S110 bis S112 werden IMLcomb berechnet wird. Die Schritte S110 bis S112 werden so ausgeführt, dass die gegenwärtige Partikelverbrennungsmenge MMLcomb berechnet wird. Bei Schritt S111 wird die gegenwärtige Partikelverbrennungsmenge MMLcomb auf Grundlage eines Abnahmebetrags des Druckabfalls ΔP und einer von der Kraftmaschine 1 ausgelassene Partikelauslassmenge PMout berechnet. Genauer gesagt werden die angehäuften Partikel anfänglich hauptsächlich in den kleinen Löchern des Partikelfilters 32 verbrannt. Dementsprechend ist in diesem Zustand ein Zuwachs des Druckabfalls ΔP mit Bezug auf die Abnahmemenge der Partikelablagerungsmenge ML äquivalent zu der Steigung der ersten Partikelabnahmecharakteristiklinie.
Im Gegensatz dazu werden während der Verbrennung die Partikel von den Zylindern der Kraftmaschine 1 ausgelassen und weiter an der an dem Partikelfilter 32 ausgebildeten Partikelablagerungsschicht angehäuft. In diesem Zustand werden die ausgelassenen Partikel an der Partikelablagerungsschicht angehäuft und die Dicke der Partikelablagerungsschicht nimmt zu. Dementsprechend ist ein Zuwachs des Druckabfalls ΔP mit Bezug auf die Zunahmemenge der Partikelablagerungsmenge ML äquivalent zu der Steigung der zweiten Partikelzunahmecharakteristiklinie. Das heißt, wie in 10 gezeigt ist, nimmt der Druckabfall ΔP von dem Druckabfall ΔP1 entlang einer Charakteristiklinie (erste Partikelabnahmecharakteristiklinie (1)) ab, die dieselbe Steigung wie die der ersten Partikelzunahmecharakteristiklinie hat, während die angehäuften Partikel in den kleinen Löchern verbrannt und beseitigt werden. Währenddessen lagern sich ausgelassene Partikel weiter an der Partikelablagerungsschicht ab und der Druckabfall ΔP nimmt entlang der zweiten Partikelzunahmecharakteristiklinie (2) (d. h. der korrigierten zweiten Partikelzunahmecharakteristiklinie) IPML = [d(ΔP) + θ2PMout]/θ1 (1)

θ1:: Steigungswinkel der ersten Partikelabnahmecharakteristiklinie
θ2:: Steigungswinkel der zweiten Partikelzunahmecharakteristiklinie
d(ΔP):: Abnahmebetrag des Druckabfalls ΔP
PMout:: Menge der ausgelassenen Partikel PM

Dabei ist θ1 gleich wie der Steigungswinkel der ersten Partikelzunahmecharakteristiklinie und θ2 ist gleich wie der Steigungswinkel der zweiten Partikelabnahmecharakteristiklinie.
Bei Schritt S112 in 7 wird die gegenwärtige Partikelverbrennungsmenge MMLcomb auf Grundlage der Temperatur des Partikelfilters 32 berechnet. Genauer gesagt wird die gegenwärtige Partikelverbrennungsmenge MMLcomb auf Grundlage eines Datenkennfelds eines Verhältnisses zwischen der Temperatur des Partikelfilters 32 und der gegenwärtigen Partikelverbrennungsmenge MMLcomb berechnet, da die Verbrennungsgeschwindigkeit der ausgelassenen Partikel von der Temperatur des Partikelfilters 32 abhängt. Wie in 11 gezeigt ist, nimmt in dem Datenkennfeld die gegenwärtige Partikelverbrennungsmenge MMLcomb zu, wenn die Temperatur des Partikelfilters 32 zunimmt. Das Datenkennfeld ist in einem Temperaturbereich definiert, der höher als die Starttemperatur der Partikelverbrennung ist. Die Partikelverbrennungsstarttemperatur ist eine Minimaltemperatur, bei der die in dem Partikelfilter 32 angehäuften ausgelassenen Partikel verbrannt werden können.
Bei Schritt S111 in 7 wird die gegenwärtige Partikelverbrennungsmenge MMLcomb auf Grundlage der Abnahmemenge des Druckabfalls ΔP und der Partikelauslassmenge PMout berechnet. Im Gegensatz dazu wird bei Schritt S112 die gegenwärtige Partikelverbrennungsmenge MMLcomb auf Grundlage der Temperatur des Partikelfilters 32 berechnet.
Die gegenwärtige Partikelverbrennungsmenge MMLcomb kann bei Schritt S111 in einem stetigen Betrieb, verglichen mit Schritt S112, präziser berechnet werden. Im Gegensatz dazu nimmt die Gleichmäßigkeit der Temperaturverteilung des Partikelfilters 32 während dem unstetigen Betrieb, wie zum Beispiel dem Übergangszustand, ab. In diesem Zustand werden die Steigungswinkel θ1 und θ2 zu ungeeigneten Werten. Dabei definieren die Steigungswinkel θ1 und θ2 das Verhältnis zwischen der Abnahmemenge des Druckabfalls ΔP und der Abnahmemenge der Partikelablagerungsmenge ML. Dementsprechend nimmt der Grad eines Berechnungsfehlers zu, wenn das bei Schritt S111 durchgeführte Berechnungsverfahren während dem unstetigen Betrieb verwendet wird. Daher wird das bei Schritt S112 durchgeführte Verfahren bevorzugter Weise während dem unstetigen Betrieb verwendet. In diesem Ausführungsbeispiel kann die gegenwärtige Partikelverbrennungsmenge MMLcomb auf Grundlage eines aus diesen beiden Verfahren (d. h., Schritt S111 und S112) in Abhängigkeit des Betriebszustands ausgewähltem Verfahren berechnet werden. Daher kann die integrierte Partikelverbrennungsmenge IMLcomb präzise berechnet werden.
In diesem Ausführungsbeispiel wird die Charakteristiklinie jedes Mal dann korrigiert, wenn die gegenwärtige Partikelverbrennungsmenge MMLcomb berechnet wird. Jedoch kann die gegenwärtige Partikelverbrennungsmenge MMLcomb Schwankungen aufweisen. Dementsprechend kann die Charakteristiklinie stufenweise korrigiert werden, wenn die gegenwärtige Partikelverbrennungsmenge MMLcomb um einen vorbestimmten Betrag zunimmt. In diesem Fall können die Berechnungsprozesse verringert werden. Wenn bei Schritt S101 eine positive Bestimmung gemacht wird, wird die Regenerierung des Partikelfilters 32 bei Schritt S114 durchgeführt. Die Regenerierung des Partikelfilters 32 wird beispielsweise durch eine Nacheinspritzung von einem Injektor durchgeführt.
Bei Schritt S115 wird die Partikelablagerungsmenge ML unter Verwendung einer korrigierten charakteristischen Gleichung berechnet. Die korrigierte charakteristische Gleichung ist gleich wie die zweite Partikelzunahmecharakteristiklinie und ist durch eine durch den Anfangspunkt IP hindurchführende gerade Linie definiert. Der Druckabfall ΔP nimmt entlang der zweiten Partikelzunahmecharakteristiklinie ab, wenn die Regenerierung des Partikelfilters 32 fortschreitet, nachdem die in den kleinen Löchern des Partikelfilters 32 angehäuften Partikel verbrannt und beseitigt wurden.
Bei Schritt S116 wird bestimmt, ob die Partikelablagerungsmenge ML kleiner als eine Regenerierungsvollendungsmenge RCML ist. Die Regenerierungsvollendungsmenge RCML ist eine Menge, bei der die Regenerierung des Partikelfilters 32 vollendet ist. Wenn bei Schritt S116 eine negative Bestimmung gemacht wird, kehrt die Routine zu Schritt S115 zurück. Die Schritte S115 und S116 werden wiederholt, bis bei Schritt S116 eine positive Bestimmung gemacht wird. Wenn bei Schritt S116 eine positive Bestimmung gemacht wurde, schreitet die Routine zu Schritt S117 vor. Bei Schritt S117 wird die Nacheinspritzung oder dergleichen gestoppt und die Regenerierung des Partikelfilters 32 wird vollendet. In diesem Zustand sind die angehäuften Partikel vollständig verbrannt und beseitigt. Daher ist die Korrektur der charakteristischen Gleichung nicht notwendig. Bei Schritt S118 wird der Korrekturmerker FLC für die charakteristische Gleichung ausgeschaltet. Bei Schritt S119 wird die integrierte Partikelverbrennungsmenge IMLcomb zurückgesetzt. Die integrierte Partikelverbrennungsmenge IMLcomb wird während einer Zeitspanne verwendet, bis die nächste Regenerierung an dem Partikelfilter 32 durchgeführt wird.
Somit wird die Partikelablagerungsmenge ML präzise berechnet, so dass die Regenerierung des Partikelfilters 32 zu einer geeigneten Zeitgebung in diesem Gasreinigungsgerät durchgeführt werden kann. Daher kann eine zu frühe Regenerierung des Partikelfilters 32 verhindert werden und eine Energieeffizienz kann sichergestellt werden. Außerdem kann verhindert werden, dass der Partikelfilter 32 einen übermäßigen Temperaturanstieg infolge einer Verspätung der Regenerierung ausgesetzt ist und eine Kraftmaschinenleistung kann sichergestellt werden.
[Zweites Ausführungsbeispiel]
Wie in 12 und 13 gezeigt ist werden bei Schritt S201 die vorangehenden Betriebsstati gespeichert. Die vorangehenden Betriebsstati sind die Partikelablagerungsmenge ML, die integrierte Partikelverbrennungsmenge IMLcomb, eine Position eines charakteristischen Gleichungsmerkers FLG und dergleichen, als die Kraftmaschine 1 vorangehend gestoppt wurde. Hier hat der charakteristische Gleichungsmerker FLG zwei Positionen (3 und 4).
Die Schritte S202 und S208 sind Erfassungseinheiten (Abgaspartikelerfassungseinheiten) des Verbrennungszustands der angehäuften Partikel PM. Die Schritte S203 bis S206 sind Bestimmungseinheiten (Regenerierungsbestimmungseinheiten). Bei Schritt S102 wird der Zustand des Partikelfilters 32 auf dieselbe Weise wie bei Schritt S107 des ersten Ausführungsbeispiels abgeschätzt. Bei Schritt S103 wird auf Grundlage des Ergebnisses von Schritt S202 bestimmt, ob die Partikelablagerungsmenge ML abnimmt oder nicht. Wenn bei Schritt S203 eine negative Bestimmung gemacht wird, schreitet die Routine zu Schritt S204 vor. Wenn andererseits bei Schritt S203 eine positive Bestimmung gemacht wird, schreitet die Routine zu Schritt S205 vor.
Bei Schritt S204 wird die Partikelablagerungsmenge ML auf Grundlage einer charakteristischen Gleichung (d. h., der ersten Partikelzunahmecharakteristiklinie und der zweiten Partikelzunahmecharakteristiklinie) berechnet, in der die Partikelablagerungsmenge ML zunimmt. Die Partikelablagerungsmenge ML wird auf Grundlage der ersten Partikelzunahmecharakteristiklinie berechnet, bevor die Partikelablagerungsmenge ML die Zunahmeübergangsablagerungsmenge ITML überschreitet. Die Partikelablagerungsmenge ML wird auf Grundlage der zweiten Partikelzunahmecharakteristiklinie berechnet, nachdem die Partikelablagerungsmenge ML die Zunahmeübergangsablagerungsmenge ITML überschritten hat. Daraufhin schreitet die Routine zu Schritt S207 vor.
Wenn bei Schritt S205 die integrierte Partikelverbrennungsmenge IMLcomb kleiner als eine Abnahmemenge (erste Partikelverbrennungsmenge FMLcomb der Partikelablagerungsmenge ML zwischen einem Regenerierungsstartpunkt RSP und dem Abnahmeübergangspunkt DTP (6) ist, wird der charakteristische Merker FLG auf den Wert 3 gesetzt. Wenn die integrierte Partikelverbrennungsmenge IMLcomb gleich oder größer als die erste Partikelverbrennungsmenge FMLcomb ist, wird der charakteristische Merker FLG auf den Wert 4 gesetzt. Hier ist die erste Partikelverbrennungsmenge FMLcomb im Wesentlichen äquivalent zu der Zunahmeübergangsablagerungsmenge ITML der durch die kleinen Löcher des Partikelfilters 32 gesammelten Partikel. Die erste Partikelverbrennungsmenge FMLcomb ist zudem äquivalent zu einer Menge der die kleinen Löcher des Partikelfilters 32 nach der Regenerierung des Partikelfilters 32 verstopfenden Partikel.
Wenn die integrierte Partikelverbrennungsmenge IMLcomb die erste Partikelverbrennungsmenge FMLcomb überschreitet, wird die Menge der die kleinen Löcher verstopfenden angehäuften Partikel im Wesentlichen verbrannt und beseitigt. Bevor die integrierte Partikelverbrennungsmenge IMLcomb die erste Partikelverbrennungsmenge FMLcomb überschreitet, nimmt der Druckabfall ΔP entlang der ersten Partikelabnahmecharakteristiklinie ab. Nachdem die integrierte Partikelverbrennungsmenge IMLcomb die erste Partikelverbrennungsmenge FMLcomb überschritten hat, nimmt der Druckabfall ΔP entlang der zweiten Partikelabnahmecharakteristiklinie ab.
Nimmt man nun wieder auf 12 Bezug, wird bei Schritt S206 die Partikelablagerungsmenge ML berechnet. Wenn hier der charakteristische Merker FLG auf den Wert 3 gesetzt ist, wird die Partikelablagerungsmenge ML auf Grundlage der ersten Partikelabnahmecharakteristiklinie berechnet. Wenn der charakteristische Merker FLG auf den Wert 4 gesetzt ist, wird die Partikelablagerungsmenge ML auf Grundlage der zweiten Partikelabnahmecharakteristiklinie berechnet.
Die erste Partikelabnahmecharakteristiklinie und die zweite Partikelabnahmecharakteristiklinie sind in dem Ablauf der Routine auf eine andere Weise als die vorbestimmte erste Partikelzunahmecharakteristiklinie definiert. In diesem Ausführungsbeispiel wird die zweite Partikelzunahmecharakteristiklinie eingangs so vorbestimmt, dass sie eine Charakteristiklinie ist, die zu der normalen Charakteristiklinie des ersten Ausführungsbeispiels äquivalent ist. Jedoch wird diese zweite Partikelzunahmecharakteristiklinie modifiziert, wenn die Partikelablagerungsmenge ML abnimmt.
Bei Schritt S207 wird auf dieselbe Art und Weise wie bei Schritt S106 in dem ersten Ausführungsbeispiel bestimmt, ob die Partikelablagerungsmenge ML gleich oder größer als die Regenerierungsstartmenge MLth ist. Wenn bei Schritt S207 eine positive Bestimmung gemacht wird, wird eine Routine nach dem Schritt S214 (siehe 11) ausgeführt, so dass die Regenerierung des Partikelfilters 32 durchgeführt wird. Wenn die Partikelablagerungsmenge ML geringer als die Regenerierungsstartmenge MLth ist, wird bei Schritt S207 eine negative Bestimmung gemacht und die Routine schreitet zu Schritt S208 vor.
Bei Schritt S208 wird auf Grundlage des Ergebnisses von Schritt S202 auf dieselbe Weise wie bei Schritt S203 bestimmt, ob die Partikelablagerungsmenge ML abnimmt. Wenn bei Schritt S208 eine positive Bestimmung gemacht wird, schreitet die Routine zu Schritt S209 vor. Wenn andererseits bei Schritt S208 eine negative Bestimmung gemacht wird, schreitet die Routine zu Schritt S202 vor.
Die Schritte S209 bis S212 sind Integrationseinheiten (Abgaspartikelintegrationseinheiten) zum Integrieren der Verbrennungsmenge der angehäuften Partikel PM.
Bei Schritt S209 wird bestimmt, ob sich der Betriebszustand in dem stetigen Betriebszustand befindet, und zwar auf dieselbe Weise wie bei Schritt S110 in dem ersten Ausführungsbeispiel. Hier ist Schritt S209 die Betriebszustandsbestimmungseinheit. Wenn bei Schritt S209 eine positive Bestimmung gemacht wird, schreitet die Routine zu Schritt S210 vor. Bei Schritt S210 wird die gegenwärtige Partikelverbrennungsmenge MMLcomb auf Grundlage des Abnahmebetrags des Druckabfalls ΔP und der Partikelauslassmenge PMout von dem Zylinder der Kraftmaschine 1 auf dieselbe Art und Weise wie bei Schritt S111 des ersten Ausführungsbeispiels berechnet. Wenn bei Schritt S209 eine negative Bestimmung gemacht wird, schreitet die Routine zu Schritt S211 vor. Bei Schritt S211 wird die gegenwärtige Partikelverbrennungsmenge MMLcomb auf Grundlage der Temperatur des Partikelfilters 32 auf dieselbe Art und Weise wie bei Schritt S112 des ersten Ausführungsbeispiels berechnet.
Nach dem Ausführen der Routine bei Schritt S210 oder Schritt S211 schreitet die Routine zu Schritt S212 vor. Bei Schritt S212 (der Nachführeinheit) wird die gegenwärtige Partikelverbrennungsmenge MMLcomb auf dieselbe Art und Weise wie beim Schritt S113 des ersten Ausführungsbeispiels integriert, so dass sie zu der integrierten Partikelverbrennungsmenge IMLcomb wird. Wenn bei Schritt S213 die bei Schritt S212 berechnete integrierte Partikelverbrennungsmenge IMLcomb kleiner als die erste Partikelverbrennungsmenge FMLcomb ist, wird der charakteristische Merker FLG auf den Wert 3 gesetzt. Wenn andererseits die integrierte Partikelverbrennungsmenge IMLcomb gleich oder größer als die erste Partikelverbrennungsmenge FMLcomb ist, wird der charakteristische Merker FLG auf den Wert 4 gesetzt. Daraufhin kehrt die Routine zu Schritt S202 zurück.
Wenn die Partikelablagerungsmenge ML nicht abnimmt, wird die Partikelablagerungsmenge ML auf Grundlage der ersten Partikelzunahmecharakteristiklinie und der zweiten Partikelzunahmecharakteristiklinie berechnet. Wenn im Gegensatz dazu die Partikelablagerungsmenge ML abnimmt, wird die Partikelablagerungsmenge ML auf Grundlage der ersten Partikelabnahmecharakteristiklinie und der zweiten Partikelabnahmecharakteristiklinie berechnet (siehe Schritte S203 bis S206 und S208 bis S213). Wenn dabei die integrierte Partikelverbrennungsmenge IMLcomb kleiner als die erste Partikelverbrennungsmenge FMLcomb ist, wird die erste Partikelabnahmecharakteristiklinie zum Berechnen der Partikelablagerungsmenge ML verwendet. Wenn im Gegensatz dazu die integrierte Partikelverbrennungsmenge IMLcomb gleich oder größer als die erste Partikelverbrennungsmenge FMLcomb ist, wird die zweite Partikelabnahmecharakteristiklinie zum Berechnen der Partikelablagerungsmenge ML verwendet.
Als nächstes wird eine Charakteristik eines Verhältnisses zwischen dem Druckabfall ΔP und der Partikelablagerungsmenge ML, und eine charakteristische Gleichung, die zum Berechnen der Partikelablagerungsmenge ML verwendet wird, mit Bezug auf einen Prozess vor der Regenerierung des Partikelfilters 32 beschrieben. Wie in 4 gezeigt ist, ist das Verstopfen der kleinen Löcher des Partikelfilters 32 durch die angehäuften Partikel ein vorherrschender Faktor für die Zunahme des Druckabfalls ΔP, bevor die Partikelablagerungsmenge ML gleich oder größer als die Zunahmeübergangsablagerungsmenge ITML wird. Wenn in dieser Zeitspanne die die kleinen Löcher verstopfenden angehäuften Partikel verbrannt werden, kehrt der Druckabfall ΔP zu dem Anfangspunkt IP entlang der ersten Partikelzunahmecharakteristiklinie zurück.
Der Druckabfall ΔP nimmt entlang der zweiten Partikelzunahmecharakteristiklinie zu, nachdem er den Zunahmeübergangspunkt ITP überschritten hat. Wenn die die kleinen Löcher verstopfenden angehäuften Partikel in dieser Zeitspanne verbrannt werden, nimmt die Partikelablagerungsmenge ML rapide ab. Das heißt, die Abnahmemenge des Druckabfalls ΔP wird mit Bezug auf die Abnahmemenge der Partikelablagerungsmenge ML auf dieselbe Weise, wie sie durch (1) in 10 gezeigt ist, groß. Wenn hier die Partikelablagerungsmenge ML in dieser Zeitspanne bei Punkt P1 abnimmt, wird eine erste Partikelabnahmecharakteristiklinie (1a) so eingestellt, dass sie zu diesem Zeitpunkt den Druckabfall ΔP und die Partikelablagerungsmenge ML durchfährt. Die erste Partikelabnahmecharakteristiklinie (1a) aus 14 ist äquivalent zu der ersten Partikelabnahmecharakteristiklinie (1) aus 10 und hat denselben Steigungswinkel θ1, wie der der ersten Partikelabnahmecharakteristiklinie. Daher wird in diesem Fall die Partikelablagerungsmenge ML in Übereinstimmung mit der ersten Partikelzunahmecharakteristiklinie (1a) berechnet, die eine Steigung (Zuwachs) hat, die die gleiche wie die der ersten Partikelzunahmecharakteristiklinie ist.
Hier wird davon ausgegangen, dass eine Charakteristik in dem gegenwärtigen Ablagerungs-/Verbrennungsprozess und eine Charakteristik in dem vorangehenden Ablagerungs-/Verbrennungsprozess ein äquivalentes Verhältnis zwischen dem Druckabfall ΔP und der Partikelablagerungsmenge ML haben. Daher werden der Druckabfall ΔP und die Partikelablagerungsmenge ML bei P1 in Übereinstimmung mit einem vorangehenden Verhältnis (vorangehendem Prozess) zwischen dem Druckabfall ΔP und der Partikelablagerungsmenge ML in der zweiten Partikelzunahmecharakteristiklinie berechnet, wenn die Partikelablagerungsmenge ML damit anfängt, abzunehmen (gegenwärtigem Prozess). Wenn die Partikelablagerungsmenge ML von dem abnehmenden Zustand bei P2 zu dem zunehmenden Zustand zurückkehrt, wird eine zweite Partikelzunahmecharakteristiklinie (2a) so eingestellt, dass sie zu diesem Zeitpunkt den Druckabfall ΔP und die Partikelablagerungsmenge ML passiert. Die zweite Partikelzunahmecharakteristiklinie (2a) aus 14 ist äquivalent zu der zweiten Partikelzunahmecharakteristiklinie (2) aus 10 und hat den gleichen Steigungswinkel θ2 wie der Steigungswinkel der zweiten Partikelzunahmecharakteristiklinie. Dabei wird die Partikelablagerungsmenge ML in Übereinstimmung mit der zweiten Partikelzunahmecharakteristiklinie (2a) berechnet. Die zweite Partikelzunahmecharakteristiklinie (2a) hat eine Steigung (Zuwachs), die gleich wie die der zweiten Partikelzunahmecharakteristiklinie der normalen Charakteristiklinie des ersten Ausführungsbeispiels ist.
Hier werden der Druckabfall ΔP und die Partikelablagerungsmenge ML bei P2 in Übereinstimmung mit dem vorangehenden Verhältnis (vorangehendem Prozess) zwischen dem Druckabfall ΔP und der Partikelablagerungsmenge ML in der ersten Partikelabnahmecharakteristiklinie berechnet, wenn die Partikelablagerungsmenge ML damit anfängt, zuzunehmen (gegenwärtiger Prozess). Daraufhin wird eine erste Partikelabnahmecharakteristiklinie (3a) so eingestellt, dass sie den Druckabfall ΔP und die Partikelablagerungsmenge ML zu diesem Zeitpunkt passiert, wenn die Partikelablagerungsmenge ML von dem zunehmenden Zustand bei Punkt P3 zu dem abnehmenden Zustand zurückkehrt. Die erste Partikelabnahmecharakteristiklinie (3a) ist äquivalent zu der ersten Partikelabnahmecharakteristiklinie (1a) und hat den gleichen Steigungswinkel θ1, wie der der ersten Partikelzunahmecharakteristiklinie.
Daher treten der abnehmende Zustand (1a, 3a) der Partikelablagerungsmenge ML und der zunehmende Zustand (2a) der Partikelablagerungsmenge ML alternativ auf. Dementsprechend werden die erste Partikelabnahmecharakteristiklinie und die zweite Partikelzunahmecharakteristiklinie alternativ in Übereinstimmung mit den alternativen Zunahme-/Abnahmezuständen der Partikelablagerungsmenge ML eingestellt. Die integrierte Partikelverbrennungsmenge IMLcomb nimmt während der Wiederholung der alternativen Änderungen der Zustände zu.
Die integrierte Partikelverbrennungsmenge IMLcomb ist eine gesamte Abnahmemenge der Partikelablagerungsmenge ML (d. h. eine Gesamtmenge des ersten Partikelkorrekturwerts aus 14, während die Partikelablagerungsmenge ML in den abnehmenden Zuständen abnimmt. Wenn die integrierte Partikelverbrennungsmenge IMLcomb gleich oder größer als die Partikelverbrennungsmenge FMLcomb bei P6 wird, wird die zweite Partikelabnahmecharakteristiklinie so eingestellt, dass sie zu diesem Zeitpunkt den Druckabfall ΔP und die Partikelablagerungsmenge ML passiert. Dabei ist die integrierte Partikelverbrennungsmenge IMLcomb bei Punkt P6 äquivalent zu der Zunahmeübergangsablagerungsmenge ITML aus 6, da die die kleinen Löcher verstopfenden Partikel bei Punkt P6 vollständig verbrannt und beseitigt sind. In diesem Zustand wird die Partikelablagerungsmenge ML auf Grundlage der zweiten Partikelabnahmecharakteristiklinie berechnet. Hier ist der Punkt P6 äquivalent zu dem Abnahmeübergangspunkt DTP aus 6.
Die zweite Partikelabnahmecharakteristiklinie hat die gleiche Steigung wie die der zweiten Partikelzunahmecharakteristiklinie, und die Steigung ist sanfter als die der ersten Partikelabnahmecharakteristiklinie (beispielsweise 1a, 3a und 5a). Die zweite Partikelabnahmecharakteristiklinie passiert den Ausgangspunkt IP. Die zweite Partikelabnahmecharakteristiklinie, die eingestellt wird, nachdem die die kleinen Löcher verstopfenden Partikel vollständig verbrannt und beseitigt sind, wird äquivalent zu der zweiten Partikelzunahmecharakteristiklinie. Das heißt, nachdem die die kleinen Löcher verstopfenden Partikel verbrannt sind, zeigt die zweite Partikelabnahmecharakteristiklinie die gleiche Charakteristik (die gleiche Steigung), wie die der zweiten Partikelzunahmecharakteristiklinie. In diesem Zustand ist der Variationsbetrag des Druckabfalls ΔP mit Bezug auf die Partikelablagerungsmenge ML im Wesentlichen in beiden Richtungen gleich, in denen die Partikelablagerungsmenge ML zunimmt und abnimmt. Deswegen hängt der Druckabfall ΔP von der Dicke der auf der Oberfläche der Partikelablagerungsschicht abgelagerten Partikel ab, nachdem die verstopfenden Partikel verbrannt sind. Daher wird, nachdem die zweite Partikelabnahmecharakteristiklinie eingestellt ist, die Partikelablagerungsmenge ML in Übereinstimmung mit der zweiten Partikelabnahmecharakteristiklinie sowohl in dem Zustand, in dem die Partikelablagerungsmenge ML zunimmt als auch in dem Zustand, indem die Partikelablagerungsmenge ML abnimmt, berechnet.
Somit wird die Partikelablagerungscharakteristik auf geeignete Weise zum Berechnen der Partikelablagerungsmenge ML eingestellt. Die Partikelablagerungsmenge ML kann selbst dann präzise berechnet werden, wenn die in dem Partikelfilter 32 angehäuften Partikel PM vor der Regenerierung des Partikelfilters 32 verbrannt sind und abgenommen haben.
Wenn bei der Berechnung der Partikelablagerungsmenge ML die normale Ablagerungseigenschaft (d. h., normale Charakteristiklinie) verwendet wird, kann die Partikelablagerungsmenge ML kleiner als die tatsächliche Partikelablagerungsmenge ML berechnet werden. Daher ist es schwierig, die schnelle Verbrennung der angehäuften Partikel vollständig zu umgehen. In diesem Fall muss der Regenerierungsstartpunkt der Partikelablagerungsmenge ML kleiner eingestellt werden und die Häufigkeit der Regenerierung muss erhöht werden. Im Gegensatz dazu kann bei der vorliegenden Erfindung die Regenerierung bei einer geeigneten Häufigkeit durchgeführt werden.
In diesem Ausführungsbeispiel wird die gegenwärtige Partikelverbrennungsmenge MMLcomb in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand der Kraftmaschine 1 berechnet, so dass die integrierte Partikelverbrennungsmenge IMLcomb berechnet wird. Jedoch kann die integrierte Partikelverbrennungsmenge IMLcomb in Übereinstimmung mit der Charakteristiklinie des Verhältnisses zwischen dem Druckabfall ΔP und der Partikelablagerungsmenge ML berechnet werden. Insbesondere wenn von dem zunehmenden Zustand der angehäuften Partikel ML zu dem abnehmenden Zustand gewechselt wird, wird die Partikelablagerungsmenge ML in Übereinstimmung mit der Charakteristiklinie berechnet, die den gleichen Winkelgrad wie die der ersten Partikelabnahmecharakteristiklinie hat. Während dieser Zeitspanne kann der Abnahmebetrag der Partikelablagerungsmenge ML zum Berechnen der integrierten Partikelverbrennungsmenge IMLcomb integriert werden.
Als nächstes wird der Prozess ausführlich beschrieben, nachdem die Partikelablagerungsmenge ML gleich oder größer als die Regenerierungsstartmenge MLth zum Regenerierungsstartpunkt RSP wird. Wenn bei Schritt S207 in 12 eine positive Bestimmung gemacht wird, wird der Partikelfilter 32 durch das Regenerierungsverfahren, wie zum Beispiel durch die Nacheinspritzung bei Schritt S214, wieder aufbereitet. Wenn bei Schritt S215 die integrierte Partikelverbrennungsmenge IMLcomb geringer als die erste Partikelverbrennungsmenge FMLcomb ist, wird der charakteristische Merker FLG auf den Wert 3 eingestellt. Wenn die integrierte Partikelverbrennungsmenge IMLcomb gleich oder größer als die erste Partikelverbrennungsmenge FMLcomb ist, wird der charakteristische Merker FLG auf den Wert 4 gesetzt. Wenn bei Schritt S216 der charakteristische Merker FLG den Wert 3 hat, wird die Partikelablagerungsmenge ML in Übereinstimmung mit der ersten Partikelabnahmecharakteristiklinie berechnet. Wenn im Gegensatz dazu der charakteristische Merker FLG den Wert 4 hat, wird die Partikelablagerungsmenge ML in Übereinstimmung mit der zweiten Partikelabnahmecharakteristiklinie berechnet.
Bei Schritt S217 wird bestimmt, ob die Partikelablagerungsmenge ML geringer als die Regenerierungsvollendungsmenge RCML ist. Wenn bei Schritt S217 eine negative Bestimmung gemacht wird, kehrt die Routine zu Schritt S215 zurück und die Routine zwischen Schritt S215 und Schritt S217 wird wiederholt, bis bei Schritt S217 eine positive Bestimmung gemacht wird. Wenn bei Schritt S217 eine positive Bestimmung gemacht wird, wird das Regenerierungsverfahren, wie zum Beispiel die Nacheinspritzung, gestoppt, so dass die Regenerierung des Partikelfilters 32 bei Schritt S218 vollendet wird. Bei Schritt S219 wird der charakteristische Merker FLG zurückgesetzt. Bei Schritt S220 wird die integrierte Partikelverbrennungsmenge IMLcomb zurückgesetzt.
Somit wird die Partikelablagerungsmenge ML präzise berechnet, so dass die Regenerierung des Partikelfilters 32 bei geeigneten Zeitgebungen in diesem erfindungsgemäßen Gasreinigungsgerät durchgeführt werden kann. Daher kann eine Abnahme einer Energieeffizienz, die durch eine zu frühe Regenerierung des Partikelfilters 23 verursacht wird, verhindert werden. Zusätzlich können zudem eine Abnahme der Kraftmaschinenleistung und ein übermäßiger Temperaturanstieg des Partikelfilters 32 infolge der verspäteten Regenerierung verhindert werden.
In den vorstehenden Ausführungsbeispielen sind die erste Partikelzunahmecharakteristiklinie und die erste Partikelabnahmecharakteristiklinie parallel zueinander und die zweite Partikelzunahmecharakteristiklinie und die zweite Partikelabnahmecharakteristiklinie sind auch parallel zueinander. Jedoch können die Verbrennungsbedingungen der in dem Partikelfilter 32 angehäuften Partikel in Abhängigkeit der Temperaturverteilung in den DPF-Wänden unterschiedlich sein. Dementsprechend müssen die in 6 gezeigten Charakteristiklinien nicht notwendiger Weise geeignet sein. Daher können, wie in 15 gezeigt ist, die zweite Partikelzunahmecharakteristiklinie und die zweite Partikelabnahmecharakteristiklinie nicht parallel sein. Wahlweise können, wie in 16 gezeigt ist, die erste Partikelzunahmecharakteristiklinie und die erste Partikelabnahmecharakteristiklinie nicht parallel zueinander sein.
Die Zunahmecharakteristik und die Abnahmecharakteristik können gekrümmte Linien sein. Insbesondere kann, wie in 17 gezeigt ist, die Partikelzunahmecharakteristik eine nach oben gekrümmte Linie sein und die Partikelabnahmecharakteristik kann eine nach unten gekrümmte Linie sein. Das heißt, die Partikelzunahmecharakteristik kann eine gekrümmte Linie sein, die in einer Richtung vorsteht, in der der Druckabfall ΔP groß wird und die Partikelabnahmecharakteristik kann eine gekrümmte Linie sein, die in einer Richtung vorsteht, in der der Druckabfall ΔP klein wird. Wie in 18 und 19 gezeigt ist, kann entweder die Abnahmecharakteristik oder die Zunahmecharakteristik durch eine gerade Linie definiert sein.
In den vorstehenden Ausführungsbeispielen kann die Berechnung der Partikelablagerungsmenge ML auf Grundlage des Druckabfalls ΔP gestoppt werden, wenn der Betriebszustand ein bestimmter Zustand ist. Der Druckabfall ΔP wird durch ein Polynom ausgedrückt, das ein Quadrat der Durchflussrate des Abgases beinhaltet. Wenn dementsprechend die Durchflussrate des Abgases klein ist, wird an dem Partikelfilter 32 kein ausreichender Druckabfall ΔP erzeugt. In diesem Fall wird die Messgenauigkeit der Partikelablagerungsmenge ML schlecht. Daher kann die Berechnung der Partikelablagerungsmenge ML auf Grundlage des Druckabfalls ΔP gestoppt werden, wenn die Durchflussrate des Abgases geringer als ein vorbestimmter Wert ist. Somit kann die Berechnung der Partikelablagerungsmenge ML ungeachtet der Durchflussrate des Abgases präzise berechnet werden.
Verschiedene Modifikationen und Alternativen können zu den vorstehenden Ausführungsbeispielen gemacht werden, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Eine Menge ML von in kleinen Löchern eines Partikelfilters (32) angesammelten Partikeln wird in Übereinstimmung mit einem durch einen Drucksensor (54) erfassten Druckabfall ΔP und einer Charakteristiklinie berechnet. Die Charakteristiklinie ist durch eine erste Charakteristiklinie und eine nach dem Überschreiten eines Übergangspunkts TP definierte zweite Charakteristiklinie definiert. Wenn die in den kleinen Löchern angehäuften Partikel verbrannt werden, während angehäufte Partikel an der Oberfläche verbleiben, wird die zweite Charakteristiklinie auf eine parallele Art und Weise verschoben und abgeglichen. Somit wird die Charakteristiklinie korrigiert, so dass die Ablagerungsmenge ML selbst dann präzise berechnet werden kann, wenn in kleinen Löchern angehäufte Partikel verbrannt werden und sich die Charakteristik ändert.

Claims

Abgasreinigungssystem für eine Brennkraftmaschine, wobei das Abgasreinigungssystem einen Partikelfilter (32) in einem Abgasdurchlass zum Sammeln von in dem Abgas enthaltenen Partikeln und zum Verbrennen und Entfernen der in dem Partikelfilter (32) angesammelten Partikeln hat, um den Partikelfilter (32) wieder aufzubereiten, wobei das Abgasreinigungssystem folgendes aufweist: eine Druckabfallerfassungseinheit (54) die einen Druckabfall (ΔP) des Partikelfilters (32) erfasst; eine Regenerierungsbestimmungseinheit (S102, S103, S105, S106, S203, S204, S205 und S206), die eine Ablagerungseigenschaft eines Verhältnisses zwischen der Ablagerungsmenge ML der Partikel und dem Druckabfall ΔP definiert, wobei die Regenerierungsbestimmungseinheit eine erste Charakteristiklinie definiert, welche eine gerade Linie ist, die einen Ausgangspunkt (IP) passiert, in welchem die Ablagerungsmenge ML den Wert Null hat, und eine zweite Charakteristiklinie definiert, die eine gerade Linie ist, die verglichen mit einer Steigung der ersten Charakteristiklinie einen geringeren Steigungswert hat; die Ablagerungscharakteristik durch die erste Charakteristiklinie und die zweite Charakteristiklinie definiert ist; der Druckabfall (ΔP) von dem Ausgangspunkt (IP) entlang der ersten Charakteristiklinie zu einem vorbestimmten Zunahmeübergangspunkt (ITP) zunimmt, und von dem Zunahmeübergangspunkt (ITP) entlang der zweiten Charakteristiklinie zunimmt; die Regenerierungsbestimmungseinheit die Ablagerungsmenge ML auf Grundlage der Ablagerungscharakteristik und eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine (1) berechnet, der zumindest den Druckabfall ΔP aufweist; und die Regenerierungsbestimmungseinheit bestimmt, ob die Ablagerungsmenge ML eine vorbestimmte Regenerierungsstartmenge MLth überschreitet, um zu bestimmen, ob die Regenerierung des Partikelfilters (32) durchgeführt werden muss; gekennzeichnet durch eine Auslasspartikelerfassungseinheit (S107, S108, S202 und S208), die einen Verbrennungszustand der in dem Partikelfilter (32) angehäuften Partikeln erfasst; und eine Korrektureinheit (S104), die die Ablagerungscharakteristik so korrigiert, dass die zweite Charakteristiklinie im Wesentlichen parallel in eine Richtung verschoben wird, in der die Ablagerungsmenge ML groß wird, wenn sich die Partikel in dem Verbrennungszustand befinden.
Abgasreinigungssystem gemäß Anspruch 1, ferner mit: einer Auslasspartikelintegrationseinheit (S109, S110, S111, S112, S113, S209, S210, S211 und S212), die eine Abnahmemenge der Ablagerungsmenge ML der Partikel integriert, die vor der Regenerierung des Partikelfilters (32) infolge von einem Hochtemperaturabgas verbrannt werden und infolge einer Unterbrechung einer vorangehenden Regenerierung teilweise verbrannt werden, um eine integrierte Verbrennungsmenge IMLcomb zu berechnen, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektureinheit die Korrektur so durchführt, dass ein Verschiebebetrag der zweiten Charakteristiklinie groß wird, wenn die integrierte Verbrennungsmenge IMLcomb zunimmt, so dass die Ablagerungsmenge ML mit Bezug auf den gleichen Druckabfall ΔP größer wird.
Abgasreinigungssystem gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die korrigierte zweite Charakteristiklinie den Ausgangspunkt (IP) passiert, wenn die Korrektureinheit (S104) einen maximalen Verschiebebetrag für die zweite Charakteristiklinie einstellt.
Abgasreinigungssystem für eine Brennkraftmaschine, wobei das Abgasreinigungssystem einen Partikelfilter (32) in einem Auslassdurchlass zum Sammeln von in dem Abgas enthaltenen Partikeln und zum Verbrennen und Entfernen der in dem Partikelfilter (32) angehäuften Partikeln hat, um den Partikelfilter (32) wieder aufzubereiten, wobei das Abgasreinigungssystem folgendes aufweist; eine Druckabfallerfassungseinrichtung (54), die einen Druckabfall (ΔP) des Partikelfilters (32) erfasst; eine Regenerierungsbestimmungseinheit (S102, S103, S105, S106, S203, S204, S205 und S206), die eine Ablagerungscharakteristik eines Verhältnisses zwischen einer Ablagerungsmenge ML der Partikel und dem Druckabfall (ΔP) definiert, wobei die Regenerierungsbestimmungseinheit eine Zunahmecharakteristiklinie hat, die in einer Richtung vorsteht, in der der Druckabfall (ΔP) groß wird und die durch einen Ausgangspunkt (IP) durchführt, und eine Abnahmecharakteristiklinie hat, die in einer Richtung vorsteht, in der der Druckabfall (ΔP) klein wird; die Ablagerungscharakteristik durch die Zunahmecharakteristiklinie und die Abnahmecharakteristiklinie definiert ist; der Druckabfall (ΔP) von dem Ausgangspunkt (IP) entlang der Zunahmecharakteristiklinie zunimmt und entlang der Abnahmecharakteristiklinie zu dem Ausgangspunkt (IP) abnimmt; die Regenerierungsbestimmungseinheit die Ablagerungsmenge ML auf Grundlage der Ablagerungscharakteristik und einer Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine (1) berechnet, die zumindest den Druckabfall ΔP aufweist; und die Regenerierungsbestimmungseinheit bestimmt, ob die Ablagerungsmenge ML eine vorbestimmte Regenerierungsstartmenge MLth überschreitet, um zu bestimmen, ob die Regenerierung des Partikelfilters (32) durchgeführt werden muss; gekennzeichnet durch eine Auslasspartikelerfassungseinheit (S107, S108, S202 und S208), die einen Verbrennungszustand der in dem Partikelfilter (32) angehäuften Partikel erfasst, wobei die Regenerierungsbestimmungseinheit die Ablagerungsmenge ML auf Grundlage der Zunahmecharakteristik berechnet, wenn sich die Partikel in einem nicht brennenden Zustand befinden, und die Ablagerungsmenge ML auf Grundlage der Abnahmecharakteristik berechnet, wenn sich die Partikel in dem brennenden Zustand befinden.
Abgasreinigungssystem gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Regenerierungsbestimmungseinheit (S102, S103, S105, S106, S203, S204, S205 und S206) die Ablagerungsmenge ML auf Grundlage der Steigung der Abnahmecharakteristiklinie berechnet, die den Druckabfall (ΔP) und die Ablagerungsmenge (ML) zu einem Zeitpunkt passiert, zu dem sich ein Zustand der Partikel von dem nicht brennenden Zustand zu dem brennenden Zustand ändert; und die Regenerierungsbestimmungseinheit die Ablagerungsmenge ML auf Grundlage der Steigung der den Druckabfall (ΔP) und die Ablagerungsmenge (ML) passierenden Zunahmecharakteristiklinie zu einem Zeitpunkt berechnet, zu dem sich der Zustand der Partikel von dem brennenden Zustand zu dem nicht brennenden Zustand ändert.
Abgasreinigungssystem gemäß einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zunahmecharakteristik durch eine erste Zunahmecharakteristiklinie definiert ist, die eine den Ausgangspunkt (IP) passierende gerade Linie ist, und durch eine zweite Zunahmecharakteristiklinie definiert ist, die eine gerade Linie ist, die einen Zunahmeübergangspunkt (ITP) passiert und verglichen mit einer Steigung der ersten Zunahmecharakteristiklinie einen geringeren Steigungswert hat; und der Druckabfall (ΔP) von dem Ausgangspunkt (IP) entlang der ersten Zunahmecharakteristiklinie zu dem Zunahmeübergangspunkt (ITP) zunimmt und von dem Zunahmeübergangspunkt (ITP) entlang der zweiten Zunahmecharakteristiklinie zunimmt.
Abgasreinigungssystem gemäß einem der Ansprüche 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abnahmecharakteristik durch eine erste Abnahmecharakteristiklinie definiert ist, die eine zu einem Zeitpunkt durch den Druckabfall (ΔP) und die Ablagerungsmenge (ML) passierende gerade Linie ist, und durch eine zweite Abnahmecharakteristiklinie definiert ist, die eine gerade Linie ist, die einen Abnahmeübergangspunkt (DTP) passiert und verglichen mit einer Steigung der ersten Abnahmecharakteristiklinie einen geringeren Steigungswert hat; und der Druckabfall (ΔP) entlang der ersten Abnahmecharakteristiklinie zu dem Abnahmeübergangspunkt (DTP) abnimmt und von dem Abnahmeübergangspunkt (DTP) entlang der zweiten Abnahmecharakteristiklinie zu dem Ausgangspunkt (IP) abnimmt.
Abgasreinigungssystem gemäß einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zunahmecharakteristik durch eine erste Zunahmecharakteristiklinie definiert ist, die eine den Ausgangspunkt (IP) passierende gerade Linie ist, und durch eine zweite Zunahmecharakteristiklinie definiert ist, die eine gerade Linie ist, die einen Zunahmeübergangspunkt (ITP) passiert und verglichen mit einer Steigung der ersten Zunahmecharakteristiklinie einen geringeren Neigungswert hat; und die Abnahmecharakteristik durch eine erste Abnahmecharakteristiklinie definiert ist, die zu dem Zeitpunkt eine den Druckabfall (ΔP) und die Ablagerungsmenge (ML) passierende gerade Linie ist, und die durch eine zweite Abnahmecharakteristiklinie definiert ist, die eine gerade Linie ist, die einen Abnahmeübergangspunkt (DTP) passiert und verglichen mit der Steigung der ersten Abnahmecharakteristiklinie eine flachere Steigung hat; der Druckabfall (ΔP) von dem Ausgangspunkt (IP) entlang der ersten Zunahmecharakteristiklinie zu dem Zunahmeübergangspunkt (ITP) zunimmt und von dem Zunahmeübergangspunkt (ITP) entlang der zweiten Zunahmecharakteristiklinie zunimmt; der Druckabfall (ΔP) entlang der ersten Abnahmecharakteristiklinie zu dem Abnahmeübergangspunkt (DTP) abnimmt und von dem Abnahmeübergangspunkt (DTP) entlang der zweiten Abnahmecharakteristiklinie zu dem Ausgangspunkt (IP) abnimmt; und zumindest ein Verhältnis zwischen der ersten Zunahmecharakteristiklinie und der ersten Abnahmecharakteristiklinie und zwischen der zweiten Zunahmecharakteristiklinie und der zweiten Abnahmecharakteristiklinie durch im Wesentlichen parallele Linien wiedergegeben ist.
Abgasreinigungssystem gemäß Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Regenerierungsbestimmungseinheit (S102, S103, S105, S106, S203, S204, S205 und S206) die Ablagerungsmenge ML auf Grundlage der ersten Abnahmecharakteristiklinie, die zu dem Zeitpunkt den Druckabfall (ΔP) und die Ablagerungsmenge (ML) passiert, berechnet, wenn sich der Zustand der Partikel von dem brennenden Zustand zu dem nicht brennenden Zustand ändert.
Abgasreinigungssystem gemäß Anspruch 9, ferner mit: einer Auslasspartikelintegrationseinheit (S109, S110, S111, S112, S113, S209, S210, S211 und S212), die einen Abnahmebetrag der Ablagerungsmenge ML der Partikel integriert, die infolge von Abgas hoher Temperatur vor der Regenerierung des Partikelfilters (32) verbrannt wurden und infolge einer Unterbrechung einer vorangehenden Regenerierung teilweise verbrannt wurden, um eine integrierte Verbrennungsmenge IMLcomb zu berechnen, dadurch gekennzeichnet, dass die Regenerierungsbestimmungseinheit (S102, S103, S105, S106, S203, S204, S205 und S206) die zweite Abnahmecharakteristiklinie einstellt, wenn die integrierte Verbrennungsmenge IMLcomb gleich oder größer als eine vorbestimmte Menge wird.
Abgasreinigungssystem gemäß Anspruch 2 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslasspartikelintegrationseinheit (S109, S110, S111, S112, S113, S209, S210, S211 und S212) eine erste Berechnungseinheit (S111, S210) aufweist, die einen Abnahmebetrag der Ablagerungsmenge ML auf Grundlage eines Abnahmebetrags des Druckabfalls (ΔP) berechnet und eine Auslassmenge PMout auf Grundlage eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine (1) berechnet, und die Abnahmemenge der Ablagerungsmenge ML durch Addieren der Abnahmemenge der Ablagerungsmenge (ML) zu der Partikelauslassmenge PMout berechnet, und eine zweite Berechnungseinheit (S112, S211) die Abnahmemenge der Ablagerungsmenge (ML) auf Grundlage einer Temperatur des Partikelfilters (32) berechnet; eine Betriebszustandsbestimmungseinheit (S110, S209) bestimmt, ob sich die Brennkraftmaschine (1) in einem stetigen Betriebszustand befindet oder nicht; und eine Nachführeinheit (S113, S212) vorgesehen ist, die die integrierte Verbrennungsmenge IMLcomb auf Grundlage der in der ersten Berechnungseinheit (S111, S210) berechneten Abnahmemenge der Ablagerungsmenge ML berechnet, wenn in der Betriebszustandsbestimmungseinheit (S110, S209) eine positive Bestimmung gemacht wurde, und die integrierte Verbrennungsmenge IMLcomb auf Grundlage der in der zweiten Berechnungseinheit (S112, S211) berechneten Abnahmemenge der Ablagerungsmenge ML berechnet, wenn in der Betriebszustandsbestimmungseinheit (S110, S209) eine negative Bestimmung gemacht wurde.
Abgasreinigungssystem gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebszustandsbestimmungseinheit (S110, S209) die Temperaturverteilung des Partikelfilters (32) abschätzt und bestimmt, ob sich ein Betriebszustand in einem stetigen Zustand befindet, wenn eine Temperaturverteilung des Partikelfilters im Wesentlichen gleichmäßig ist.