DE102005035666A1

DE102005035666A1 - Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor

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Publication number: DE102005035666A1
Application number: DE102005035666A
Authority: DE
Inventors: Tsukasa Kariya Kuboshima; Kanehito Kariya Nakamura; Makoto Kariya Saito; Shigeto Kariya Yahata; Kazuharu Kariya Tochikawa
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-07-30
Filing date: 2005-07-29
Publication date: 2006-03-02
Also published as: US7051519B2; US20060021334A1; JP2006063970A

Abstract

Die Menge an angesammeltem Partikelstoff, die an einem Partikelfilter (3) angesammelt wird, wird berechnet auf der Grundlage einer Menge an abgegebenem Partikelstoff, der von einem Verbrennungsmotor (1) abgegeben wird, und der Menge an reduziertem Partikelstoff, der in dem Filter (3) reduziert wird. Die Menge an reduziertem Partikelstoff umfasst die Menge an reduziertem Partikelstoff, die durch eine Oxidationsreaktion von dem angesammelten Partikelstoff mit NO¶2¶ reduziert wird. Zu dem Zeitpunkt der Berechnung dieser Menge wird die Reduktion von dem Partikelstoff durch eine Oxidationsreaktion mit dem absorbierten NO¶2¶, der durch den angesammelten Partikelstoff absorbiert wird, berücksichtigt, zusätzlich zu der Reduktion des Partikelstoffs durch die Oxidationsreaktion mit NO¶2¶, das in der umgebenden Atmosphäre um den angesammelten Partikelstoff herum vorhanden ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, die einen Partikelfilter hat, um Partikelstoff einzufangen, der in dem von dem Verbrennungsmotor abgegebenen Abgas enthalten ist.
Eine zuvor vorgeschlagene Abgasreinigungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors, der beispielsweise in einem Fahrzeug vorgesehen ist, hat einen Partikelfilter, der in einem Abgaskanal des Verbrennungsmotors angeordnet ist, um Partikelstoff einzufangen, der in dem von dem Verbrennungsmotor abgegebenen Abgas enthalten ist. In dem Partikelfilter tritt das zugeführte Abgas durch poröse Wände. Zu diesem Zeitpunkt wird der in dem Abgas enthaltene Partikelstoff durch die Oberflächen und kleinen Löcher der porösen Wände eingefangen. Wenn die Menge an angesammeltem Partikelstoff in dem Partikelfilter übermäßig hoch wird, nimmt der Strömungswiderstand in dem Partikelfilter zu. Dadurch wird eine Zunahme bei dem Gegendruck des Verbrennungsmotors bewirkt, so dass eine Abnahme der Abgabeleistung des Verbrennungsmotors verursacht wird. Somit muss in einem derartigen Fall der Partikelfilter regeneriert werden, indem der angesammelte Partikelstoff von dem Partikelfilter entfernt wird und dadurch das Abgasströmungsleitvermögen des Partikelfilters wiederhergestellt wird. Im Allgemeinen wird der Ansammelzustand des Partikelstoffs in dem Partikelfilter überwacht. Wenn die Menge an angesammeltem Partikelstoff in dem Partikelfilter einen vorbestimmten Wert überschreitet, wird die Temperatur von dem Partikelfilter beispielsweise durch ein Nachkraftstoffeinspritzen erhöht, um den angesammelten Partikelstoff verbrennen und dadurch zwangsweise den Partikelfilter zu regenerieren.
Die Menge an abgegebenen Partikelstoff, die von dem Verbrennungsmotor abgegeben wird, wird als die Menge an angesammeltem Partikelstoff erachtet, der durch den Partikelfilter gesammelt wird. Diese Menge an gesammeltem Partikelstoff wird kumuliert, um einen gegenwärtigen abgeschätzten Wert der Menge an angesammeltem Partikelstoff zu erhalten. Zu diesem Zeitpunkt wird, wie dies in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 1-318 715 (die dem US-Patent Nr. 4 902 487 entspricht) zitiert ist, der Partikelstoff, der in dem Partikelfilter angesammelt worden ist, bei einer relativ niedrigen Temperatur mit der Hilfe von in dem Abgas enthaltenem NOx verbrannt (oxidiert). Somit muss, wenn die Menge an angesammeltem Partikelstoff mit relativ hoher Genauigkeit abgeschätzt werden muss, eine Abnahme bei der Menge an angesammeltem Partikelstoff, die durch die Oxidationsreaktion verursacht wird, berücksichtigt werden.
Beispielsweise wird gemäß der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 2001-280 118 der Partikelfilter durch die Oxidationsreaktion von dem angesammeltem Partikelstoff mit NOx regeneriert. In diesem Fall wird eine Differenz zwischen einem abgeschätzten Wert der Menge an abgegebenen Partikelstoff, der auf der Grundlage des Betriebszustands des Verbrennungsmotors abgeschätzt wird, und einem abgeschätzten Wert der Menge an verbranntem Partikelstoff, der auf der Grundlage der Temperatur des durch den Partikelfilter getriebenen Abgases abgeschätzt wird, berechnet. Dann wird diese Differenz kumuliert, um einen entsprechenden gegenwärtigen abgeschätzten Wert der Menge an angesammeltem Partikelstoff zu erhalten.
Die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 1-318 715 und die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2001-280 118 offenbaren Verfahren zum kontinuierlichen Regenerieren des Partikelfilters durch die Oxidationsreaktion von dem aufgesammelten Partikelstoff mit dem in dem Abgas enthaltenen NOx, das zu dem Partikelfilter geliefert wird. Bei der kontinuierlichen Regeneration ist normalerweise ein Katalysator an einem stromaufwärtigen Teil des Partikelfilters positioniert, um die Oxidationsreaktion des angesammelten Partikelstoffs mit dem NOx zu unterstützen. Jedoch wird in dem Partikelfilter der typischen Art einer zwangsweise erfolgenden Regenerierung der angesammelte Partikelstoff auch durch die Oxidationsreaktion und den angesammelten Partikelstoff mit dem NOx entfernt, das in dem Abgas enthalten ist, das zu dem Partikelfilter geliefert wird. Darüber hinaus wird bei der zweiten oben genannten Druckschrift die typische Art der zwangsweise erfolgenden Regenerierung im Hinblick auf die Tatsache angewendet, dass die Oxidationsreaktion zwischen dem abgegebenen Partikelstoff und dem NOx nicht ausreichend voranschreitet, wenn die Temperatur zu niedrig ist. Somit wird, wenn der berechnete Wert der Menge an angesammeltem Partikelstoff den vorbestimmten Wert überschreitet, die Temperatur des Abgases zwangsweise erhöht, um den angesammelten Partikelstoff zu entfernen.
Wenn jedoch zum Zeitpunkt der Berechnung der gegenwärtigen Menge an angesammeltem Partikelstoff die gegenwärtige Menge an angesammeltem Partikelstoff unter Berücksichtigung von lediglich der Oxidationsreaktion des NOx berechnet wird, wie dies in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 1-318 715 zitiert wird, kann ein Wert der Menge an verbranntem Partikelstoff möglicherweise unterschätzt werden, so dass sich die Genauigkeit eines abgeschätzten Wertes von der Menge an angesammeltem Partikelstoff verschlechtern kann. In der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 1-318 715 ist lediglich die Oxidationsreaktion des Partikelstoffs mit NOx zitiert, das in dem Abgas enthalten ist, das zu dem Partikelfilter geliefert wird. Jedoch wird in der Realität ein Anteil an NOx, das in dem Abgas enthalten ist, das zuvor zu dem Partikelfilter geliefert worden ist, in dem angesammelten Partikelstoff absorbiert. Der angesammelte Partikelstoff wird durch die Reaktion des angesammelten Partikelstoffs mit dem Anteil an NOx, der in dem angesammelten Partikelstoff absorbiert ist, reduziert. Dies ist der Grund für die Verschlechterung der Genauigkeit von dem abgeschätzten Wert der Menge an angesammelten Partikelstoff. Aufgrund dessen wird der abgeschätzte Wert der Menge an angesammeltem Partikelstoff größer als der tatsächliche Wert der Menge an angesammeltem Partikelstoff. Als ein Ergebnis wird die Häufigkeit der Regenerierung von dem Partikelfilter erhöht und der Kraftstoffverbrauch wird wesentlich verschlechtert.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, ist das Verfahren des Stands der Technik nicht ausreichend genau, um den Verbrennungszustand des angesammelten Partikelstoffs zu überwachen, und daher kann die Menge an angesammeltem Partikelstoff nicht korrekt gemessen werden.

Die vorliegende Erfindung spricht den vorstehend dargelegten Nachteil an. Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abgasreinigungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors zu schaffen, durch die eine Oxidationsreaktion des angesammelten Partikelstoffs in einem Partikelfilter genauer abgeschätzt werden kann.

Um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, wird eine Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor geschaffen. Die Abgasreinigungsvorrichtung hat einen Partikelfilter, eine Regenerierungseinrichtung und eine Abschätzeinrichtung für die angesammelte Menge (Ansammelabschätzeinrichtung). Der Partikelfilter ist in einem Abgaskanal des Verbrennungsmotors angeordnet, um Partikelstoff zu sammeln, das in dem Abgas enthalten ist, das von dem Verbrennungsmotor abgegeben wird. Die Regenerierungseinrichtung dient dem Regenerieren des Partikelfilters auf der Grundlage einer Menge an angesammeltem Partikelstoff, die in dem Partikelfilter sich angesammelt hat. Die Regenerierungseinrichtung verwendet zumindest eine Oxidationsreaktion von dem angesammelten Partikelstoff mit NOx, das zusammen mit dem Abgas geliefert wird, um den Partikelfilter zu regenerieren. Die Ansammelmengenabschätzeinrichtung für ein Abschätzen der Menge an angesammeltem Partikelstoff in dem Partikelfilter ist gegründet auf einer Menge an vermehrtem Partikelstoff, die in dem Partikelfilter zunimmt, durch die Abgabe des Abgases von dem Verbrennungsmotor, und eine Menge an reduziertem Partikelstoff, die in dem Partikelfilter durch die Oxidationsreaktion des angesammelten Partikelstoffs mit dem NOx reduziert wird. Die Ansammelmengenabschätzeinrichtung hat eine Reduziermengenberechnungseinrichtung zum Berechnen der Menge an reduziertem Partikelstoff, der durch die Oxidationsreaktion des angesammelten Partikelstoffs mit dem NOx reduziert wird, auf der Grundlage einer ersten Untermenge an reduziertem Partikelstoff, die eine Menge des reduzierten Partikelstoffs ist, die von dem Partikelfilter durch die Oxidationsreaktion des Partikelstoffs mit der nicht absorbierten Gruppe des NOx reduziert wird, die in einer umgebenden Atmosphäre vorhanden ist, die den angesammelten Partikelstoff umgibt, und eine zweite Untermenge an reduziertem Partikelstoff, die eine Menge an reduziertem Partikelstoff ist, die von dem Partikelfilter durch Oxidationsreaktion des Partikelstoffs mit einer absorbierten Gruppe des NOx reduziert wird, die zu dem Partikelfilter zusammen mit dem Abgas geliefert wird und durch den angesammelten Partikelstoff absorbiert wird.

Die vorliegende Erfindung ist zusammen mit ihren weiteren Merkmalen und Vorteilen am besten durch die nachstehend dargelegte Beschreibung, die beigefügten Ansprüche und die beigefügten Zeichnungen verständlich.
1 zeigt eine schematische Ansicht von einer Abgasreinigungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt ein Flussdiagramm von einem Steuerbetrieb, der bei einer ECU der Abgasreinigungsvorrichtung ausgeführt wird.
3 zeigt eine erste grafische Darstellung zur Beschreibung des bei der ECU ausgeführten Steuerbetriebs.
4 zeigt eine zweite grafische Darstellung zur Beschreibung des bei der ECU ausgeführten Steuerbetriebs.
5 zeigt eine dritte grafische Darstellung zur Beschreibung des bei der ECU ausführten Steuerbetriebs.
6 zeigt eine vierte grafische Darstellung zur Beschreibung des bei der ECU ausführten Steuerbetriebs.
7 zeigt ein Zeitablaufdiagramm zur Beschreibung von Betriebsunterschieden zwischen der Abgasreinigungsvorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels und der Abgasreinigungsvorrichtung des zugehörigen Stands der Technik.
8 zeigt eine schematische Ansicht von einer Abgasreinigungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
9 zeigt ein Flussdiagramm von einem Steuerbetrieb, der in einer ECU einer Abgasreinigungsvorrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels ausgeführt wird.
Nachstehend ist das erste Ausführungsbeispiel beschrieben.
1 zeigt eine Abgasreinigungsvorrichtung von einem Verbrennungsmotor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In der nachstehend dargelegten Beschreibung wird angenommen, dass ein Dieselmotor (der nachstehend einfach als ein Verbrennungsmotor bezeichnet ist) 1, der als der Verbrennungsmotor der vorliegenden Erfindung dient, in einem Fahrzeug eingebaut ist, um als eine Antriebsquelle zu dienen. Ein Partikelfilter (nachstehend ist dieser einfach als DPF abgekürzt) 3 ist in einem Abgaskanal 2 vorgesehen, der von Abgasöffnungen des Verbrennungsmotors 1 abgegebenes Abgas leitet.
Der DPF 3 hat eine Wabenstruktur aus feuerfester Keramik (beispielsweise Kordierit). Zellen der Wabenstruktur, die einen Abgasströmungskanal ausbilden, sind abwechselnd so geschlossen, dass die Ein- und Auslässe der Zellen abwechselnd angeordnet sind. Darüber hinaus ist ein Oxidationskatalysator (beispielsweise ein Platinkatalysator) an den Wandoberflächen der Zellen geschichtet. Das Abgas, das durch den Abgaskanal 2 tritt, strömt nach unten durch die porösen Teilungswände des DPF 3, und Partikelstoff (PM) wird ergriffen (gefangen) und an den Teilungswänden angesammelt.
Zwei Abgastemperatursensoren 44a und 44b sind in dem Abgaskanal 2 an einer stromaufwärtigen Seite bzw. an einer stromabwärtigen Seite von dem DPF 3 vorgesehen und geben Messsignale zu einer ECU 41 aus. Die Temperatur in dem Innenraum von dem DPF 3 (nachstehend ist diese der Einfachheit halber als die DPF-Temperatur bezeichnet) wird durch die Abgastemperatursensoren 44a und 44b erhalten. Hierbei wird die Temperatur an zwei Orten gemessen, um die Messgenauigkeit zu verbessern, und die DPF-Temperatur wird durch eine Durchschnittsermittlung und/oder ein Filtern der gemessenen Temperaturwerte von den Abgastemperatursensoren 44a und 44b erhalten.
Darüber hinaus ist die ECU 41 außerdem mit anderen Sensoren verbunden, wie beispielsweise ein Motordrehzahlsensor 42, ein Gaspedalöffnungsgradsensor 43 und/oder andere nicht abgebildete Sensoren, die im Allgemeinen in einem modernen Dieselmotor angewendet werden. Hierbei misst der Motorzahlsensor 42 eine Drehzahl des Verbrennungsmotors und der Gaspedalöffnungsgradsensor 43 misst einen Öffnungsgrad von einem Gaspedalventil. Ein Betriebszustand von dem Verbrennungsmotor 1 und ein Betriebszustand von dem DPF 3 werden auf der Grundlage der Abgabesignale der Sensoren abgetastet.
Die ECU 41 hat einen Mikrocomputer als sein Kernbestandteil. Die ECU 41 steuert die Zustände der relevanten Teile des Verbrennungsmotors 1 auf der Grundlage der abgegebenen Signale der Sensoren und bestimmt die Kraftstoffeinspritzmenge und die Kraftstoffeinspritzzeit von dem Verbrennungsmotor 1 auf der Grundlage der Zustände der entsprechenden Teile des Verbrennungsmotors 1. Darüber hinaus überwacht die ECU 41 den Ansammlungszustand des PM in dem DPF 3 und bestimmt, ob es Zeit ist, zwangsweise den DPF 3 zu regenerieren. Die zwangsweise erfolgende Regenerierung des DPF 3 wird durch ein bekanntes Verfahren ausgeführt, wie beispielsweise eine Nachkraftstoffeinspritzung.
2 zeigt ein Flussablaufdiagramm, das einen Berechnungsprozess der ECU 41 anzeigt für ein Berechnen der Menge an angesammeltem PM. Der in dem Flussdiagramm gezeigte Berechnungsprozess wird bei vorbestimmten Steuerintervallen (beispielsweise jede Sekunde) durch beispielsweise eine Zeitgliedunterbrechung ausgeführt. Bei dem Schritt S100 wird ein Ausgabesignal von jedem entsprechenden Sensor durch die ECU 41 gelesen. Bei dem Schritt S101 wird die Menge an PM (abgegebener PM), die von dem Verbrennungsmotor 1 abgegeben wird, berechnet. Die Menge an abgegebenem PM wird als die Menge an PM definiert, die von dem Verbrennungsmotor 1 pro Steuerintervall abgegeben wird. 3 zeigt eine Beziehung zwischen der Motordrehzahl und dem Motorabgabemoment. Hierbei nimmt die Menge an abgegebenem PM zu, wenn zumindest entweder die Motordrehzahl oder das von dem Motor abgegebene Moment zunimmt. In der Abgasreinigungsvorrichtung von dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Tabelle der Menge an abgegebenem PM, die die Menge an abgegebenem PM in Bezug auf die Ausgabesignale von dem Motordrehzahlsensor und dem Gaspedalöffnungsgradsensor anzeigt, auf der Grundlage von Daten, die zuvor durch Versuche erhalten worden sind, vorbereitet und diese Tabelle wird in einem Speicher der ECU 41 gespeichert. Die Tabelle über die Menge an abgegebenem PM ist derart eingestellt, dass die Menge an abgegebenem PM bei Erhöhung der Motordrehzahl und/oder des Gaspedalöffnungsgrades zunimmt. Die Menge an abgegebenem PM wird unter Bezugnahme auf die Tabelle über die Menge an abgegebenem PM berechnet. Darüber hinaus ändert sich die Menge an abgegebenem PM in Abhängigkeit von dem Beschleunigungszustand des Motors 1 und/oder den Bedingungen der Umgebung. Somit kann die Menge an abgegebenem PM auf der Grundlage einer Änderung des Gaspedalöffnungsgrades, der Außentemperatur und/oder des Umgebungsdrucks korrigiert werden.
Die Menge an angesammeltem PM wird verwendet, um die Menge an zunehmendem PM in Erfahrung zu bringen, die durch die Abgabe des PM von dem Verbrennungsmotor 1 bewirkt wird. In diesem Fall wird angenommen, dass der PM, der von dem Verbrennungsmotor 1 abgegeben wird, gänzlich in dem DPF 3 angesammelt wird (d.h. die Menge an angesammeltem PM = die Menge an zunehmendem PM in dem DPF 3). Darüber hinaus kann die Partikelfiltereffizienz von dem DPF 3 als ein Koeffizient verwendet werden, der durch die Menge an abgegebenem PM multipliziert wird, um einen noch genaueren Wert über die Menge an zunehmendem PM zu erhalten.
Bei dem vorliegenden Schritt wird die Gesamtmenge an abgegebenem PM kumuliert. Genauer gesagt wird der gegenwärtig gemessene Wert der Menge an abgegebenem PM zu dem vorherigen Wert der Gesamtmenge an abgegebenem PM hinzuaddiert, um den Wert der Gesamtmenge des abgegebenen PM zu erneuern.
Der Schritt S102 dient als eine Berechnungseinrichtung für den Basiswert der Menge an reduziertem PM für ein Berechnen eines Basiswertes der Menge an reduziertem PM. Der Basiswert der Menge an reduziertem PM ist die Menge an PM, die durch die Reaktion mit dem Abgas reduziert wird. Der Basiswert von der Menge an reduziertem PM wird erhalten, indem ein Basiswert einer PM-Verringerungsgeschwindigkeit (Menge an reduziertem PM pro Zeiteinheit), d.h. eine PM-Oxidationsgeschwindigkeit (Menge an oxidiertem PM pro Zeiteinheit), die durch die Reaktion von dem PM mit dem Abgas bewirkt wird, zu jeder Messzeit kumuliert wird. Genauer gesagt wird der Basiswert von der Menge an reduziertem PM erhalten durch ein Addieren des gegenwärtigen Wertes der PM-Oxidationsgeschwindigkeit zu dem vorherigen Basiswert der Menge an reduziertem PM, um den Basiswert der Menge an reduziertem PM zu erneuern. Ein Basiswert einer PM-Verbrennungsgeschwindigkeit wird als die Menge an reduziertem PM standardisiert, die durch die Oxidationsreaktion von dem PM pro Steuerintervall bewirkt wird, wobei dieses als eine Zeiteinheit dient. In der nachstehend dargelegten Beschreibung ist der Basiswert von der PM-Oxidationsgeschwindigkeit einfach als die PM-Oxidationsgeschwindigkeit bezeichnet. Eine Tabelle über die PM-Oxidationsgeschwindigkeit zum Erhalten der PM- Oxidationsgeschwindigkeit ist in dem Speicher der ECU 41 gespeichert. Die Tabelle über die PM-Oxidationsgeschwindigkeit ist eine Tabelle, die die PM-Oxidationsgeschwindigkeit relativ zu den verschiedenen Bedingungen wie beispielsweise die DPF-Temperatur, die NO₂-Konzentration in dem Abgas des Verbrennungsmotors 1 usw. anzeigt. In der Tabelle über die PM-Oxidationsgeschwindigkeit wird die NO₂-Konzentration in dem Abgas als ein beeinflussender Faktor berücksichtigt, der einen wesentlichen Einfluss auf die PM-Oxidationsgeschwindigkeit hat. Jedoch sind viele Arten, die NO₂ umfassen, als NOx (Stickoxide) in dem Abgas des Dieselmotors enthalten. Obwohl bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel NO₂, das eine hohe Reaktionsfähigkeit zeigt und die Oxidation des PM unterstützt, als ein beispielartiges NOx beschrieben ist, das die Oxidation von dem PM unterstützt, ist die vorliegende Erfindung nicht auf NO₂ beschränkt. Somit kann ein beliebiges geeignetes NOx, das die Oxidation von dem PM unterstützen kann, anstelle von oder zusätzlich zu NO₂ angewendet werden.
Die Tabelle über die PM-Oxidationsgeschwindigkeit wird auf der Grundlage von Daten vorbereitet, die zuvor durch Versuche erhalten werden. Die Tabelle über die PM-Oxidationsgeschwindigkeit ist derart eingestellt, dass die PM-Oxidationsgeschwindigkeit bei einer Zunahme der DPF-Temperatur zunimmt. Wie dies in 4 gezeigt ist, nimmt die PM-Oxidationsgeschwindigkeit dann zu, wenn die Konzentration an NO₂, das mit dem PM reagiert, zunimmt. Die Tabelle über die PM-Oxidationsgeschwindigkeit ist derart eingestellt, dass die PM-Oxidationsgeschwindigkeit dann zunimmt, wenn die Konzentration an NO₂ zunimmt.
Es sollte hierbei beachtet werden, dass die PM-Oxidationsgeschwindigkeit auf der Grundlage von anderen bekannten die PM-Oxidationsgeschwindigkeit beeinflussenden Faktoren, wie beispielsweise die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas und/oder die Menge an angesammeltem PM außer der DPF-Temperatur und der NO₂-Konzentration berechnet wird.
Die NO₂-Konzentration wird in Übereinstimmung mit einer Tabelle über die NO₂-Konzentration berechnet, in der die NO₂-Konzentration dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors 1 entspricht. Die Tabelle über die NO₂-Konzentration wird ebenfalls auf der Grundlage von Daten vorbereitet, die zuvor durch Versuche erhalten worden sind.
Die Schritte S103 und S104 entsprechen einer Einrichtung für das Abtasten einer Historie der NOx-Absorption und der NOx-Freigabe, die zusammen mit den Abgastemperatursensoren 44a und 44b ausgeführt ist. Bei dem Schritt S103 wird die Menge an absorbiertem NO₂, die durch den angesammelten PM von dem PDF 3 absorbiert wird, berechnet. Die Menge an absorbiertem NO₂ wird berechnet durch ein Kumulieren einer NO₂-Absorbiergeschwindigkeit (die Menge an absorbiertem NO₂ pro Zeiteinheit), die zu jedem Messzeitpunkt erhalten wird. Genauer gesagt wird die Menge an absorbiertem NO2 erhalten durch ein Erneuern der Menge an absorbierten NO2 indem die gegenwärtige NO2-Absorbiergeschwindikeit zu dem zuvor berechneten Wert der Menge an absorbiertem NO2 hinzuaddiert wird. Die NO2-Absorbiergeschwindigkeit ist als die Menge an absorbiertem NO2 pro Zeiteinheit standardisiert, die gleich dem vorstehend beschriebenen Steuerintervall ist. Somit entspricht die NO2-Absorbiergeschwindigkeit der Menge an absorbiertem NO2 pro Steuerintervall. Eine Tabelle über die NO2-Absorbiergeschwindigkeit, die verwendet wird, um die NO2-Absorbiergeschwindigkeit zu erhalten, ist in dem Speicher der ECU 41 gespeichert.
Die Tabelle über die NO2-Absorbiergeschwindigkeit wird erhalten, indem die NO2-Absorbiergeschwindigkeit unter verschiedenen Bedingungen zuvor berechnet wird, und sie hat die Menge an angesammeltem PM als ein Parameter. Wie dies in 5 gezeigt ist, nimmt die NO2-Absorbiergeschwindigkeit dann zu, wenn die Menge an angesammeltem PM zunimmt. Somit nimmt gemäß der Tabelle über die NO2-Absorbiergeschwindigkeit die NO2-Absorbiergeschwindigkeit dann zu, wenn die Menge an angesammeltem PM zunimmt. Darüber hinaus wird bei der Tabelle über die NO2-Absorbiergeschwindigkeit zusätzlich zu der Menge an angesammeltem PM die DPF-Temperatur als ein Parameter verwendet. Gemäß der Tabelle über die NO2-Absorbiergeschwindigkeit nimmt die NO2-Absorbiergeschwindigkeit dann zu, wenn die DPF-Temperatur zunimmt.
Hierbei sollte beachtet werden, dass der vorherige Wert der Menge an angesammeltem PM als die Menge an angesammeltem PM verwendet wird, die zum Erhalten der NO2-Absorbiergeschwindigkeit verwendet wird.
Bei dem Schritt S104 wird die Menge an freigegebenem NO2 berechnet, die von dem angesammelten PM des DPF3 freigegeben wird. Die Menge an freigegebenem NO2 wird erhalten, indem eine NO2-Freigabegeschwindigkeit (Menge an freigegebenem NO2 pro Zeiteinheit) kumuliert wird, die zu jedem Messzeitpunkt erhalten wird. Genauer gesagt wird die Menge an freigegebenem NO2 erhalten durch ein Erneuern der Menge an freigegebenem NO2 durch ein Addieren der gegenwärtigen NO2-Freigabegeschwindigkeit zu dem vorherigen Wert der Menge an freigegebenem NO2. Die NO2-Freigabegeschwindigkeit wird als die Menge an freigegebenem NO2 pro Zeiteinzeit standardisiert, wobei diese gleich dem vorstehend beschriebenen Steuerintervall ist. Somit entspricht die NO2-Freigabegeschwindigkeit der Menge an freigegebenem NO2 pro Steuerintervall. Eine Tabelle über die NO2-Freigabegeschwindigkeit, die zum Erhalten der NO2-Freigabegeschwindigkeit verwendet wird, ist in dem Speicher der ECU 41 gespeichert. Die Tabelle über die NO2-Freigabegeschwindigkeit wird erhalten, indem die NO2-Freigabegeschwindigkeit zuvor unter verschiedenen Bedingungen berechnet wird. Beispielsweise wird die DPF-Temperatur als ein Parameter bei der Tabelle über die NO2-Freigabegeschwindigkeit verwendet. Gemäß der Tabelle über die NO2-Freigabegeschwindigkeit nimmt die NO2-Freigabegeschwindigkeit dann zu, wenn die DPF-Temperatur zunimmt.
Zusammen mit dem Schritt S102 entsprechen die Schritte S105 bis S107 einer Reduktionsmengenberechnungseinrichtung, die die Menge an reduziertem PM berechnet, der durch die Oxidationsreaktion mit dem NO2 reduziert wird, der in dem PM verbleibt gemäß der Absorptions- und Freigabehistorie des NO2. Bei dem Schritt S105 wird die Menge an freigegebenem NO2, die bei dem Schritt S104 berechnet wird, von der Menge an absorbiertem NO2, die bei dem Schritt S103 berechnet wird, subtrahiert, um eine Differenz zwischen ihnen zu erhalten, und diese Differenz wird als die Menge an verbleibendem absorbierten NO2 verwendet.
Der Schritt S106 entspricht einer Berechnungseinrichtung für den Korrekturwert der reduzierten PM-Menge für ein Berechnen eines Korrekturwertes der Menge an reduziertem PM auf der Grundlage der Menge an verbleibendem absorbierten NO2, die bei dem Schritt S105 berechnet worden ist. Eine Tabelle über den Korrekturwert der Menge an reduziertem PM zum Erhalten dieses Korrekturwertes der Menge an reduziertem PM ist in dem Speicher der ECU 41 gespeichert. In der Tabelle über den Korrekturwert der Menge an reduziertem PM wird, wie dies in 6 gezeigt ist, die Menge an verbleibendem absorbierten NO2 als ein Parameter verwendet. In der Tabelle über den Korrekturwert der Menge an reduziertem PM nimmt der Korrekturwert der Menge an reduziertem PM dann zu, wenn die Menge an verbleibendem absorbierten NO2 zunimmt. Dies geschieht aus dem folgenden Grund. D.h. NO2, das durch das gesammelte PM absorbiert wird, beginnt eine Verbrennungsreaktion mit dem angesammelten PM. Somit nimmt die PM-Oxidationsgeschwindigkeit gemäß der Menge an verbleibendem absorbierten NO2 zu.
Der Schritt S107 dient als die Berechnungseinrichtung für den Korrekturwert der Menge an reduziertem PM. Bei dem Schritt S107 wird der Korrekturwert der Menge an reduziertem PM, der bei dem Schritt S106 berechnet wird, zu dem Basiswert der Menge an reduziertem PM addiert, der bei dem Schritt S102 berechnet wird. In dieser Weise wird eine Summe aus dem Korrekturwert der Menge an reduziertem PM und dem Basiswert der Menge an reduziertem PM erhalten, und dann wird diese als die Menge an reduziertem PM verwendet. Der Basiswert der Menge an reduziertem PM, der erhalten wird, ohne dass die Reaktionsreaktion berücksichtigt wird, die durch das durch den angesammelten PM absorbierten NO2 bewirkt wird, wird unter Berücksichtigung der Oxidationsreaktion korrigiert, die durch den absorbierten NO2 bewirkt wird, der durch das angesammelte PM absorbiert wird. Somit kann die Menge an reduziertem PM mit relativ hoher Genauigkeit erhalten werden.
Bei dem Schritt S108 wird die Menge an reduziertem PM, die bei dem Schritt S107 berechnet wird, von der Gesamtmenge an abgegebenem PM, die bei dem Schritt S101 berechnet wird, subtrahiert zum Zwecke des Erhaltens einer zwischen ihnen auftretenden Differenz und diese Differenz wird als eine Oxidationsreaktion des angesammelten PM in dem DPF 3 definiert.
Bei dem Schritt S109 wird bestimmt, ob die Menge an angesammeltem PM, die bei dem Schritt S108 berechnet wird, einen vorbestimmten Wert erreicht hat. Der vorbestimmte Wert ist die Menge an angesammeltem PM, bei dem oder oberhalb von dem ein zwangsweise erfolgendes Regenerieren des DPF 3 erforderlich ist. Der vorbestimmte Wert wird unter Berücksichtigung einer Möglichkeit einer Zunahme des Druckverlustes bei dem DPF 3 und/oder einer Möglichkeit einer Beschädigung des DPF 3 eingestellt, die durch eine schnelle Verbrennung des PM zum Zeitpunkt des Regenerierens des DPF 3 oder bei einem Zeitpunkt des Verzögerns des Fahrzeugs bewirkt wird.
Wenn die Menge an angesammeltem PM unterhalb des vorbestimmten Wertes ist und daher NEIN bei dem Schritt S109 der Fall ist, geht die Steuerung zu „ZURÜCK" weiter, um die vorstehend erwähnten Schritte zu wiederholen. Wenn im Gegensatz dazu bei Schritt S109 JA der Fall ist, geht die Steuerung zu dem Schritt S110 weiter, bei dem die Regenerierung des DPF 3 ausgeführt wird, d.h. die zwangsweise erfolgende Regenerierung des DPF 3 durch beispielsweise ein Ausführen einer Nachkraftstoffeinspritzung, und die Steuerung geht zu „ZURÜCK" weiter.
In der vorstehend dargelegten Beschreibung ist der Korrekturwert der Menge an reduziertem PM als der Korrekturwert beschrieben, der zu dem Basiswert der Menge an reduziertem PM hinzuaddiert wird. Alternativ kann der Korrekturwert der Menge an reduziertem PM ein Korrekturkoeffizient sein, der zu dem Basiswert der Menge an reduziertem PM multipliziert wird.
Der Betrieb des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist nachstehend unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. Zusätzlich zu dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel zeigt 7 auch einen Stand der Technik, bei dem die Verbrennung, die durch das absorbierte NO2 bewirkt wird, der durch das aufgesammelte PM absorbiert wird, nicht bei dem Prozess zum Erhalten der PM-Oxidationsgeschwindigkeit berücksichtigt worden ist. 7 zeigt einen Fall, bei dem die NO2-Konzentration in dem Abgas in einer schrittartigen Weise bei dem Zeitpunkt t1 abnimmt. Hierbei wird eine Änderung des abgeschätzten Wertes der PM-Oxidationsgeschwindigkeit in Bezug auf die Zeit gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einer Änderung des abgeschätzten Wertes der PM-Oxidationsgeschwindigkeit in Bezug auf die Zeit gemäß dem Stand der Technik verglichen. Außerdem wird eine Änderung der Menge an angesammeltem PM im Hinblick auf die Zeit gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einer Änderung der Menge an angesammeltem PM im Hinblick auf die Zeit gemäß dem Stand der Technik verglichen. In dem Zustand, bei dem eine hohe NO2-Konzentration in dem Abgas vor dem Zeitpunkt t1 vorhanden ist, ist die NO2-Absorptionsgeschwindigkeit oberhalb der NO2-Freigabegeschwindigkeit, so dass die Menge an verbleibendem absorbierten NO2 allmählich zunimmt. Nach dem Zeitpunkt t1 wird die NO2-Freigabegeschwindigkeit größer als die NO2-Absorbiergeschwindigkeit, so dass die Menge an verbleibendem absorbierten NO2 allmählich abnimmt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Korrekturwert der PM-Oxidationsgeschwindigkeit so vorgesehen, dass er ein Profil hat, welches demjenigen der Menge an verbleibendem absorbierten NO2 ähnlich ist.
Bei dem Abschätzen der PM-Oxidationsgeschwindigkeit gemäß dem Stand der Technik wird die Verbrennung von dem PM, die durch das NO2 in dem Abgas bewirkt wird, nicht berücksichtigt. Somit ist das Profil der Änderung der PM-Oxidationsgeschwindigkeit bei dem Stand der Technik ähnlich demjenigen der Änderung bei der NO2-Konzentration. Im Gegensatz dazu wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Beitrag des NO2, das durch das angesammelte PM absorbiert wird, berücksichtigt. Somit nimmt gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die PM-Oxidationsgeschwindigkeit vor dem Ablauf der Zeitspanne t1 allmählich zu. Jedoch ist nach dem Verstreichen des Zeitpunktes t1 die Abnahme der PM-Oxidationsgeschwindigkeit gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel geringer als bei dem Stand der Technik, obwohl die NO2-Konzentration in dem Abgas relativ gering ist. Die abgeschätzte Menge an angesammeltem PM gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist geringer als die abgeschätzte Menge an angesammeltem PM gemäß dem Stand der Technik aufgrund der Zunahme der PM-Oxidationsgeschwindigkeit bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, die durch das absorbierte NO2 bewirkt wird, das durch das angesammelte PM absorbiert wird. Ein Unterschied zwischen der abgeschätzten Menge an angesammeltem PM gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel und der abgeschätzten Menge an angesammeltem PM gemäß dem Stand der Technik wird in der Zeitspanne nach dem Verstreichen des Zeitpunktes t1 von Bedeutung, bei der die NO2-Konzentration in dem Abgas abnimmt, und ein Verhältnis von dem absorbierten NO2 in der Gesamtmenge an beitragendem NO2, das zu der Oxidation von dem PM beiträgt, nimmt zu.
Wenn eine erste Gruppe des gelieferten NO2 (nicht absorbierte Gruppe von NOX), das zu dem DPF 3 geliefert wird und somit in der umgebenden Atmosphäre um das angesammelte PM herum vorhanden ist, mit dem angesammelten PM in Kontakt gelangt, reagiert die erste Gruppe des gelieferten PM im Wesentlichen sofort mit dem angesammelten PM bei einer geringfügigen Reaktionszeitverzögerung (nachstehend ist diese als eine erste Reaktionszeitverzögerung bezeichnet). Die Menge an reduziertem PM, die durch diese Oxidationsreaktion reduziert wird, entspricht der ersten Untermenge an reduziertem Partikelstoff. Im Gegensatz dazu wird, wenn eine zweite Gruppe an geliefertem NO2, die zu dem DPF 3 geliefert wird, mit dem angesammelten PM in Kontakt gelangt, die zweite Gruppe an geliefertem NO2 durch das angesammelte PM absorbiert und somit in dem absorbierten Zustand angeordnet. Somit reagiert, wenn die zweite Gruppe des gelieferten NO2 (absorbierte Gruppe an NOX) mit dem angesammelten PM in Kontakt gelangt, die zweite Gruppe an geliefertem NO2 mit dem angesammelten PM mit einer längeren Zeitverzögerung (nachstehend ist diese als eine zweite Reaktionszeitverzögerung bezeichnet), die länger als die erste Reaktionszeitverzögerung ist. Das Verhalten der zweiten Gruppe des gelieferten NO2 ist explizit in der Zeitspanne nach dem Verstreichen des Zeitpunktes t1 aufgezeigt, während der das PM oxidiert wird und entfernt wird, während das absorbierte NO2 verbraucht wird, das durch das angesammelte PM absorbiert wird. Die Menge an reduziertem PM, die durch diese Oxidationsreaktion reduziert wird, entspricht der zweiten Untermenge an reduziertem Partikelstoff. Die erste Reaktionszeitverzögerung beträgt ungefähr 10 Sekunden und die zweite Reaktionszeitverzögerung beträgt ungefähr eine Minute.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, geschieht gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Berechnung unter Berücksichtigung der tatsächlichen PM-Oxidationsreaktion in dem DPF 3, bei der das PM verbrannt wird, während das NO2 verbraucht wird, das durch das angesammelte PM absorbiert wird. Somit ist die Genauigkeit bei der Abschätzung der Menge an angesammeltem PM im Vergleich zu dem Stand der Technik besser. In dieser Weise kann der DPF 3 bei einer geeigneten Zeitabstimmung zwangsweise regeneriert werden.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Berechnung von beispielsweise der Menge an abgegebenem PM oder der Menge an reduziertem PM bei vorbestimmten Steuerintervallen (beispielsweise ein Intervall von jeder Sekunde) ausgeführt und jeder entsprechende Wert wird synchron erneuert. Alternativ kann beispielsweise die Menge an abgegebenem PM oder die Menge an reduziertem PM, die in einer vorbestimmten Zeitspanne (beispielsweise eine Periode von einer Sekunde) gemessen wird, als Durchschnitt ermittelt werden, um einen Durchschnittswert zu erhalten, und jeder entsprechende Wert kann auf der Grundlage dieses Durchschnittswertes berechnet werden.
Nachstehend ist ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
8 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Aufbau gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist ähnlich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel mit Ausnahme von einigen Unterschieden. Somit werden in der nachstehend dargelegten Beschreibung hauptsächlich die Unterschiede zwischen dem ersten Ausführungsbeispiel und dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben. Ein Druckdifferenzsensor 45 ist mit dem Abgaskanal 2 verbunden, um eine Druckdifferenz zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite von dem DPF 3 zu messen und ein Messsignal zu einer ECU 41A auszugeben. Die Druckdifferenz wird verwendet, um die Menge an angesammeltem PM zu berechnen. Genauer gesagt wird die Menge an angesammeltem PM auf der Grundlage der Druckdifferenz und eines Ausgabesignals von einer Luftströmungsmesseinrichtung 46, die in dem Lufteinlasskanal 5 vorgesehen ist, berechnet.
9 zeigt einen Berechnungsprozess der ECU 41 zum Berechnen der Menge an angesammeltem PM. Bei dem Schritt S200 wird das Ausgabesignal von jedem entsprechenden Sensor gelesen. Bei dem Schritt S201 wird eine Abgasströmungsrate berechnet.
Bei dem Schritt S202 wird bestimmt, ob die Abgasströmungsrate, die bei dem Schritt S201 berechnet worden ist, einem vorbestimmten Wert überschreitet. Wenn JA bei dem Schritt S202 der Fall ist, geht die Steuerung zu dem Schritt S203 weiter. Bei dem Schritt S203 wird bestimmt, ob der Verbrennungsmotor in einem Stetigbetriebszustand ist. Ob der Verbrennungsmotor in dem stetigen Betriebszustand ist, wird auf der Grundlage eines Grades einer Änderung von beispielsweise der Verbrennungsmotordrehzahl oder des Öffnungsgrades des Gaspedal bestimmt. Wenn die Änderung gleich wie oder geringer als ein vorbestimmter Wert ist, wird bestimmt, dass der Verbrennungsmotor in dem stetigen Betriebszustand ist. Wenn bei dem Schritt S203 JA der Fall ist, geht die Steuerung zu dem Schritt S204 weiter. Wenn bei dem Schritt S203 NEIN der Fall ist, geht die Steuerung zu dem Schritt S205 weiter.
Wenn bestimmt wird, dass der Verbrennungsmotor in dem stetigen Betriebszustand ist und die Abgasströmungsrate den vorbestimmten Wert überschreitet, wird der Schritt S204 ausgeführt, wie dies vorstehend beschrieben ist. Bei dem Schritt S204 wird die Menge an angesammeltem PM auf der Grundlage der Druckdifferenz zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite von dem DPF 3 und der Abgasströmungsrate in dem DPF 3 berechnet. Das PM, das in dem DPF 3 angesammelt worden ist, bewirkt eine Zunahme der Druckdifferenz. Wenn die Abgasströmungsrate zunimmt, nimmt die Druckdifferenz zu. Eine Tabelle über eine Menge an angesammeltem PM, die die Menge an angesammeltem PM in Bezug auf die Differenz und die Abgasströmungsrate zeigt, ist zuvor auf der Grundlage von Daten vorbereitet worden, die durch Versuche erhalten worden sind, und ist in dem Speicher der ECU 41 gespeichert worden. Die Abgasströmungsrate wird auf der Grundlage der Menge an Einlassluft, die mit der Luftströmungsmesseinrichtung 46 gemessen wird, und/oder der DPF-Temperatur, die mit den Abgastemperatursensoren 44a und 44b gemessen wird, berechnet.
Bei dem Schritt S205, der dann ausgeführt wird, wenn bei dem Schritt S202 oder S203 NEIN der Fall ist, wird eine Zunahme der Menge an angesammeltem PM berechnet durch Subtrahieren der Menge an reduziertem PM von der Menge an abgegebenem PM um eine Differenz zwischen beiden zu erhalten, und dann wird die Differenz jedes Mal kumuliert, wie dies bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Fall ist. Auf der Grundlage dieses kumulierten Wertes wird die Menge an angesammeltem PM berechnet. Genauer gesagt wird die Zunahme des angesammelten PM zu dem zuletzt berechneten Wert der Menge an angesammeltem PM, der bei dem Schritt S204 auf der Grundlage der Druckdifferenz und der Abgasströmungsrate erhalten worden ist, hinzuaddiert. Genauer gesagt wird in einer spezifischen Zeitspanne, während der bei einem der Schritte S202 und S203 NEIN der Fall ist und während der der Verbrennungsmotor nicht in dem stetigen Betriebszustand ist oder die Abgasströmungsrate relativ gering ist, eine Zunahme der Menge an angesammeltem PM während dieser spezifischen Zeitspanne berechnet auf der Grundlage der Menge an abgegebenem PM und der Menge an reduziertem PM. Wenn der Verbrennungsmotor 1 nicht in dem stetigen Betriebszustand ist oder wenn die Abgasströmungsrate relativ gering ist, kann die Berechnung der Menge an angesammeltem PM auf der Grundlage der Druckdifferenz und der Abgasströmungsrate einen relativ großen Fehler aufzeigen im Vergleich zu der Berechnung der Menge an angesammeltem PM auf der Grundlage der Differenz zwischen der Menge an abgegebenem PM und der Menge an reduziertem PM. Aufgrund dessen ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine der vorstehend beschriebenen beiden Arten an Berechnung wählbar, um das Auftreten einer Abnahme bei der Genauigkeit des berechneten Wertes der Menge an angesammeltem PM zu begrenzen.
Die Menge an reduziertem PM wird bei dem Schritt S205 auf der Grundlage der Historie der NO2-Absorption und der NO2-Freigabe berechnet, die die Historie des Absorbierens und des Freigebens von dem NO2 relativ zu dem PM zeigt, wie dies bei den Schritten S101 bis S107 des ersten Ausführungsbeispiels der Fall ist. Hierbei sollte beachtet werden, dass die Historie der Absorption und der Freigabe von NO2 in beiden der folgenden Fälle berechnet wird, d.h. in dem Fall der Berechnung der Menge an angesammeltem PM auf der Grundlage der Druckdifferenz und der Abgasströmungsrate und in dem Fall der Berechnung der Menge an angesammeltem PM durch Subtraktion der Menge an reduziertem PM von der Menge an abgegebenem PM, um eine Differenz zwischen diesen vorzusehen, wobei dann die Differenz jedes Mal kumuliert wird. Die vorstehend beschriebene Historie über die Absorption und Freigabe von NO₂ wird stets berechnet und wird bei der Berechnung der Menge an reduziertem PM in dem letztgenannten Fall angewendet.
Es sollte hierbei beachtet werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist und in verschiedenen Arten ausgeführt werden kann, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
Weitere Vorteile und Abwandlungen sind für Fachleute offensichtlich. Die Erfindung in ihrer breiten Form ist daher nicht auf die vorstehend aufgezeigten spezifischen Einzelheiten beschränkt.
Die Menge an angesammeltem Partikelstoff, die an dem Partikelfilter 3 angesammelt wird, wird berechnet auf der Grundlage einer Menge an abgegebenem Partikelstoff, der von dem Verbrennungsmotor 1 abgegeben wird, und der Menge an reduziertem Partikelstoff, der in dem Filter 3 reduziert wird. Die Menge an reduziertem Partikelstoff umfasst die Menge an reduziertem Partikelstoff, die durch eine Oxidationsreaktion von dem angesammelten Partikelstoff mit NO₂ reduziert wird. Zu dem Zeitpunkt der Berechnung dieser Menge wird die Reduktion von dem Partikelstoff durch eine Oxidationsreaktion mit dem absorbierten NO₂, der durch den angesammelten Partikelstoff absorbiert wird, berücksichtigt, zusätzlich zu der Reduktion des Partikelstoffs durch die Oxidationsreaktion mit NO₂, das in der umgebenden Atmosphäre um den angesammelten Partikelstoff herum vorhanden ist.

Claims

Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor (1), wobei die Abgasreinigungsvorrichtung folgendes aufweist: einen Partikelfilter (3), der in einem Abgaskanal (2) des Verbrennungsmotor (1) angeordnet ist, um in dem Abgas, das von dem Verbrennungsmotor (1) abgegeben wird, vorhandenen Partikelstoff zu sammeln; eine Regeneriereinrichtung (S110) für ein Regenerieren des Partikelfilters (3) auf der Grundlage einer Menge an angesammeltem Partikelstoff, die in dem Partikelfilter (3) angesammelt wird, wobei die Regeneriereinrichtung (S110) zumindest eine Oxidationsreaktion des angesammelten Partikelstoffs mit dem NOX, der zusammen mit dem Abgas geliefert wird, anwendet, um den Partikelfilter (3) zu regenerieren; und eine Ansammelmengenabschätzeinrichtung (S110 bis S108, S200 bis S205) zum Abschätzen der Menge an angesammelten Partikelstoff in dem Partikelfilter (3) auf der Grundlage von: einer Menge an zunehmendem Partikelstoff, die in dem Partikelfilter (3) zunimmt durch Abgabe des Abgases von dem Verbrennungsmotor (1); und einer Menge an reduziertem Partikelstoff, die in dem Partikelfilter (3) reduziert wird durch die Oxidationsreaktion von dem angesammelten Partikelstoff mit dem NOx, wobei die Ansammelmengenabschätzeinrichtung (S100 bis S108, S200 bis S205) eine Reduktionsmengenberechungseinrichtung (S102, S105, S107, S205) zum Berechnen der Menge an reduziertem Partikelstoff hat, die durch die Oxidationsreaktion des angesammelten Partikelstoffs mit dem NOx reduziert wird, auf der Grundlage von: einer ersten Untermenge an reduziertem Partikelstoff, die eine Menge an reduziertem Partikelstoff ist, die von dem Partikelfilter (3) durch eine Oxidationsreaktion des Partikelstoffs mit einer nicht absorbierten Gruppe des NOx reduziert wird, die in der umgebenden Atmosphäre vorhanden ist, die den angesammelten Partikelstoff umgibt; und einer zweiten Untermenge des reduzierten Partikelstoffs, die eine Menge an reduziertem Partikelstoff ist, der von dem Partikelfilter (2) durch eine Oxidationsreaktion des Partikelstoffs mit einer absorbierten Gruppe des NOx reduziert wird, die zu dem Partikelfilter (3) zusammen mit dem Abgas geliefert wird, und die durch den angesammelten Partikelstoff absorbiert wird.
Abgasreinigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Reduktionsmengenberechnungseinrichtung (S102, S105 bis S107, S205) Folgendes aufweist: eine Reduktionsmengenbasiswertberechnungseinrichtung (S102) für ein Berechnen eines Basiswertes einer Menge an reduziertem Partikelstoff, die von dem Partikelfilter (3) durch die Oxidationsreaktion des Partikelstoffs mit dem NOx reduziert wird, auf der Grundlage einer Konzentration des NOx, der in der umgebenden Atmosphäre vorhanden ist, die den angesammelten Partikelstoff umgibt; eine NOx-Absorbier-und-Freigabe-Historienabtasteinrichtung (S103, S104, 44a, 44b, S205) für ein Abtasten einer Historie der Absorption an NOx zu dem angesammelten Partikelstoff und einer Freigabe an NOx von dem angesammelten Partikelstoff; und eine Reduktionsmengenkorrekturwertberechnungseinrichtung (S102, S205) für ein Berechnen eines Korrekturwertes der Menge an reduziertem Partikelstoff, der verwendet wird, um den Basiswert der Menge an angesammeltem Partikelstoff auf der Grundlage der Historiendaten über die Absorption und die Freigabe an NOx, die durch die NOx-Absorptions-und-Freigabe-Historienabtasteinrichtung (S103, S104, 44a, 44b, S205) abgetastet worden ist, zu korrigieren.
Abgasreinigungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die NOx-Absorptions-und-Freigabe-Historienabtasteinrichtung (S103, S104, 44a, 44b, S205) eine NOx-Absorptionsmengen-und-Freigabemengen-Berechnungseinrichtung (S103, S104, 44a, 44b, S205) hat, um Folgendes zu berechnen: eine Menge an absorbiertem NOx, die zu dem Partikelfilter (3) zusammen mit dem Abgas geliefert wird und durch den angesammelten Partikelstoff absorbiert wird; und eine Menge an freigegebenen NOx, die von dem angesammelten Partikelstoff freigegeben wird; die Reduktionsmengenkorrekturwertberechnungseinrichtung (S102, S105) eine Gesamtmenge an absorbiertem NOx, die gegenwärtig in dem angesammelten Partikelstoff absorbiert ist, auf der Grundlage der Historiendaten über die Absorption und die Freigabe von NOx, die von der NOx-Absorptionsmengen-und-Freigabemengen-Berechnungseinrichtung (S103, S104, 44a, 44b, S205) vorgesehen wird, berechnet; und die Reduktionsmengenkorrekturwertberechnungseinrichtung (S102, S205) den Korrekturwert der Menge an reduziertem Partikelstoff auf der Grundlage der Gesamtmenge an absorbiertem NOx berechnet.