-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Abgasreinigungssystem
für einen
Verbrennungsmotor und insbesondere auf eine Technologie zum Regenerieren
eines Dieselpartikelfilters (DPF), der in einer Abgasleitung des
Motors vorgesehen ist.
-
Es
war erforderlich, eine Emissionssteuerung für einen Verbrennungsmotor,
der in einem Automobil montiert ist, zu verbessern. Es ist bei einem
Dieselmotor, der von der Motorbauart mit Kompressionszündung ist,
der mit Dieselöl
läuft,
möglich,
Rauch und abgegebene Dieselpartikel, wie beispielsweise SOF, die
im Abgas enthalten sind, zusätzlich
zu CO, HC, NOx zu verringern. Zu diesem Zweck ist ein Dieselpartikelfilter
(DPF) in einer Abgasleitung zum Auffangen der abgegebenen Partikel,
die in dem Abgas enthalten sind, vorgesehen.
-
In
diesem Dieselpartikelfilter gelangt das Abgas, das in den Filter
strömt,
durch poröse
Trennwände und
die abgegebenen Partikel, die in dem Abgas enthalten sind, werden
durch Oberflächen
oder Mikrolöcher der
Trennwände
aufgefangen. In dem Fall, dass eine Menge der abgegebenen Partikel,
die in dem Filter aufgefangen und angesammelt werden, übermäßig erhöht ist,
wird ein Gegendruck des Motors durch eine Erhöhung des Strömungswiderstands
erhöht
und als Ergebnis kann ein Leistungsausgang des Motors verringert sein.
Dementsprechend ist es notwendig, die aufgefangenen abgegebenen
Partikel von diesem Dieselpartikelfilter zu entfernen, um diesen
zu regenerieren.
-
Es
ist im Stand der Technik bekannt, dass ein Oxidationskatalysator
aus Platin oder dergleichen in dem Partikelfilter ausgebildet ist,
um es möglich
zu machen, den Partikelfilter während
einem Betrieb des Motors durch Verwenden der Oxidationsreaktion
des Oxidationskatalysators zu regenerieren. Gemäß einem derartigen Stand der
Technik wird Kraftstoff zu dem Partikelfilter zum Beispiel durch
eine Nacheinspritzung (in der der Kraftstoff während einem Auslasshub des
Motors eingespritzt wird) zugeführt.
Die angesammelten abgegebenen Partikel, die durch eine normale Kraftstoffeinspritzung
verhältnismäßig schwierig
zu entfernen sind, werden durch Oxidation mit der Verbrennungswärme des
Kraftstoffes (der während
dem Auslasshub eingespritzt wird) von dem Partikelfilter entfernt.
-
Ein
Kraftstoffverbrauchsanteil wird gesenkt, wenn ein Betrieb zum Regenerieren
des Partikelfilters oft ausgeführt
wird. Andererseits kann in dem Fall, dass ein Intervall zum Regenerierbetrieb
länger
ausgeführt
ist, eine übermäßige Menge
der abgegebenen Partikel in dem Partikelfilter aufgefangen und angesammelt
werden. Als ein Ergebnis kann der Partikelfilter leicht durch eine
stark gesenkte hohe Temperatur durch schnelle Verbrennung der aufgefangenen
abgegebenen Partikel während
dem Regenerierbetrieb beschädigt
werden.
-
Dementsprechend
ist es bevorzugt, ein geeignetes Intervall zum Regenerierbetrieb
unter Berücksichtigung
der Ansammlungsmenge der abgegebenen Partikel auszuwählen. Zum
Beispiel wird in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. H7-332065
eine Druckdifferenz zwischen Drücken
an einem Einlass- und einem Auslassabschnitt des Partikelfilters
erfasst. Die Druckdifferenz wird durch die Erhöhung des Strömungswiderstands,
der durch die erhöhte
Ansammlungsmenge der abgegebenen Partikel verursacht wird, erhöht. In der
vorstehenden Japanischen Patentoffenlegungsschrift wird bestimmt,
dass der Partikelfilter zu regenerieren ist, wenn der erfasste Differenzdruck
einen vorgegebenen Wert überschreitet.
-
Es
ist jedoch in dem Stand der Technik, der in der vorstehenden Japanischen
Patentoffenlegungsschrift beschrieben ist, schwierig, die Ansammlungsmenge
der abgegebenen Partikel genau zu erfassen und die korrekte Zeitgebung
zu bestimmen, da eine Ist-Menge der angesammelten abgegebenen Partikel
von Fall zu Fall verschieden sein kann, sogar wenn eine Betriebsbedingung
des Motors (einschließlich
der Druckdifferenz) dieselbe ist.
-
Dies
ist so, da es zwei Arten von Ansammelbedingungen der abgegebenen
Partikel gibt. Und zwar werden in der einen Ansammelbedingung die
abgegebenen Partikel in den Mikrolöchern des Partikelfilters angesammelt,
wogegen die abgegebenen Partikel (in Form von mehreren Schichten)
auf der Oberfläche
des Partikelfilters in der anderen Art der Ansammlung angesammelt
werden. Und die abgegebenen Partikel, die in den Mikrolöchern angesammelt
sind, werden leichter verbrannt als die abgegebenen Partikel, die
in den Oberflächen
der Partikelfilter angesammelt sind, da ein Verhältnis der abgegebenen Partikel
in den Mikrolöchern,
die in Berührung
mit dem Oxidationskatalysator sind, größer als das der abgegebenen
Partikel auf den Oberflächen
des Partikelfilters ist. Eine Abweichung einer Verbrennungsmenge
kann in einem Teil des Partikelfilters auftreten oder eine Verbrennung
kann unterbrochen werden, wobei als ein Ergebnis von Abweichungen
von Abgastemperaturen oder Abgasströmungen. Ferner ist eine Steigung
einer charakteristischen Kurve für
die Ansammlung in den Mikrolöchern
viel größer als
die für
die Ansammlung auf den Oberflächen
und hierdurch wird eine Änderung
des Druckverlusts in dem Fall viel größer, in dem die Menge der angesammelten
abgegebenen Partikel in Linie mit der charakteristischen Kurve für die Ansammlung
in den Mikrolöchern
geändert
wird, als in dem Fall, in dem die Menge der angesammelten abgegebenen
Partikel in Linie mit der charakteristischen Kurve für die Ansammlung
auf den Oberflächen
geändert
wird. Dementsprechend ist es schwierig, die Ansammlungsmenge der
abgegebenen Partikel genau zu erfassen.
-
Die
vorliegende Erfindung ist angesichts der vorstehenden Probleme erfolgt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abgasreinigungsvorrichtung
für einen
Verbrennungsmotor zu schaffen, in dem eine Zeitgebung für einen
Regenerierbetrieb geeignet bestimmt werden kann.
-
Gemäß einem
Merkmal der vorliegenden Erfindung hat eine Abgasreinigungsvorrichtung
für einen Motor;
einen Dieselpartikelfilter (4), der in einer Abgasleitung
(3) des Motors (1) zum Auffangen und Ansammeln
von Dieselpartikel, die in Abgas, das von dem Motor (1)
emittiert wird, enthalten sind, vorgesehen ist; eine elektronische
Steuereinrichtung (51) zum Steuern eines Zwangs-Regenerationsbetriebs
des Dieselpartikelfilters (4), wobei der Zwangs-Regenerationsbetrieb
ausgeführt
wird, wenn eine Ansammlungsmenge der Dieselpartikelfilter in dem
Dieselpartikelfilter (4) einen vorgegebenen Schwellwert
erreicht, so dass die Dieselpartikelfilter verbrannt und entfernt
werden; und eine Druckverlusterfassungseinrichtung (53a, 53b)
zum Erfassen eines Druckverlusts (ΔP) an dem Dieselpartikelfilter
(4).
-
In
der Abgasreinigungsvorrichtung berechnet eine Einrichtung zur Berechnung
einer Ansammlungsmenge eine Ansammlungsmenge der Dieselpartikel
in dem Dieselpartikelfilter (4) auf der Grundlage des Druckverlusts
(ΔP) und
eines ersten Ansammlungsmusters (P1). Das Ansammlungsmuster (P1)
hat eine erste Ansammlungscharakteristiklinie (L1) für einen
Bereich einer kleineren Menge der Ansammlungsmenge und eine zweite
Ansammlungscharakteristiklinie (L2) für einen größeren Ansammlungsbereich der
Ansammlungsmenge und jede von der erste oder zweiten Ansammlungscharakteristiklinie
(L1 und L2) ist als eine gerade Linie ausgebildet und stellt eine
Beziehung zwischen dem Druckverlust und der Ansammlungsmenge der
Dieselpartikel in dem Dieselpartikelfilter (4) dar. Ein
Verhältnis
der ersten Ansammlungscharakteristiklinie (L1) für eine Erhöhung des Druckverlusts im Bezug
auf eine Erhöhung
der Ansammlungsmenge der Dieselpartikel ist größer als das der zweiten Ansammlungscharakteristiklinie
(L2), wobei die erste Ansammlungscharakteristiklinie (L1) über einen
Anfangspunkt verläuft,
und dann schneiden die erste und die zweite Ansammlungscharakteristiklinie
(L1 und L2) einander an einem vorgegebenen Übergangspunkt (T).
-
Die
Abgasreinigungsvorrichtung hat ferner eine Schwellwertkorrektureinrichtung
zum Berechnen einer Korrekturmenge und Ausführen des Schwellwerts auf einen
kleineren Wert auf der Grundlage der Korrekturmenge während einem Übergangszeitraum,
in dem die Höhe
des Druckverlusts abhängig
von einer natürlichen
Verbrennung der Dieselpartikel in dem Dieselpartikelfilter (4)
von einem Punkt (b1, b2) auf der zweiten Ansammlungscharakteristiklinie
(L2) zu einem Punkt (cz) auf einer Linie eines zweiten Ansammlungsmusters (P2)
verringert ist. Die Linie des zweiten Ansammlungsmusters (P2) hat
das gleiche Verhältnis
für die
Erhöhung
des Druckverlusts in Bezug auf die Erhöhung der Ansammlungsmenge der
Dieselpartikel zu dem der zweiten Ansammlungscharakteristiklinie
(L2), und die Linien des zweiten Ansammlungsmusters (P2) verläuft über den
Anfangspunkt.
-
Gemäß einem
weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Menge des Druckverlusts
von einem Verbrennungsstartpunkt (b1, b2) auf der zweiten Ansammlungscharakteristiklinie
(L2) zu einem Ansammlungswiederstartpunkt (c1, c2) auf einer Ansammlungserhöhungslinie
(AIL) entlang einer Ansammlungsverringerungscharakteristikkurve
verringert, die eine Ansammlungsverringerungslinie (ADL) und die
Ansammlungserhöhungslinie
(AIL) aufweist, verringert und die Korrekturmenge zum Korrigieren
des Schwellwerts ist größer ausgeführt, wenn
der Ansammlungswiederstartpunkt (c1, c2) von dem Verbrennungsstartpunkt
mehr getrennt ist.
-
Gemäß einem
weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung hat die Abgasreinigungsvorrichtung
ferner eine Verbrennungsmengeberechnungseinrichtung zum Berechnen
eines integrierten Werts für
eine Verbrennungsmenge der Dieselpartikel in dem Dieselpartikelfilter
(4), wobei die Schwellwertkorrektureinrichtung die Korrekturmenge
auf der Grundlage des integrierten Werts berechnet, so dass der
Schwellwert kleiner ausgeführt
ist, wenn der integrierte Wert der Verbrennungsmenge größer wird.
-
Gemäß noch einem
weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung hat die Abgasreinigungsvorrichtung ferner
eine Verbrennungsmengenberechnungseinrichtung zum Berechnen eines
integrierten Werts für
eine Verbrennungsmenge der Dieselpartikel in dem Dieselpartikelfilter
(4) auf der Grundlage der Ansammlungsverringerungslinie
(ADL) der Ansammlungsverringerungscharakteristikkurve.
-
Die
Berechnungseinrichtung der Ansammlungsmenge berechnet die Ansammlungsmenge
der Dieselpartikel in dem Dieselpartikelfilter (4) auf
der Grundlage der Ansammlungserhöhungslinie
(AIL) der Ansammlungsverringerungscharakteristikkurve, wenn die
Ansammlung der Dieselpartikel nach der natürlichen Verbrennung der Dieselpartikel
wieder beginnt.
-
Die
Ansammlungserhöhungslinie
(AIL) hat das gleiche Verhältnis
für die
Erhöhung
des Druckverlusts im Bezug auf die Erhöhung der Ansammlungsmenge der
Dieselpartikel zu der der zweiten Ansammlungscharakteristiklinie
(L2).
-
Die
Ansammlungserhöhungslinie
(AIL) wird parallel zu einer kleineren Höhe des Druckverlusts (ΔP) hin verschoben,
wenn der integrierte Wert der Verbrennungsmenge größer wird.
-
Gemäß noch einem
weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung setzt die Schwellwertkorrektureinrichtung
den Schwellwert zurück,
so dass der Schwellwert zu seinem Anfangswert wird, wenn die Höhe des Druckverlusts
von dem Punkt (b1, b2) auf der zweiten Ansammlungscharakteristiklinie
(L2) zu dem Punkt (cz) auf der Linie des zweiten Ansammlungsmusters
(P2) entlang der Ansammlungsverringerungscharakteristikkurve verringert
wird.
-
Gemäß noch einem
weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung korrigiert die Schwellwertkorrektureinrichtung
ferner den Schwellwert auf der Grundlage von Betriebsbedingungen
des Motors (1) während
einem vorgegebenen Zeitraum, nachdem der Dieselpartikelfilter (4)
durch den Zwangs-Regenerationsbetrieb vollständig regeneriert worden ist.
-
Gemäß noch einem
weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung wird eine Einlassluftmenge
für den Motor
(1) als einer von Parametern verwendet, die die Betriebsbedingungen
des Motors (1) repräsentieren.
-
Das
vorstehende und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden besser aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung
ersichtlich, die unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen
erfolgt. In den Zeichnungen:
-
1 ist
eine schematische Ansicht, die ein Abgasreinigungssystem gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
-
2 ist
ein Graph, der eine Beziehung zwischen einer Ansammlungsmenge der
abgegebenen Partikel und einem Druckverlust zeigt, wenn die abgegebenen
Partikel angesammelt sind;
-
3A bis 3C sind
schematische Darstellungen, die Prozesse zur Ansammlung der abgegebenen
Partikel zeigen;
-
4 ist
ein Graph, der eine Beziehung zwischen einer Ansammlungsmenge an
abgegebenen Partikeln und einem Druckverlust zeigt, wenn die abgegebenen
Partikel angesammelt sind und wenn die angesammelten abgegebenen
Partikel verbrannt und entfernt sind;
-
5 ist
ein Ablaufdiagramm, das einen Prozess des Ausführungsbeispiels zeigt;
-
6 ist
ein Graph, der eine Verbrennungsgeschwindigkeit von abgegebenen
Partikeln (PM) in Bezug auf eine Temperatur eines Partikelfilters
zeigt;
-
7 ist
ein zweiter Graph, der eine Beziehung zwischen einer Ansammlungsmenge
an abgegebenen Partikeln und einem Druckverlust zeigt, wenn die
abgegebenen Partikel angesammelt sind und wenn die angesammelten
abgegebenen Partikel verbrannt und entfernt sind;
-
8 ist
ein dritter Graph, der eine Beziehung zwischen einer Ansammlungsmenge
von abgegebenen Partikeln und einem Druckverlust zeigt, wenn die
abgegebenen Partikel angesammelt sind und wenn die angesammelten
abgegebenen Partikel verbrannt und entfernt sind;
-
9 ist
eine schematische Ansicht, die eine erste Modifikation des Ausführungsbeispiels
zeigt;
-
10 ist
eine schematische Ansicht, die eine zweite Modifikation des Ausführungsbeispiels
zeigt;
-
11 ist
eine schematische Ansicht, die eine dritte Modifikation des Ausführungsbeispiels
zeigt; und
-
12 ist
eine schematische Ansicht, die eine vierte Modifikation des Ausführungsbeispiels
zeigt.
-
Ein
Aufbau eines Dieselmotors, auf den ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung angewandt wird, ist in 1 gezeigt.
-
Der
Dieselmotor 1 hat einen Hauptmotorkörper 1, der vier Zylinder
hat, einen Einlasssammler 21, der an seiner stromabwärtigen Seite
mit dem Motorkörper 1 verbunden
ist, und einen Abgassammler 31, der an seiner stromaufwärtigen Seite
mit dem Motorkörper 1 verbunden
ist. Ein Dieselpartikelfilter 32 (nachstehend auch als
DPF bezeichnet) ist in einer Abgasleitung 3 vorgesehen.
Ein Hauptkörper 4 (nachstehend
auch als DPF bezeichnet) des Partikelfilters 32 ist ein
keramischer Filter, der einen bekannten Aufbau hat, zum Beispiel ein
Honigwabenaufbau, der aus einer hitzewiderstehenden porösen Keramik
ausgebildet ist, wie beispielsweise Cordierit, Siliziumcarbid oder
dergleichen, und der mehrere Zellen zum Ausbilden von Gasdurchgängen hat,
wobei Einlassseiten und Auslassseiten der Zellen abwechselnd geschlossen
sind. Abgas von dem Motor 1 strömt von seinem Einlass 32a in
den DPF 4, gelangt durch poröse Trennwände des DPF 4 und
strömt
von seinem Auslass 32b aus dem DPF 4. Abgegebene
Partikel (Dieselpartikel (PM)) werden durch den DPF 4 aufgefangen
und fortschreitend in dem DPF 4 abhängig von einer Fahrstrecke
angesammelt. Ein Oxidationskatalysator, der aus Edelmetallen ausgebildet
ist, wie beispielsweise Platin, Palladium usw, ist im Allgemeinen auf
Oberflächen
des DPF 4 des Partikelfilters 32 vorgesehen. Die
Dieselpartikel (PM) werden unter einer vorgegebenen Temperaturbedingung
oxidiert, verbrannt und entfernt.
-
Eine
elektronische Steuereinheit (ECU) 51 ist vorgesehen, um
entsprechende Bestandteile des Motors 1 einschließlich Injektoren
zu steuern.
-
Verschiedene
Signale, die eine Betriebsbedingung des Motors darstellen, werden
in die ECU 51 eingegeben. Ein Signal zum Berechnen einer
Ansammlungsmenge der Dieselpartikel in dem Partikelfilter 32 ist in
den verschiedenen Signalen beinhaltet und ein Sensor ist zu diesem
Zweck vorgesehen. Temperatursensoren 53a und 53b sind
jeweils an einer stromaufwärtigen
und einer stromabwärtigen
Seite des Partikelfilters 32 vorgesehen, wobei die Temperatursensoren 53a und 53b durch
eine Wand der Abgasleitung 3 dringen, um eine Temperatur
des Abgases, das durch die Abgasleitung (Durchgang) 3 strömt, zu erfassen.
Eine erfasste Temperatur des Sensors 53a ist eine Temperatur
des Abgases, das an dem Einlass 32a des Partikelfilters 32 strömt und als
eine DPF-Einlasstemperatur
bezeichnet ist, wogegen eine erfasste Temperatur des Sensors 53b eine
Temperatur des Abgases ist, das an dem Auslass 32b des
Partikelfilters 32 strömt
und als eine DPF-Auslasstemperatur bezeichnet ist. Eine Temperatur,
die eine Temperatur des Partikelfilters 32 (auch als DPF-Temperatur bezeichnet)
darstellt, wird aus der DPF-Einlass- und Auslasstemperatur durch eine Berechnung
eines Mittelwerts, eines Filterprozesses usw. berechnet.
-
Ein
erster Umgehungsdurchgang 33a ist an der stromaufwärtigen Seite
des Partikelfilters 32 vorgesehen und ein zweiter Umgehungsdurchgang 33b ist
an der stromabwärtigen
Seite des Partikels 32 vorgesehen. Ein Differenzdrucksensor 54 ist
zwischen dem ersten und dem zweiten Umgehungsdurchgang 33a und 33b vorgesehen,
um einen Differenzdruck zwischen dem Druck an dem Einlass 32a und
dem Auslass 32b des Partikelfilters 32 zu erfassen.
Der Differenzdruck stellt einen Druckverlust an dem Partikelfilter 32 dar.
-
Ein
Luftdurchflussmesser 52 ist in einem Einlassluftdurchgang 2 des
Motors 1 zum Erfassen einer Einlassluftmenge vorgesehen.
-
Verschiedene
Signale, die eine Betriebsbedingung des Dieselmotors darstellen,
wie beispielsweise eine Drosselöffnung,
eine Temperatur eines Motorkühlwassers
und andere Parameter, werden in die ECU 51 eingegeben.
-
Die
ECU 51 hat einen bekannten Mikrocomputer und eine ROM der
ECU 52 speichert ein Regenerationssteuerprogramm zum Berechnen
einer Ansammlungsmenge der Dieselpartikel, die in dem Partikelfilter 32 gefangen
sind, und zum Bestimmen, ob ein Regenerationsbetrieb des Partikelfilters
auf der Grundlage der berechneten Menge der angesammelten Dieselpartikel
notwendig ist oder nicht, zusätzlich
zu einem Motorbetriebssteuerprogramm zum Steuern entsprechender
Abschnitte und Bestandteile des Motors. Der ROM liest ferner Information,
die die Ansammlungscharakteristiken spezifiziert, ein, die beim
Ausführen
des vorstehenden Regenerationssteuerprogramms verwendet wird.
-
Entsprechend
Untersuchungen durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung wird
eine Beziehung zwischen einem Druckverlust ΔP und den entsprechenden Mengen
der Ansammlungsmenge ML der Dieselpartikel erhalten, wie in 2 gezeigt
ist.
-
2 zeigt
den Druckverlust ΔP
in Bezug auf die entsprechenden Mengen der Ansammlungsmenge ML der Dieselpartikel,
wobei die Dieselpartikel in dem Partikelfilter 32 eines
neuen Filters oder regenerierten Filters, der keine Ansammlung der
Dieselpartikel hat, angesammelt werden, wenn eine konstante Abgasmenge
durch den Partikelfilter 32 strömt. Wie in 2 gezeigt
ist, ist der Druckverlust ΔP
in Übereinstimmung
mit einer Erhöhung
der Ansammlungsmenge ML der Dieselpartikel erhöht. Ein Profil der charakteristischen
Kurve des Druckverlusts ΔP
hat in einer Aufwärtsrichtung
einen konvexen Abschnitt. Insbesondere ist die charakteristische
Kurve aus zwei Linien ausgebildet, die fast gerade Linien sind.
Eine Steigung einer ersten Linie ändert sich an einem Übergangspunkt „T" diskontinuierlich,
bei dem die Ansammlungsmenge der Dieselpartikel einen vorgegebenen
Wert erreicht. Die Steigung einer zweiten geraden Linie, die eine
Linie ist, die erhalten wird, wenn die Ansammlungsmenge der Dieselpartikel
größer als
die vorgegebene Menge ist (korrespondierend zu dem Übergangspunkt),
ist kleiner als die der ersten geraden Linie. Die Ansammlungscharakteristik
der Dieselpartikel ist durch die vorstehenden zwei geraden Linien
angenähert.
-
3A bis 3C zeigen
schematisch einen Teil der Oberfläche der Trennwand (nachstehend
auch als die DPF-Wand bezeichnet), wobei die Dieselpartikel von
einem Zustand von 3A bis zu dem von 3C fortschreitend
angesammelt werden.
-
3A zeigt
den Partikelfilter, der ein neuer Filter oder der regenerierte Filter
ist, so dass die Dieselpartikel darin noch nicht angesammelt sind.
Der Druckverlust in diesem Zustand, der verursacht wird, wenn die Dieselpartikel
durch die DPF-Wand gelangen, ist durch Spezifikation des Partikelfilters 32 definiert.
-
Wenn
der Zustand von 3A zu 3B geändert ist,
sind die Dieselpartikel an den Oberflächenabschnitten der stromaufwärtigen Seite
der DPF-Wand angesammelt oder in den Mikrolöchern angesammelt, um sie abzublocken.
Der Druckverlust ΔP
ist hierdurch erhöht.
Da das Abgas zu den Mikrolöchern
strömt,
ist die Blockierung der Mikrolöcher
ein beherrschender Faktor für
die Erhöhung
des Druckverlusts ΔP
zu Beginn (nachstehend als eine erste Stufe der Ansammlung bezeichnet).
Eine Tiefe der Mikrolöcher,
die die Dieselpartikel erreichen, variiert abhängig von Strömungsgeschwindigkeiten
des Abgases. Die Charakteristikkurve des Druckverlusts an der ersten
Stufe der Ansammlung ebenso wie ihr Übergangspunkt wechselt entsprechend.
-
Wenn
die Dieselpartikel in den meisten Mikrolöchern angesammelt sind, werden
die Dieselpartikel dann auf den Oberflächenabschnitten als eine Schicht
angesammelt, deren Dicke erhöht
sind, wie in 3C gezeigt ist. In diesem Zustand
(eine zweite Stufe der Ansammlung) ist die Erhöhung der geschichteten angesammelten
Partikel auf der Oberfläche
der DPF-Wände
ein beherrschender Faktor für
die Erhöhung
des Druckverlusts ΔP.
-
Wie
vorstehend wechselt, wenn die Dieselpartikelfilter in den meisten
Mikrolöchern
angesammelt sind und die angesammelte Schicht der Dieselpartikel
auf den Oberflächen
der DPF-Wand ausgebildet ist, der beherrschende Faktor zum Erhöhen des
Druckverlusts ΔP
vor und nach dem Übergangspunkt.
In dem Zustand, indem die Dieselpartikel nicht in den Mikrolöchern angesammelt
sind, strömt
das Abgas gleichmäßig durch
den Partikelfilter 32. Andererseits wird, wenn die Dieselpartikel
in den meisten Mikrolöchern
aufgefangen und angesammelt sind, die Abgasströmung durch derartige blockierte
Mikrolöcher
beschränkt,
um den Druckverlust ΔP
schnell zu erhöhen.
Dementsprechend ist ein Erhöhungsverhältnis des
Druckverlusts ΔP
im Bezug auf die Ansammlungsmenge der Dieselpartikel verhältnismäßig groß, wie durch
die Charakteristikkurve der Ansammlung der ersten Stufe angezeigt
ist, die in 2 gezeigt ist. Nachdem die Dieselpartikel
in den Mikrolöchern aufgefangen
sind und angesammelt sind, wird der beherrschende Faktor für die Erhöhung des
Druckverlusts ΔP
zu der Erhöhung
der Dicke in den geschichteten angesammelten Partikeln auf den Oberflächen der DPF-Wände verändert. Daher
wird das Erhöhungsverhältnis des
Druckverlusts ΔP
in Bezug auf die Ansammlungsmenge der Dieselpartikel kleiner, wie
durch die charakteristische Kurve der Ansammlung der zweiten Stufe
angezeigt ist, die in 2 gezeigt ist.
-
4 zeigt
ein normales Ansammlungsmuster „P1", das eine erste Ansammlungscharakteristiklinie „L1" von einem Anfangspunkt
zu dem Übergangspunkt. „T" und eine zweite
Ansammlungscharakteristiklinie „L2" über
dem Übergangspunkt „T" hat. 4 zeigt
ferner eine Beziehung (durch eine gestrichelte Linie angezeigt)
zwischen dem Druckverlust und der Ansammlungsmenge der Dieselpartikel,
wenn die Ansammlungsmenge der Dieselpartikel durch einen natürlichen
Regenerationsbetrieb verringert wird (wobei die Dieselpartikel natürlich verbrannt
und entfernt werden). Wenn der natürliche Regenerationsbetrieb
an einem Punkt „b1" auf der zweiten
Ansammlungscharakteristiklinie „L2" startet und die Dieselpartikel, die
in dem Partikelfilter 32 angesammelt sind, verbrannt und
entfernt sind, dann wird der Punkt des Druckverlusts und die Ansammlungsmenge
der Dieselpartikel zu dem Anfangspunkt hin bewegt. Der Punkt wird
jedoch nicht entlang der zweiten Ansammlungscharakteristiklinie „L2" sondern auf einer
Linie (die gepunktete Linie, die als eine Ansammlungsverringerungslinie „ADL" bezeichnet ist)
bewegt, deren Steigung zwischen den Steigungen der ersten und der zweiten
Ansammlungscharakteristiklinie „L1" und „L2" ist. Da die Verbrennung der Dieselpartikel,
die in den Mikrolöchern
aufgefangen sind, während
diesem Regenerationsbetrieb ziemlich hoch ist, wird die Steigung
der Ansammlungsverringerungslinie „ADL" während
der Verbrennung nahezu gleich zu der der ersten Ansammlungscharakteristiklinie „L1". Dementsprechend
wird der Punkt von „b1" zu „c1" in 4 bewegt.
-
Wenn
der natürliche
Regenerationsbetrieb durch die Verbrennung abhängig von der Betriebsbedingung
endet, zum Beispiel bei dem Punkt c1, startet die Ansammlung der
Dieselpartikelfilter wieder. Die Ansammlung verläuft auf einer Linie (eine gepunktete
Linie, die nachstehend als eine Ansammlungserhöhungslinie „AIL" bezeichnet ist), die parallel zu der
zweiten Ansammlungscharakteristiklinie „L2" ist. Wenn die natürliche Regeneration wieder
startet, dann wird der Druckverlust gleichermaßen zu dem Anfangspunkt hin
verringert.
-
In
dem vorstehenden natürlichen
Regenerationsbetrieb wird die angesammelte Schicht der Dieselpartikel,
die auf den Oberflächen
des Dieselpartikelfilters ausgebildet sind, nicht verbrannt und
entfernt. Daher tritt, wenn die Ansammlung der Dieselpartikel an
dem Punkt c2 wieder beginnt, die Ansammlung nicht in den Mikrolöchern sondern
auf den Oberflächen
des Dieselpartikelfilters auf. Als ein Ergebnis verläuft die
Ansammlung auf der Linie der Ansammlungserhöhungslinie „AIL". Eine Differenz des Druckverlusts zwischen
der zweiten Ansammlungscharakteristiklinie „L2" und der Ansammlungserhöhungslinie „AIL" korrespondiert zu
der Menge der verbrannten Dieselpartikel in den Mikrolöchern während dem
natürlichen
Regenerationsbetrieb.
-
Der
Punkt „b1", an dem der natürliche Regenerationsbetrieb
beginnt, ist nachstehend als ein Verbrennungsstartpunkt bezeichnet,
während
der Punkt „c1", an dem die Ansammlung
wieder startet, als ein Ansammlungswiederstartpunkt bezeichnet ist.
-
Als
ein Ergebnis des Wiederholens des natürlichen Regenerationsbetriebs
wird der Punkt des Druckverlusts letztendlich zu einem Punkt „cz" auf einer Linie
eines Ansammlungsmusters „P2" bewegt.
-
Das
Ansammlungsmuster „P2" in 4 zeigt
eine charakteristische Kurve des Druckverlusts, wenn die angesammelten
Dieselpartikel nur auf den Oberflächen der DPF-Wände sind, als ein Ergebnis
davon werden nahezu alle angesammelten Dieselpartikel, die in den
Mikrolöchern
abgefangen sind, verbrannt und entfernt. Das Ansammlungsmuster „P2" hat eine zu der
zweiten Ansammlungscharakteristiklinie „L2" identische Steigung, wobei das Ansammlungsmuster „P2" durch den Anfangspunkt
verläuft.
-
Das
vorstehende normale Ansammlungsmuster „P1", das die erste Ansammlungscharakteristiklinie „L1" von dem Anfangspunkt
zu dem Übergangspunkt „T" hat und die zweite ' Ansammlungscharakteristiklinie „L2" über dem Übergangspunkt „T" hat, ist in dem
ROM der ECU 51 als ein Ansammlungsmengenkennfeld für die Ansammlungsmenge
der Dieselpartikel eingelesen. Das normale Ansammlungsmuster „P1" wird auf der Grundlage
von Daten durch Versuche im Voraus erhalten.
-
Der
Druckverlust „ΔP" unter der vorgegebenen
Durchflussmenge des Abgases wird aus dem erfassten Differenzdruck
und der erfassten Durchflussmenge des Abgases berechnet. Dann wird
die Ansammlungsmenge der Dieselpartikel auf der Grundlage des vorstehenden
Druckverlusts „ΔP" und dem Ansammlungsmengenkennfeld
berechnet. Die Durchflussmenge des Abgases wird zum Beispiel durch
Korrigieren einer Einlassluftmenge abhängig von der Temperatur der
Partikelfilter 32 erhalten.
-
Wenn
die Ansammlungsmenge der Dieselpartikel auf der Grundlage des normalen
Ansammlungsmusters „P1", das als die Ansammlungsmenge
eingelesen ist, berechnet wird, wird die Verbrennungsmenge der Dieselpartikel
als erstes berechnet and das Ansammlungsmuster „P1" (die zweite Ansammlungscharakteristiklinie „L2") wird um die berechnete
Verbrennungsmenge in eine Richtung eines Verringerns des Druckverlustes
verschoben.
-
Wenn
die Ansammlungsmenge der Dieselpartikel, wie vorstehend berechnet
ist, einen vorgegebenen Schwellwert erreicht (ein Schwellwert zum
Starten des Zwangs-Regenerationsbetriebs), wird ein Zwangs-Regenerationsbetrieb
für den
Partikelfilter 32 zum Beispiel durch einen Nacheinspritzbetrieb
oder dergleichen ausgeführt.
Als ein Ergebnis werden fast alle angesammelten Dieselpartikel von
dem Partikelfilter 32 entfernt (eine vollständige Regeneration),
so dass eine übermäßige Ansammlung
der Dieselpartikel verhindert werden kann.
-
5 zeigt
ein Ablaufdiagramm zum Ausführen
des Regenerationsbetriebs des Partikelfilters 32, der durch
die ECU 51 gesteuert wird.
-
Ein
Schritt S101 ist ein Schritt zum Annehmen einer Ansammlungsmenge
der Dieselpartikel auf der Grundlage des normalen Ansammlungsmusters „P1".
-
Bei
Schritt S102 bestimmt die ECU 50, ob die Dieselpartikel,
die in den Mikrolöchern
abgefangen sind, bei dem natürlichen
Regenerationsbetrieb verbrannt worden sind oder nicht. Die Bestimmung
wird auf der Grundlage der erfassten DPF-Temperatur ausgeführt. Die
ECU 51 bestimmt, dass die Verbrennung der Dieselpartikel
ausgeführt
ist, wenn die erfasste DPF-Temperatur
höher als
ein vorgegebener Wert ist. Wenn die ECU 51 bestimmt, dass
die Dieselpartikel nicht verbrannt werden, schreitet der Ablauf
zu Schritt S101 zurück.
-
Wenn
die ECU 51 bestimmt, dass die Dieselpartikel verbrannt
werden, schreitet der Prozess zu Schritt S103, bei dem die Verbrennungsmenge
der Dieselpartikel in den Mikrolöchern
berechnet und integriert wird.
-
6 zeigt
eine Beziehung zwischen einer Verbrennungsgeschwindigkeit der Dieselpartikel
und der DPF-Temperatur,
wobei es gezeigt ist, dass die Verbrennungsgeschwindigkeit der Dieselpartikel
größer wird, wenn
die DPF-Temperatur größer ist
und wenn die Ansammlungsmenge der Dieselpartikel größer ist.
-
Die
Verbrennungsmenge der Dieselpartikel, die in den Mikrolöchern abgefangen
sind, wie bei Schritt S103 berechnet ist, korrespondiert zu einer
Verbrennungsgeschwindigkeit der Dieselpartikel für eine Zeitraumeinheit (Steuerzyklus).
Die Verbrennungsmenge wird aus der DPF-Temperatur und der Ansammlungsmenge der
Dieselpartikel berechnet. Diese Berechnung wird auf der Grundlagen
von einem Verbrennungsmengenkennfeld ausgeführt, in dem die Verbrennungsmenge
in Bezug auf die DPF-Temperatur und der Ansammlungsmenge der Dieselpartikel
definiert ist. Insbesondere wird der integrierte Wert der Verbrennungsmenge
für die
Dieselpartikel, die in den Mikrolöchern abgefangen sind, durch
Addieren der Verbrennungsmenge zu dieser Zeit zu der Verbrennungsmenge
der vorhergehenden Berechnung aktualisiert.
-
Die
Verbrennungsmenge der Dieselpartikel, die in den Mikrolöchern abgefangen
sind, hängt
zusätzlich zu
der DPF-Temperatur
und der Ansammlungsmenge der Dieselpartikel von einer Dichte an
Stickoxid (NOx), einer Dichte an Sauerstoff, den Druckverlust „ΔP", einer Motordrehzahl,
einer Kraftstoffeinspritzmenge, einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einer
Einlassluftmenge usw. ab. Daher können diese Parameter ebenso
berücksichtigt
werden, um die Verbrennungsmenge der Dieselpartikel genauer zu berechnen.
-
Bei
Schritten S104 bis S107 führt
die ECU 51 Prozesse zum Korrigieren des Schwellwerts zum
Starten des Zwangs-Regenerationsbetriebs
aus. Der Schwellwert ist ein vorgegebener Wert zum Bestimmen, ob
es notwendig ist, den Zwangs-Regenerationsbetrieb für erzwungenes
Verbrennen der Dieselpartikel, die in dem Partikelfilter 32 angesammelt
sind, zu starten. Der Schwellwert ist bei einem vorgegebenen Wert
A als einem Anfangsschwellwert gesetzt, nachdem der vorhergehende
Zwangs-Regenerationsbetrieb vervollständigt worden ist. Bei Schritt
S104 berechnet die ECU 51 den Schwellwert auf der Grundlage
von der Verbrennungsmenge der Dieselpartikel, die in den Mikrolöchern abgefangen
sind, und zwar berechnet die ECU 51 einen neuen Schwellwert „C".
-
Insbesondere
wird die Berechnung und Korrektur des Schwellwerts „C" auf der Grundlage
des integrierten Werts (bei dem Schritt S103 erhalten) der Verbrennungsmengen
der Dieselpartikel auf die nachstehende Weise ausgeführt.
-
7 zeigt
die Beziehung zwischen dem Druckverlust „ΔP" und der Ansammlungsmenge der Dieselpartikel.
Wie bereits im Bezug auf 4 erläutert ist, wird der Punkt für den Druckverlust „ΔP" und die Ansammlungsmenge
der Dieselpartikel entlang der ersten und der zweiten Ansammlungscharakteristiklinie „L1" und „L2" bewegt, wenn die
Ansammlungsmenge der Dieselpartikel ohne natürliche Verbrennung der Dieselpartikel
erhöht
ist. Der Punkt des Druckverlusts und die Ansammlungsmenge wird zu
ihren unteren Seiten bewegt, wenn die natürliche Verbrennung der Dieselpartikel
gestartet hat. Da die natürliche
Verbrennung im Allgemeinen auf die Dieselpartikel, die in den Mikrolöchern abgefangen
sind, konzentriert ist, wie vorstehend erläutert ist, wird der Punkt des
Druckverlusts und der Ansammlungsmenge nicht auf der zweiten Ansammlungscharakteristiklinie „L2" zurück bewegt,
sondern zu dem Ansammlungsmuster „P2" für
die Oberflächenansammlung
der Ansammlungsverringerungslinie „ADL" hinbewegt. Und zwar werden der Druckverlust
und die Ansammlungsmenge von einem Punkt „b2" zu einem Punkt „c2" verringert, wie durch den Pfeil in 7 angezeigt
ist. Die Steigung der Verringerung (der Pfeil) ist im Wesentlichen
gleich zu der der ersten Ansammlungscharakteristiklinie „L1".
-
Eine
Ansammlungserhöhungslinie „AIL1" nach der natürlichen
Verbrennung kann in dem nachstehenden Prozess erhalten werden. Der
Punkt „c2" (des Druckverlusts
und der Ansammlungsmenge der Dieselpartikel) wird aus dem integrierten
Wert der Verbrennungsmenge der Dieselpartikel, die in den Mikrolöchern abgefangen
sind, berechnet. Und zwar wird der Punkt „c2" durch Bewegen des Punkts von „b2" auf der Ansammlungsverringerungslinie „ADL" um eine derartige
Menge entsprechend dem integrierten Wert der Verbrennungsmenge erhalten.
Und die zweite Ansammlungscharakteristiklinie „L2" wird parallel zu einer derartigen Position
bewegt, bei der die bewegte Ansammlungscharakteristiklinie „L2" (= die Ansammlungserhöhungslinie „AIL1") durch den Punkt „c2" verläuft.
-
Wie
vorstehend wird die angesammelte Ist-Menge der Dieselpartikel als
ein Ergebnis der natürlichen Verbrennung
der Dieselpartikel verändert.
Insbesondere würde,
wenn die natürliche
Verbrennung der Dieselpartikel (der natürliche Regenerationsbetrieb)
vor Erreichen des Ansammlungsmusters P2 unterbrochen ist, zum Beispiel
bei dem Punkt c2, wie in 7 gezeigt ist, die Annahme-Genauigkeit
der Ansammlungsmenge der Dieselpartikel stark verringert werden.
Und ein Fehler kann in der Berechnung der Ansammlungsmenge beinhaltet
sein, die einen Wert darstellt, der kleiner als die angesammelte
Ist-Menge sein kann. Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist eine Größe eines
derartigen Fehlers daher stark angenommen, so dass verhindert wird,
dass die angesammelte Ist-Menge zu übermäßig wird. Und zwar wird der
Schwellwert zum Starten des Zwangs-Regenerationsbetriebs zu einer kleineren
Seite verschoben (das heißt
zu einer sichereren Seite), so dass verhindert wird, dass eine Zeitgebung
zum Starten des Zwangs-Regenerationsbetriebs
verglichen mit einer idealen Zeitgebung zu spät wird.
-
Ein
detaillierter Betrieb ist nachstehend erläutert. Wenn ein Fehler in der
Berechnung des integrierten Werts der Verbrennungsmenge für die Dieselpartikel
in den Mikrolöchern
(nachstehend ist der Fehler als ein angenommener Fehler „Δe" bezeichnet), wird
die Ansammlungserhöhungslinie „AIL1" zu einer Ansammlungserhöhungslinie „AIL2" bewegt (versetzt).
-
Dann
kann ein angenommener Versetzungswert „ΔPM" hinsichtlich der Ansammlungsmenge der
Dieselpartikel durch die nachstehende Formel (1) berechnet werden,
wobei „k1" die Steigung der
Ansammlungsverringerungslinie „ADL" ist und „k2" die Steigung der
zweiten Ansammlungscharakteristiklinie „L2" ist:
-
Aus
dem vorstehenden ist zu verstehen (7), wenn
die Verbrennungsmenge auf eine Art und Weise berechnet wurde, dass
die berechnete Verbrennungsmenge der Dieselpartikel kleiner als
der Ist-Wert durch den angenommenen Fehler „Δe" ist, wird die Ansammlungsmenge der
Dieselpartikel, die durch die Berechnung erhalten wird, um den angenommenen
Versetzungswert „ΔPM" kleiner als die
angesammelte Ist-Menge.
-
Dementsprechend
wird bei Schritt S104 der angenommene Versetzungswert „ΔPM" als ein Korrekturbetrag
für den
gegenwärtigen
Schwellwert „B" betrachtet (in 7 ist
der gegenwärtige
Schwellwert „B" gleich dem Anfangsschwellwert „A"), und ein korrigierter
Schwellwert „C" wird durch Substrahieren
der Korrekturmenge (= der angenommene Versetzungswert „ΔPM") von dem gegenwärtigen Schwellwert „B" (= Schwellwert „A") berechnet.
-
Bei
Schritt S105 bestimmt die ECU 51, ob die Ansammlungserhöhungslinie
das Ansammlungsmuster „P2" für die Oberflächenansammlung
erreicht hat, oder ob die Ansammlungserhöhungslinie immer noch in einer Übergangsstufe
ist, die sich zu dem Ansammlungsmuster „P2" für
die Oberflächenansammlung
bewegt. Diese Bestimmung ist durch Überprüfen erfolgt, ob die Verbrennungsmenge
(berechnet bei Schritt S103) der Dieselpartikel in den Mikrolöchern einen
vorgegebenen Wert erreicht hat oder nicht. Der vorgegebene Wert
ist als ein oberer Grenzbetrag zum Auffangen der Dieselpartikel
in den Mikrolöchern
gesetzt, die zu der Ansammlungsmenge an dem Übergangspunkt korrespondiert.
Die ECU 51 bestimmt daher, dass die Ansammlungserhöhungslinie
in der Übergangsstufe
zu dem Ansammlungsmuster „P2" für die Oberflächenansammlung
in dem Fall ist, dass die Verbrennungsmenge der Dieselpartikel in
den Mikrolöchern
nicht den vorgegebenen Wert erreicht hat.
-
In
dem Fall von Ja bei Schritt S105 geht der Prozess zu Schritt S106,
bei dem der gegenwärtige Schwellwert „B" durch den korrigierten
Schwellwert „C" ersetzt wird (berechnet
bei Schritt S104).
-
Im
Fall von Nein bei Schritt S105 geht der Prozess zu Schritt S107,
bei dem der gegenwärtige
Schwellwert „B" durch den Anfangsschwellwert „A" ersetzt wird. Der
angenommene Versetzungswert „ΔPM", der zum Berechnen
des korrigierten Schwellwerts „C" verwendet wird,
stellt die Menge der Versetzung zwischen der berechneten Ansammlungserhöhungslinie „AIL1" und der verschobenen
Ansammlungserhöhungslinie „AIL2" dar und hängt von
der Verbrennungsmenge ab. Dementsprechend kann der angenommene Versetzungswert „ΔPM" als Null betrachtet
werden, wenn alle Dieselpartikel, die in den Mikrolöchern abgefangen
sind, ausgebrannt sind, und wenn angenommen wird, dass die Dieselpartikel
nur in dem Oberflächenabschnitt
des Partikelfilters verbleiben. In einem derartigen Zustand wird
der Druckverlust entlang des Ansammlungsmusters „P2" geändert.
Daher wird der gegenwärtige
Schwellwert „B" durch den Anfangsschwellwert „A" bei Schritt S107
ersetzt.
-
8 zeigt
eine Änderung
des gegenwärtigen
Schwellwerts „B". Der Schwellwert
ist an dem Anfangsschwellwert „A" gesetzt, bis die
normale Verbrennung der Dieselpartikel startet. Wenn die normale
Verbrennung gestartet ist und die Bewegung des Punkts (für den Druckverlust
und die Ansammlungsmenge der Dieselpartikel) von der Ansammlungsverringerungslinie „ADL" zu der Ansammlungserhöhungslinie „AIL1" geändert ist,
wird der Schwellwert von dem Anfangsschwellwert „A" zu dem korrigierten Schwellwert „Ci" geändert, was
auf der Grundlage von dem angenommenen Fehler „Δe" berechnet wird. Wenn die Verbrennung
der Dieselpartikel danach wieder startet, verändert sich der Schwellwert
von „Ci" zu „Cj" auf die gleiche
Weise. Da der angenommene Fehler „Δe" für
die entsprechenden Verbrennungen der Dieselpartikel angesammelt
ist, wird der gegenwärtige
Schwellwert B fortschreitend zu einer sichereren Seite verringert
(von „Ci" zu „Cj", von „Cj" zu „Ck", ...). Der gegenwärtige Schwellwert „B" wird letztendlich
durch den Anfangsschwellwert „A" ersetzt, wenn alle
Dieselpartikel, die in den Mikrolöchern abgefangen sind, verbrannt
worden sind und die Ansammlungserhöhungslinie „AIL" das Ansammlungsmuster in „P2" für die Oberflächenansammlung
erreicht hat.
-
Wie
vorstehend wird die Ansammlungsmenge des angenommenen Fehlers größer, wenn
die Verbrennungsmenge der Dieselpartikel größer wird. Die Korrekturmenge
für den
Schwellwert ist größer ausgeführt, wenn
die Verbrennungsmenge der Dieselpartikel größer wird.
-
In
anderen Worten wird der gegenwärtige
Schwellwert „B" auf einen kleineren
Wert verringert, und zwar wenn er zu einer sichereren Seite verschoben
wird, abhängig
von der Erhöhung
der Ansammlungsmenge des angenommenen Fehlers „Δe". Als ein Ergebnis kann vermieden werden,
dass die Zeitgebung zum Starten des Zwangs-Regenerationsbetriebs
für den
Dieselpartikelfilter 32 zu sehr verzögert würde. Andererseits wird der
Schwellwert „B" durch den Anfangsschwellwert „A" ersetzt, wenn die
Ansammlungserhöhungslinie „AIL" das Ansammlungsmuster „P2" für die Oberflächenansammlung
erreicht hat. Als ein Ergebnis kann vermieden werden, dass die Zeitgebung
zum Starten des Zwangs-Regenerationsbetriebs zu früh werden
würde.
Der Zwangs-Regenerationsbetrieb für den Dieselpartikelfilter 32 kann
bei geeigneten Intervallen ausgeführt werden.
-
In
dem vorstehenden Ausführungsbeispiel
wird das zuvor eingetragene Ansammlungsmuster „P1" als die erste Ansammlungscharakteristiklinie
nach der Vervollständigung
der Regeneration für
den Dieselpartikelfilter verwendet.
-
Die
Ansammlungscharakteristiklinie kann alternativ auf die nachstehende
Art und Weise korrigiert werden, um einen genaueren Betrieb zu erreichen.
Die Tiefe der Mikrolöcher,
in die die Dieselpartikel strömen
und erreichen, hängt
von der Strömungsgeschwindigkeit
des Abgases ab. Die erste Ansammlungscharakteristiklinie „L1" ebenso wie der Übergangspunkt „T" werden entsprechend
abhängig
von der Strömungsgeschwindigkeit
des Abgases geändert.
Daher kann eine genauere Steuerung zum Starten des Zwangs-Regenerationsbetriebs
erreicht werden, wenn eine mögliche Änderung
der ersten Ansammlungscharakteristiklinie „L1" und/oder der Übergangspunkt „T" abhängig von
der Betriebsbedingung des Motors angenommen sind, während einem
vorgegebenen Zeitraum nachdem der Dieselpartikelfilter vollständig durch
den vorhergehenden Zwangs-Regenerationsbetrieb
regeneriert worden ist, und der Schwellwert wird in Übereinstimmung
mit einer derartigen angenommenen Änderung der ersten Ansammlungscharakteristiklinie „L1" und/oder dem Übergangspunkt „T" verändert.
-
Die
Strömungsgeschwindigkeit
des Abgases hängt
von der Einlassluftmenge des Motors 1 ab. Eine Beziehung
zwischen der Einlassluftmenge (erfasst durch den Luftdurchflussmesser 52)
und eine Veränderung der
ersten Ansammlungscharakteristiklinie „L1" wird auf der Grundlage von Versuchen
erhalten. Dann wird der Schwellwert auf der Grundlage eines Kennfelds
korrigiert, das aus der vorstehenden Beziehung zwischen der Einlassluftmenge
und der Veränderung
der ersten Ansammlungscharakteristiklinie „L1" erfolgt. Eine Motordrehzahl oder jeglicher
anderer Parameter, der die Betriebsbedingungen des Motors darstellt,
kann ebenso anstelle der Einlassluft verwendet werden.
-
In
dem vorstehenden Ausführungsbeispiel
wird der angenommene Fehler „Δe" auf der Grundlage
der Verbrennungsmenge der Dieselpartikel, die in den Mikrolöchern aufgefangen
sind, berechnet und die Korrekturmenge „ΔPM" zum Korrigieren des Schwellwerts wird
aus dem angenommenen Fehler „Δe" berechnet. Es kann
jedoch auf eine einfache Art und Weise modifiziert werden, in der
die Korrekturmenge „ΔPM" ausgeführt ist,
um größer zu werden,
wenn der Verbrennungszeitraum länger
wird.
-
Der
Dieselpartikelfilter 4A kann modifiziert werden, wie in 9 gezeigt
ist, in der der Filter aus zwei Teilen 41 und 42 aufgebaut
ist, wobei der Katalysator in dem ersten Teil 41 des Filters,
der an einer stromaufwärtigen
Seite des zweiten Teils 42 vorgesehen ist, getragen wird.
-
Der
Differenzdrucksensor 54 kann angeordnet sein, um den Differenzdruck
zwischen dem stromaufwärtigen
und dem stromabwärtigen
Druck des zweiten Teils 42 des Fühlers 4A zu erfassen,
wie in 10 gezeigt ist.
-
Der
Temperatursensor 53a kann zwischen dem ersten und dem zweiten
Teil 41 und 42 des Dieselpartikelfilters 4A vorgesehen
sein, wie in 11 gezeigt ist.
-
Ferner
können
die vorstehenden Figuren von 10 und 11 kombiniert
werden, wie in 12 gezeigt ist. Und zwar kann
der Differenzdrucksensor 54 angeordnet sein, um den Differenzdruck
zwischen dem stromaufwärtigen
und dem stromabwärtigen
Druck des zweiten Teils 42 zu erfassen, und der Temperatursensor 53a ist
zwischen dem ersten und dem zweiten Teil 41 und 42 des
Dieselpartikelfilters 4A vorgesehen.
-
In
einer Abgasreinigungsvorrichtung für einen Dieselmotor, die einen
Dieselpartikelfilter (4) hat, der an einer Abgasleitung
(3) vorgesehen ist, wird ein Druckverlust (ΔP) an dem
Filter (4) erfasst. Eine Ansammlungsmenge an Dieselpartikeln
in dem Filter (4) wird auf der Grundlage des Druckverlusts
(ΔP) und
eines Kennfelds für
eine Beziehung zwischen dem Druckverlust (ΔP) und der Ansammlungsmenge
berechnet. Ein Zwangs-Regenerationsbetrieb
wird ausgeführt,
wenn die berechnete Ansammlungsmenge einen vorgegebenen Schwellwert
erreicht, der abhängig
von einer Verbrennungsmenge der Dieselpartikel auf einen kleineren
Wert verringert ist, die bei einem natürlichen Regenerationsbetrieb
verbrannt und von dem Filter entfernt werden.
