DE102006000445A1

DE102006000445A1 - Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine und Verfahren zum Schätzen der Sammelmenge von Abgaspartikeln

Info

Publication number: DE102006000445A1
Application number: DE102006000445A
Authority: DE
Inventors: Kazuharu Kariya Tochikawa; Satoru Kariya Nosaka; Shigeto Kariya Yahata
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-09-06
Filing date: 2006-09-05
Publication date: 2007-03-15
Anticipated expiration: 2026-09-06
Also published as: US7624571B2; US20070051099A1; JP2007071080A; DE102006000445B4; JP4506622B2

Abstract

Eine Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine (1) weist einen Sammler (4) auf, der Abgaspartikel in dem Abgas sammelt, das von der Brennkraftmaschine (1) ausgestoßen wird. Die Abgasreinigungsvorrichtung berechnet eine Menge eines vorbestimmten Gasbestandteils in dem Abgas, das durch den Sammler (4) tritt. Die Abgasreinigungsvorrichtung berechnet eine Sammelmenge der Abgaspartikel auf der Grundlage einer Druckdifferenz über den Sammler (4) auf der Grundlage einer Temperatur des Abgases, das durch den Sammler (4) tritt, und auf der Grundlage der Menge des vorbestimmten Gasbestandteils. Die Abgasreinigungsvorrichtung regeneriert den Sammler (4) durch Verbrennen der Abgaspartikel, die in dem Sammler (4) gesammelt werden, wenn die Sammelmenge einen vorbestimmten Wert erreicht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasreinigungsvorrichtung, die einen Sammler aufweist, der Partikel in einem Abgas (Abgaspartikel) einer Brennkraftmaschine sammelt. Ebenso bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Schätzverfahren zum Schätzen einer Sammelmenge der Abgaspartikel, die durch den Sammler gesammelt werden.
In der Vergangenheit wurde bei einem Dieselverbrennungsmotor, der an einem Fahrzeug montiert ist, ein Sammler, der Abgaspartikel sammelt, in der Mitte eines Abgasrohrs vorgesehen, um die Abgaspartikel in dem Abgas zu verringern.

Der Sammler ist ein im Allgemeinen keramisches poröses Medium, das mehrere Abgasdurchgänge aufweist. Der Sammler adsorbiert und sammelt die Abgaspartikel, wenn das Abgas durch poröse Unterteilungen tritt, die die Abgasdurchgänge definieren. Wenn die gesammelten Abgaspartikel, die durch den Sammler gesammelt werden, in dem Sammler verbleiben, wird ein Druckverlust erhöht, so dass eine Effizienz des Verbrennungsmotors verschlechtert werden wird. Somit muss der Sammler durch Verbrennen (Oxidieren) der Abgaspartikel in dem Sammler regeneriert werden, wenn ein berechneter Wert einer Sammelmenge einen vorbestimmten Wert erreicht.

Insbesondere trägt der Sammler einen katalytischen Oxidationswandler. Zum Zeitpunkt der Regeneration des Sammlers wird nach einer Haupteinspritzung eine Nacheinspritzung durchgeführt, um Kohlenwasserstoff (HC) in den Sammler zuzuführen, so dass das Innere des Sammlers aufgrund einer katalytischen Reaktion von HC erwärmt wird, und werden die Abgaspartikel, die in dem Sammler gesammelt sind, verbrannt und entfernt.

Ein Schätzverfahren zum Schätzen der Sammelmenge der Abgaspartikel, die in dem Sammler gesammelt sind, auf der Grundlage einer Druckdifferenz über den Sammler und einer Durchflussrate des Abgases ist bekannt (siehe japanische ungeprüfte Patentoffenlegungsschrift JP-2004-19523 entsprechend US-Patent Nr. 6829889). Ebenso ist ein weiteres Verfahren zum Schätzen der Sammelmenge auf der Grundlage einer Temperatur des Abgases offenbart. Das liegt daran, dass die physikalischen Eigenschaften (beispielsweise die Viskosität, die Dichte) des Abgases sich in Abhängigkeit von der Temperatur des Abgases ändern, das durch den Sammler tritt.

Jedoch wird bei der in der japanischen ungeprüften Patentoffenlegungsschrift JP-2004-19523 eine Änderung von physikalischen Eigenschaften des Abgases aufgrund einer Änderung der Abgasbestandteile nicht berücksichtigt. Somit kann das zu einem fehlerhaft geschätzten Wert (einer Abweichung) der Sammelmenge führen.

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehend angegebenen Nachteile gemacht. Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Genauigkeitsgrad beim Schätzen der Sammelmenge der Abgaspartikel, die in dem Sammler gesammelt werden, auf der Grundlage der Druckdifferenz über den Sammler und einer Temperatur des Abgases zu verbessern.

Zum Lösen der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine vorgesehen, wobei die Abgasreinigungsvorrichtung einen Sammler, eine Gasbestandteilberechnungseinrichtung und eine Sammelmengenberechnungseinrichtung aufweist. Der Sammler sammelt Abgaspartikel in dem Abgas, das von der Brennkraftmaschine ausgestoßen wird. Die Gasbestandteilberechnungseinrichtung berechnet eine Menge eines vorbestimmten Gasbestandteils in dem Abgas, das durch den Sammler tritt. Die Sammelmengenberechnungseinrichtung berechnet eine Sammelmenge der Abgaspartikel auf der Grundlage einer Druckdifferenz über den Sammler auf der Grundlage einer Temperatur des Abgases, das durch den Sammler tritt, und auf der Grundlage der Menge des vorbestimmten Gasbestandteils, die durch die Gasbestandteilberechnungseinrichtung berechnet wird, wobei die Abgasreinigungsvorrichtung den Sammler durch Verbrennen der Abgaspartikel, die in dem Sammler gesammelt werden, regeneriert, wenn die durch die Sammelmengenberechnungseinrichtung berechnete Sammelmenge einen vorbestimmten Wert erreicht.

Zum Lösen der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ebenso ein Verfahren zum Schätzen einer Sammelmenge von Abgaspartikeln, die in einem Sammler für eine Brennkraftmaschine gesammelt werden, offenbart. Bei diesem Verfahren wird eine Menge eines vorbestimmten Gasbestandteils in dem Abgas, das von der Brennkraftmaschine ausgestoßen wird, und das durch den Sammler tritt, berechnet. Die Sammelmenge der Abgaspartikel wird auf der Grundlage der Menge des vorbestimmten Gasbestandteils in dem Abgas berechnet.

Die Erfindung wird gemeinsam mit den zusätzlichen Aufgaben, Merkmalen sowie Vorteilen am besten aus der folgenden Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und den zugehörigen Zeichnungen verstanden.
1 ist ein allgemeines schematisches Diagramm einer Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Ablaufdiagramm eines Sammelmengenberechnungsprozesses, der durch eine elektronische Steuereinheit (ECU) von 1 ausgeführt wird;
3 ist ein Diagramm, das eine Viskosität in Beziehung zu einer Temperatur und einer Sauerstoffkonzentration des Abgases zeigt; und
4 ist ein allgemeines schematisches Diagramm einer Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. 1 ist ein allgemeines schematisches Diagramm einer Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Wie in 1 gezeigt ist, sind ein Einlassdurchgang 2 und ein Auslassdurchgang 3 mit einem Dieselverbrennungsmotor (im Folgenden als Brennkraftmaschine bezeichnet) 1 verbunden. Die Brennkraftmaschine 1 dient als Energiequelle eines Fahrzeugantriebs. Einlassluft tritt durch den Einlassdurchgang 2 und Abgas, das von der Brennkraftmaschine ausgestoßen wird, tritt durch den Auslassdurchgang 3. Ein Sammler 4, der Abgaspartikel sammelt (entfernt), und ein Abgasschalldämpfer 5 sind in der Mitte des Auslassdurchgangs 3 vorgesehen.
Der Sammler 4 weist einen Filterkörper auf, der durch Verschließen von Durchgängen in einem porösen Keramikwabenkörper ausgebildet wird. Der poröse Keramikwabenkörper besteht aus einem Werkstoff, wie z. B. Cordierit, Siliciumcarbid. Die Abgaspartikel in dem Abgas werden gesammelt und lagern sich an einer Fläche des Filterkörpers ab. Ebenso ist ein Oxidationskatalysator an der Fläche des Filterkörpers des Sammlers 4 geträgert, so dass die Abgaspartikel oxidiert werden und verbrannt werden, um bei einer vorbestimmten Temperaturbedingung entfernt zu werden. Der Oxidationskatalysator weist hauptsächlich ein Edelmetall auf, wie z. B. Platin, Palladium.
Ein erster Temperatursensor 61 ist unmittelbar stromaufwärts von dem Sammler 4 in dem Auslassdurchgang 3 zum Messen einer Temperatur (einer DPF-Einlasstemperatur) von Abgas vorgesehen, das in den Sammler 4 strömt. Ebenso ist ein zweiter Temperatursensor 62 unmittelbar stromaufwärts von dem Sammler 4 in dem Auslassdurchgang 3 zum Messen einer Temperatur (einer DPF-Auslasstemperatur) des Abgases vorgesehen, das aus dem Sammler 4 ausströmt.
Ein erster Abzweigdurchgang 31 zweigt von dem Auslassdurchgang 3 unmittelbar stromaufwärts von dem Sammler 4 ab und ein zweiter Abzweigdurchgang 32 zweigt von dem Auslassdurchgang 3 unmittelbar stromabwärts von dem Sammler 4 ab. Ein Druckdifferenzsensor 63 ist zwischen den ersten und den zweiten Abzweigdurchgang 31, 32 zwischengesetzt, um eine Druckdifferenz (eine Druckdifferenz darüber) zwischen einer Einlassseite und einer Auslassseite des Sammlers 4 zu messen.
Ein Gasbestandteilsensor 64 ist unmittelbar stromaufwärts von dem Sammler 4 in dem Auslassdurchgang 3 gelegen, um eine Sauerstoffkonzentration (eine Menge eines vorbestimmten Gasbestandteils) in dem Abgas bereitzustellen, das durch den Sammler 4 tritt. Die Sauerstoffkonzentration beeinflusst physikalische Eigenschaften (insbesondere die Viskosität) des Abgases in hohem Maße.
Ein Luftdurchflussmessgerät 65 ist in dem Einlassdurchgang 2 zum Messen einer Massendurchflussrate der Einlassluft (im Folgenden als Einlassluftmenge bezeichnet) vorgesehen. Ein Beschleunigerpedalpositionssensor 66 ist an einem (nicht gezeigten) Beschleunigerpedal vorgesehen, um einen Niederdrückbetrag (eine Pedalposition) des Beschleunigerpedals zu messen. Die Brennkraftmaschine 1 weist einen Kurbelwinkelsensor 67 zum Messen einer Kurbelwinkelposition der Brennkraftmaschine 1 auf.
Ausgänge der vorstehend angegebenen verschiedenartigen Sensoren und des Luftdurchflussmessgeräts werden zu einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 7 eingegeben. Die ECU 7 weist einen bekannten Mikrocomputer auf, der eine CPU, einen ROM und einen RAM aufweist, und führt verschiedenartige Programme aus, die wiederum in dem Mikrocomputer gespeichert werden. Hier sind die CPU, der ROM und der RAM nicht dargestellt. Insbesondere führt die ECU 7 ein Kraftstoffeinspritzsteuerprogramm zum Steuern von Kraftstoffeinspritzmengen in die Brennkraftmaschine 1 auf der Grundlage eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine 1 aus (beispielsweise der Verbrennungsmotordrehzahl, des Niederdrückbetrags des Beschleunigerbetrags). Hier wird die Verbrennungsmotordrehzahl auf der Grundlage eines Signals von dem Kurbelwinkelsensor 67 berechnet und wird der Niederdrückbetrag durch den Beschleunigerpedalpositionssensor 66 gemessen. Ebenso führt die ECU 7 ein Sammlerregenerationssteuerprogramm zum Regenerieren des Sammlers 4 bei einer vorbestimmten Zeitabstimmung aus.
Nun werden Betriebe der Abgasreinigungsvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben. Die ECU 7 führt wiederholt beispielsweise in einem vorbestimmten Zyklus das Sammlerregenerationsprogramm aus. Insbesondere berechnet zuerst die ECU 7 eine Sammelmenge der Abgaspartikel in dem Sammler 4 (eine Partikelablagerungsmenge in dem Sammler 4). Wenn die Sammelmenge einen vorbestimmten Wert erreicht, wird eine Nacheinspritzung vorgenommen, um unverbrannten Kohlenwasserstoff (HC) in dem Sammler 4 zuzuführen. Eine Temperatur innerhalb des Sammlers 4 wird aufgrund einer katalytischen Reaktion von unverbranntem HC erhöht, so dass die Abgaspartikel in dem Sammler 4 verbrannt werden. Somit wird der Sammler 4 regeneriert.
2 ist ein Ablaufdiagramm eines Berechnungsprozesses zum Berechnen der Sammelmenge der Abgaspartikel in dem Sammler 4 unter Verwendung eines Sammlerregenerationssteuerprogramms. Bei Schritt S101 werden die Druckdifferenz ΔP, die durch den Druckdifferenzsensor 63 gemessen wird, und die Einlassluftmenge, die durch das Luftdurchflussmessgerät 65 gemessen wird, eingelesen.
Dann wird bei Schritt S102 eine Temperatur des Abgases, das durch den Sammler 4 tritt, berechnet. Die Temperatur des Abgases ist ein geschätzter Wert (beispielsweise ein Durchschnittswert) auf der Grundlage der DPF-Einlass- bzw. -Auslasstemperaturen, die durch die ersten und zweiten Temperatursensoren 61, 62 gemessen werden.
Dann wird eine Menge des Gasbestandteils in dem Abgas, das durch den Sammler 4 tritt, bei Schritt S103 berechnet, der als Gasbestandteilberechnungseinrichtung dient. Die Menge des Gasbestandteils ist eine Sauerstoffkonzentration, die unter Verwendung des Gasbestandteilsensors 64 gemessen wird.
Dann wird bei Schritt S109 eine Dichte ρ des Abgases, das durch den Sammler 4 tritt, berechnet. Die Dichte ρ des Abgases wird auf der Grundlage der Temperatur des Abgases, das durch den Sammler 4 tritt, und eines stromaufwärtigen Drucks des Sammlers 4 berechnet. Hier kann der stromaufwärtige Druck alternativ durch den geschätzten Wert auf der Grundlage der Druckdifferenz ersetzt werden.
Dann wird bei Schritt S105 eine Durchflussrate v des Abgases, das durch den Sammler 4 tritt berechnet. Die Durchflussrate v des Abgases wird wie folgt berechnet. Zuerst wird eine Massendurchflussrate, die die bei Schritt S101 berechnete Einlassluftmenge angibt, in eine Volumendurchflussrate auf der Grundlage der Temperatur des Abgases und der Druckdifferenz ΔP umgewandelt. Dann wird die vorstehend angegebene Volumendurchflussrate des Abgases durch eine wirksame Fläche des Durchgangs des Sammlers 4 geteilt, so dass die Durchflussrate des Abgases erhalten wird.
Dann wird bei Schritt S106 eine Viskosität μ des Abgases, das durch den Sammler 4 tritt, berechnet. Die Viskosität μ wird auf der Grundlage der Temperatur des Abgases, die bei Schritt S102 berechnet wird, und der Sauerstoffkonzentration, die bei Schritt S103 berechnet wird, bestimmt. Insbesondere speichert der ROM der ECU 7 ein Kennfeld, das die Viskosität des Abgases in Beziehung zu der Temperatur und der Sauerstoffkonzentration des Abgases definiert, das durch den Sammler 4 tritt. Die Viskosität μ wird auf der Grundlage des Kennfelds berechnet. 3 ist ein Diagramm, das die vorstehend angegebene Beziehung zeigt, in der die Viskosität μ des Abgases in Beziehung zu der Temperatur und der Sauerstoffkonzentration definiert ist. Wenn die Temperatur des Abgases höher wird, wird die Viskosität μ des Abgases größer eingestellt. Ebenso, wird wenn die Sauerstoffkonzentration größer wird, die Viskosität μ des Abgases größer eingestellt.
Bei Schritt S107 (entsprechend einer Sammelmengenberechnungseinrichtung) wird eine Sammelmenge ML der Abgaspartikel, die in dem Sammler 4 gesammelt (gespeichert) werden, auf der Grundlage einer Gleichung (1) berechnet, wie in dem ROM der ECU 7 gespeichert ist. ML = [ΔP – (Aμv + Cρv2)]/(Bμv + Dpv2) Gleichung (1)
In Gleichung (1) zeigt ML die Sammelmenge an, zeigt ΔP die Druckdifferenz an, zeigt μ die Viskosität des Abgases an, das durch den Sammler 4 tritt, zeigt v die Durchflussrate des Abgases an, das durch den Sammler 4 tritt, zeigt ρ die Dichte des Abgases an, das durch den Sammler 4 tritt und zeigen A, B, C und D Konstanten an.
Wie vorstehend diskutiert ist, wird die Viskosität μ höher eingestellt, wenn die Sauerstoffkonzentration höher ist. Als Folge wird die Sammelmenge ML, die durch die Gleichung (1) berechnet wird, kleiner eingestellt, wenn die Sauerstoffkonzentration höher ist.
Wenn die Sammelmenge ML, die auf der Grundlage von Gleichung (1) berechnet wird, einen vorbestimmten Wert erreicht, wird der Sammler 4 in ähnlicher Weise wie bei einer herkömmlichen Technologie regeneriert.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann, da die Sammelmenge unter Berücksichtigung der Sauerstoffkonzentration des Abgases berechnet wird, das durch den Sammler 4 tritt, ein Genauigkeitsgrad beim Schätzen der Sammelmenge verbessert werden. Anders gesagt, kann der Genauigkeitsgrad verbessert werden, da die Sammelmenge unter Berücksichtigung einer Änderung von physikalischen Eigenschaften des Abgases aufgrund einer Änderung einer Menge eines Gasbestandteils des Abgases berechnet wird.
Ebenso wird die Sauerstoffkonzentration, die in hohem Maße die physikalischen Eigenschaften des Abgases beeinflusst, unter Ausschluss der Gasbestandteile in dem Abgas gemessen. Somit ist das einfacher und kostengünstiger als das Messen aller Gasbestandteile im Abgas.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. 4 ist ein allgemeines schematisches Diagramm einer Abgasreinigungsvorrichtung für die Brennkraftmaschine gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Ähnliche oder gleiche Elemente des zweiten Ausführungsbeispiels, die ähnlich oder gleich den Elementen des ersten Ausführungsbeispiels sind, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und ihre Erklärung wird weggelassen.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind, wie in 4 gezeigt ist, Gasbestandteilssensoren (erste und zweite Gasbestandteilssensoren) 64 unmittelbar stromaufwärts und unmittelbar stromabwärts des Sammlers 4 in dem Auslassdurchgang 3 vorgesehen. Somit kann auch in dem Fall, dass die Gasbestandteile des Abgases in dem Sammler 4 geändert werden, die Sauerstoffkonzentration des Sammlers 4 höchst genau auf der Grundlage von Sauerstoffkonzentrationen stromaufwärts und stromabwärts von dem Sammler 4 in die Abgasströmungsrichtung geschätzt werden. Somit führt das zu einer höchst genauen Schätzung des Gasbestandteils an dem Sammler 4. Somit kann der Genauigkeitsgrad beim Schätzen der Sammelmenge verbessert werden.
Andere Ausführungsbeispiele werden im Folgenden beschrieben. Bei jedem der vorstehend angegebenen Ausführungsbeispiele wird die Sammelmenge unter Berücksichtigung der Sauerstoffkonzentration des Abgases berechnet, das durch den Sammler 4 tritt. Jedoch kann die Sammelmenge alternativ unter Berücksichtigung von einer Kohlendioxidkonzentration (CO₂) anstelle der Sauerstoffkonzentration (O₂) berechnet werden. In dem Fall, dass die CO₂-Konzentration alternativ verwendet wird, wird die Viskosität μ des Abgases größer eingestellt, wenn die CO₂-Konzentration niedriger ist. Als Folge wird die Sammelmenge ML, die auf der Grundlage von Gleichung (1) berechnet wird, kleiner eingestellt, wenn die CO₂-Konzentration niedriger ist.
Ebenso kann die Sammelmenge alternativ unter Berücksichtigung von zumindest zwei von der O₂-Konzentration, der CO₂-Konzentration, einer HC-Konzentration, einer Kohlenmonoxidkonzentration (CO) und einer Stickstoffoxidkonzentration (NOx) berechnet werden.
In jedem der vorstehend angegebenen Ausführungsbeispiele wird bei Schritt S103 die O₂-Konzentration auf der Grundlage der Ausgänge von den Gassensoren 64 berechnet. Jedoch kann die O₂-Konzentration alternativ auf der Grundlage eines Kennfelds berechnet werden, das eine Beziehung zwischen dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 und der O₂-Konzentration definiert. Hier umfasst der Betriebszustand der Brennkraftmaschine beispielsweise eine Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 und die Kraftstoffeinspritzmenge in die Brennkraftmaschine 1. Der ROM der ECU 7 speichert das vorstehend angegebene Kennfeld. In diesem Fall ist der Gasbestandteilssensor 64 nicht erforderlich.
Ebenso wird angemerkt, dass es eine Änderung von physikalischen Eigenschaften des Abgases aufgrund der Reaktion von unverbranntem HC in dem Fall der Regeneration des Sammlers 4 gibt. Somit können zwei Kennfelder zum Definieren der Viskosität μ des Abgases in Beziehung zu der Temperatur und der O₂-Konzentration in dem Abgas vorbereitet werden, das durch den Sammler 4 tritt. Die zwei Kennfelder umfassen ein Kennfeld, das im Fall der Regeration des Sammlers 4 verwendet wird, und ein weiteres Kennfeld, das im Fall der Nichtregeneration des Sammlers 4 verwendet wird. Der Genauigkeitsgrad beim Schätzen der Sammelmenge während sowohl der Regeneration als auch der Nichtregeneration des Sammlers 4 durch Auswählen und Verwenden eines geeigneten Kennfelds gemäß dem Regenerationszustand (gemäß der Regeration oder der Nichtregeneration) des Sammlers 4, wird verbessert.
Ebenso kann alternativ eine temporäre Sammelmenge ohne Berücksichtigung der O₂-Konzentration in dem Abgas berechnet werden, das durch den Sammler 4 tritt. Dann kann eine abschließende Sammelmenge durch Korrigieren der temporären Sammelmenge auf der Grundlage der O₂-Konzentration berechnet werden.
Der Gasbestandteil des Sensors 64 kann auch nur stromabwärts von dem Sammler 4 in die Gasströmungsrichtung vorgesehen werden.
Zusätzliche Vorteile und Abwandlungen werden dem Fachmann offensichtlich sein. Die Erfindung in ihrer breiteren Bedeutung ist daher nicht auf die spezifischen Details, wie repräsentative Vorrichtung und die dargestellten Beispiele beschränkt, die beschrieben und gezeigt sind.
Somit weist die Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine 1 den Sammler 4 auf, der Abgaspartikel in dem Abgas sammelt, das von der Brennkraftmaschine 1 ausgestoßen wird. Die Abgasreinigungsvorrichtung berechnet eine Menge eines vorbestimmten Gasbestandteils in dem Abgas, das durch den Sammler 4 tritt. Die Abgasreinigungsvorrichtung berechnet eine Sammelmenge der Abgaspartikel auf der Grundlage einer Druckdifferenz über den Sammler 4 auf der Grundlage einer Temperatur des Abgases, das durch den Sammler 4 tritt, und auf der Grundlage der Menge des vorbestimmten Gasbestandteils. Die Abgasreinigungsvorrichtung regeneriert den Sammler 4 durch Verbrennen der Abgaspartikel, die in dem Sammler 4 gesammelt werden, wenn die Sammelmenge einen vorbestimmten Wert erreicht.

Claims

Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine (1), mit: einem Sammler (4), der Abgaspartikel in dem Abgas sammelt, das von der Brennkraftmaschine (1) ausgestoßen wird; einer Gasbestandteilsberechnungseinrichtung (S103) zum Berechnen einer Menge eines vorbestimmten Gasbestandteils in dem Abgas, das durch den Sammler (4) tritt; und einer Sammelmengenberechnungseinrichtung (S107) zum Berechnen einer Sammelmenge der Abgaspartikel auf der Grundlage einer Druckdifferenz über den Sammler (4) auf der Grundlage der Temperatur des Abgases, das durch den Sammler (4) tritt, und auf der Grundlage der Menge des vorbestimmten Gasbestandteils, die durch die Gasbestandteilsberechnungseinrichtung (S103) berechnet wird, wobei die Abgasreinigungsvorrichtung den Sammler (4) durch Verbrennen der in dem Sammler (4) gesammelten Abgaspartikel regeneriert, wenn die durch die Sammelmengenberechnungseinrichtung (S107) berechnete Sammelmenge einen vorbestimmten Wert erreicht.
Abgasreinigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei: die Gasbestandteilsberechnungseinrichtung (S103) eine Sauerstoffkonzentration als Menge des vorbestimmten Gasbestandteils in dem Abgas berechnet; und wobei die Sammelmengenberechnungseinrichtung (S107) die Sammelmenge so berechnet, dass die Sammelmenge kleiner ist, wenn die Sauerstoffkonzentration größer ist.
Abgasreinigungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Gasbestandteilsberechnungseinrichtung (S103) die Sauerstoffkonzentration auf der Grundlage eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine (1) berechnet.
Abgasreinigungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei: die Gasbestandteilsberechnungseinrichtung (S103) zumindest einen Gasbestandteilssensor (64) aufweist, der Sauerstoff misst; und wobei die Gasbestandteilsberechnungseinrichtung (S103) die Sauerstoffkonzentration auf der Grundlage einer Abgabe von zumindest einem Gasbestandteilssensor (64) berechnet.
Abgasreinigungsvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei der zumindest eine Gasbestandteilssensor (64) ausschließlich stromaufwärts von dem Sammler (4) in eine Strömungsrichtung des Abgases angeordnet ist.
Abgasreinigungsvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei der zumindest eine Gasbestandteilssensor (64) ausschließlich stromabwärts von dem Sammler (4) in eine Strömungsrichtung des Abgases angeordnet ist.
Abgasreinigungsvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei: der zumindest eine Gasbestandteilssensor (64) einen ersten Gasbestandteilssensor (64) und einen zweiten Gasbestandteilssensor (64) aufweist; wobei der erste Gasbestandteilssensor (64) stromaufwärts von dem Sammler (4) in eine Strömungsrichtung des Abgases angeordnet ist; und wobei der zweite Gasbestandteilssensor (64) stromabwärts von dem Sammler (4) in die Strömungsrichtung des Abgases angeordnet ist.
Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei: die Sammelmengenberechnungseinrichtung (S107) die Sammelmenge mit einem ersten Verfahren berechnet, während der Sammler (4) regeneriert wird; und wobei die Sammelmengenberechnungseinrichtung (S107) die Sammelmenge mit einem zweiten Verfahren berechnet, das von dem ersten Verfahren unterschiedlich ist, während der Sammler (4) nicht regeneriert wird.
Abgasreinigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei: der vorbestimmte Gasbestandteil einer aus einer Vielzahl von vorbestimmten Gasbestandteilen ist; wobei die Gasbestandteilsberechnungseinrichtung (S103) zumindest zwei von einer Sauerstoffkonzentration, einer Kohlendioxidkonzentration, einer Kohlenwasserstoffkonzentration, einer Kohlenmonoxidkonzentration und einer Stickstoffoxidkonzentration berechnet; und wobei jedes der zumindest zwei als Menge eines entsprechenden der Vielzahl der vorbestimmten Gasbestandteile in dem Abgas dient.
Verfahren zum Schätzen einer Sammelmenge von Abgaspartikeln, die in einem Sammler (4) für eine Brennkraftmaschine (1) gesammelt werden, mit: Berechnen (S103) einer Menge eines vorbestimmten Gasbestandteils in einem Abgas, das von der Brennkraftmaschine (1) ausgestoßen wird und durch den Sammler (4) tritt; und Berechnen (S107) der Sammelmenge der Abgaspartikel auf der Grundlage der Menge des vorbestimmten Gasbestandteils in dem Abgas.
Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei: das Berechnen (S103) der Menge des vorbestimmten Gasbestandteils das Berechnen einer Sauerstoffkonzentration aufweist; und wobei das Berechnen (S107) der Sammelmenge das Berechnen der Sammelmenge aufweist, so dass die Sammelmenge kleiner ist, wenn die Sauerstoffkonzentration größer ist.
Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei das Berechnen (S103) der Menge des vorbestimmten Gasbestandteils das Berechnen der Sauerstoffkonzentration auf der Grundlage eines Betriebszustands einer Brennkraftmaschine (1) aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 10, ferner mit: Messen (S101) einer Druckdifferenz über den Sammler (4); und Messen (S102) einer Temperatur eines Abgases, das durch den Sammler (4) tritt, wobei: das Berechnen (S107) der Sammelmenge der Abgaspartikel das Berechnen der Sammelmenge auf der Grundlage der Druckdifferenz, der Temperatur des Abgases und der Menge des vorbestimmten Gasbestandteils aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 13, ferner mit Berechnen (S105) einer Durchflussrate des Abgases, das durch den Sammler (4) tritt, wobei das Berechnen (S107) der Sammelmenge der Abgaspartikel das Berechnen der Sammelmenge auf der Grundlage der Druckdifferenz, der Temperatur des Abgases, der Durchflussrate des Abgases und der Menge des vorbestimmten Gasbestandteils aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei das Berechnen (S103) der Menge des vorbestimmten Gasbestandteils das Messen von Sauerstoff in dem Abgas an einer Position aufweist, die stromaufwärts von dem Sammler (4) in Strömungsrichtung des Abgases liegt.
Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei das Berechnen (S103) der Menge des vorbestimmten Gasbestandteils das Messen von Sauerstoff in dem Abgas an einer Position aufweist, die stromabwärts von dem Sammler (4) in Strömungsrichtung des Abgases liegt.
Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei das Berechnen (S103) der Menge des vorbestimmten Gasbestandteils das Messen von Sauerstoff in dem Abgas an einer ersten Position, die stromaufwärts von dem Sammler (4) liegt, und an einer zweiten Position, die stromabwärts von dem Sammler (4) in Strömungsrichtung des Abgases liegt, aufweist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 17, wobei: das Berechnen (S107) der Sammelmenge das Berechnen der Sammelmenge auf der Grundlage eines ersten Kennfelds aufweist, während der Sammler (4) regeneriert wird; und wobei das Berechnen (S107) der Sammelmenge das Berechnen der Sammelmenge auf der Grundlage eines zweiten Kennfelds aufweist, das von dem ersten Kennfeld unterschiedlich ist, während der Sammler (4) nicht regeneriert wird.
Abgasreinigungsvorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei: der vorbestimmte Gasbestandteil einer aus einer Vielzahl von vorbestimmten Gasbestanteilen ist; wobei das Berechnen (S103) der vorbestimmten Gasbestandteilsmenge das Berechnen von zumindest zwei von einer Sauerstoffkonzentration, einer Kohlendioxidkonzentration, einer Kohlenwasserstoffkonzentration, einer Kohlenmonoxidkonzentration und einer Stickstoffoxidkonzentration aufweist; und wobei jedes der zwei als eine Menge entsprechen einer der Vielzahl der vorbestimmten Gasbestandteile in dem Abgas dient.