DE102006000445B4

DE102006000445B4 - Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine und Verfahren zum Schätzen der Sammelmenge von Abgaspartikeln

Info

Publication number: DE102006000445B4
Application number: DE102006000445.0A
Authority: DE
Inventors: Kazuharu Tochikawa; Satoru Nosaka; Shigeto Yahata
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-09-06
Filing date: 2006-09-05
Publication date: 2015-08-06
Anticipated expiration: 2026-09-06
Also published as: US7624571B2; DE102006000445A1; JP4506622B2; US20070051099A1; JP2007071080A

Abstract

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 Sauerstoffkonzentration in dem Abgas, das durch den Sammler (4) tritt, wobei die Gasbestandteilsberechnungseinrichtung (S103) einen ersten Gasbestandteilssensor (64) stromaufwärts von dem Sammler (4) und einen zweiten Gasbestandteilssensor (64) stromabwärts von dem Sammler (4) aufweist, und wobei die Gasbestandteilsberechnungseinrichtung (S103) die Sauerstoffkonzentration auf der Grundlage einer Abgabe von beiden Gasbestandteilssensoren (64) berechnet; und einer Viskositätsberechnungseinrichtung (S106) zum Berechnen einer Viskosität (μ) des Abgases auf der Grundlage einer Temperatur des Abgases und der Sauerstoffkonzentration in dem Abgas; und einer Sammelmengenberechnungseinrichtung (S107) zum Berechnen einer Sammelmenge der Abgaspartikel auf der Grundlage einer Druckdifferenz über den Sammler (4) und der Viskosität (μ) des Abgases, 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, wobei die Viskositätsberechnungseinrichtung (S106) die Viskosität (μ) berechnet, so dass die Viskosität (μ) höher ist, wenn die Sauerstoffkonzentration größer ist, und wobei die Sammelmengenberechnungseinrichtung (S107) die Sammelmenge berechnet, so dass die Sammelmenge kleiner ist, wenn die Sauerstoffkonzentration größer ist.

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 A 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 Druckschrift DE 100 14 224 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit einem Abgasnachbehandlungssystem, wobei eine den Zustand des Abgasnachbehandlungssystems charakterisierende Größe ausgehend von wenigstens einer Betriebskenngröße der Brennkraftmaschine bestimmt wird.
Die Druckschrift US 2004/0200271 A1 offenbart ein Verfahren zum Steuern der Regenerierung eines Partikelfilters anhand mindestens eines Sensors wie zum Beispiel eines Differenzdrucksensors. Die Verschlechterung des Sensors wird dann auf viele verschiedene Arten erfasst. Eine Methode nutzt den sich langsam ändernden Strömungswiderstand des Filters im Vergleich zu den durch wechselnde Motorzustände verursachten schnelleren Änderungen im Durchsatz. Standardmaßnahmen werden dann ergriffen, wenn ein schlecht gewordener Sensor erfasst wird.
Die Druckschrift DE 101 08 720 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Brennkraftmaschine mit einem Abgasnachbehandlungssystem. Ausgehend von Betriebskenngrößen, die den Zustand der Brennkraftmaschine und/oder den Zustand des Abgasnachbehandlungssystems charakterisieren, wird eine Kenngröße bestimmt, die die Intensität einer Reaktion im Abgasnachbehandlungssystem charakterisiert. Bei Überschreiten eines Schwellwertes durch die Kenngröße werden Maßnahmen zur Reduzierung der Reaktionsgeschwindigkeit eingeleitet.
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, wie sie im unabhängigen Patentanspruch 1 dargelegt ist. Vorteilhafte Weiterbildungen und/oder Modifikationen der Abgasreinigungsvorrichtung sind in den abhängigen Patentansprüchen 2 und 3 dargelegt.
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, vorgesehen, wie es im unabhängigen Patentanspruch 4 dargelegt ist. Vorteilhafte Weiterbildungen und/oder Modifikationen des Verfahren sind in den abhängigen Patentansprüchen 5 bis 8 dargelegt.
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 Vergleichsbeispiel;
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 Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
(Vergleichsbeispiel)
Ein Vergleichsbeispiel wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. 1 ist ein allgemeines schematisches Diagramm einer Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Vergleichsbeispiel.
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 Vergleichsbeispiel 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 S104 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 + Dρv²) 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 Vergleichsbeispiel 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.
(Ausführungsbeispiel)
Ein 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 Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Ähnliche oder gleiche Elemente des Ausführungsbeispiels, die ähnlich oder gleich den Elementen des Vergleichsbeispiels 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.
In jedem der vorstehend angegebenen Vergleichs- und 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 HO 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.
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.

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 Sauerstoffkonzentration in dem Abgas, das durch den Sammler (4) tritt, wobei die Gasbestandteilsberechnungseinrichtung (S103) einen ersten Gasbestandteilssensor (64) stromaufwärts von dem Sammler (4) und einen zweiten Gasbestandteilssensor (64) stromabwärts von dem Sammler (4) aufweist, und wobei die Gasbestandteilsberechnungseinrichtung (S103) die Sauerstoffkonzentration auf der Grundlage einer Abgabe von beiden Gasbestandteilssensoren (64) berechnet; und einer Viskositätsberechnungseinrichtung (S106) zum Berechnen einer Viskosität (μ) des Abgases auf der Grundlage einer Temperatur des Abgases und der Sauerstoffkonzentration in dem Abgas; und einer Sammelmengenberechnungseinrichtung (S107) zum Berechnen einer Sammelmenge der Abgaspartikel auf der Grundlage einer Druckdifferenz über den Sammler (4) und der Viskosität (μ) des Abgases, 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, wobei die Viskositätsberechnungseinrichtung (S106) die Viskosität (μ) berechnet, so dass die Viskosität (μ) höher ist, wenn die Sauerstoffkonzentration größer ist, und wobei die Sammelmengenberechnungseinrichtung (S107) die Sammelmenge berechnet, so dass die Sammelmenge kleiner ist, wenn die Sauerstoffkonzentration größer ist.
Abgasreinigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, 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: die Viskositätsberechnungseinrichtung (S106) die Viskosität berechnet, so dass die Viskosität höher ist, wenn die Temperatur des Abgases höher ist.
Verfahren zum Schätzen einer Sammelmenge von Abgaspartikeln, die in einem Sammler (4) für eine Brennkraftmaschine (1) gesammelt werden, mit: Berechnen (S103) einer Sauerstoffkonzentration in einem Abgas, das von der Brennkraftmaschine (1) ausgestoßen wird und durch den Sammler (4) tritt, wobei das Berechnen (S103) der Sauerstoffkonzentration 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; und Berechnen (S106) einer Viskosität (μ) des Abgases auf der Grundlage einer Temperatur des Abgases und der Sauerstoffkonzentration in dem Abgas, so dass die Viskosität (μ) höher ist, wenn die Sauerstoffkonzentration größer ist; und Berechnen (S107) der Sammelmenge der Abgaspartikel auf der Grundlage einer Druckdifferenz über den Sammler (4) und der Viskosität (μ) des Abgases, so dass die Sammelmenge kleiner ist, wenn die Sauerstoffkonzentration größer ist.
Verfahren gemäß Anspruch 4, 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 Sauerstoffkonzentration aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 5, 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 Sauerstoffkonzentration aufweist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, 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.
Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei: die Viskosität berechnet wird, so dass die Viskosität höher ist, wenn die Temperatur des Abgases höher ist.