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Die
Erfindung betrifft eine Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
und insbesondere eine Abgasreinigungsvorrichtung mit einem Dieselpartikelfilter
(nachfolgend als "DPF" bezeichnet), der
Partikel (partikuläres
Material) in Abgasen auffängt.
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In
einer Brennkraftmaschine, insbesondere einem Dieselmotor, wird ein
DPF herkömmlich
und weithin dazu genutzt, in Abgasen vorkommende Partikel oder partikuläres Material
aufzufangen. Da die Partikelmenge, die in dem DPF aufgefangen werden kann,
beschränkt
ist, wird die im DPF angesammelte Partikelmenge geschätzt, und
es wird ein Regenerationsprozess zum Verbrennen der Partikel durchgeführt, wenn
die geschätzte
Partikelakkumulationsmenge einen vorbestimmten Schwellenwert erreicht.
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Die
JP-A-2003-155920 offenbart eine Vorrichtung, die eine Druckdifferenz
zwischen einem stromaufwärtigen
Druck und einem stromabwärtigen Druck
des DPF erfasst und dann auf der Basis der erfassten Druckdifferenz
bestimmt, ob ein Fehler, wie etwa eine Blockage oder ein Leck, des
DPF vorliegt.
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Der
Druckdifferenzsensor zum Erfassen der oben beschriebenen Druckdifferenz
ist in einem Kanal (nachfolgend als "Druckdifferenzerfassungskanal" bezeichnet), der
vorgesehen ist, um die Druckdifferenz zu erfassen, und der die stromaufwärtige Seite
mit der stromabwärtigen
Seite des DPF verbindet. Wenn Wasser in dem Druckdifferenzerfassungskanal
gefriert, könnte
ein abnormaler Anstieg oder abnormaler Abfall der Druckdifferenz
detektiert werden. Wenn ferner der Druckdifferenzsensor selbst gefriert,
könnte
die erfasste Druckdifferenz einen abnormalen Wert einnehmen. In
dieser Beschreibung wird der gefrorene Zustand, einschließlich des
gefrorenen Wassers in dem Druckdifferenzerfassungskanal, nachfolgend
als "gefrorener
Zustand des Druckdifferenzsensors" bezeichnet. Da ein solcher gefrorener
Zustand in der JP-A-2003-155920 nicht berücksichtigt wird, könnte im
gefrorenen Zustand des Druckdifferenzsensors die Vorrichtung irrtümlich bestimmen,
dass der DPF fehlerhaft, d.h. abnormal, ist, obwohl der DPF nicht
fehlerhaft ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, eine Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
anzugeben, die eine fehlerhafte Bestimmung einer Abnormalität des DPF
im gefrorenen Zustand des Druckdifferenzsensors, der die Druckdifferenz
zwischen dem stromaufwärtigen
Druck und dem stromabwärtigen
Druck des DPF erfasst, verhindert.
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Zur
Lösung
der Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Abgasreinigungsvorrichtung
für eine Brennkraftmaschine
angegeben, die einen Filter, einen Druckdifferenzsensor, ein Nicht-gefrorener-Zustand-Bestimmungsmittel
sowie ein Abnormalitätsbestimmungsmittel
enthält.
Der Filter ist in einem Auspuffsystem der Maschine vorgesehen und
fängt Partikel
in Abgasen auf. Der Druckdifferenzsensor erfasst eine Druckdifferenz
zwischen dem stromaufwärtigen
Druck und dem stromabwärtigen
Druck des Filters. Das Nicht-gefrorener-Zustand-Bestimmungsmittel bestimmt einen nicht
gefrorenen Zustand des Druckdifferenzsensors auf der Basis zumindest
eines ersten Parameters, der für
eine Abgastemperatur der Maschine relevant ist, und eines zweiten
Parameters, der für
die Atmosphärentemperatur
relevant ist. Das Abnormalitätsbestimmungsmittel
bestimmt die Abnormalität
des Filters anhand des vom Nicht-gefrorener-Zustand-Bestimmungsmittel
erhaltenen Bestimmungsergebnisses.
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Der
oben beschriebene "nicht
gefrorene Zustand des Druckdifferenzsensors" wird als ein Zustand definiert, worin
weder der Druckdifferenzsensor selbst noch etwaiges Wasser in dem
Druckdifferenzerfassungskanal gefroren ist.
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Mit
dieser Konfiguration wird der nicht gefrorene Zustand des Druckdifferenzsensors
auf der Basis des ersten Parameters, der für die Abgastemperatur der Maschine
relevant ist, und/oder des zweiten Parameters, der für die Atmosphärentemperatur
relevant ist, bestimmt, und die Abnormalitätsbestimmung des Filters wird
unter Verwendung des Bestimmungsergebnisses vom nicht gefrorenen
Zustand durchgeführt.
Die Temperatur des Druckdifferenzsensors steigt an, wenn die Maschine
läuft und
Abgase fließen.
Selbst wenn daher der Druckdifferenzsensor im gefrorenen Zustand
ist, verschiebt sich der gefrorene Zustand zum nicht gefrorenen
Zustand, wenn der Betrieb der Maschine für eine vorbestimmte Periode
fortdauert. Auch durch Erfassung des Atmosphärendrucks kann der Zustand
bestimmt werden, wo der Druckdifferenzsensor kaum oder selten gefriert, z.B.
im Sommer. Demzufolge kann der nicht gefrorene Zustand des Druckdifferenzsensors
unter Verwendung des Parameters, der für die Abgastemperatur relevant
ist, und/oder des Parameters, der für die Atmosphärentemperatur
relevant ist, akkurat bestimmt werden. Eine fehlerhafte Bestimmung
aufgrund des gefrorenen Zustands wird verhindert, indem die Abnormalitätsbestimmung
des Filters auf der Basis des Bestimmungsergebnisses davon durchgeführt wird, ob
der Druckdifferenzsensor im nicht gefrorenen Zustand ist oder nicht.
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Bevorzugt
bestimmt das Nicht-gefrorener-Zustand-Bestimmungsmittel, dass der
Druckdifferenzsensor im nicht gefrorenen Zustand ist, wenn ein Zustand,
in dem der für
die Abgastemperatur relevante erste Parameter gleich oder größer als
ein Referenzwert ist, über
eine vorbestimmte Zeitperiode fortdauert.
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Wenn
mit dieser Konfiguration der Zustand, worin der für die Abgastemperatur
relevante erste Parameter gleich oder größer als der Referenzwert ist, über die
vorbestimmte Zeitperiode fortdauert, wird bestimmt, dass der Druckdifferenzsensor
im nicht gefrorenen Zustand ist.
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Der
Zustand, worin der für
die Abgastemperatur relevante Parameter gleich oder größer als
der Referenzwert ist, entspricht dem Motorbetriebszustand, worin
die Belastung des Motors vergleichsweise hoch ist. Selbst wenn daher
der Druckdifferenzsensor im gefrorenen Zustand ist, verschiebt sich
der gefrorene Zustand sicherlich zum nicht gefrorenen Zustand, indem
die vorbestimmte Zeitperiode mit einem geeigneten Spielraum gesetzt
wird. Dementsprechend wird die Abnormalitätsbestimmung noch genauer durchgeführt.
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Bevorzugt
bestimmt das Abnormalitätsbestimmungsmittel,
dass der Filter abnormal ist, wenn durch das Nicht-gefrorener-Zustand-Bestimmungsmittel
bestimmt wird, dass der Druckdifferenzsensor im nicht gefrorenen
Zustand ist, und eine Ausgabe des Druckdifferenzsensors größer als
ein Referenzobergrenzwert oder kleiner als ein Referenzuntergrenzwert
ist.
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Wenn
mit dieser Konfiguration bestimmt wird, dass der Druckdifferenzsensor
im nicht gefrorenen Zustand ist, und die Ausgabe des Druckdifferenzsensors
größer als
der Referenzobergrenzwert oder kleiner als der Referenzuntergrenzwert
ist, wird bestimmt, dass der Filter abnormal ist. Durch Bestimmen
der Abnormalität,
wenn der Druckdifferenzsensor im nicht gefrorenen Zustand ist, kann
eine fehlerhafte Bestimmung im gefrorenen Zustand des Druckdifferenzsensors,
dass eine Blockage oder ein Leck im DPF vorhanden ist, mit Sicherheit
verhindert werden.
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Bevorzugt
enhält
die Abgasreinigungsvorrichtung ferner ein Ausfallsicherungsprozessmittel. Das
Ausfallsicherungsprozessmittel verhindert einen Regenerationsprozess
zum Verbrennen der im Filter gefangenen Partikel, wenn die Ausgabe
des Druckdifferenzsensors größer als
der Referenzobergrenzwert oder kleiner als der Referenzuntergrenzwert
ist. Ferner schickt das Abnormalitätsbestimmungsmittel ein Abnormalitätssignal
zum Fahrer des von der Maschine angetriebenen Fahrzeugs, wenn der
Filter als abnormal bestimmt wird.
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Mit
dieser Konfiguration wird der Ausfallsicherungsprozess, der den
Regenerationsprozess zum Verbrennen der im Filter gefangenen Partikel verhindert,
ausgeführt,
wenn die Ausgabe des Druckdifferenzsensors größer als der Referenzobergrenzwert
oder kleiner als der Referenzuntergrenzwert ist. Daher wird die
Durchführung
des Regenerationsprozesses in einem Zustand verhindert, worin die
tatsächliche
Partikelakkumulationsmenge zu gering ist, oder in einem Zustand,
worin die tatsächliche
Partikelakkumulationsmenge übermäßig ist.
Der Ausfallsicherungsprozess kann einen abnormalen Temperaturanstieg
im DPF oder eine Verschlechterung des Krafttstoffverbrauchs und
der Abgascharakteristiken der Maschine verhindern. Wenn ferner bestimmt wird,
dass der Druckdifferenzsensor im nicht gefrorenen Zustand ist und
der Filter abnormal ist, wird der Fahrer über die Abnormalität informiert.
Dementsprechend kann eine überflüssige Verunsicherung
des Fahrers vermieden werden, wenn der Druckdifferenzsensor im gefrorenen
Zustand ist.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis
auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben:
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1 ist
eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine und eines
Steuerungssystems dafür
gemäß einer
Ausführung
der Erfindung;
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2 ist
ein Flussdiagramm eines Prozesses zur Bestimmung des nicht gefrorenen
Zustands des Druckdifferenzsensors; und
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3 ist
ein Flussdiagramm eines Prozesses zur Bestimmung der Abnormalität des DPF.
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1 ist
ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration einer Brennkraftmaschine
zeigt, die mit einer Abgasreinigungsvorrichtung und einem Steuerungssystem
dafür gemäß einer
Ausführung der
vorliegenden Erfindung versehen ist. Die Brennkraftmaschine (nachfolgend
als "Motor" bezeichnet) 1 ist
ein Dieselmotor, worin der Kraftstoff direkt in die Zylinder eingespritzt
wird, und jeder Zylinder mit einem Kraftstoffeinspritzventil 15 versehen
ist. Jedes Kraftstoffeinspritzventil 15 ist mit einer elektronischen Steuereinheit 20 (nachfolgend
als "ECU 20" bezeichnet) elektrisch
verbunden. Eine Ventilöffnungsdauer und
eine Ventilöffnungszeitgebung
des Kraftstoffeinspritzventils 15 werden durch die ECU 20 gesteuert.
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Der
Motor 1 hat ein Ansaugrohr 2 und ein Auspuffrohr 4.
Das Auspuffrohr 4, beginnend von der stromaufwärtigen Seite
her, aufeinanderfolgend mit einem katalytischen Wandler 11 zum
Reinigen der Abgase, einem DPF 12 und einem Schalldämpfer 13 versehen.
Der katalytische Wandler 11 enthält einen Oxidationskatalysator,
um die Oxidation von Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid in den
Abgasen zu beschleunigen. Ferner kann der katalytische Wandler 11 ein
NOx-Adsorbens und einen Katalysator zum Reduzieren von NOx enthalten.
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Der
DPF 12 fängt
Ruß auf,
der aus Partikeln besteht, deren Hauptkomponente Kohlenstoff (C)
ist, in den Abgasen, wenn die Abgase durch kleine Löcher in
der Filterwand hindurchtreten. Insbesondere sammelt sich der einströmende Ruß auf der
Oberfläche
der Filterwand und in den kleinen Löchern der Filterwand an. Z.B.
wird, als Materialien für
die Filterwand, Keramik, wie etwa Siliciumcarbid (SiC) oder poröses Metall,
verwendet.
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Wenn
der DPF 12 Ruß bis
zur Obergrenze der Rußauffangkapazität, d.h.
bis zur Akkumulationsgrenze, auffängt, steigt der Abgasdruck übermäßig an.
Daher ist es notwenidg, rechtzeitig den Regenerationsprozess zum
Verbrennen des aufgefangenen Rußes
durchzuführen.
Im Regenerationsprozess wird eine Nacheinspritzung durchgeführt, um
die Temperatur der Abgase auf die Temperatur anzuheben, bei der
Ruß verbrennt.
Die Nacheinspritzung erfolgt während
eines Auslasstakts über
das Kraftstoffeinspritzventil 15. Der durch die Nacheinspritzung eingespritzte Kraftstoff
verbrennt in dem katalytischen Wandler 11, was die Temperatur
der in den DPF 12 fließenden
Abgase anhebt.
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Ferner
ist das Ansaugrohr 2 mit einem Ansaugluftströmungsratensensor 21 versehen,
um eine Ansaugluftströmungsrate
GA des Motors 1 zu erfassen. Ein Kühlmitteltemperatursensor 22 zum
Erfassen einer Kühlmitteltemperatur
TW ist am Körper
des Motors 1 angebracht. Ein Kanal 14 (nachfolgend
als "Druckdifferenzerfassungskanal 14" bezeichnet), der den
DPF 12 umgeht, ist zum Erfassen einer Druckdifferenz vorgesehen.
Der Druckdifferenzerfassungskanal 14 ist mit einem Druckdifferenzsensor 23 versehen,
um eine Druckdifferenz DP zwischen dem stromaufwärtigen Druck und dem stromabwärtigen Druck
des DPF 12 zu erfassen. Ferner ist ein Abgastemperatursensor 24 zum
Erfassen einer Abgastemperatur TE stromab des DPF 12 angeordnet.
Die Erfassungssignale von den Sensoren 21 bis 24 werden der
ECU 20 zugeführt.
Ein Kurbelwinkelstellungssensor 25 zum Erfassen eines Drehwinkels
der Kurbelwelle des Motors 1 sowie ein Atmosphärentemperatursensor 26 zum
Erfassen einer Atmosphärentemperatur
TA sind vorgesehen, und die Erfassungssignale von diesen Sensoren
werden auch der ECU 20 zugeführt. Die Drehzahl NE des Motors 1 wird
aus der Ausgabe des Kurbelwinkelstellungssensors 25 berechnet.
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Ferner
sind andere Sensoren (nicht gezeigt) vorgesehen, z.B. ein Akzelerator
oder Gaspedalsensor, ein Atmosphärendrucksensor,
ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor und dgl. Der Akzeleratorsensor erfasst
einen Druckbetrag AP des Gaspedals des vom Motor 1 angetriebenen
Fahrzeugs, der Atmosphärendrucksensor
erfasst einen Atmosphärendruck PA,
und der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor erfasst die Fahrgeschwindigkeit
VP des Fahrzeugs. Die Erfassungssignale dieser Sensoren werden auch der
ECU 20 zugeführt.
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Die
ECU 20 enthält
eine Eingabeschaltung, eine zentrale Prozessoreinheit (nachfolgend
als "CPU" bezeichnet), eine
Speicherschaltung und eine Ausgabeschaltung. Die Eingabeschaltung
führt verschiedene
Funktionen durch, einschließlich
der Wellenformung von Eingangssignalen von den verschiedenen Sensoren,
der Korrektur der Spannungspegel der Eingangssignale auf einen vorbestimmten
Pegel und der Umwandlung von analogen Signalwerten in digitale Signalwerte.
Die Speicherschaltung speichert vorübergehend verschiedene Betriebsprogramme,
die von der CPU auszuführen
sind, und speichert die Ergebnisse von Berechnungen und dgl., die
von der CPU durchgeführt
werden. Die Ausgabeschaltung führt
den Kraftstoffeinspritzventilen 15 und dgl. Steuersignale
zu.
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Die
ECU 20 bestimmt den nicht gefrorenen Zustand des Druckdifferenzsensors 23 (und
des Druckdifferenzerfassungskanals 14) und erfasst eine Abnormalität, wie etwa
eine Blockage oder ein Leck des DPF 12, auf der Basis der
vom Druckdifferenzsensor 23 erfassten Druckdifferenz DP.
Insbesondere, wenn die Druckdifferenz DP größer als ein Referenzobergrenzwert
DPLH ist oder kleiner als ein Referenzuntergrenzwert DPLL ist, könnte eine
Abnormalität
aufgetreten sein. Dementsprechend wird ein Ausfallsicherungsvorgang
durchgeführt.
Wenn jedoch nicht bestimmt wird, dass der Druckdifferenzsensor 23 im
nicht gefrorenen Zustand ist, wird dem Fahrer kein Fehlermeldungssignal
gegeben. Wenn bestimmt wird, dass der Druckdifferenzsensor 23 im gefrorenen
Zustand ist, und die Druckdifferenz DP größer als der Referenzobergrenzwert
DPLH ist oder kleiner als der Referenzuntergrenzwert DPLL ist, wird
dem Fahrer ein Fehlermeldungssignal gegeben.
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2 ist
ein Flussdiagramm eines Prozeses zur Bestimmung des nicht gefrorenen
Zustands des Druckdifferenzsensors 23. Dieser Prozess wird
von der CPU in der ECU 20 zu vorbestimmten Zeitintervallen
ausgeführt.
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In
Schritt S1 wird bestimmt, ob es eine Anforderung zum Unterbinden
der Bestimmung des nicht gefrorenen Zustands gibt oder nicht. Wenn
z.B. eine Abnormalität
des Abgastemperatursensors 24 oder des Atmosphärentemperatursensors 26 erfasst
worden ist, kann der nicht gefrorene Zustand des Druckdifferenzsensors 23 nicht
genau bestimmt werden. Dementsprechend wird eine Anforderung zum
Hemmen der Bestimmung ausgegeben. Wenn die Anforderung zum Hemmen
der Bestimmung ausgegeben worden ist, endet der Prozess sofort.
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Wenn
die Anforderung zum Hemmen der Bestimmung nicht ausgegeben wird,
wird bestimmt, ob der Zustand, worin die Atmosphärentemperatur TA höher ist
als eine vorbestimmte Atmosphärentemperatur
T1 (z.B. 10 Grad Celsius bis 20 Grad Celsius) über eine erste vorbestimmte
Zeitperiode t1 (z.B: einige Sekunden) oder länger fortgedauert hat oder nicht
(Schritt S2). Wenn die Antwort auf Schritt S2 negativ ist (NEIN),
wird bestimmt, ob der Zustand, worin die Abgastemperatur TE höher als
eine vorbestimmte Abgastemperatur T2 ist (z.B. 400 Grad Celsius) über eine
zweite vorbestimmte Zeitdauer t2 (z.B. einige Minuten) oder länger fortgedauert
hat oder nicht (Schritt S3).
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Wenn
die Antwort auf Schritt S2 oder S3 positiv ist (JA), wird bestimmt,
dass der Druckdifferenzsensor 23 im nicht gefrorenen Zustand
ist, und ein Nicht-gefroren-Flag
FNFZ wird auf "1" gesetzt (Schritt
S4). Wenn die Antwort auf Schritt S2 positiv ist (JA), was den Zustand
zeigt, worin das Gefrieren nicht stattfinden kann (z.B. im Sommer),
wird bestimmt, dass der Druckdifferenzsensor 23 im nicht gefrorenen
Zustand ist. Wenn die Antwort auf Schritt S3 positiv ist (JA), zeigt
dies an, dass der Zustand, indem der Motor 1 in einem vergleichsweise
hochbelasteten Betriebszustand läuft, über die
zweite vorbestimmte Zeitperiode t2 oder länger fortgedauert hat. Selbst
wenn dementsprechend der Druckdifferenzsensor 23 (oder
der Druckdifferenzerfassungskanal 14) zunächst im
gefrorenen Zustand ist, wird berücksichtigt,
dass sich der gefrorene Zustand sicherlich zum nicht gefrorenen
Zustand verschiebt. Daher wird bestimmt, dass der Druckdifferenzsensor 23 im
nicht gefrorenen Zustand ist.
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Wenn
andererseits beide Antworten auf die Schritte S2 und S3 negativ
sind (NEIN), kann nicht bestimmt werden, dass der Druckdifferenzsensor 23 im
nicht gefrorenen Zustand ist (die Möglichkeit des gefrorenen Zustands
kann nicht ausgeschlossen werden). Dementsprechend wird das Nicht-gefroren-Flag FNFZ auf "0" gesetzt (Schritt S5).
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3 ist
ein Flussdiagramm eines Prozesses zur Abnormalitätsbestimmung des DPF 12.
Dieser Prozess wird von der CPU der ECU 20 zu vorbestimmten
Zeitintervallen ausgeführt.
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In
Schritt S11 wird bestimmt, ob die Druckdifferenz DP größer als
der Referenzobergrenzwert DPLH ist oder nicht. Wenn die Antwort
auf Schritt S11 negativ ist (NEIN), wird ferner bestimmt, ob die Druckdifferenz
DP kleiner als der Referenzuntergrenzwert DPLL ist oder nicht (Schritt
S12). Wenn beide Antworten auf die Schritte S11 und S12 negativ sind
(NEIN), wird der DPF als normal bestimmt und der Prozess endet sofort.
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Wenn
die Antwort auf Schritt S11 oder S12 positiv ist (JA), geht der
Prozess zu Schritt S13 weiter, worin der Ausfallsicherungsprozess
durchgeführt wird.
Z.B. werden der Regenerationsprozess des DPF 12 und der
Betrieb in jenem Motorbetriebszustand (Hochlast- und Hochdrehzahlmotorbetriebszustand),
worin die natürliche
Regeneration des DPF 12 durchgeführt wird, unterbunden. Hochlast-
und Hochdrehzahlmotorbetriebszustände werden durch Begrenzen
der Kraftstoffeinspritzmenge und der Motordrehzahl NE unterbunden.
Da die vom Druckdifferenzsensor 23 erfasste Druckdifferenz
DP nicht im normalen Bereich liegt (zwischen dem Referenzuntergrenzwert
DPLL und dem Referenzobergrenzwert DPLH), könnte die Berechnungsgenauigkeit
der Partikelakkumulationsmenge, die auf der Basis der vom Druckdifferenzsensor 23 erfassten
Druckdifferenz DP berechnet wird, abnehmen, was in der Schätzung resultiert,
dass die Partikelakkumulationsmenge zu groß oder zu klein ist, selbst
wenn die Abnormalität nicht
durch eine Blockage oder ein Leck hervorgerufen wird, sondern durch
den gefroenen Zustand des DPF 12. Wenn daher in der vorliegenden
Ausführung die
erfasste Druckdifferenz DP nicht im normalen Bereich liegt, wird
der oben beschriebene Ausfallsicherungsvorgang ausgeführt. Dementsprechend
wird die Durchführung
des Regenerationsprozesses in dem Zustand, wo zu viele Partikel
im DPF 12 akkumuliert sind, sicher verhindert. Ferner wird
das Auftreten des Regenerationsprozesses sicher verhindert, wenn
die unnötige
Häufigkeit
der Ausführung des
Regenerationsprozesses das unerwünschte
Auftreten einer Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs und der
Abgaseigenschaften zur Folge haben würde.
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In
Schritt S14 wird bestimmt, ob das Nicht-gefroren-Flag FNFZ auf "1" gesetzt ist oder nicht. Wenn die Antwort
auf Schritt 14 negativ ist (NEIN), endet der Prozess sofort,
ohne dem Fahrer das Fehlermeldungssignal zu geben. Wenn die Abnormalität, dass
die vom Druckdifferenzsensor 23 erfasste Druckdifferenz
DP nicht im normalen Bereich liegt, durch das Gefrieren hervorgerufen
wird, ist der DPF 12 selbst nicht abnormal. Dementsprechend wird,
durch Fortsetzung eines vergleichsweise hohen Motorlastbetriebs
für einige
Minuten die Druckdifferenz DP zum normalen Bereich zurückkehren.
Daher kann vermieden werden, dass dem Fahrer unnötig ein unsicheres Gefühl gegeben
wird, ohne dem Fahrer das Fehlermeldungssignal irrtümlich zuzuleiten.
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Wenn
andererseits das Nicht-gefroren-Flag FNFZ auf "1" gesetzt
ist, d.h. bestätigt
wird, dass der Druckdifferenzsensor 23 im nicht gefrorenen
Zustand ist, wird das Fehlermeldungssignal zum Fahrer geleitet (es
wird eine Warnlampe eingeschaltet oder es wird ein Warnton ausgegeben)
(Schritt S15). Das Fehlermeldungssignal kann unterschiedlich entsprechend
zwei Fällen
ausgegeben werden: im Fall, wo die Druckdifferenz DP größer ist
als der Referenzobergrenzwert DPLH und der Fall, wo die Druckdifferenz
DP kleiner ist als der Referenzuntergrenzwert DPLL. Wenn z.B. die
Druckdifferenz DP größer als der
Referenzobergrenzwert DPLH ist, wird dem Fahrer ein Fehlermeldungssignal
gegeben, dass in dem DPF eine Blockage vorhanden ist, und wenn die Druckdifferenz
DP kleiner als der Referenzuntergrenzwert DPLL ist, wird dem Fahrer
ein Fehlermeldungssignal gegeben, dass sich im DPF ein Leck befindet.
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Selbst
wenn, wie oben beschrieben, in der vorliegenden Ausführung die
Druckdifferenz DP außerhalb
des normalen Bereichs liegt, wird dem Fahrer kein Fehlermeldungssignal
gegeben. Der Ausfallsicherungsprozess wird nur dann durchgeführt, während die
Möglichkeit
besteht, dass die Abnormalität durch
das Gefrieren hervorgerufen sein könnte. Daher lässt sich
vermeiden, dem Fahrer unnötigerweise ein
unsicheres Gefühl
zu geben, während
ein abnormaler Temperaturanstieg des DPF 12 oder eine Verschlechterung
des Kraftstoffverbrauchs oder der Abgaseigenschaften sicher verhindert
wird.
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Ferner
ist es nicht einfach, den gefrorenen Zustand des Druckdifferenzsensors 23 zu
bestimmen, weil der Zustand der Luft, wie etwa die Atmosphärentemperatur
und dgl., und die Menge an Kondenswasser um den Druckdifferenzsensor 23 herum oder
in dem Druckdifferenzerfassungskanal 14 einen Einfluss
darauf haben könnte,
ob der Druckdifferenzsensor 23 im gefrorenen Zustand ist.
Im Gegensatz hierzu kann der nicht gefrorene Zustand vergleichsweise
leicht und genau bestimmt werden. Daher macht es die Verwendung
beider Bestimmungsergebnisse des nicht gefrorenen Zustands des Druckdifferenzsensors
und der Abnormalität
des DPF 12 auf der Basis der erfassten Druckdifferenz DP
möglich,
die Abnormalität
mit einer einfachen Konfiguration genau zu bestimmen.
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In
der vorliegenden Ausführung
stellt die ECU 20 das Nicht-gefrorener-Zustand-Bestimmungsmittel, das Abnormalitätsbestimmungsmittel und
das Ausfallsicherungsprozessmittel dar. Insbesondere entspricht
der Prozess von 2 dem Nicht-gefrorener-Zustand-Bestimmungsmittel. Schritte
S11, S12, S14 und S15 von 3 entsprechen
dem Abnormalitätsbestimmungsmittel,
Schritt S13 von 3 entspricht dem Ausfallsicherungsprozessmittel.
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Die
Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführung beschränkt, und
es können
verschiedene Modifikationen vorgenommen werden. Z.B. ist in der
oben beschriebenen Ausführung
der Abgastemperatursensor 24 stromab des DPF 12 angebracht.
Jedoch ist die Position des Abgastemperatursensors 24 nicht
auf diese Stelle begrenzt. Alternativ könnte der Abgastemperatursensor 24 auch stromauf
des DPF 12 oder stromab des katalytischen Wandlers 11 angeordnet
sein. Jedoch ist es bevorzugt, den Abgastemperatursensor 24 unmittelbar stromab
des DPF 12 anzuordnen. Da die Abgastemperatur an der stromabwärtigen Seite
des DPF 12 niedriger ist als an der stromaufwärtigen Seite
des DPF 12, könnte
Wasser möglicherweise
an der stromabwärtigen
Seite des Druckdifferenzsensors 23 in dem Druckdifferenzerfassungskanal 14 gefrieren, selbst
wenn der gefrorene Zustand an der stromaufwärtigen Seite des Druckdifferenzsensors 23 in
dem Kanal 14 verschwindet. Durch Erfassung der Abgastemperatur
an der stromabwärtigen
Seite anstatt an der stromaufwärtigen
Seite des DPF 12 kann daher die Bestimmung des nicht gefrorenen
Zustands an der sichereren Seite durchgeführt werden.
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Ferner
können
die Kühlmitteltemperatur
TW oder ein die Motorlast angebender Parameter, wie etwa der vom
Gaspedalsensor erfasste Gaspedaldruckbetrag AP oder die Kraftstoffeinspritzmenge und
dgl. als Parameter genutzt werden, der für die Abgastemperatur relevant
ist.
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Ferner
wird in der oben beschriebenen Ausführung die Abgastemperatur direkt
vom Sensor erfasst. Alternativ könnte
die Abgastemperatur gemäß der Motordrehzahl
NE, der Motorlast (dem Gaspedaldruckbetrag oder der Kraftstoffeinspritzmenge),
der Ansaugluftströmungsrate
GA, der Ansauglufttemperatur und dgl. geschätzt werden.
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Ferner
kann als für
die Atmosphärentemperatur
relevanter Parameter z.B. die Kühlmitteltemperatur
TW beim Kaltstart des Motors 1 oder die Ansauglufttemperatur
verwendet werden.
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Ferner
ist die Erfindung auch auf eine Abgasreinigungsvorrichtung für einen
Schiffsantriebsmotor anwendbar, wie etwa einen Außenbordmotor,
der eine sich vertikal erstreckende Kurbelwelle hat.
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Eine
Abgasreinigungsvorrichtung für
eine Brennkraftmaschine enthält
einen Filter 12, der in einem Auspuffsystem 4 der
Maschine vorgesehen ist, um Partikel in den Abgasen aufzufangen,
sowie einen Druckdifferenzsensor 23 zum Erfassen einer Druckdifferenz
zwischen dem stromaufwärtigen Druck
des Filters 12 und dem stromabwärtigen Druck des Filters 12.
Erfindungsgemäß wird ein
nicht gefrorener Zustand des Druckdifferenzsensors 23 auf
der Basis eines ersten Parameters TE, TW, AP, NE, GA, der für die Abgastemperatur
der Maschine relevant ist, und/oder eines zweiten Parameters TA,
TW, der für
die Atmosphärentemperatur
relevant ist, bestimmt. Eine Abnormalität des Filters 12 wird
auf der Basis eines Ergebnisses der Bestimmung des nicht gefrorenen
Zustands bestimmt.