DE102007000431A1 - Übertemperaturverhinderungsvorrichtung für eine Abgasreinigungsvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Eine Vorrichtung (ECU) (60), die auf einen Dieselpartikelfilter (35) einen Kühlprozess aufbringt, um eine Übertemperatur des Dieselpartikelfilters (35) zu verhindern, hat ein Programm zum Kühlen des Dieselpartikelfilters (35) durch einen Sauerstoffmangelbetrieb, ein Programm zum Kühlen des Dieselpartikelfilters (35) durch einen Abgasströmungsratenerhöhungsbetrieb, ein Programm zum Bestimmen, ob die Ausübung des Kühlprozesses des Dieselpartikelfilters (35) nötig ist, auf Grundlage dessen, ob eine Kraftmaschine (10) sich in einem Verlangsamungszustand befindet, ein Programm zum Bestimmen, ob der Dieselpartikelfilter (35) die Übertemperatur erreicht, wenn der Abgasströmungsratenerhöhungsbetrieb durchgeführt wird, und ein Programm zum Durchführen eines von dem Sauerstoffmangelbetrieb und dem Abgasströmungsratenerhöhungsbetrieb als den Kühlprozess und zum bevorzugten Durchführen des Abgasströmungsratenerhöhungsbetriebs, wenn bestimmt wird, dass die Übertemperatur selbst dann nicht erreicht wird, wenn der Abgasströmungsratenerhöhungsbetrieb durchgeführt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Übertemperaturverhinderungsvorrichtung für eine Abgasreinigungsvorrichtung, die einen vorbestimmten Kühlprozess durchführt, um eine Übertemperatur eines Partikelfilters zu verhindern.
  • In einem Abgas einer Dieselkraftmaschine enthaltene Partikel werden von dem Gesichtspunkt des Umweltschutzes als ein Problem angesehen. Daher wurde es in den letzten Jahren üblich, als Maßnahme eine Abgasreinigungsvorrichtung an einem Fahrzeug zu montieren, die einen Filter (DPF: Dieselpartikelfilter) zum Sammeln der Partikel hat. Der Dieselpartikelfilter hat insbesondere hinsichtlich der Partikel eine hervorragende Abgasreinigungsleistung. In dem Fall, in dem der Dieselpartikelfilter in dem Fahrzeug montiert ist, werden die angesammelten Partikel durch Durchführen einer Abbrennverarbeitung der Partikel periodisch während des Fahrens oder unregelmäßig in Übereinstimmung mit der Menge der angesammelten Partikel jedes Mal abgebrannt und in der Form von entgiftetem Kohlenmonoxid ausgelassen, wenn die Abbrennverarbeitung durchgeführt wird. Außerdem wird der Filter zudem durch dieses Abbrennen regeneriert. Daher kann der Dieselpartikelfilter durch wiederholtes Durchführen der Regeneration außerdem kontinuierlich verwendet werden. In dem Fall eines einen Katalysator tragenden Dieselpartikelfilters können die Partikel unter Verwendung eines Temperaturerhöhungseffekts (Wärmeerzeugung durch katalytische Reaktion), die beispielsweise durch eine Nacheinspritzung nach einer Hauptkraftstoffeinspritzung verursacht wird, bei niedrigen Abgastemperaturen abgebrannt und beseitig werden. Im Ergebnis wird die Verbrennungsstabilität hinsichtlich der Beseitigung der Partikel verbessert.
  • Falls die Temperatur des Dieselpartikelfilters jedoch übermäßig (über die zulässige Temperatur) während der Regeneration (während der Partikelabbrennverarbeitung) des Dieselpartikelfilters erhöht wird, besteht eine Möglichkeit, dass der Dieselpartikelfilter beschädigt (geschmolzen) wird. Insbesondere in einem spezifischen Kraftmaschinenbetriebszustand, in dem eine Strömungsrate des in dem Dieselpartikelfilter einströmenden Abgases abnimmt (beispielsweise in dem Kraftmaschinenleerlaufzustand, wenn das mit dem Dieselpartikelfilter ausgestattete Fahrzeug von einem Hochgeschwindigkeitsbetriebe rapide langsamer wird), nimmt eine durch das Abgas entnommene Wärmemenge ab. Im Ergebnis nimmt die Wahrscheinlichkeit der Übertemperatur des Dieselpartikelfilters zu.
  • Daher kühlt eine vorgeschlagene Vorrichtung (die beispielsweise in der JP-A-2002-188493 beschrieben ist) den Dieselpartikelfilter durch Verringerung einer Sauerstoffkonzentration um den Dieselpartikelfilter (Abgaspartikelfilter) herum ab. Diese Vorrichtung reduziert einen Öffnungsgrad einer Drossel (eines Einlassdrosselventils), wodurch die Menge frischer Luft (das heißt, die Lufteinlassmenge) eingestellt wird, und öffnet ein Abgasrückführventil vollständig, um die Menge frischer Luft zu reduzieren. Somit verringert die Vorrichtung die Menge von Sauerstoff in dem Abgas, die für die Verbrennung der Partikel erforderlich ist. Daher leidet der Dieselpartikelfilter unter einem Sauerstoffmangel, sodass die Abbrenngeschwindigkeit der Partikel fällt. Die Dieselpartikelfiltertemperatur fällt ebenso allmählich, da der Temperaturanstieg infolge der Verbrennung der Partikel unterdrückt wird. Somit kühlt die Vorrichtung den Dieselpartikelfilter und verhindert die Übertemperatur des Dieselpartikelfilters.
  • Somit ermöglicht die in der JP-A-2002-188493 beschriebene Vorrichtung das Kühlen des Dieselpartikelfilters selbst in dem besonderen Kraftmaschinenbetriebszustand, in dem die Strömungsrate des in den Dieselpartikelfilter einströmenden Abgases abnimmt. Jedoch braucht das Abkühlen mit dieser Vorrichtung eine lange Zeitspanne und die Drossel muss für eine lange Zeitspanne während des Abkühlens in dem eingeengten Zustand beibehalten werden, um den Dieselpartikelfilter kontinuierlich in dem Zustand des Sauerstoffmangels zu halten. Aus diesem Grund ist es schwierig, eine gute Fahreigenschaft beizubehalten, falls die Vorrichtung in einem Fahrzeug oder dergleichen montiert ist.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Übertemperaturverhinderungsvorrichtung für eine Abgasreinigungsvorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, einen höchsteffizienten Kühlprozess durchzuführen, während sie eine so gut wie mögliche Fahreigenschaft beibehält.
  • Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung führt eine Übertemperaturverhinderungsvorrichtung einer Abgasreinigungsvorrichtung einen vorbestimmten Kühlprozess an einem Filter aus, um eine Übertemperatur des Filters zu verhindern, wobei der Filter Partikel sammelt, die in dem von einer Kraftmaschine ausgelassenen Abgas enthalten sind, und einer Abbrennverarbeitung als einer Regenerationsverarbeitung zum Beseitigen der gesammelten Partikel unterworfen wird. Die Übertemperaturverhinderungsvorrichtung hat eine Sauerstoffmangelkühlvorrichtung zum Kühlen des Filters durch Verringern einer Sauerstoffkonzentration um den Filter herum, eine Abgasströmungsratenerhöhungskühlvorrichtung zum Kühlen des Filters durch Erhöhen einer Strömungsrate des in den Filter einströmenden Abgases, und eine Kühlprozessauswählausführvorrichtung zum selektiven Durchführen entweder des Sauerstoffmangelkühlprozesses durch die Sauerstoffmangelkühlvorrichtung oder des Abgasströmungsratenerhöhungskühlprozesses durch die Abgasströmungsratenerhöhungskühlvorrichtung als den vorbestimmten Kühlprozess auf Grundlage der Errichtung einer vorbeschriebenen Bedingung.
  • Als ein Kühlprozess des Filters gibt es ein Verfahren zum Erhöhen der Abgasströmungsrate, um dem Filter zusätzlich zu dem Sauerstoffmangelkühlprozess Wärme mit dem Abgasstrom zu entnehmen. Mit einem solchen Kühlprozess unter Verwendung der Abgasströmungsratenerhöhung kann auch während der Ausführung des Kühlprozesses eine gute Fahreigenschaft beibehalten werden. Jedoch wird es schwierig, die zum Kühlen notwendige Abgasströmungsrate in Abhängigkeit des Kraftmaschinenbetriebszustands oder dergleichen sicherzustellen. Daher wurde die die Ausführung eines solchen Kühlprozess ermöglichende Bedingung beschränkt. Im Gegensatz dazu führt die Kühlprozessauswählausführvorrichtung mit dem vorstehend beschriebenen Schema selektiv einen von dem Abgasströmungsratenerhöhungskühlprozess und dem Sauerstoffmangelkühlprozess auf Grundlage der Errichtung der vorstehend beschriebenen Bedingung durch (beispielsweise eine vorbestimmte Bedingung hinsichtlich des Kraftmaschinenbetriebszustands, des Grads der Abgasströmungsrate oder dergleichen). Durch Einstellen der vorbestimmten Bedingung auf geeignete Weise mittels eines solchen Schemas kann eine geeignete Kühlverarbeitung durchgeführt werden, während die Vorteile der beiden Kühlverarbeitungen effizient genutzt werden und deren Fehler kompensiert werden.
  • Merkmale und Vorteile eines Ausführungsbeispiels werden ebenso wie Betriebsverfahren und die Funktion der zugehörigen Teile aus einem Studium der folgenden ausführlichen Beschreibung, der beiliegenden Ansprüche und der Zeichnungen ersichtlich, die alle einen Teil dieser Anmeldung bilden. In den Zeichnungen ist:
  • 1 ein schematisches Schaubild, das ein Fahrzeugsteuersystem mit einer Übertemperaturverhinderungsvorrichtung für eine Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 ein Ablaufdiagramm, das eine Prozedur einer Dieselpartikelfilterübertemperaturverhinderungsverarbeitung zeigt, die durch die Übertemperaturverhinderungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel durchgeführt wird;
  • 3 ein Ablaufdiagramm, das eine Prozedur der Dieselpartikelfilterübertemperaturverhinderungsverarbeitung zeigt, die durch die Übertemperaturverhinderungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel durchgeführt wird;
  • 4 ein Zeitgebungsdiagramm, das einen Modus der durch die Übertemperaturverhinderungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel durchgeführte Dieselpartikelfilterübertemperaturverhinderung zeigt;
  • 5 ein Zeitgebungsdiagramm, das einen Modus der durch die Übertemperaturverhinderungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel durchgeführte Dieselpartikelfilterübertemperaturverhinderung zeigt;
  • 6 ein Kennfeld, das von der Übertemperaturverhinderungsvorrichtung beim variablen Setzen einer zulässigen Abgasströmungsrate gemäß des Ausführungsbeispiels verwendet wird;
  • 7 ein Ablaufdiagramm, das eine Prozedur einer Dieselpartikelfilterübertemperaturverhinderung gemäß einem modifizierten Beispiel des Ausführungsbeispiels zeigt;
  • 8 ein Ablaufdiagramm, das eine Prozedur der Dieselpartikelfilterübertemperaturverhinderung des modifizierten Beispiels des Ausführungsbeispiels zeigt.
  • Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Fahrzeugsteuersystem gezeigt, das eine Übertemperaturverhinderungsvorrichtung einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hat. Eine mehrzylindrige Kraftmaschine für ein Fahrzeug wird als eine Kraftmaschine gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel angenommen. Zum Zwecke der Vereinfachung ist in 1 lediglich einer von mehreren Zylindern dargestellt.
  • Wie in 1 gezeigt ist, hat das System eine mit einer Common-Rail-Kraftstoffeinspritzvorrichtung ausgestattete Dieselkraftmaschine 10, verschiedenen Sensoren und eine ECU 60 (elektronische Steuereinheit) zum Steuern der Kraftmaschine 10 und dergleichen. In der Kraftmaschine 10 ist in jedem Zylinder 12, der durch einen Zylinderblock 11 und dergleichen definiert ist, ein Kolben 13 aufgenommen.
  • Eine (nicht gezeigte) Kurbelwelle als Ausgangswelle wird durch Hin- und Herbewegen des Kolbens 13 gedreht.
  • Ein (nicht gezeigter) Kühlkanal ist in dem Zylinderblock 11 ausgebildet und die Kraftmaschine 10 wird durch ein durch den Kühlkanal strömendes Kühlmittel gekühlt. An einer oberen Endfläche des Zylinderblocks 11 ist ein Zylinderkopf 15 fixiert. Eine Verbrennungskammer 16 ist zwischen dem Zylinderkopf 15 und der oberen Fläche des Kolbens 13 ausgebildet. Eine Einlassöffnung 17 und eine Auslassöffnung 18, die sich in die Brennkammer 16 öffnen, sind in dem Zylinderkopf 15 ausgebildet. Die Einlassöffnung 17 und die Auslassöffnung 18 werden durch ein Einlassventil 21 und ein Auslassventil 22 (nicht gezeigt) geöffnet und geschlossen, die jeweils durch einen Nocken (oder durch mehrere Nocken) angetrieben werden. Ein Einlassrohr 23 (Einlassdurchlass) zum Einlassen von Umgebungsluft ist an der Einlassöffnung 17 angeschlossen. Ein Auslassrohr 24 (Auslassdurchlass) zum Auslassen des Brenngases ist an der Auslassöffnung 18 angeschlossen.
  • Ein Luftmassenmesser 31 ist in dem Einlassrohr 23 vorgesehen, um eine Menge von Frischluft zu messen, die durch einen in dem am stromaufwärtigsten Abschnitt des Einlassrohrs 23 vorgesehenen Luftreiniger (nicht gezeigt) in ein Einlasssystem der Kraftmaschine 10 eingesogen wird. Eine elektronisch gesteuerte Drossel 32 (Einlassdrosselventil) und ein Drosselstellungssensor 32a sind stromabwärts des Luftmassenmesser 31 vorgesehen. Ein Stellglied, etwa ein Gleichstrommotor, regelt einen Öffnungsgrad der Drossel 32 elektronisch. Der Drosselstellungssensor 32a erfasst den Öffnungsgrad und die Bewegung (Änderung des Öffnungsgrads) der Drossel 32.
  • Ein Dieselpartikelfilter 35 (DPF) zum Sammeln von Partikeln im Abgas ist in dem Auslassrohr 24 als eine Abgasreinigungsvorrichtung installiert. Ein Luft/Kraftstoff-Sensor 33a als ein linear erfassender Sauerstoffkonzentrationssensor, der seine Ausgabe in Übereinstimmung einer Änderung der Sauerstoffkonzentration des Abgases linear ändert, und ein Abgastemperatursensor 34a, der die Abgastemperatur erfasst, sind stromaufwärts des Dieselpartikelfilters 35 vorgesehen. Zudem ist ein Abgastemperatursensor 34b zum Erfassen der Abgastemperatur stromabwärts des Dieselpartikelfilters 35 vorgesehen. Die Temperatur (Zentraltemperatur) des Dieselpartikelfilters 35 kann auf Grundlage der Erfassungswerte der Abgastemperatursensoren 34a, 34b erfasst werden.
  • Der Dieselpartikelfilter 35 hat eine zylindrische Struktur mit porösen Trennwänden und ist aus einer wärmewiderstandsfähigen Keramik, etwa aus Kordierit gefertigt. Löcher eines Filtersubstrats (monolithischer Träger) in der Gestalt von einer wandstromartigen Bienenwabe des Dieselpartikelfilters 35 sind alternierend verschlossen (schachmusterartig). Ein aus Platin oder dergleichen bestehender Oxidationskatalysator ist an dem Filtersubstrat gehalten (genauer gesagt, ist der Oxidationskatalysator auf Trennwände geschichtet). Wenn das Abgas von der Kraftmaschine 10 die porösen Trennwände des Dieselpartikelfilters 35 (des Filtersubstrats) passiert, dann werden die Partikel in dem Abgas durch den Dieselpartikelfilter 35 gesammelt. Die Abbrennverarbeitung wird periodisch durchgeführt (oder unregelmäßig in Übereinstimmung mit einer Menge von angesammelten Partikeln). Die durch den Dieselpartikelfilter 35 angesammelten Partikel werden abgebrannt und oxidiert und als entgiftete Kohlendioxide jedes Mal dann ausgelassen, wenn die Abbrennverarbeitung durchgeführt wird.
  • Beispielsweise wird die Regeneration des Dieselpartikelfilters 35 ausgeführt, indem eine Nacheinspritzung einmal oder mehrere Male zu einer Zeitgebung durchgeführt wird, die um eine vorbestimmte Zeitdauer später als eine Kraftstoffhaupteinspritzung ist, welche durchgeführt wird, um die Kraft der Kraftmaschine 10 zu erhalten (d. h., um ein Ausgabedrehmoment zu erzeugen). Genauer gesagt wird durch die Nacheinspritzung die Abgastemperatur angehoben und unverbrannter Kraftstoff (HC) wird auf den Oxidationskatalysator des Dieselpartikelfilters 35 aufgebracht. Die angesammelten Partikel werden durch Reaktionswärme des aufgebrachten unverbrannten Kraftstoffs abgebrannt und der Dieselpartikelfilter 35 wird regeneriert.
  • Ein Differenzialdrucksensor 37 zum Erfassen eines Differenzialdrucks ΔP zwischen dem Druck in der Nähe eines Einlasses des Dieselpartikelfilters 35 und dem Druck in der Nähe eines Auslasses des Dieselpartikelfilters 35 ist in dem Abgasrohr 24 vorgesehen, das den Dieselpartikelfilter 35 hat. Der durch den Differenzialdrucksensor 37 erfasste Differenzialdrucks ΔP ist äquivalent zu einem durch den Dieselpartikelfilter 35 hervorgerufenen Druckverlust und zeigt den Grad der Verstopfung des Dieselpartikelfilters 35 an, die durch die angesammelten Partikel verursacht wird. Die Menge der in dem Dieselpartikelfilter 35 angesammelten Partikel (Partikelansammlungsmenge PM) kann unter Bezugnahme auf den Differenzialdruck ΔP erfasst werden.
  • Ein elektromagnetischer Injektor (Kraftstoffeinspritzventil) 27, der den in der Brennkammer 16 zu konsumierenden Kraftstoff (Dieselöl) direkt in die Zylinder 12 durch Einspritzung zuführt, ist in der Brennkammer 16 des Zylinders 12 vorgesehen. Obwohl zum Zwecke der Einfachheit in 1 lediglich ein Injektor 27 in einem Zylinder (Zylinder 12) dargestellt ist, sind diese Injektoren in den jeweiligen Zylindern der Kraftmaschine 10 vorgesehen. Die Injektoren der Kraftmaschine 10, die den Injektor 27 aufweisen, sind an einer Common-Rail als Druckansammlungsrohr über Hochdruckkraftstoffrohre (nicht gezeigt) angeschlossen. Ein Hochdruckkraftstoff wird kontinuierlich von einer Kraftstoffpumpe (nicht gezeigt) zu der Common-Rail gepumpt und der Hochdruckkraftstoff bei dem Kraftstoffeinspritzdruck wird in der Common-Rail angesammelt. Während des Betriebs der Kraftmaschine 10 wird von dem Einlassrohr 23 Einlassluft durch den Öffnungsbetrieb des Einlassventils 21 in die Brennkammer 16 eingebracht. Die Einlassluft wird mit dem durch die Einspritzung durch den Injektor 27 zugeführten Kraftstoff gemischt, um ein Gasgemisch zu bilden. Das Gasgemisch wird durch den Kolben 13 komprimiert und zündet (verursacht eine Selbstzündung) und verbrennt. Das durch die Verbrennung erzeugte Abgas wird durch den Öffnungsbetrieb des Auslassventils 22 zu dem Auslassrohr 24 ausgelassen. Die ECU 60 zum Steuern der Kraftmaschine 10 steuert das Kraftstoffsystem in dem Common-Rail-System. Daher kann die erforderliche Einspritzmenge des Kraftstoffs bei dem erforderlichen Kraftstoffeinspritzdruck zugeführt werden, wenn dies erforderlich ist, ohne durch die Kraftmaschinenbetriebszustände (beispielsweise die Drehzahl, die Last und dergleichen) beeinflusst zu werden.
  • Dieses System hat ein Abgasrückführsystem zum Rückführen eines Teils des Abgases zu dem Einlasssystem als ein Abgasrückführgas (ein EGR-Gas). Im Wesentlichen besteht das Abgasrückführsystem aus einem Abgasrückführrohr 41 und einem Abgasrückführventil 42. Das Abgasrückführrohr 41 verbindet das Einlassrohr 23 und das Auslassrohr 24. Das Abgasrückführventil 42 hat ein elektromagnetisches Ventil zum Einstellen einer Durchlassfläche des Abgasrückführrohrs 41 mit einem Ventilöffnungsgrad. Ein Abgasrückführkühler (nicht gezeigt) zum Kühlen des die Innenseite des Abgasrückführrohrs 41 passierenden Abgasrückführgases ist in dem Abgasrückführrohr 41 vorgesehen. Das Abgasrückführsystem führt einen Teil des Abgases durch das Abgasrückführrohr 41 zu dem Einlasssystem zurück, um die Verbrennungstemperatur zu senken, wodurch die Erzeugung von NOx verringert wird.
  • Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Sensoren sind auch andere Sensoren verschiedener Arten für die Fahrzeugsteuerung in dem Fahrzeug vorgesehen. Beispielsweise sind ein Drehzahlsensor 51, der aus einem Kurbelwinkelsensor (einem Hauptdrehzahlsensor) besteht, ein Zylinderbestimmungssensor (Nebendrehzahlsensor) und dergleichen als ein Sensor zum Erfassen der Kraftmaschinendrehzahl NE, ein Beschleunigerpositionssensor 52 zum Erfassen eines Öffnungsbetrags (Beschleunigerposition ACCP) eines durch einen Fahrer betätigten Beschleunigers und dergleichen vorgesehen.
  • In dem so aufgebauten System führt die ECU 60 als die elektronische Steuereinheit hauptsächlich die Kraftmaschinensteuerung durch. Die ECU 60 hat einen wohlbekannten (nicht gezeigten) Mikrocomputer. Die ECU 60 betätigt verschiedene Stellglieder, etwa die Injektoren 27, in einer gewünschten Art auf Grundlage der Erfassungswerte der verschiedenen Sensoren, die die Betriebszustände der Kraftmaschine 10 erfassen, und der Anwendernachfragen. Somit führt die ECU 60 verschiedene Steuerungsarten hinsichtlich der Kraftmaschine 10 durch. Im Wesentlichen besteht der in der ECU 60 montierte Mikrocomputer aus einer Berechnungseinheit und aus Speicherelementen, etwa einer CPU (Basisverarbeitungseinheit), die verschiedene Arten von Berechnungen durchführt, einem RAM (Direktzugriffsspeicher) als ein Hauptspeicher, einem ROM (Nur-Lese-Speicher) als ein Programmspeicher und einem EEPROM (elektrisch wiederbeschreibbarer nichtflüchtiger Speicher). Verschiedene Arten von Programmen, Steuerkennfeldern und dergleichen, die die Kraftmaschinensteuerung betreffen, weisen ein Programm über die Übertemperaturverhinderung des Dieselpartikelfilters 35 auf und sind im Vorfeld in dem ROM gespeichert. Verschiedene Arten von Steuerdaten, die Entwurfsdaten und Versuchsdaten der Kraftmaschine 10 aufweisen, sind im Vorfeld in dem Datenspeicher (EEPROM) gespeichert.
  • Als Nächstes wird ein Betrieb des Systems beschrieben. In diesem System werden beispielsweise das optimale Kraftstoffeinspritzmuster, die Kraftstoffeinspritzmenge, die Einspritzzeitgebung, der Kraftstoffeinspritzdruck und dergleichen entsprechend dem Betriebszustand der Kraftmaschine 10 durch Berechnung und Ausführen der verschiedenen Programme durch die ECU 60 auf Grundlage der Kraftmaschinenbetriebsinformation einschließlich der Kraftmaschinendrehzahl NE, dem Öffnungsgrad der Drossel, dem durch den A/F-Sensor 33a erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnis und dergleichen seriell berechnet. Eine Regelung der Kraftmaschine 10 wird auf Grundlage der berechneten Parameter durchgeführt.
  • Eine Übertemperaturverhinderungsvorrichtung der Abgasreinigungsvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet zudem einen vorbestimmten Kühlprozess für den Partikelbeseitigungsfilter (d. h., den Dieselpartikelfilter 35), um die Übertemperatur des Partikelbeseitigungsfilters, der ähnlich zu der in JP-A-2002-188493 beschriebenen Vorrichtung ist, zu verhindern. Die Vorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel führt auf geeignete Weise einen Betrieb zum Erhöhen der Abgasströmungsrate (Abgasströmungsratenerhöhungsbetrieb) durch, wenn dies zusätzlich zu dem Betrieb zur Verringerung der Sauerstoffkonzentration (Sauerstoffmangelbetrieb) erforderlich ist. Somit bezweckt die Vorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Verhinderung der Übertemperatur des Dieselpartikelfilters 35, während ein Fahrverhalten beibehalten wird, das so gut wie möglich ist.
  • Als Nächstes wird ein Modus der Übertemperaturverhinderung des Dieselpartikelfilters 35 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ausführlich unter Bezugnahme auf 2 bis 6 beschrieben. 2 und 3 sind Ablaufdiagramme, die eine Prozedur der Übertemperaturverhinderung des Dieselpartikelfilters 35 zeigen, die gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch die ECU 60 durchgeführt wird. Im Wesentlichen führt die ECU 60 das in dem ROM gespeicherte Programm aus, um seriell eine Reihe von in 2 und 3 gezeigten Verarbeitungen beispielsweise bei einem vorbestimmten Zeitintervall oder Kurbelwinkel durchzuführen. Die Werte der verschiedenen in der in 2 und 3 gezeigten Verarbeitung verwendeten Parameter werden sukzessive beispielsweise in dem Speicher gespeichert, der als der RAM und der EEPROM in der ECU 60 montiert ist, und werden nachgeführt, wenn dies notwendig ist.
  • In einer Verarbeitungsreihe von 2 wird zunächst bestimmt, ob das Ausführen des Kühlprozesses des Dieselpartikelfilters 35 erforderlich ist. Durch die Verarbeitung der Schritte S11 bis S13 wird bestimmt, ob alle folgenden Bedingungen erfüllt sind: Die Menge der in dem Dieselpartikelfilter 35 gesammelten Partikel (die Partikelsammelmenge PM) ist größer als ein Grenzwert α (beispielsweise 10 g oder ein variabler Wert, wenn dies nötig ist); die Temperatur T (beispielsweise eine zentrale Temperatur) des Dieselpartikelfilters 35 ist höher als ein Grenzwert T0 (beispielsweise 600°C oder falls nötig ein variabler Wert); und die Kraftmaschine 10 (Fahrzeug) befindet sich in einem Verzögerungszustand.
  • Wenn bestimmt wird, dass alle drei Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind, dann wird bestimmt, dass das Ausführen des Kühlprozesses des Dieselpartikelfilters 35 erforderlich ist. In diesem Fall wird beim folgenden Schritt S14 ein Kühlprozessausführmerker Fc auf 1 gesetzt (Kühlprozessausführmerker Fc = 1). Dann wird die Verarbeitungsreihe aus 2 beendet. Wenn bestimmt wird, dass zumindest eine der drei Bedingungen bei Schritten S11 bis S13 nicht erfüllt ist, dann wird bestimmt, dass das Ausführen des Kühlprozesses des Dieselpartikelfilters 35 unnötig ist und die Verarbeitungsreihe von 2 wird beendet wie sie ist. In diesem Fall wird der Wert des Kühlprozessausführmerkers Fc nicht geändert, sondern wird bei dem Initialwert von Null beibehalten.
  • Die Partikelsammelmenge PM und die Dieselpartikelfiltertemperatur T (Zentraltemperatur) werden beispielsweise durch folgende Verfahren erhalten. Beispielsweise wird die Partikelsammelmenge PM auf Grundlage des Erfassungswerts ΔP des Differenzialdrucksensors 37 und dergleichen unter Bezugnahme auf ein vorbestimmtes Kennfeld berechnet (beispielsweise ein Kennfeld, das die Beziehung zwischen dem Differenzialdruck ΔP zwischen dem Einlass und dem Auslass des Dieselpartikelfilters und der Partikelsammelmenge PM definiert, die im Vorfeld durch Versuche und dergleichen gemessen wurde). Beispielsweise wird die Dieselpartikelfiltertemperatur T auf Grundlage der Erfassungswerte der Abgastemperatursensoren 34a, 34b und dergleichen unter Bezugnahme auf ein vorbestimmtes Kennfeld berechnet (beispielsweise ein Kennfeld, das die Beziehung zwischen der Abgastemperatur und der Dieselpartikelfiltertemperatur T definiert, die im Vorfeld durch Versuche oder dergleichen gemessen wurde).
  • Auf Grundlage der Erfassungswerte des Drehzahlsensors 51 und des Beschleunigerstellungssensors 52 (der Kraftmaschinendrehzahl NE und der Beschleunigerstellung ACCP) wird bestimmt, ob sich die Kraftmaschine 10 in dem Verzögerungszustand befindet. Genauer gesagt wird bestimmt, dass sich die Kraftmaschine 10 in dem Verzögerungszustand befindet, falls der Betätigungsbetrag ACCP des Beschleunigers durch den Fahrer (Beschleunigerstellung ACCP) beispielsweise während eines Hochgeschwindigkeitsbetriebs abnimmt (beispielsweise dann, wenn die Beschleunigerstellung ACCP auf die voll verschlossene Stellung gebracht wird).
  • Eine Verarbeitungsreihe aus 3 bezieht sich auf das durch eine Verarbeitungsreihe von 2 bereitgestellte Bestimmungsergebnis. Wenn durch die Verarbeitungsreihe von 2 bestimmt wird, dass das Ausführen des Kühlprozesses erforderlich ist, dann führt die Verarbeitung von 3 den vorbestimmten Kühlprozess durch. Das heißt, der Kühlprozessausführmerker Fc als das durch die Verarbeitungsreihe von 2 bereitgestellte Bestimmungsergebnis wird bei Schritt S21 referenziert. Die Verarbeitungsreihe wird ausgesetzt wie sie ist, bis der Kühlprozessausführmerker Fc bei Schritt S14 von 2 auf 1 gesetzt ist. Dann schreitet der Ablauf zum folgenden Schritt S22 vor, um den Kühlprozess zu starten, falls der Kühlprozessausführmerker Fc auf 1 gesetzt ist.
  • 4 und 5 sind Zeitgebungsschaubilder, die einen Modus der Übertemperaturverhinderung des Dieselpartikelfilters 35 zeigen. 4(a) zeigt einen Übergang der Kraftmaschinendrehzahl NE. 4(b) zeigt einen Übergang der Beschleunigerstellung ACCP. 4(c) zeigt einen Übergang einer Abgasströmungsrate Q (die äquivalent zu der Menge des in den Dieselpartikelfilter 35 strömenden Abgases ist). 4(d) zeigt einen Übergang einer Sauerstoffkonzentration 02 des Abgases (die äquivalent zu der Sauerstoffkonzentration um den Dieselpartikelfilter 35 ist). 4(e) zeigt einen Übergang der Temperatur T (Zentraltemperatur) des Dieselpartikelfilters 35. 5(a) zeigt einen Übergang der Kraftmaschinendrehzahl NE (zum Zwecke der Vereinfachung die gleiche wie 4(a)). 5(b) zeigt das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der Ausführung eines jeden der Kühlbetriebe des Abgasströmungsratenerhöhungsbetriebs (Q-UP) und des Sauerstoffmangelbetriebs (O2-Mangel). 5(c) zeigt einen Übergang des Öffnungsgrads des Abgasrückführventils 42. 5(d) zeigt einen Übergang des Öffnungsgrads THR der Drossel 32. Die Intervalle HOCH, LEERLAUF, NIEDRIG und MITTEL in 4 oder 5 repräsentieren eine Hochgeschwindigkeitsfahrt, einen Leerlaufzustand, eine Niedriggeschwindigkeitsfahrt bzw. eine Fahrt bei mittlerer Geschwindigkeit. Die Anmerkungen F.O. und F.C. in 5 repräsentieren den voll geöffneten Zustand bzw. den voll geschlossenen Zustand.
  • Wie beispielsweise in 4 gezeigt ist, wird angenommen, dass das während einer Zeitspanne vom Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t2 bei einer hohen Geschwindigkeit fahrende Fahrzeug (Automobil) zum Zeitpunkt t2 plötzlich verlangsamt bzw. verzögert wird. Falls zu diesem Zeitpunkt die Partikelsammelmenge PM größer als der Grenzwert α ist (Schritt S11 aus 2: JA) und die Temperatur des Dieselpartikelfilters 35 höher als der Grenzwert T0 ist (Schritt S12 aus 2: JA), wie dies in 4(e) gezeigt ist, wird bei Schritt 14 aus 2 der Kühlprozessausführmerker Fc auf 1 gesetzt.
  • In diesem Fall wird die Strömungsrate (erhöhte Abgasströmungsrate Qu) des Abgases, das dann in den Dieselpartikelfilter 35 strömt, wenn der Abgasströmungsratenerhöhungsbetrieb als der Abgasströmungsratenkühlprozess durchgeführt wird, auf Grundlage des Betriebszustands der Kraftmaschine 10 bei Schritt S22 nachfolgend auf Schritt S21 (3) berechnet. Genauer gesagt ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als ein Beispiel des Abgasströmungsratenerhöhungsbetriebs die Drossel 32 vollständig geöffnet und das Abgasrückführventil 42 ist vollständig geschlossen. Somit wird die Menge der in das Einlasssystem der Kraftmaschine 10 eingelassenen frischen Luft erhöht und die Menge des von dem Abgasdurchlass zu dem Einlassdurchlass der Kraftmaschine 10 rückgeführten Abgases wird verringert. Dementsprechend wird bei Schritt S22 die Abgasströmungsrate (erhöhte Abgasströmungsrate Qu), die dann erhalten wird, wenn die Drossel 32 vollständig geöffnet ist und das Abgasrückführventil 42 vollständig geschlossen ist, auf Grundlage des Betriebszustands der Kraftmaschine 10 berechnet. In diesem Fall kann die Abgasströmungsrate beispielsweise auf Grundlage des Erfassungswerts des Luftmassenmessers 31 berechnet werden.
  • Dann wird bei Schritt S23 die bei Schritt S22 berechnete erhöhte Abgasströmungsrate Qu mit einem Grenzwert Q0 verglichen. Somit wird bestimmt, ob eine zulässige Abgasströmungsrate (ein Wert, der größer als der Grenzwert Q0 ist) als die erhöhte Abgasströmungsrate Qu erhalten wird. Die durch den Grenzwert Q0 definierte zulässige Abgasströmungsrate wird als eine Abgasströmungsrate gesetzt, die den Dieselpartikelfilter 35 nicht dazu bringt, die Übertemperatur zu erreichen. Daher zeigt das Ergebnis der Bestimmung bei Schritt S23, ob der Dieselpartikelfilter 35 die Übertemperatur erreicht, wenn der Abgasströmungsratenerhöhungsbetrieb durchgeführt wird. Bei der Gelegenheit der Vergleichsbestimmung wird der Grenzwert Q0 in Übereinstimmung mit dem Stromwert T und der gegenwärtigen Partikelsammelmenge PM des Dieselpartikelfilters 35 unter Bezugnahme beispielsweise auf ein vorbestimmtes Kennfeld variabel eingestellt.
  • 6 zeigt ein Beispiel des Kennfelds, das dann verwendet wird, wenn der Grenzwert Q0 variabel eingestellt wird. Falls die Werte der Temperatur T und der Partikelsammelmenge PM des Dieselpartikelfilters 35 entschieden sind, kann, wie in 6 gezeigt ist, das Kennfeld einmalig den Grenzwert Q0 definieren, der den Werten T, PM entspricht. Beispielsweise wird das Kennfeld erstellt, indem die Beziehungen zwischen den Parametern abgetragen werden und indem geeignete Werte des Grenzwerts Q0 durch Versuch und dergleichen im Vorfeld erhalten werden. Die Kurven L1–L4 in 6 zeigen die Beziehungen zwischen Grenzwert Q0 und der Dieselpartikelfiltertemperatur T in den Fällen verschiedener Partikelsammelmengen PM (Magnitudenbeziehung zwischen den Partikelsammelmengen PM ist folgendermaßen: L1 > L2 > L3 > L4). Gemäß dieses Kennfelds ist der Grenzwert Q0 (zulässige Abgasströmungsrate) größer eingestellt, wenn die Dieselpartikelfiltertemperatur T zunimmt oder die Partikelsammelmenge PM zunimmt.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, wird zum Zeitpunkt t2 (4) das Fahrzeug plötzlich von der Hochgeschwindigkeitsfahrt verlangsamt und das Fahrzeug erreicht den Kraftmaschinenleerlaufzustand, in dem die Abgasströmungsrate Q klein ist (wie dies durch die durchgezogene Linie L11 in 4(c) gezeigt ist), zum Zeitpunkt t3. Daher wird in diesem Fall bei Schritt S23 bestimmt, dass die erhöhte Abgasströmungsrate Qu (lang-kurz-strichlierte Linie L12 in 4(c)) kleiner als der Grenzwert Q0 ist (d. h., es wird bestimmt, dass der Dieselpartikelfilter 35 die Übertemperatur durch die Ausführung des Abgasströmungsratenerhöhungsbetriebs erreicht). Daher schreitet die Verarbeitung zu Schritt S231 vor.
  • Bei Schritt S231 wird der Abgasströmungsratenerhöhungsbetrieb (Q-UP-Betrieb) nicht durchgeführt. Falls der Abgasströmungsratenerhöhungsbetrieb gerade durchgeführt wird, wird er gestoppt. Stattdessen wird ein Sauerstoffmangelbetrieb (O2-Mangelbetrieb) als ein Sauerstoffmangelkühlprozess als ein Kühlprozess des Dieselpartikelfilters 35 durchgeführt (wie dies durch die durchgezogene Linie L21 in 5(b) gezeigt ist). Genauer gesagt, wird, wie in 5(c) und 5(d) gezeigt ist, das Abgasrückführventil 42 vollständig geöffnet, das Drosselventil 32 wird eingeengt und eine Nacheinspritzung einer erwünschten Kraftstoffzuführmenge wird durchgeführt. Somit wird die Sauerstoffkonzentration des Abgases, die durch den A/F-Sensor 33a erfasst wird, auf einen Sollwert (beispielsweise 5 % oder, falls nötig, variabel) gesteuert, wie dies durch eine durchgezogene Linie L31 in 4(d) gezeigt ist. Die mittels Versuch oder dergleichen berechnete Sauerstoffkonzentration, d. h., die Sauerstoffkonzentration, die die schnelle Verbrennung in dem Dieselpartikelfilter 35 nicht hervorruft, wird als der Sollwert der Sauerstoffkonzentration eingestellt.
  • Somit wird der Dieselpartikelfilter 35 durch Verringern der Sauerstoffkonzentration in den Zustand des Sauerstoffmangels gebracht und die Verbrennungsgeschwindigkeit der Partikel wird reduziert. Da der Temperaturanstieg infolge der Verbrennung der Partikel unterdrückt wird, nimmt die Dieselpartikelfiltertemperatur T allmählich ab, wie dies durch eine durchgezogene Linie L41 in 4(e) gezeigt ist. Beim folgenden Schritt S24 wird auf Grundlage dessen, ob die Temperatur T des Dieselpartikelfilters 35 hoch ist, bestimmt, ob eine Fortführung des Kühlprozesses des Dieselpartikelfilters 35 erforderlich ist. Insbesondere wird bestimmt, ob die Temperatur T des Dieselpartikelfilters 35 niedriger als ein Grenzwert T2 (beispielsweise 400°C oder falls nötig, eine variable Einstellung) ist. Falls bestimmt wird, dass die Temperatur T des Dieselpartikelfilters 35 gleich oder höher als der Grenzwert T2 bei Schritt S24 ist, wird bestimmt, dass die Fortführung des Kühlprozesses noch erforderlich ist und der Kühlprozess wird fortwährend durchgeführt.
  • Der Sauerstoffmangelbetrieb wird fortwährend durchgeführt, bis bei Schritt S24 bestimmt wird, dass die Fortführung des Kühlprozesses unnötig ist, oder bis bei Schritt S23 bestimmt wird, dass der Dieselpartikelfilter 35 die Übertemperatur selbst dann nicht erreicht, wenn der Abgasströmungsratenerhöhungsbetrieb durchgeführt wird. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Kühlbetrieb von dem Sauerstoffmangelbetrieb auf den Abgasströmungsratenerhöhungsbetrieb zum Zeitpunkt t5 umgestellt (4 oder 5), zu dem der Fahrmodus von der Fahrt bei niedriger Geschwindigkeit auf die Fahrt bei mittlerer Geschwindigkeit umgeschaltet wird.
  • Zum Zwecke der Vereinfachung der Erklärung wird lediglich der Fall ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeitgebungsschaubilder von 4 und 5 erläutert, in dem bei Schritt S23 bestimmt wird, dass die Übertemperatur zum Start des Kühlprozesses erreichbar ist und der Sauerstoffmangelbetrieb zuerst durchgeführt wird. Jedoch wird, falls beispielsweise bei Schritt S23 zum Start des Kühlprozesses bestimmt wird, dass die Übertemperatur infolge des Unterschieds des Kraftmaschinenbetriebszustands und dergleichen nicht erreicht werden kann, zuerst der Abgasströmungsratenerhöhungsbetrieb beim folgenden Schritt S232 durchgeführt.
  • Als ein Beispiel, das mit der Vorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zu vergleichen ist, wird der Fall beschrieben, in dem der Sauerstoffmangelbetrieb zum Zeitpunkt der Beschleunigung nach der Kraftmaschinenverlangsamung gestoppt wird, d. h., der Fall, in dem der Sauerstoffmangelbetrieb zum Zeitpunkt t4 gestoppt wird, zu dem das Beschleunigerpedal durch den Fahrer niedergedrückt wird, und das Fahrzeug aus dem Kraftmaschinenleerlaufzustand herauskommt.
  • In diesem Fall wird, wie durch eine strichlierte Linie L22 in 5(b) gezeigt ist, der Sauerstoffmangelbetrieb zum Zeitpunkt t4 gestoppt. Aus diesem Grund nimmt die Abgasströmungsrate Q (4(c)) in Übereinstimmung mit der Beschleunigerposition ACCP (4(b)) zu und eine große Menge von Abgas wird unter dem Sauerstoffmangel zu dem Dieselpartikelfilter 35 zugeführt, während die Temperatur T des Dieselpartikelfilters 35 hoch ist. Dementsprechend steigt die Sauerstoffkonzentration schnell an und die gesammelten Partikel verbrennen rasant, wie dies durch eine gestrichelte Linie L32 in 4(d) gezeigt ist. Dies hilft bei dem schnellen Aufheizen des Dieselpartikelfilters 35. Wenn ein solches Aufheizen durchgeführt wird, wie durch eine strichlierte Linie L42 in 4(e) gezeigt ist, besteht die Möglichkeit, dass die Temperatur des Dieselpartikelfilters 35 die zulässige Temperatur T1 als Wärmewiderstandsgrenze überschreitet und der Dieselpartikelfilter 35 beschädigt wird (es wird eine Schmelzbeschädigung verursacht). Im Wesentlichen kann ein ähnliches Problem auch in dem Fall auftreten, in dem der Kühlbetrieb zum Zeitpunkt t4 von dem Sauerstoffmangelbetrieb auf den Abgasströmungsratenerhöhungsbetrieb umgeschaltet wird.
  • Im Gegensatz dazu bestimmt die Vorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bei Schritten S22, S23 von 3, ob der Dieselpartikelfilter 35 die Übertemperatur infolge der Aufheizung durch die Verbrennung der gesammelten Partikel auf Grundlage des Kraftmaschinenbetriebszustands, der Dieselpartikelfiltertemperatur T, der Partikelsammelmenge PM und dergleichen erreichen kann. Daher wird der Sauerstoffmangelbetrieb kontinuierlich durchgeführt, während bei Schritten S22 und S23 bestimmt wird, dass die Übertemperatur erreicht werden kann.
  • Wie vorstehend erwähnt wurde, führt die Vorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel den Sauerstoffmangelbetrieb kontinuierlich während der Zeitspanne von dem Zeitpunkt t2 bis zu dem Zeitpunkt t5 durch (4 oder 5). Falls bei Schritt S23 (3) bestimmt wird, dass der Dieselpartikelfilter 35 die Übertemperatur selbst dann nicht erreicht, wenn der Abgasströmungsratenerhöhungsbetrieb durchgeführt wird, wird der Kühlbetrieb beim folgenden Schritt S232 von dem Sauerstoffmangelbetrieb auf den Abgasströmungsratenerhöhungsbetrieb umgeschaltet. Das heißt, als der Abgasströmungsratenerhöhungsbetrieb wird, wie in 5(c) und 5(d) gezeigt ist, die Drossel 32 vollständig geöffnet und das Abgasrückführventil 42 wird vollständig geschlossen. Durch Ausführung des Abgasströmungsratenerhöhungsbetriebs wird der Dieselpartikelfilter 35 bei einer höheren Kühlrate gekühlt, wie in 4(e) gezeigt ist.
  • Der Abgasströmungsratenerhöhungsbetrieb wird kontinuierlich durchgeführt, bis bei Schritt S24 (3) bestimmt wird, dass die Fortführung des Kühlprozesses unnötig ist, oder bis bei Schritt S23 bestimmt wird, dass der Dieselpartikelfilter 35 die Übertemperatur erreichen kann, falls der Abgasströmungsratenerhöhungsbetrieb durchgeführt wird, und der Kühlprozess wird auf den Sauerstoffmangelbetrieb umgeschaltet. Das heißt, der Kühlprozess des Dieselpartikelfilters 35 wird kontinuierlich entweder durch den Abgasströmungsratenerhöhungsbetrieb oder den Sauerstoffmangelbetrieb durchgeführt, bis bei Schritt S24 bestimmt wird, dass der Kühlprozess unnötig ist.
  • Falls bei Schritt S24 bestimmt wird, dass die Fortführung des Kühlprozesses unnötig ist (d. h., die Temperatur des Dieselpartikelfilters 35 ist niedriger als der Grenzwert T2), beispielsweise zur Zeitgebung t6 (4 oder 5), wird bestimmt, dass der Kühlprozess (Übertemperaturverhinderung) des Dieselpartikelfilters 35 vollendet ist. Dann wird die Ausführung des Kühlprozesses (im Fall von 4 oder 5 des Abgasströmungsratenerhöhungsbetriebs) beim folgenden Schritt S25 gestoppt und der Kühlprozessausführmerker Fc wird beim weiteren folgenden Schritt S26 auf 0 gesetzt (initialisiert). Dann wird eine Verarbeitungsreihe von 3 beendet.
  • Das vorliegende Ausführungsbeispiel bringt folgende Wirkungen hervor.
    • (1) Die Vorrichtung (ECU 60) zum Verhindern der Übertemperatur des Dieselpartikelfilters 35 durch Anwenden des vorbestimmten Kühlprozesses auf den Dieselpartikelfilter 35 beinhaltet das Programm zum Kühlen des Dieselpartikelfilters 35 durch Verringern der Sauerstoffkonzentration um den Dieselpartikelfilter 35 (Sauerstoffmangelkühlvorrichtung, Schritt S231 aus 3), das Programm zum Kühlen des Dieselpartikelfilters 35 durch Erhöhung der Strömungsrate des in den Dieselpartikelfilter 35 einströmenden Abgases (Abgasströmungsratenerhöhungskühlvorrichtung, Schritt S232 aus 3), das Programm zum Bestimmen, ob die Ausführug des Kühlprozesses des Dieselpartikelfilters 35 notwendig ist, auf Grundlage dessen, ob die Partikelsammelmenge groß ist, ob die Dieselpartikelfiltertemperatur hoch ist und ob sich die Kraftmaschine 10 in dem vorbestimmten Betriebszustand (Verlangsamungszustand) befindet (Kühlprozessausführbestimmungsvorrichtung, Schritte S11 bis S14 aus 2), das Programm zum Bestimmen, ob der Dieselpartikelfilter 35 die Übertemperatur erreicht, wenn die Strömungsrate des Abgases durch die Verarbeitung von Schritt S232 erhöht wird (Abgasströmungsratenerhöhungsausführbestimmungsvorrichtung, Schritt S23 von 23) und das Programm zum Durchführen entweder des Sauerstoffmangelbetriebs oder des Abgasströmungsratenerhöhungsbetriebs, wenn bestimmt wird, dass die Ausführung des Kühlprozesses durch die Verarbeitung von Schritten S11 bis S14 erforderlich ist, und zum Durchführen des Abgasströmungsratenerhöhungsbetriebs (Abgasströmungsratenerhöhungskühlprozesses) bevorzugt vor dem Sauerstoffmangelbetrieb (Sauerstoffmangelkühlprozesses) falls durch die Bearbeitung von Schritt S23 bestimmt wird, dass der Dieselpartikelfilter 35 die Übertemperatur nicht erreicht (Kühlprozessauswählausführvorrichtung, Schritte S23, S231 und S232 von 3). Somit kann selbst in dem besonderen Kraftmaschinenbetriebszustand, in dem die Strömungsrate des in den Dieselpartikelfilter 35 einströmenden Abgases abnimmt, d. h., selbst in dem Verlangsamungszustand, der höchsteffiziente Kühlprozess durchgeführt werden, während ein möglichst geeignetes Fahrverhalten beibehalten wird.
    • (2) Falls durch die Verarbeitung von Schritt S23 (3) bestimmt wird, dass der Dieselpartikelfilter 35 die Übertemperatur nicht erreicht, wenn durch die Verarbeitung der Schritte S11 bis S14 (2) bestimmt wird, dass die Ausführung des Kühlprozesses erforderlich ist und der Kühlprozess gestartet wird, wird der Abgasströmungsratenerhöhungsbetrieb durch Verarbeitung von Schritt S232 (3) durchgeführt. Somit kann der Dieselpartikelfilter 35 schneller gekühlt werden.
    • (3) Falls der Kühlprozess bereits gestartet wurde und durch die Verarbeitung von Schritt S23 (3) mitten unter der Ausführung des Sauerstoffmangelbetriebs durch die Verarbeitung bei Schritt S231 (3) bestimmt wird, dass der Dieselpartikelfilter 35 die Übertemperatur nicht erreicht, wird der Kühlbetrieb von dem Sauerstoffmangelbetrieb auf den Abgasströmungsratenerhöhungsbetrieb umgeschaltet (Schritt S232 auf 3). Somit kann der Dieselpartikelfilter 35 schneller abgekühlt werden.
    • (4) Falls die Kühlverarbeitung bereits gestartet wurde und bei Schritt S23 (3) mitten unter der Ausführung des Abgasströmungsratenerhöhungsbetriebs durch die Verarbeitung von Schritt S232 (3) bestimmt wird, dass die Übertemperatur erreicht werden kann, wird der Kühlbetrieb von dem Abgasströmungsratenerhöhungsbetrieb auf den Sauerstoffmangelbetrieb umgeschaltet (Schritt S231 von 3). Somit kann die Übertemperatur des Dieselpartikelfilters 35 mit höherer Gewissheit verhindert werden kann.
    • (5) Die Verarbeitung von Schritt S23 aus 3 wird durch das Programm durchgeführt (erhöhte Abgasströmungsratenbestimmungsvorrichtung), das auf Grundlage des Betriebszustands der Kraftmaschine 10 bestimmt, ob die zulässige Abgasströmungsrate als die erhöhte Abgasströmungsrate Qu, die in den Dieselpartikelfilter 35 einströmt, erhalten wird, wenn der Abgasströmungsratenerhöhungsbetrieb durch die Verarbeitung von Schritt S232 durchführt wird (3), und das Programm (Filterübertemperaturbestimmungsvorrichtung), das bestimmt, dass der Dieselpartikelfilter 35 die Übertemperatur nicht erreicht, wenn das vorhergehende Programm bestimmt, dass die zulässige Abgasströmungsrate als die erhöhte Abgasströmungsrate Qu erhalten wird und das bestimmt, dass der Dieselpartikelfilter 35 die Übertemperatur erreicht, wenn das vorangehende Programm bestimmt, dass die erhöhte Abgasströmungsrate Qu niedriger als die zulässige Abgasströmungsrate ist. Somit kann exakt bestimmt werden, ob der Dieselpartikelfilter 35 die Übertemperatur erreicht. Somit benötigt das Schema keine spezielle Vorrichtung, sondern kann einfach durch den bestehenden Mikrocomputer (beispielsweise die ECU 60) realisiert werden. Daher ist dieses Schema vom Gesichtspunkt der praktischen Anwendung nützlich.
    • (6) Bei Schritt S23 aus 3 wird das Programm verwendet (zulässige Abgasströmungsratenveränderungsvorrichtung), das den Grenzwert Q0 (und die zulässige Abgasströmungsrate als Ergebnis) in Übereinstimmung mit der gegenwärtigen Temperatur und der gegenwärtigen Partikelsammelmenge des Dieselpartikelfilters 35 variabel einstellt (6). Somit kann der vorstehend beschriebene Kühlprozess des Dieselpartikelfilters 35 durch den geeigneten Kühlprozess bei einer geeigneten Zeitgebung durchgeführt werden.
    • (7) Die gegenwärtige Temperatur und die gegenwärtige Partikelsammelmenge des Dieselpartikelfilters 35 werden zusätzlich berücksichtigt, wenn bestimmt wird, ob die Ausführung des Kühlprozesses des Dieselpartikelfilters 35 erforderlich ist (Schritte S11 bis S14 von 2). Somit kann der Kühlprozess bei einer geeigneteren Zeitgebung bedarfsgemäß durchgeführt werden. Als ein Ergebnis wird ein effizientes Filterkühlen realisiert.
    • (8) Der Verlangsamungszustand wird als der vorbestimmte Betriebszustand als der Bestimmungsindex des Kraftmaschinenbetriebszustands verwendet, der in der Verarbeitung von Schritt S13 verwendet wird, wenn bestimmt wird, ob die Ausführung des Kühlprozesses des Dieselpartikelfilters 35 erforderlich ist (Schritte S11 bis S14 von 2). Somit kann der Fall, in dem die Übertemperatur des Dieselpartikelfilters 35 besonders dazu neigt aufzutreten, auf geeignete Weise als die Zeitgebung bestimmt werden, bei der der Kühlprozess erforderlich ist. Als ein Ergebnis kann ein effizienteres Filterkühlen realisiert werden.
    • (9) Die Vorrichtung hat ferner das Programm (Kühlprozessfortführungsbestimmungsvorrichtung, Schritt S24 von 3), das auf Grundlage dessen, ob die Temperatur des Dieselpartikelfilters 35 hoch ist, bestimmt, ob die Fortführung des Kühlprozesses des Dieselpartikelfilters 35 erforderlich ist. Wenn der Kühlprozess nicht durchgeführt wird und durch die Verarbeitung (3) von Schritt S23 bestimmt wird, dass die Ausführung des Kühlprozesses erforderlich ist, wird der Kühlprozess entweder durch den Abgasströmungsratenerhöhungsbetrieb oder den Sauerstoffmangelbetrieb durchgeführt. Falls durch die Verarbeitung von Schritt S24 (3) während der Ausführung des Kühlprozesses bestimmt wird, dass die Fortführung des Kühlprozesses nicht erforderlich ist, wird die Ausführung des Kühlprozesses gestoppt (Schritt S25 aus 3). Somit kann der Kühlprozess entweder durch den Abgasströmungsratenerhöhungsbetrieb oder den Sauerstoffmangelbetrieb kontinuierlich durchgeführt werden, bis bei Schritt S24 bestimmt wird, dass der Filter ausreichend abgekühlt ist. Als ein Ergebnis kann die Filterübertemperatur mit höherer Gewissheit verhindert werden. Die Beendigungszeitgebung des Kühlprozesses wird durch die Verarbeitung von Schritt S24 auf geeignete Weise bestimmt. Daher kann zudem eine Abnahme der thermischen Effizienz infolge der übermäßigen Kühlung des Dieselpartikelfilters 35 auf geeignete Weise vermieden werden.
    • (10) Beim Durchführen des Abgasströmungsratenerhöhungsbetriebs (Schritt S232 von 3) werden sowohl die Menge der in das Einlasssystem der Kraftmaschine 10 eingelassenen Frischluft als auch die Menge des von dem Abgasdurchlass zu dem Einlassdurchlass der Kraftmaschine 10 zurückgeführten Abgases eingestellt. Somit kann die Strömungsrate des in den Dieselpartikelfilter 35 strömenden Abgases auf geeignete Weise eingestellt werden.
    • (11) Beim Durchführen des Sauerstoffmangelbetriebs (Schritt S231 von 3) werden die Menge der in das Einlasssystem der Kraftmaschine 10 eingelassenen Frischluft, die Menge der von dem Auslassdurchlass zu dem Einlassdurchlass der Kraftmaschine 10 zurückgeführten Abgasrückführgases und die Kraftstoffzuführmenge zu der Kraftmaschine 10 (beispielsweise die Nacheinspritzmenge) eingestellt. Somit kann die Sauerstoffkonzentration um den Dieselpartikelfilter 35 auf geeignete Weise eingestellt werden.
  • Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel kann beispielsweise folgendermaßen modifiziert werden.
  • Anstelle der Verwendung der erhöhten Abgasströmungsrate Qu kann der Dieselpartikelfilter 35 auf die Solltemperatur abgekühlt werden, indem beim Start des Kühlprozesses zuerst der Sauerstoffmangelbetrieb durchgeführt wird und indem dann darauf folgend der Abgasströmungsratenerhöhungsbetrieb durchgeführt wird. Als Nächstes wird ein Modus der Übertemperaturverhinderung des Dieselpartikelfilters 35 in diesem Fall ausführlich unter Bezugnahme auf 7 und 8 (Ablaufdiagramm, das 2 und 3 entspricht) zusätzlich zu 1 beschrieben. Im Wesentlichen führt die ECU 60 das in dem ROM gespeicherte Programm aus, um eine Reihe von in 7 und 8 gezeigten Verarbeitungen seriell durchzuführen, beispielsweise in einem vorbestimmten Zeitintervall oder bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel.
  • In einer Verarbeitungsreihe von 7 wird bei Schritten S11 bis S13 bestimmt, ob die Ausführung der Kühlverarbeitung des Dieselpartikelfilters 35 erforderlich ist (die gleichen Schritte S11 bis S13 von 2). Wenn bestimmt wird, dass die Ausführung des Kühlprozesses erforderlich ist, dann wird beim folgenden Schritt S14 der Kühlprozessausführmerker Fc auf 1 gestellt. Zudem wird beim folgenden Schritt S15 ein Abgasströmungsratenerhöhungsausführmerker Fup, der dafür indikativ ist, ob der Abgasströmungsratenerhöhungsbetrieb durchgeführt wurde (oder ob er noch durchgeführt wird), auf 0 als einen Initialwert eingestellt.
  • In einer Verarbeitungsreihe von 8, die ähnlich zu der Verarbeitungsreihe von 3 ist, wird der Kühlprozess gestartet, wenn der Kühlprozessausführmerker Fc bei Schritt S14 von 7 auf 1 eingestellt ist. Beim Start des Kühlprozesses wird ein Sauerstoffmangelbetrieb zuerst bei Schritt S303 nach der Verarbeitung von Schritt S301 (der gleiche Schritt wie Schritt S21 von 3) und Schritt S302 ohne Verwendung der erhöhten Abgasströmungsrate Q durchgeführt. Der Sauerstoffmangelbetrieb wird kontinuierlich durchgeführt, bis bestimmt wird, dass der Dieselpartikelfilter 35 die Übertemperatur selbst dann nicht erreicht, wenn der Abgasströmungsratenerhöhungsbetrieb bei Schritten S304 und S305 durchgeführt wird (die gleichen Schritte wie Schritt S22 und S23 von 3).
  • Wenn bei Schritt S305 bestimmt wird, dass die Übertemperatur unerreichbar ist, dann wird beim folgenden Schritt S306 (dem gleichen Schritt wie Schritt S232 aus
  • 3) der Abgasströmungsratenerhöhungsbetrieb durchgeführt. Der Abgasströmungsratenerhöhungsausführmerker Fup wird beim folgenden Schritt S307 auf 1 eingestellt. Falls der Abgasströmungsratenerhöhungsausführmerker Fup auf 1 eingestellt ist, wird bei Schritt S302 bestimmt, dass seit dann der Abgasströmungsratenerhöhungsbetrieb durchgeführt wurde (oder noch ausgeführt wird). Der Abgasströmungsratenerhöhungsbetrieb wird kontinuierlich durchgeführt, bis bei Schritt S308 (der gleiche Schritt wie Schritt S24 von 3) bestimmt wird, dass der Dieselpartikelfilter 35 ausreichend abgekühlt wurde. Wenn bei Schritt S308 bestimmt wurde, dass der Dieselpartikelfilter 35 ausreichend abgekühlt ist, dann wird der Kühlprozess (der Abgasströmungsratenerhöhungsbetrieb) bei Schritt S309 (der gleiche Schritt wie Schritt S25 von 3) in seiner Ausführung gestoppt. Beim weiter folgenden Schritt S310 werden der Kühlprozessausführmerker Fc und der Abgasströmungsratenerhöhungsausführmerker Fup auf 0 gesetzt (die Merker Fc, Fup werden initialisiert). Dann wird die Verarbeitungsreihe von 8 beendet.
  • Wenn beispielsweise die Kraftmaschine 10 in den Verlangsamungszustand gebracht ist, machen die Parameter gewöhnlicherweise die in 4 und 5 gezeigten Übergänge. Daher kann ein solches Schema (7 und 8) auch die gewünschten Aufgaben erreichen (die gleiche Wirkung wie Wirkung (1)).
  • Der vorbestimmte Betriebszustand, der als der Bestimmungsindex über den Kraftmaschinenbetriebszustand in der Verarbeitung von Schritt S13 aus 2 verwendet wird, ist nicht auf den Verlangsamungszustand beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann auch auf das Schema angewendet werden, das den Kühlprozess in anderen Betriebszuständen durchführt. In diesem Fall ist es effizient, die Konfiguration des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels auf geeignete Weise in Übereinstimmung mit dem Kraftmaschinenbetriebszustand zu ändern, der als der Bestimmungsindex verwendet wird.
  • Das Schema bei Schritt S12 aus 2 zum Bestimmen darüber, ob die Temperatur des Dieselpartikelfilters 35 hoch ist, ist nicht auf das vorstehend erwähnte Schema zum direkten Bestimmen auf Grundlage des Sensorwerts der Dieselpartikelfiltertemperatur beschränkt. Alternativ ist beispielsweise auch ein Schema wirkungsvoll, bei dem indirekt bestimmt wird, ob die Temperatur des Dieselpartikelfilters 35 hoch ist, und zwar auf Grundlage, ob die Abgastemperatur hoch ist oder ob die Regeneration des Dieselpartikelfilters durchgeführt wird.
  • In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Grenzwert Q0 (und als Ergebnis die zulässige Abgasströmungsrate) in Übereinstimmung mit der gegenwärtigen Temperatur und der gegenwärtigen Partikelsammelmenge des Dieselpartikelfilters 35 bei Schritt S23 von 3 variabel eingestellt. Der Grenzwert Q0 kann ferner in Übereinstimmung mit anderen Parametern als der Dieselpartikelfiltertemperatur und der Partikelsammelmenge eingestellt werden, etwa mit der Abgastemperatur. Alternativ kann der Grenzwert Q0 (und im Ergebnis die zulässige Abgasströmungsrate) ein feststehender Wert sein, der im Vorfeld durch den Anwender festgelegt wird.
  • In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird bei Schritt S23 von 3 auf Grundlage dessen, ob die zulässige Abgasströmungsrate als die erhöhte Abgasströmungsrate Qu erhalten wird, bestimmt, ob der Dieselpartikelfilter 35 die Übertemperatur erreicht. Alternativ kann bestimmt werden, ob der Dieselpartikelfilter 35 die Übertemperatur erreicht, indem verschiedene Umgebungsparameter hinsichtlich der Ausführung des Abgasströmungsratenerhöhungsbetriebs, etwa die Dieselpartikelfiltertemperatur, die Partikelsammelmenge, den Kraftmaschinenbetriebszustand oder die Abgastemperatur innerhalb eines zulässigen Niveaus (beispielsweise eines Versuchswerts) verglichen werden.
  • In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Sauerstoffkonzentration stromaufwärts des Dieselpartikelfilters 35 mit dem Sauerstoffkonzentrationssensor (A/F-Sensor 33a) erfasst, der stromaufwärts des Dieselpartikelfilters 35 vorgesehen ist. Alternativ kann der Sauerstoffkonzentrationssensor stromabwärts des Dieselpartikelfilters 35 vorgesehen sein oder Sauerstoffkonzentrationssensoren können sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts des Dieselpartikelfilters 35 vorgesehen sein, um die Sauerstoffkonzentration stromabwärts des Dieselpartikelfilters 35 zu erfassen. Herkömmlicherweise ist die Sauerstoffkonzentration stromaufwärts des Dieselpartikelfilters 35 höher als die Sauerstoffkonzentration stromabwärts des Dieselpartikelfilters 35, da der Sauerstoff durch den an dem Dieselpartikelfilter 35 getragenen Oxidationskatalysator verbraucht wird. Daher ist es in dem Fall, in dem der Sauerstoffmangelbetrieb auf Grundlage der Sauerstoffkonzentration stromabwärts des Dieselpartikelfilters 35 durchgeführt wird, wünschenswert, die Sollsauerstoffkonzentration auf einen Wert einzustellen, der kleiner als der Wert ist, der in der Vorrichtung gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels verwendet wird.
  • Das Verfahren zum Berechnen der Partikelsammelmenge ist nicht auf das vorstehend beschriebene Verfahren unter Verwendung des Differenzialsdrucks zwischen dem Einklass und dem Auslass des Dieselpartikelfilters beschränkt. Beispielsweise kann die Partikelsammelmenge auf Grundlage des gegenwärtigen Kraftmaschinenbetriebszustands berechnet werden, der auf Grundlage der Sensorwerte des Drehzahlsensors 51 und des Beschleunigerstellungssensors 52 und dergleichen erhalten wird. Beispielsweise kann die Menge der in den Dieselpartikelfilter 35 einströmenden Partikel von dem Betriebszustand der Kraftmaschine 10 auf Grundlage eines vorbestimmten Kennfelds oder dergleichen berechnet werden. Daher kann die Partikelsammelmenge pro Zeiteinheit berechnet werden, indem die Menge der oxidierten Partikel (die außer der Katalysatortemperatur oder dergleichen berechnet wird) von der Einströmmenge der Partikel subtrahiert wird, und die gegenwärtige Partikelsammelmenge kann berechnet werden, indem sequenziell die Partikelsammelmenge pro Zeiteinheit integriert wird.
  • In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel werden sowohl die Frischluftmenge als auch die Abgasrückführmenge in dem Abgasströmungsratenerhöhungsbetrieb eingestellt. Alternativ kann die Abgasströmungsrate erhöht werden, indem entweder die Frischluftmenge oder die Abgasrückführmenge eingestellt wird. Der Modus der Erhöhung der Abgasströmungsrate in diesem Betrieb ist willkürlich. Beispielsweise kann in dem Fall eines Steuersystems, das einen mit einer Kraftunterstützungsvorrichtung ausgestattetes Ladegerät (beispielsweise ein elektrisches Ladegerät hat) die Abgasströmungsrate erhöht werden, indem der Antriebsbetrag des Ladegerätes eingestellt wird.
  • In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel werden sowohl die Frischluftmenge, die Abgasrückführmenge als auch die Kraftstoffzuführmenge in dem Sauerstoffmangelbetrieb eingestellt. Alternativ kann die Sauerstoffkonzentration um den Dieselpartikelfilter verringert werden, indem eine oder zwei von der Frischluftmenge, der Abgasrückführmenge und der Kraftstoffzuführmenge eingestellt wird/werden. Der Modus der Verringerung der Sauerstoffkonzentration um den Dieselpartikelfilter ist in diesem Betrieb beliebig. Andere Modi können willkürlich in Übereinstimmung mit einer Kraftmaschinenspezifikation, einer Systemkonfiguration und dergleichen verwendet werden.
  • Der Steuermodus hinsichtlich der Ausführung des Sauerstoffmangelbetriebs oder des Abgasströmungsratenerhöhungsbetriebs ist willkürlich. Beispielsweise können die verschiedenen Stellglieder durch einen offenen Regelkreis auf vorbestimmte Sollwerte gesteuert werden oder sie können auf Grundlage von Erfassungswerten der verschiedenen Sensoren durch eine Rückkopplungssteuerung gesteuert werden.
  • Der Filter (Dieselpartikelfilter 35) ist nicht auf den aus Kordierit gefertigten Filter beschränkt. Die vorliegende Erfindung ist auf ähnliche Weise auf einen Filter anwendbar, der aus Siliziumcarbid, Siliziumnitrid oder dergleichen gefertigt ist. Der aus Kordierit gefertigte Filter ist kostengünstig, hat jedoch einen niedrigeren Wärmewiderstand als andere Materialien (Siliziumcarbid und dergleichen). Daher ist es besonders nützlich, die vorliegende Erfindung auf den aus Kordierit gefertigten Filter anzuwenden.
  • Das heißt, die Aufgabe des Durchführens des höchst effizienten Kühlprozesses unter Beibehaltung eines möglichst geeigneten Fahrverhaltens kann gelöst werden, solange das Schema das Programm (die Kühlprozessauswählausführvorrichtung) verwendet, das auf Grundlage der Errichtung der vorstehend beschriebenen Bedingung selektiv einen von dem Sauerstoffmangelbetrieb (Sauerstoffmangelkühlprozess) und dem Abgasströmungsratenerhöhungsbetrieb (Abgasströmungsratenerhöhungskühlprozess) durchführt. Die vorbestimmte Bedingung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Bedingungen beschränkt, sondern können Bedingungen hinsichtlich des Kraftmaschinenbetriebszustands, des Grads der Abgasströmungsrate und dergleichen sein.
  • In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel werden verschiedene Arten von Software (Programme) verwendet. Alternativ kann die ähnliche Funktion durch Hardware, etwa einen geeigneten Schaltkreis, realisiert werden.
  • In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die vorliegende Erfindung als ein Beispiel auf das Common-Rail-System der Fahrzeugdieselkraftmaschine angewendet. Die vorliegende Erfindung kann ebenso auf einen Ottomotor (genauer gesagt, eine Kraftmaschine mit Direkteinspritzung) angewendet werden, wenn der ähnliche Filter zur Verwendung der Partikel verwendet wird.
  • Die vorliegende Erfindung sollte nicht auf die hier offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt werden, sondern kann in vielen anderen Arten implementiert werden, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen, wie sie in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist.
  • Eine Vorrichtung (ECU) (60), die auf einen Dieselpartikelfilter (35) einen Kühlprozess aufbringt, um eine Übertemperatur des Dieselpartikelfilters (35) zu verhindern, hat ein Programm zum Kühlen des Dieselpartikelfilters (35) durch einen Sauerstoffmangelbetrieb, ein Programm zum Kühlen des Dieselpartikelfilters (35) durch einen Abgasströmungsratenerhöhungsbetrieb, ein Programm zum Bestimmen, ob die Ausführung des Kühlprozesses des Dieselpartikelfilters (35) nötig ist, auf Grundlage dessen, ob eine Kraftmaschine (10) sich in einem Verlangsamungszustand befindet, ein Programm zum Bestimmen, ob der Dieselpartikelfilter (35) die Übertemperatur erreicht, wenn der Abgasströmungsratenerhöhungsbetrieb durchgeführt wird, und ein Programm zum Durchführen eines von dem Sauerstoffmangelbetrieb und dem Abgasströmungsratenerhöhungsbetrieb als den Kühlprozess und zum bevorzugten Durchführen des Abgasströmungsratenerhöhungsbetriebs, wenn bestimmt wird, dass die Übertemperatur selbst dann nicht erreicht wird, wenn der Abgasströmungsratenerhöhungsbetrieb durchgeführt wird.

Claims (12)

  1. Übertemperaturverhinderungsvorrichtung für eine Abgasreinigungsvorrichtung, die auf einen Filter (35) einen vorbestimmten Kühlprozess anwendet, um eine Übertemperatur des Filters (35) zu verhindern, wobei der Filter (35) Partikel sammelt, die in einem von einer Kraftmaschine (10) ausgelassenem Abgas enthalten sind, und einem Abbrennprozess als Regenerationsprozess unterworfen wird, um die durch den Filter (35) gesammelten Partikel zu entfernen, wobei die Übertemperaturverhinderungsvorrichtung gekennzeichnet ist durch: eine Sauerstoffmangelkühleinrichtung (S231, S303) zum Kühlen des Filters (35) durch Verringern einer Sauerstoffkonzentration um den Filter (35); eine Abgasströmungsratenerhöhungskühleinrichtung (S232, S306) zum Kühlen des Filters (35) durch Erhöhung einer Strömungsrate des in den Filter (35) strömenden Abgases; und eine Kühlprozessauswählausführeinrichtung (S23, S231, S232, S303, S305, S306) zum selektiven Durchführen entweder des Sauerstoffmangelkühlprozesses durch die Sauerstoffmangelkühleinrichtung (S231, S303) oder des Abgasströmungsratenerhöhungskühlprozesses durch die Abgasströmungsratenerhöhungskühleinrichtung (S223, S306) als den vorbestimmten Kühlprozess auf Grundlage der Errichtung einer vorbestimmten Bedingung.
  2. Übertemperaturverhinderungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, ferner mit: einer Kühlprozessausführbestimmungseinrichtung (S11–S14) zum Bestimmen, ob die Ausführung des Kühlprozesses des Filters (35) nötig ist, auf Grundlage dessen, ob sich die Kraftmaschine (10) in einem vorbestimmten Betriebszustand befindet; und eine Abgasströmungsratenerhöhungsausführbestimmungseinrichtung (S23, S305) zum Bestimmen, ob der Filter (35) die Übertemperatur erreicht, falls die Abgasströmungsrate durch die Abgasströmungsratenerhöhungskühleinrichtung (S232, S306) vor der Erhöhung der Abgasströmungsrate erhöht wird, wobei die Kühlprozessauswählausführeinrichtung (S23, S231, S232, S303, S305, S306) den vorbestimmten Kühlprozess durchführt, wenn die Kühlprozessausführbestimmungseinrichtung (S11–S14) bestimmt, dass die Ausführung des Kühlprozesses erforderlich ist, und die Kühlprozessauswählausführeinrichtung (S23, S231, S232, S303, S305, S306) die Abgasströmungsratenerhöhungskühlprozess durch die Abgasströmungsratenerhöhungskühleinrichtung (S232, S306) bevorzugt über den Sauerstoffmangelkühlprozess durch die Sauerstoffmangelkühleinrichtung (S231, S303) durchführt, wenn die Abgasströmungsratenerhöhungsausführungsbestimmungseinricht ung (S23, S305) bestimmt, dass die Übertemperatur nicht erreicht ist.
  3. Übertemperaturverhinderungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Kühlprozessauswählausführungseinrichtung (S23, S231; S232, S303, S305, S306) den Abgasströmungsratenerhöhungskühlprozess durch die Abgasströmungsratenerhöhungskühleinrichtung (S232, S306) durchführt, falls die Abgasströmungsratenerhöhungsausführungsbestimmungseinrichtung (S23, S305) bestimmt, dass die Übertemperatur nicht erreicht wird, wenn die Kühlprozessausführungsbestimmungseinrichtung (S11–S14) bestimmt, dass die Ausführung des Kühlprozesses nötig ist und den Kühlprozess startet.
  4. Übertemperaturverhinderungsvorrichtung gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei die Kühlprozessauswählausführungseinrichtung (S23, S231, S232, S303, S305, S306) die Einrichtung zum Kühlen von der Sauerstoffmangelkühleinrichtung (S231, S303) auf die Abgasströmungsratenerhöhungskühleinrichtung (S232, S306) umschaltet, falls die Abgasströmungsratenerhöhungsausführungsbestimmungseinrichtung (S23, S305) bestimmt, dass die Übertemperatur nicht erreicht wird, während der Sauerstoffmangelkühlprozess durch die Sauerstoffmangelkühleinrichtung (S231, S303) durchgeführt wird.
  5. Übertemperaturverhinderungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Kühlprozessauswählausführungseinrichtung (S23, S231, S232, S303, S305, S306) die Einrichtung zum Kühlen von der Abgasströmungsratenerhöhungskühleinrichtung (S232, S306) auf die Sauerstoffmangelkühleinrichtung (S231, S303) umschaltet, falls die Abgasströmungsratenerhöhungsausführungsbestimmungseinrichtung (S23, S305) bestimmt, dass die Übertemperatur erreicht wird, während der Abgasströmungsratenerhöhungskühlprozess durch die Abgasströmungsratenerhöhungskühleinrichtung (S232, S306) ausgeführt wird.
  6. Übertemperaturverhinderungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Abgasströmungsratenerhöhungsausführungsbestimmungseinrichtung (S23, S305) Folgendes beinhaltet: eine erhöhte Abgasströmungsratenbestimmungseinrichtung zum Bestimmen auf Grundlage des Betriebszustands der Kraftmaschine (10), ob eine zulässige Abgasströmungsrate als die erhöhte Abgasströmungsrate erhalten wird, die dann in den Filter (35) strömt, wenn die Abgasströmungsrate durch die Abgasströmungsratenerhöhungskühleinrichtung (S232, S306) erhöht wurde; und eine Filterübertemperaturbestimmungseinrichtung zum Bestimmen, dass der Filter (35) die Übertemperatur nicht erreicht, falls die erhöhte Abgasströmungsratenbestimmungseinrichtung bestimmt, dass die zulässige Abgasströmungsrate als die erhöhte Abgasströmungsrate erhalten wird, und zum Bestimmen, dass der Filter (35) die Übertemperatur erreicht, falls die erhöhte Abgasströmungsratenbestimmungseinrichtung bestimmt, dass die erhöhte Abgasströmungsrate kleiner als die zulässige Abgasströmungsrate ist.
  7. Übertemperaturverhinderungsvorrichtung gemäß Anspruch 6, ferner mit: einer zulässigen Abgasströmungsratenänderungseinrichtung zum variablen Einstellen der zulässigen Abgasströmungsrate in Übereinstimmung mit der gegenwärtigen Temperatur des Filters (35) und der gegenwärtigen Menge der durch den Filter (35) gesammelten Partikel.
  8. Übertemperaturverhinderungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei die Kühlprozessausführungsbestimmungseinrichtung (S11–S14) bestimmt, ob die Ausführung des Kühlprozesses des Filters (35) in Übereinstimmung mit der gegenwärtigen Temperatur des Filters (35) und der gegenwärtigen Menge der durch den Filter (35) gesammelten Partikel weiterhin erforderlich ist.
  9. Übertemperaturverhinderungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei der vorbestimmte Betriebszustand, der durch die Kühlprozessausführungsbestimmungseinrichtung (S11–S14) als ein Bestimmungsindex über den Kraftmaschinenbetriebszustand verwendet wird, ein Verzögerungszustand ist.
  10. Übertemperaturverhinderungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner mit: einer Kühlprozessfortführbestimmungseinrichtung (S24, S308) zum Bestimmen auf Grundlage der Temperatur des Filters (35), ob die Fortführung des Kühlprozesses des Filters (35) nötig ist, wobei die Kühlprozessauswählausführungseinrichtung (S23, S231, S232, S303, S305, S306) den vorbestimmten Kühlprozess durchführt, falls die Kühlprozessausführungsbestimmungseinrichtung (S11–S14) bestimmt, dass die Ausführung des Kühlprozesses erforderlich ist, wenn der Kühlprozess nicht durchgeführt wird, und die Kühlprozessauswählausführungseinrichtung (S23, S231, S232, S303, S305, S306) die Ausführung des Kühlprozesses aussetzt, falls die Kühlprozessfortführbestimmungseinrichtung (S24, S308) bestimmt, dass die Fortführung des Kühlprozesses während der Aisführung des Kühlprozesses unnötig ist.
  11. Übertemperaturverhinderungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Abgasströmungsratenerhöhungskühleinrichtung (S232, S306) zumindest eine von der Menge der in ein Einlasssystem der Kraftmaschine (10) eingelassenen Frischluft und einer Rückführmenge des von einem Abgasdurchlass (24) der Kraftmaschine (10) zu einem Einlassdurchlass (23) der Kraftmaschine (10) zurückgeführten Abgases einstellt.
  12. Übertemperaturverhinderungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Sauerstoffmangelkühleinrichtung (S231, S303) zumindest eine von einer Menge einer in ein Einlasssystem der Kraftmaschine (10) eingelassenen Frischluft, einer Abgasrückführmenge des von einem Abgasdurchlass (24) der Kraftmaschine (10) zu einem Einlassdurchlass (23) der Kraftmaschine (10) zurückgeführten Abgases und einer Zuführmenge von zu der Kraftmaschine (10) zugeführten Kraftstoffs einstellt.
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