DE102007000892B4

DE102007000892B4 - Gerät zum Diagnostizieren eines anomalen Betriebs eines Gerätes zum Erfassen einer Druckdifferenz für ein Brennkraftmaschinenabgassystem

Info

Publication number: DE102007000892B4
Application number: DE102007000892A
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Kariya; Shigeto Yahata; Kazuharu Tochikawa
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-11-14
Filing date: 2007-11-13
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2027-11-14
Also published as: JP2008121588A; US20080110238A1; US7793538B2; DE102007000892A1; JP4872615B2

Abstract

Diagnosegerät zum Erfassen eines anomalen Betriebs eines Geräts zum Erfassen einer Druckdifferenz und zum Diagnostizieren einer Ursache des anomalen Betriebs, wobei das Gerät zum Erfassen der Druckdifferenz eine erfasste Druckdifferenz zwischen Orten stromaufwärts bzw. stromabwärts hinsichtlich einer Abgasreinigungsvorrichtung herleitet, die innerhalb eines Abgassystems einer Brennkraftmaschine angeordnet ist, wobei die Erfassung des anomalen Betriebs und die Diagnose auf der Grundlage eines Wertes einer erfassten Druckdifferenz durchgeführt wird, die von dem Gerät zum Erfassen der Druckdifferenz erhalten wird, wobei das Diagnosegerät eine Bestimmungsschaltung aufweist, die zum Diagnostizieren eines anomalen Betriebs des Geräts zum Erfassen der Druckdifferenz geeignet ist, der durch eine gehemmte Gasübertragung zwischen dem Gerät zum Erfassen der Druckdifferenz und dem Abgassystem verursacht wird, wobei die Diagnose auf einem Konvergenzverhalten der erfassten Druckdifferenz an einen spezifischen Wert nach einer Beendigung einer Übergangsänderung einer Durchsatzrate des Abgases und auf einer geschätzten Menge von angesammelten Partikelstoffen innerhalb der Abgasreinigungsvorrichtung unabhängig von durch...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit einer Abgasreinigungsvorrichtung in einem Abgassystem der Kraftmaschine und auf ein Gerät zum Erfassen einer Druckdifferenz, um eine Druckdifferenz zu erfassen, die über die Abgasreinigungsvorrichtung aufgebaut wird. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Diagnosegerät, das eine spezifische Ursache eines anomalen Betriebs des Gerätes zum Erfassen der Druckdifferenz diagnostizieren kann.
Wie dies zum Beispiel in der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP-2005-307880 A (die im Folgenden als Referenzdokument 1 bezeichnet wird) offenbart ist, ist es bekannt, einen anomalen Betrieb eines Gerätes zum Erfassen einer Druckdifferenz zu erfassen, das bei einem Abgassystem einer Dieselkraftmaschine verwendet wird, wobei die Erfassung des anomalen Betriebs auf Erfassungsergebnisse beruht, die durch das Gerät zum Erfassen der Druckdifferenz erhalten werden. Ein derartiges Gerät zum Erfassen der Druckdifferenz wird zum Erfassen der Druckdifferenz verwendet, die über eine Abgasreinigungsvorrichtung auftritt, die als ein DPF (Dieselpartikelfilter) bezeichnet wird, durch den die Abgasströmung aus der Kraftmaschine hindurch tritt. Insbesondere erfasst das Gerät zum Erfassen der Druckdifferenz die Druckdifferenz zwischen den jeweiligen Innenräumen einer ersten Röhre (d. h. eines Kanals), der mit der Abgasströmung stromaufwärts von dem DPF in Verbindung ist, und eine zweiten Röhre, die mit der Abgasströmung stromabwärts von dem DPF in Verbindung ist.
Ein derartiges Diagnosegerät berechnet eine geschätzte Menge von angesammelten Partikelstoffen in dem DPF (d. h. eine Menge, die die Strömung des Abgases durch den DPF behindert), und zwar auf der Grundlage der Fahrzustände der Kraftmaschine, wobei eine derartige geschätzte Menge der Partikelstoffe im Folgenden als die geschätzte Menge PM1 auf der Grundlage der Betriebshistorie bezeichnet wird. Zusätzlich berechnet das Diagnosegerät einen zweiten geschätzten Wert von dieser angesammelten Menge der Partikelstoffe auf der Grundlage der erfassten Druckdifferenz zwischen einem stromaufwärtigen und einem stromabwärtigen Ort hinsichtlich des DPF in der Abgasströmung, die durch das Gerät zum Erfassen der Druckdifferenz erhalten wird, wobei eine derartige geschätzte Menge der Partikelstoffe im Folgenden als die geschätzte Menge PM2 auf der Grundlage der Druckdifferenz bezeichnet wird. Auf der Grundlage des geschätzten Wertes PM2 (insbesondere des aktuell hergeleiteten Wertes PM2) und eines Schwellwert, der auf der Grundlage der geschätzten Menge PM1 auf der Grundlage der Betriebshistorie bestimmt wird, wird eine Entscheidung gefällt, ob ein anomaler Betrieb des Gerätes zum Erfassen der Druckdifferenz aufgetreten ist.
Aufgrund der Tatsache, dass die vorstehend genannte erste Röhre des Gerätes zum Erfassen der Druckdifferenz stromaufwärts von dem DPF angeordnet ist, die mit der Abgasströmung (d. h. mit dem Inneren des Gasströmungskanals, der durch ein Abgasrohr der Kraftmaschine gebildet ist) in Verbindung ist, werden Partikelstoffe innerhalb dieser Röhre abgelagert, so dass eine Blockierung nicht nur innerhalb des Abgasrohrs aufgrund der angesammelten Partikelstoffe in dem DPF auftreten kann, sondern dass sie auch innerhalb der stromaufwärtigen Röhre des Gerätes zum Erfassen der Druckdifferenz auftreten kann. Falls eine derartige Behinderung der Strömung in der stromaufwärtigen Röhre auftritt, dann ist es für das Diagnosegerät schwierig, zu diagnostizieren, dass der anomale Betrieb insbesondere durch eine Blockierung der stromaufwärtigen Röhre verursacht wird, und zwar anders als durch irgendeine andere Ursache wie z. B. ein Fehler in der Elektrik des Gerätes zum Erfassen der Druckdifferenz, wenn das Diagnosegerät erfasst, dass ein anomaler Betrieb des Druckdifferenzsensors vorhanden ist.
Somit besteht ein Hindernis zum Einleiten von geeigneten Gegenmaßnahmen gegen die spezifische Ursache des anomalen Betriebs des Geräts zum Erfassen der Druckdifferenz.
Das Dokument DE 10 2005 034 270 A1 , das ein nachveröffentlichtes älteres Recht darstellt, offenbart ein Diagnosegerät zum Erfassen eines anomalen Betriebs eines Geräts zum Erfassen einer Druckdifferenz und zum Diagnostizieren einer Ursache des anomalen Betriebs. Dabei verwendet das Diagnosegerät ein Konvergenzverhalten einer erfassten Druckdifferenz an einen spezifischen Wert nach einer Beendigung einer Übergangsänderung einer Durchsatzrate des Abgases.
Im Stand der Technik nach DE 10 2004 017 521 A1 ist ein Diagnosegerät offenbart, mit welchem eine Diagnose für einen Differenzdrucksensor im Abgasstrang einer Brennkraftmaschine vorgenommen wird. Bei diesem Diagnosegerät werden statische Messwerte ausgewertet.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Diagnosegerät zur Verfügung zu stellen, mit dem die Ursache eines anomalen Betriebs eines Geräts zum Erfassen einer Druckdifferenz zuverlässig diagnostiziert werden kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Diagnosegerät mit der Kombination der Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Ein Diagnosegerät gemäß der vorliegenden Erfindung hat eine Bestimmungsschaltung, die zum Erkennen eines Zustands einer gehemmten Gasübertragung auf der Grundlage einer Art und Weise geeignet ist, bei der eine Erfassung durch das Gerät zum Erfassen der Druckdifferenz bewirkt wird, die zu einem spezifischen Wert konvergiert, und zwar nach einer Beendigung einer Übergangsänderung der Durchsatzrate des Abgases. Der Begriff „Übergangsänderung”, wie er bei der Gasdurchsatzrate in dieser Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen verwendet wird, meint eine Änderung von einem Wert einer Durchsatzrate mit stationärem Zustand zu einem anderen Wert einer Durchsatzrate im stationärem Zustand.
Wenn ein Hindernis der Gasübertragung zwischen dem Abgassystem und dem Gerät zum Erfassen er Druckdifferenz vorhanden ist, d. h. wenn eine Blockierung eines Kanals vorhanden ist, der das Abgassystem mit dem Gerät zum Erfassen der Druckdifferenz verbindet, kann das Diagnosegerät nicht schnell auf Änderungen des Drucks reagieren, die in dem Abgassystem auftreten, und zwar aufgrund einer Übergangsänderung der Abgasdurchsatzrate. In Folge dessen werden nach einer derartigen Übergangsänderung, wie zum Beispiel bei einer Erhöhung der Absatzrate die aufeinander folgenden Werte der Druckdifferenz, die durch das Gerät zum Erfassen der Druckdifferenz erfasst werden, nur allmählich erfüllt, bis sie zu einen geeigneten stabilen Wert konvergieren. Falls die Zeit zu lange dauert, die zum konvergieren des geeigneten Wertes benötigt wird, dann kann dies als ein Anzeichen eines anomalen Betriebs des Gerätes zum Erfassen der Druckdifferenz herangezogen werden, der durch eine gehemmte Gasübertragung (Blockierung) zwischen dem Abgassystem und dem Gerät zum Erfassen der Druckdifferenz verursacht wird.
Wenn eine Übergangsänderung der Abgasdurchsatzrate eine relativ kleine Größe hat, dann wird die Änderung dementsprechend klein, die zwischen dem Druckdifferenzwert, der vor der Übergangsänderung erfasst wird, und den Druckdifferenzen auftritt, die unmittelbar nach einer Beendigung der Übergangsänderung erfasst werden. Somit ist es schwierig, die Erfassungsergebnisse zu verwenden, die nach einer Übergangsänderung mit kleiner Größe erhalten werden, und zwar zum Diagnostizieren eines anomalen Betriebs des Geräts zum Erfassen der Druckdifferenz. Aus diesem Grund wird die Diagnose vorzugsweise nur dann durchgeführt, wenn die Größe einer Übergangsänderung der Abgasdurchsatzrate einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet.
Ein derartiges Diagnosegerät hat vorzugsweise eine Schaltung, die zum Herleiten einer geschätzten Ist-Menge der angesammelten Partikelstoffe geeignet ist, die innerhalb der Abgasreinigungsvorrichtung vorhanden sind, und zwar bei einer Beendigung der Übergangsänderung, wobei diese Schätzung unabhängig von dem Gerät zum Erfassen der Druckdifferenz erhalten wird, und wobei sie auch die Restmenge der angesammelten Partikelstoffe auf der Grundlage der Erfassungsergebnisse von dem Gerät zum Erfassen der Druckdifferenz schätzt. In diesem Fall führt die Bestimmungsschaltung die Diagnose auf der Grundlage einer Art und Weise durch, bei der die nacheinander erhaltenen Werte der letzten Menge der angesammelten Partikelstoffe an die vorherige Menge (die geschätzte Ist-Menge) der angesammelten Partikelstoffe konvergiert, und zwar nach der Beendigung der Übergangsänderung der Abgasdurchsatzrate.
Insbesondere kann das Diagnosegerät dazu folgendes aufweisen:
Eine erste Schätzschaltung, die zum Berechnen einer ersten geschätzten Menge der angesammelten Partikelstoffe innerhalb der Abgasreinigungsvorrichtung geeignet ist, indem aufeinander folgende, geschätzte inkrementale Mengen der Partikelstoffe berechnet werden und die inkrementalen Mengen integriert werden, wobei jede inkrementale Menge auf der Grundlage eines gegenwärtigen Betriebeszustands der Brennkraftmaschine geschätzt wird, und
eine zweite Schätzschaltung, die zum Berechnen einer zweiten geschätzten Menge der angesammelten Partikelstoffe innerhalb der Abgasreinigungsvorrichtung auf der Grundlage der gegenwärtig hergeleiteten Werte der Abgasdurchsatzrate und der erfassten Druckdifferenz in Kombination geeignet ist.
In diesem Fall leitet die Bestimmungsschaltung die Art und Weise zum Konvergieren der erfassten Druckdifferenzwerte auf der Grundlage der Art und Weise der Änderung der zweiten geschätzten Menge der angesammelten Partikelstoffe hinsichtlich der ersten geschätzten Menge der angesammelten Partikelstoffe nach der Beendigung der Übergangsänderung der Abgasdurchsatzrate her.
Dies beruht auf der Tatsache dass die Werte, die für die erste geschätzte angesammelte Menge der Partikelstoffe erhalten werden, durch einen anomalen Betrieb des Gerätes zum Erfassen der Druckdifferenz der nicht beeinträchtigt werden, wohingegen die Werte, die für die zweite geschätzte angesammelte Menge der Partikelstoffe erhalten werden, in Abhängigkeit von den erfassten Druckdifferenzwerten direkt abhängen. Falls somit eine gehemmte Gasübertragung zwischen dem Gerät zum Erfassen der Druckdifferenz und dem Abgassystem vorhanden ist, was dann einer Übergangsänderung der Abgasdurchsatzrate folgte, konvergieren die aufeinanderfolgenden Werte, die für die zweite geschätzte angesammelte Menge der Partikelstoffe erhalten werden, nur allmählich an die erste geschätzte angesammelte Menge der Partikelstoffe.
Auch während einer stationären Abgasströmung sind die erste geschätzte angesammelte Menge der Partikelstoffe und die zweite geschätzte angesammelte Menge der Partikelstoffe in Allgemeinen nicht miteinander identisch. Aus diesem Grund ist es vorzuziehen, den Änderungsbetrag zu berechnen, der bei der ersten geschätzten Menge der angesammelten Partikelstoffe zwischen dem Start und dem Ende der Übergangsänderung der Abgasdurchsatzrate auftritt, und die aufeinander folgenden Änderungsbeträge zu berechnen, die bei den Werten der zweiten geschätzten Menge der angesammelten Partikelstoffe nach der Übergangsänderung der Durchsatzrate auftreten (d. h. Änderungsbeträge der zweiten geschätzten Menge hinsichtlich eines Wertes unmittelbar von der Übergangsänderung der Durchsatzrate). In diesem Fall entspricht die Art und Weise, in der die aufeinander folgenden Änderungsbeträge des Werts der zweiten geschätzten Menge der angesammelten Partikelstoffe an den vorstehend erwähnten Änderungsbetrag der ersten geschätzten Menge der angesammelten Partikelstoffe konvergieren, genau jener Art und Weise, in der die erfassten Druckdifferenzwerte an einen geeigneten Wert (stationären Wert) nach der Übergangsänderung konvergieren.
Insbesondere kann ein derartiges Diagnosegerät diagnostizieren, dass ein anomaler Betrieb des Geräts zum Erfassen der Druckdifferenz aufgrund einer gehemmten Gasübertragung zwischen dem Gerät und dem Abgassystem auftritt, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind:

(a) Die Absolutdifferenz zwischen den jeweiligen Änderungsbeträgen der ersten und der zweiten geschätzten Menge der angesammelten Partikelstoffe nach der Beendigung einer Übergangsänderung der Abgasdurchsatzrate erreicht einen vorbestimmten Schwellwert, und außerdem
(b) Diese Absolutdifferenz fällt unter dem Schwellwert während eines vorbestimmten Zeitintervalls nach der Beendigung der Übergangsänderung der Abgasdurchsatzrate.

Falls der Schwellwert überschritten wird und falls außerdem die Absolutdifferenz nicht unter den Schwellwert innerhalb des vorbestimmten Zeitintervalls fällt, wird dieses dann als Anzeichen herangezogen, das der anomale Betrieb des Geräts zum Erfassen der Druckdifferenz aufgrund einer gewissen Ursache außer dem gehemmten Erstdurchgang zwischen dem Gerät und dem Abgassystem auftritt, zum Beispiel resultieren aus einem elektrischen Problem oder einem Sensordeffekt, etc.
Somit ermöglicht die Erfindung, dass ein anomaler Betrieb, der durch eine Blockierung eines Kanals zwischen dem Abgassystem und dem Gerät zum Erfassen der Druckdifferenz verursacht wird (d. h. aufgrund einer Ansammlung von Partikelstoffen in diesem Kanal), genau von anderen Ursachen eines anomalen Betriebs des Gerätes zum Erfassen der Druckdifferenz unterschieden wird, so dass Gegenmaßnahmen für eine Wiederherstellung von diesem spezifischen anomalen Betriebszustand eingeleitet werden können.
Weitere Vorteile und Merkmale werden insbesondere aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung ersichtlich.
1 zeigt die Gesamtkonfiguration eines Kraftmaschinensystems, in dem ein erstes Ausführungsbeispiel implementiert ist;
2 zeigt eine Blockdarstellung zum schematischen Darstellen einer Verarbeitung, die zum Schätzen einer angesammelten Menge von Partikelstoffen bei dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird;
3(a) bis 3(g) zeigen Zeitdiagramme zum Darstellen einer Verarbeitung, die zum Diagnostizieren eines Auftretens einer Blockierung in einem Gerät zum Erfassen einer Druckdifferenz bei dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird;
4 zeigt ein Flussdiagramm, einer Verarbeitung, die zum Diagnostizieren eines anomalen Betriebs des Geräts zum erfassen der Druckdifferenz bei dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird;
5 zeigt ein Flussdiagramm einer Verarbeitung, die zum Diagnostizieren eines anomalen Betriebs des Geräts zum Erfassen der Druckdifferenz bei einem zweiten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird;
6 zeigt ein Flussdiagramm einer Verarbeitung, die zum Diagnostizieren eines anomalen Betriebs des Gerätes zum Erfassen der Druckdifferenz bei einem dritten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird;
7 zeigt ein Flussdiagramm einer Verarbeitung, die zum Diagnostizieren eines Auftretens einer Blockierung in dem Gerät zum Erfassen der Druckdifferenz bei einem vierten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird; und
8 zeigt eine graphische Darstellung zum Beschreiben eines abgewandelten Ausführungsbeispiels.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
Erstes Ausführungsbeispiel
Die 1 zeigt die Gesamtkonfiguration eines Fahrzeug-Brennkraftmaschinensystems 10, in dem ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung implementiert ist, wobei der Betrieb eines einzigen Zylinders der Kraftmaschine folgendermaßen zusammen gefasst wird. Wie dies gezeigt ist, ist eine Luftdurchsatzmessvorrichtung 14 in einem Einlasskrümmer 12 einer Dieselkraftmaschine 10 angeordnet, um die Durchsatzrate einer Einlassluft einer Kraftmaschine zu erfassen. Wenn das Einlassventil 16 geöffnet ist, ist der Einlasskrümmer 12 mit einer Brennkammer 22 in Verbindung, die zwischen einen Kraftmaschinenblock 18 und einem Kolben 20 ausgebildet ist. Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 24 ragt in die Brennkammer 22 hinein, um Kraftstoff in die Brennkammer 22 einzuspritzen, nachdem das Einlassventil 16 geschlossen wurde, um eine Verbrennung zu bewirken. Wenn dieses auftritt, wird durch den Kraftstoff, der aufgrund der Erwärmung gezündet wird, die durch einen Luftdruck innerhalb der Brennkammer 22 bewirkt wird, eine Energie zum Antreiben eines Kolbens 20 erzeugt, die in eine Drehenergie durch eine Kurbelwelle 26 umgewandelt wird, um dadurch die Kraftmaschinenwelle zu drehen. Ein Kurbelwinkelsensor 28 befindet sich nahe der Kurbelwelle 26, um den Drehwinkel (Kurbelwinkel) der Kurbelwelle 26 zu erfassen.
Nach der Kraftstoffeinspritzung und der Verbrennung wird ein Auslassventil 30 geöffnet, wodurch ein Abgas, das aus der Verbrennung resultiert, durch ein Abgasrohr 32 austreten darf. Ein DPF (Dieselpartikelfilter) 34 ist innerhalb des Abgasrohrs 32 zum Reinigen des Abgases durch eine katalytische Oxidation angebracht. Ein stromaufwärtiger Abgastemperatursensor 36 zum Erfassen der Temperatur des Abgases befindet sich stromaufwärts von dem DPF 34 innerhalb des Abgasrohrs 32. Zusätzlich befindet sich ein stromabwärtiger Abgastemperatursensor 38 stromabwärts von dem DPF 34 innerhalb des Abgasrohrs 32, um ebenfalls die Abgastemperatur zu erfassen. Ein Gerät 40 zum Erfassen einer Druckdifferenz ist mit dem Abgasrohr 32 zum Erfassen einer Druckdifferenz verbunden, die über den DPF 34 aufgebaut wird (d. h. eine Druckdifferenz zwischen Stellen innerhalb des Abgasrohrs 32, die stromaufwärts bzw. stromabwärts hinsichtlich des DPF 34 sind). Das Gerät 40 zum Erfassen der Druckdifferenz besteht aus einer stromaufwärtigen Röhre 40a, die mit einem Ort in dem Abgasrohr 32 stromaufwärts von dem DPF 34 in Verbindung ist, einer stromabwärtigen Röhre 40b, die mit einem Ort in dem Abgasrohr 32 stromabwärts von dem DPF 34 in Verbindung ist, und einem Erfassungsbereich 40c, der die Druckdifferenz zwischen den jeweiligen Innenräumen der stromaufwärtigen Röhre 40a und der stromabwärtigen Röhre 40b erfasst. Der Erfassungsbereich 40c kann zum Beispiel als eine Kombination eines Drucksensors und einer Schaltung zum Verstärken eines Erfassungssignals konfiguriert sein, das durch den Sensor erzeugt wird.
Eine ECU (elektronische Steuereinheit) 50, die auf einem Mikrocomputer beruht, gewinnt Erfassungsergebnisse aus verschiedenen Sensoren der Dieselkraftmaschine 10 einschließlich Erfassungsergebnisse von einem Beschleunigungsvorrichtungssensor 52, der den Betätigungsgrad des Beschleunigungspedals des Fahrzeugs erfasst. Auf der Grundlage dieser Eingaben steuert die ECU 50 verschiedene Aktuatoren einschließlich der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 24, um Betriebsparameter (einschließlich der Kraftmaschinenkurbelwellendrehzahl und des Abgegebenen Moments) der Dieselkraftmaschine 10 zu steuern.
Die ECU 50 bestimmt eine geeignete Kraftstoffmenge, die bei jedem Kraftstoffeinspritzbetrieb durch die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 24 einzuspritzen ist, um ein erforderliches Niveau des abgegebenen Moments (des geforderten Momentes) zu erhalten, und zwar auf der Grundlage des Betätigungsgrads des Beschleunigungspedals, der durch den Beschleunigungsvorrichtungssensor 52 erfasst wird, und bei der Kraftmaschinendrehzahl (Kurbelwellendrehzahl), die durch den Kurbelwinkelsensor 28 erfasst wird.
Im Zusammenhang mit der Steuerung der Kraftstoffeinspritzmengen schätzt die ECU 50 zusätzlich die Menge der Partikelstoffe, die in dem DPF 34 angesammelt wurde. Wenn die geschätzte Menge der angesammelten Partikelstoffe einen vorbestimmten Wert überschreitet, wird eine Steuerung zum Regenerieren des DPF 34 durchgeführt. Informationen, die durch die ECU 50 erzeugt werden, werden durch ein Anzeigegerät 60 angezeigt.
Die 2 zeigt eine schematische Blockdarstellung zum Beschreiben einer Verarbeitungsroutine, die durch die ECU 50 wiederholt durchgeführt wird und insbesondere eine Verarbeitung bezüglich einer Schätzung der geschätzten Menge der angesammelten Partikelstoffe in dem DPF 34. In der 2 werden Verarbeitungsfunktionen, die durch einen Betrieb der ECU 50 bewirkt werden, als jeweilige Blöcke B10 etc. dargestellt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel berechnet die EUC 50 aufeinanderfolgende Werte der geschätzten Menge der Partikelstoffe PM1 auf der Grundlage der Betriebshistorie in dem DPF 34 auf der Grundlage einer Integrierung von geschätzten aufeinanderfolgenden neuen Mengen der angesammelten Partikelstoffe, wobei diese neuen Mengen jeweils auf der Grundlage des Fahrtzustands der Dieselkraftmaschine 10 zu diesem Zeitpunkt hergeleitet werden. Zusätzlich berechnet die ECU 50 die geschätzte Menge der Partikelstoffe PM2 auf der Grundlage der Druckdifferenz in dem DPF 34 auf der Grundlage der Druckdifferenz DP, die durch das Gerät 40 zum Erfassen der Druckdifferenz erfasst wird, und der volumetrischen Durchsatzrate des Gases.
Das Verfahren zum Berechnen der geschätzten Menge PM1 auf der Grundlage der Betriebshistorie wird folgendermaßen beschrieben. Wie dies in der 2 gezeigt ist, berechnet ein Bereich B10 zum Berechnen einer inkrementalen Partikelstoffmenge aufeinander folgende inkrementale Mengen von angesammelten Partikelstoffen DPM entsprechend jeweiligen Einheitszeitintervallen auf der Grundlage des Fahrtzustands der Dieselkraftmaschine 10 während jedes Zeitintervalls. Insbesondere wird bei diesem Ausführungsbeispiel jede inkrementale Menge der Partikelstoffe auf der Grundlage von jeweiligen Werten der Kraftstoffeinspritzmenge Q und der Kraftmaschinendrehzahl (Kurbelwellendrehzahl) NE berechnet, die durch das geforderte Moment bestimmt sind. Wie dies angegeben wird, wird der berechnete Wert der jeweiligen inkrementalen Menge der Partikelstoffe umso größer, je höher die Kraftmaschinendrehzahl NE und je größer die Kraftstoffeinspritzmenge Q ist.
Ein Integrationsbereich B12 berechnet einen aktualisierten Wert einer geschätzten Menge der angesammelten Partikelstoffe zu jedem Zeitpunkt, bei dem eine neue inkrementale Menge der Partikelstoffe berechnet wird. Ein Bereich B14 zum Berechnen einer durch Verbrennung verbrauchten Partikelstoffmenge berechnet eine Menge der Partikelstoffe, die durch einen Verbrennung vor dem Erreichen des DPF 34 während des Einheitszeitintervalls verbraucht wurde. Da bei diesem Ausführungsbeispiel insbesondere bekannt ist, dass der Verbrennungsgrad der Partikelstoffe umso größer wird, je höher die Temperatur ist, mit der das Abgas in den DPF 34 eintritt, wird die Menge der Partikelstoffe, die durch Verbrennung verbraucht wurde, auf der Grundlage der Temperatur Teu berechnet, die durch den stromaufwärtigen Abgastemperatursensor 36 erfasst wird.
Ein Subtraktionsbereich B16 subtrahiert den abgegebenen Wert, der durch den Bereich B14 zum Berechnen der durch Verbrennung verbrauchten Partikelstoffmenge erhalten wird, von dem Wert, der durch den Integrationsbereich B12 erhalten wird. Ein Bereich B18 zum Verarbeiten einer unteren Grenzschranke führt eine Verarbeitung durch, um die untere Grenze des abgegebenen Werts von dem Subtraktionsbereich B16 auf 0 festzulegen. Dies wird durchgeführt, um zu gewährleisten, dass die geschätzte Menge der angesammelten Partikelstoffe in dem DPF 34 nicht unter 0 fällt, und der resultierende, abgegebene Wert von dem Bereich B18 zum Verarbeiten einer unteren Grenzschranke bildet die geschätzte Menge PM1 auf der Grundlage der Betriebshistorie.
Das Verfahren zum Berechnen der geschätzten Menge PM2 auf der Grundlage der Druckdifferenz wird folgendermaßen beschrieben. Ein Bereich B20 zum berechnen einer Abgasmassendurchsatzrate berechnet eine Abgasmassendurchsatzrate Mex als die Summe der Lufteinlassrate GA, die durch die Luftdurchsatzmessvorrichtung 14 erfasst wird, und der Kraftstoffeinspritzmenge Q, wobei der Wert der Kraftstoffeinspritzmenge Q durch das geforderte Moment bestimmt wird. Ein Bereich B22 zum Schätzen einer DPF-Temperatur schätzt die Temperatur Td des DPF 34 aus dem erfassten Wert der stromabwärtigen Abgastemperatur Teb. Verschiedene Verfahren zum Schätzen der Innentemperatur einer Abgasreinigungsvorrichtung wurden vorgeschlagen, und die Erfindung ist nicht auf irgendein spezifisches Verfahren beschränkt. Bei diesem Ausführungsbeispiel beruht die Schätzung auf der Tatsache, dass in dem stationären Betrieb (konstante Abgasdurchsatzrate) die Temperatur Teb, die durch den stromabwärtigen Abgastemperatursensor 38 erfasst wird, identisch zu der Temperatur des DPF 34 wird, wohingegen während einer Übergangsänderung der Abgasdurchsatzrate (d. h. aufgrund einer Änderung der Beschleunigungspedalbetätigung zum Bewirken einer Beschleunigung oder einer Verzögerung des Fahrzeugs) Teb sich von der Temperatur des DPF 34 unterscheidet.
Die stromabwärtige Abgastemperatur Teb kann durch ein eindimensionales Modell der Verzögerungszeit und der Totzeit der Temperatur DPF 34 ausgedrückt werden. Unter Verwendung des erfassten Werts der stromabwärtigen Abgastemperatur Teb bei dem inversen Modell kann somit ein geschätzter Wert Td der Temperatur des DPF 34 erhalten werden. Die Verzögerungszeit und die Totzeit sind variabel, deren Werte jeweils gemäß einer volumetrischen Abgasdurchsatzrate Vex festgelegt werden, wie dies nachfolgenden beschrieben wird. Dieses Verfahren der Temperaturschätzung ist in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift JP-2004-254109 A im Einzelnen beschrieben.
Der Bereich B24 zum Berechnen der volumetrischen Durchsatzrate berechnet die volumetrische Absatzdurchsatzrate Vex auf der Grundlage der Abgasmassendurchsatzrate Mex und auf der Grundlage der Druckdifferenz DP, die durch das Gerät 40 zum Erfassen der Druckdifferenz erfasst wird.
Der Bereich B26 zum Schätzen auf der Grundlage der Druckdifferenz berechnet die geschätzte Menge PM2 auf der Grundlage der Druckdifferenz auf der Grundlage der volumetrischen Abgasdurchsatzrate Vex und der Druckdifferenz DP. Wie dies in der 2 dargestellt ist, wird der berechnete Wert der geschätzten Menge PM2 auf der Grundlage der Druckdifferenz umso größer, je höher der Wert Vex und je höher der Wert DP werden.
Auf diese Art und Weise werden verschiedene aktualisierte Werte der geschätzten Menge PM1 auf der Grundlage der Betriebshistorie und der geschätzten Menge PM2 auf der Grundlage der Druckdifferenz in aufeinander folgenden, festen Zeitintervallen berechnet, und diese können zum Erfassen einer Behinderung des DPF 34 aufgrund der angesammelten Partikelstoffe verwendet werden. Diese Informationen können zum Bewirken einer Steuerung zum Regenerieren des DPF 34 verwendet werden, bevor eine übermäßige Blockierung auftritt.
Während eines stationären Betriebs (wenn die Abgasdurchsatzrate nicht verändert wird) drückt im Allgemeinen die geschätzte Menge PM2 auf der Grundlage der Druckdifferenz die Ist-Menge der angesammelten Partikelstoffe in dem DPF 34 noch genauer als die geschätzte Menge PM1 auf der Grundlage der Betriebshistorie aus. Somit ist es möglich, eine Korrektur für die geschätzte Menge PM1 auf der Grundlage der Betriebshistorie auf der Grundlage des Werts anzuwenden, der für die geschätzte Menge PM2 auf der Grundlage der Druckdifferenz während des stationären Betriebs erhalten wird.
Aufgrund der Tatsache, dass die stromaufwärtige Röhre 40a des Geräts 40 zum Erfassen der Druckdifferenz mit einem Ort in dem Abgasrohr 32 in Verbindung ist, der sich stromaufwärts von dem DPF 34 befindet, kann eine Blockierung des Innenraums der stromaufwärtigen Röhre 40a aufgrund der angesammelten Partikelstoffe auftreten. Ein Durchgang für Abgas aus dem Abgasrohr 32 durch die stromaufwärtige Röhre 40a kann dadurch behindert werden, was eine Absenkung der Genauigkeit der Druckdifferenz DP verursacht, die durch das Gerät 40 zum Erfassen der Druckdifferenz erhalten wird. Insbesondere wenn eine Änderung der Druckdifferenz zwischen Positionen stromaufwärts und stromabwärts von dem DPF 34 aufgrund einer Änderung der volumetrischen Abgasdurchsatzrate Vex vorhanden ist, dann gibt es eine Verzögerung beim Erfassen dieser Änderung der Druckdifferenz durch das Gerät 40 zum Erfassen der Druckdifferenz, und zwar als entsprechende Änderungen von aufeinanderfolgenden Werten, die für die erfasste Druckdifferenz DP erhalten werden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel kann jedoch eine derartige Blockierung der stromaufwärtigen Röhre 40a auf der Grundlage des Konvergierungszustands der Werte bestimmt werden, die aufeinanderfolgend auf der Grundlage der Druckdifferenz DP nach einer Beendigung einer Übergangsänderung der volumetrischen Abgasdurchsatzrate Vex erhalten werden. Insbesondere bei dem Ende eines derartigen Übergangszustands wird eine geschätzte, angesammelte Menge der Partikelstoffe in dem DPF 34 (unabhängig von den Ergebnissen von dem Gerät 40 zum Erfassen der Druckdifferenz) als die geschätzte Menge PM1 auf der Grundlage der Betriebshistorie berechnet. Zusätzlich wird die geschätzte Menge PM2 auf der Grundlage der Druckdifferenz berechnet, d. h. auf der Grundlage der erfassten Druckdifferenz DP von dem Gerät 40 zum Erfassen der Druckdifferenz. Wenn eine Blockierung der stromaufwärtigen Röhre 40a vorhanden ist, dann wird die Zeit umso länger, die zum Konvergieren der geschätzten Menge PM2 auf der Grundlage der Druckdifferenz an den Wert der angesammelten Ist-Menge der Partikelstoffe erforderlich ist, je länger die Zeit nach einer Übergangsänderung der Abgasdurchsatzrate wird, die zum Konvergieren der erfassten Druckdifferenz DP an die Ist-Druckdifferenz erforderlich ist, wie dies durch die geschätzte Menge PM1 auf der Grundlage der Betriebshistorie dargestellt wird.
Somit kann das Konvergenzverhalten der Druckdifferenz DP an die Ist-Druckdifferenz über den DPF 34 nach einer Änderung der volumetrischen Abgasdurchsatzrate Vex auf der Grundlage der Art und Weise erhalten werden, in der die geschätzte Menge PM2 auf der Grundlage der Druckdifferenz an einen spezifischen Wert nach dieser Änderung der Durchsatzrate konvergiert, und insbesondere auf der Grundlage der Art und Weise, in der die geschätzte Menge PM2 auf der Grundlage der Druckdifferenz an die geschätzte Menge PM1 auf der Grundlage der Betriebshistorie nach der Änderung der Durchsatzrate konvergiert. Auf diese Art und Weise können die geschätzte Menge PM2 auf der Grundlage der Druckdifferenz oder die geschätzte Menge PM1 auf der Grundlage der Betriebshistorie und die geschätzte Menge PM2 auf der Grundlage der Druckdifferenz in Kombination zum Diagnostizieren eines Auftretens einer Blockierung der stromaufwärtigen Röhre 40a verwendet werden.
Die 3(a), 3(b), 3(c), 3(d), 3(e), 3(f), 3(g) zeigen Zeitdiagramme der Änderungen, die bei den verschiedenen Parametern auftreten, wenn sich die Abgasdurchsatzrate momentan erhöht, und zwar in einem Zustand einer Blockierung der stromaufwärtigen Röhre 40a. Die 3(a) zeigt die Änderungen, die bei der Kraftmaschinendrehzahl auftreten, die 3(b) zeigt die Änderungen, die bei der volumetrischen Abgasdurchsatzrate Vex auftreten, die 3(c) zeigt die Änderungen, die bei der Druckdifferenz DP auftreten, die durch das Gerät 40 zum Erfassen der Druckdifferenz erfasst wird, die 3(d) zeigt die Änderungen, die bei den Werten auftreten, die für die geschätzte Menge PM1 auf der Grundlage der Betriebshistorie und die geschätzte Menge PM2 auf der Grundlage der Druckdifferenz erhalten werden, die 3(e) zeigt die Änderungen, die bei einem Merkern auftreten, der angibt, ob eine Berechnung der geschätzten menge PM2 auf der Grundlage der Druckdifferenz aktiviert ist, die 3(f) zeigt die Änderungen, die bei den Werten ΔPM1, ΔPM2 auftreten, die entsprechende Mengen einer Differenz zwischen einem gegenwärtig hergeleiteten Wert des Parameters PM1 oder PM2 und einem Wert jenes Parameters unmittelbar vor der Erhöhung der Durchsatzrate sind. Die 3(g) zeigt die Änderungen, die bei Merkern auftreten, die entsprechend eine vorläufige Entscheidung eines Anormalen Betriebs des Geräts 40 zum Erfassen der Druckdifferenz und eine endgültige Entscheidung eines anomalen Betriebs des Geräts 40 zum Erfassen der Druckdifferenz angeben.
Wie dies gezeigt ist, wenn die Kraftmaschinenbeschleunigung bei einem Zeitpunkt t1 beginnt, wodurch eine Erhöhung der Kraftmaschinendrehzahl bis zu dem Zeitpunkt t2 hervorgerufen wird, erhöht sich die volumetrische Abgasdurchsatzrate Vex entsprechend während des Intervalls von t1 bis t2, und nachfolgend wird bei einem Zeitpunkt t3 ein stationärer Zustand erreicht. Bei diesem Ausführungsbeispiel, wie es in der 3(e) angegeben ist, wird eine Berechnung der geschätzten Menge PM2 auf der Grundlage der Druckdifferenz (d. h. eine Berechnung von aufeinanderfolgenden Werten von diesem Parameter) während dieses Intervalls von t1 bis t3 unterbunden, in dem sich die volumetrische Abgasdurchsatzrate Vex ändert. Dies ist dadurch begründet, dass es nicht möglich ist, die Druckdifferenz DP, die durch das Gerät 40 zum Erfassen der Druckdifferenz erfasst wird, zum genauen Schätzen der angesammelten Menge der Partikelstoffe zu verwenden, während sich die volumetrische Abgadurchsatzrate Vex ändert. Wie dies in der 3(g) gezeigt ist, kehrt danach die volumetrische Abgasdurchsatzrate Vex zu einem stationären Zustand bei einem Zeitpunkt t3 zurück, so dass die Berechnung von aufeinander folgenden Werten der geschätzten Menge PM2 auf der Grundlage der Druckdifferenz wieder aufgenommen wird. Bei diesem Zeitpunkt ist der Wert, der für die geschätzte Menge PM2 auf der Grundlage der Druckdifferenz erhalten wird, kleiner als die geschätzte Menge PM1 auf der Grundlage der Betriebshistorie, und die geschätzte Menge PM2 auf der Grundlage der Druckdifferenz vermehrt sich danach allmählich zu der geschätzten Menge PM1 auf der Grundlage der Betriebshistorie. Dies beruht auf der Tatsache, dass bei diesem Zeitpunkt in Folge der Blockierung der stromaufwärtigen Röhre 40a die Druckdifferenz DP, die durch das Gerät 40 zum Erfassen der Druckdifferenz erfasst wird, kleiner ist als die Ist-Druckdifferenz, wie dies durch den Teil mit der durchgezogenen Linie in der 3(c) dargestellt ist, wobei sich die Druckdifferenz DP allmählich erhöht, so dass sie an den Ist-Druckdifferenzwert konvergiert. Wie dies gezeigt ist, wird dieses Konvergieren bis zu einer Zeit nach dem Zeitpunkt (t3) nicht beendet, bei dem die volumetrische Abgasdurchsatzrate Vex in den stationären Zustand zurückkehrt.
Da der Wert umso kleiner wird, der für die geschätzte Menge PM2 auf der Grundlage der Druckdifferenz erhalten wird, je kleiner der Wert der erfassten Druckdifferenz DP wird, wie dies vorstehend beschrieben wird, wird somit die geschätzte Menge PM2 auf der Grundlage der Druckdifferenz gemäß der Erhöhung von DP allmählich größer, wie dies in der 3(d) gezeigt ist.
Die vorstehend genannten Merkmale werden bei diesem Ausführungsbeispiel zum Bestimmen dessen verwendet, ob eine Blockierung des Gerätes 40 zum Erfassen der Druckdifferenz (d. h. der stromaufwärtigen Röhre 40a) aufgetreten ist, und zwar auf der Grundlage des Konvergierungszustands eines Parameters ΔPM2 an den Wert eines Parameters ΔPM1, wie dies in der 3(f) dargestellt ist. Hierbei ist ΔPM1 der Änderungsbetrag der geschätzten Menge PM1 auf der Grundlage der Betriebshistorie hinsichtlich seines Werts vor der Erhöhung der volumetrischen Abgasdurchsatzrate Vex. In ähnlicher Weise ist ΔPM2 ein Änderungsbetrag der geschätzten Menge PM1 auf der Grundlage der Betriebshistorie hinsichtlich seines Werts vor der Erhöhung der volumetrichen Abgasdurchsatzrate Vex. Wie dies in der 3(f) gezeigt ist, konvergiert somit der Änderungsbetrag ΔPM2 allmählich an den Änderungsbetrag ΔPM1 nach der Beendigung der Änderung der volumetrischen Abgasdurchsatzrate Vex.
Der Grund zum Verwenden der Änderungsbeträge ΔPM1 und ΔPM2 an Stelle einer direkten Verwendung der Werte PM1 und PM2 ist, dass es möglich ist, dass PM1 und PM2 jeweils unterschiedliche Werte vor dem Start der Erhöhung der volumetrischen Abgasdurchsatzrate Vex bei t1 haben. Wie dies jedoch gezeigt ist, ändert sich die geschätzte Menge PM1 auf der Grundlage der Betriebshistorie nicht bedeutend in Folge der Erhöhung der volumetrischen Abgasdurchsatzrate Vex. Durch Verwenden des Konvergierungszustands des Änderungsbetrags ΔPM2 an den Änderungsbetrag ΔPM1 nach einer Beendigung der Übergangsänderung der Durchsatzrate kann somit das Konvergenzverhalten der Druckdifferenz DP an den Ist-Wert der Druckdifferenz genau erhalten werden, und zwar auf der Grundlage des Konvergenzverhaltens von ΔPM2 an den stationären Zustandswert von ΔPM1.
Falls insbesondere der Änderungsbetrag ΔPM2 gesehen wird, der den Änderungsbetrag ΔPM1 um mehr als einen vorbestimmten Betrag überschritten hat, nachdem eine Erhöhung der volumetrischen Abgasdurchsatzrate Vex aufgetreten ist, wird dann eine vorläufige Entscheidung gefällt, dass ein anomaler Betrieb vorhanden ist, der durch eine Blockierung der stromaufwärtigen Röhre 40a verursacht wird. Falls danach ΔPM2 an den Wert ΔPM1 (das heißt an einen stationären Zustandswert) innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls konvergiert, nachdem die vorläufige Entscheidung gefällt wurden, wird dann eine endgültige Entscheidung gefällt, dass eine derartige Blockierung aufgetreten ist.
Falls ΔPM2 nicht an ΔPM2 innerhalb des vorbestimmten Zeitintervalls konvergiert, dann gibt dieses einen Fehler des Geräts 40 zum Erfassen der Druckdifferenz aufgrund irgendeiner anderen Ursache außer der Blockierung der stromaufwärtigen Röhre 40a an.
Die 4 zeigt ein Flussdiagramm einer Diagnoseverarbeitungsroutine, die durch die ECU 50 in periodischen Zeitintervallen ausgeführt wird, um einen anomalen Betrieb des Geräts 40 zum Erfassen der Druckdifferenz zu diagnostizieren. Bei einem Schritt S10 wird zunächst eine Entscheidung gefällt, ob sich die Abgasdurchsatzrate erhöht. Falls sie sich erhöht, wird ein Schritt S12 ausgeführt, bei dem der Wert der Abgasdurchsatzrate unmittelbar vor der Erhöhung aufgezeichnet wird. Ein Schritt S13 wird dann ausgeführt, um ein Erreichen eines Spitzenwerts der volumetrischen Abgasdurchsatzrate Vex zu erfassen (d. h. eine Erfassung, dass ein Punkt wie zum Beispiel der Zeitpunkt t2 in der 3(g) erreicht wurde).
Als nächstes wird bei einem Schritt S14 eine Entscheidung gefällt, ob die Abgasdurchsatzrate einen stationären Zustand erreicht hat (zum Beispiel nach dem Zeitpunkt t3 in der 3(b)). Diese Entscheidung beruht auf der Grundlage des Änderungsbetrags der Durchsatzrate zwischen der gegenwärtigen Ausführung von S14 und der vorangehenden Ausführung von diesem Schritt. Falls der Änderungsbetrag unter einem vorbestimmten Schwellwert ist, dann bedeutet dies, dass der stationäre Betrieb wieder aufgenommen wurde. In diesem Fall wird der Änderungsbetrag der volumetrischen Abgasdurchsatzrate Vex, der aufgetreten ist (die Differenz zwischen den jeweiligen Werten der Durchsatzrate bei den Zeitpunkten t1 und t3 in der 3(b) als ΔVex berechnet (Schritt S16).
Als nächstes wird bei einem Schritt S18 eine Entscheidung gefällt, ob ΔVex einen Schwellwert ΔV überschreitet. Dies dient zum Bestimmen dessen, ob eine Diagnose einer Blockierung der stromaufwärtigen Röhre 40a mit einem ausreichenden Genauigkeitsgrad durchgeführt werden kann. Genauer gesagt gibt es keine bedeutende Differenz zwischen der erfassten Druckdifferenz DP und der Ist-Druckdifferenz, auch falls eine Blockierung aufgetreten ist, falls ΔVex nicht ausreichend groß ist, so dass eine genaue Bestimmung schwierig werden würde. Somit wird der Schwellwert ΔV als ein Grenzwert festegelegt, um zu bestimmen, ob eine genaue Bestimmung einer Blockierung durchgeführt werden kann. Falls ΔVex größer als der Schwellwert ΔV gesehen wird, schreitet der Betrieb dann zu einem Schritt S20, bei dem der Änderungsbetrag ΔPM1 berechnet wird, d. h. als die Differenz zwischen dem gegenwärtig erhaltenen Wert von PM1 und dem Wert von PM1 unmittelbar vor dem Start der Erhöhung der Abgasdurchsatzrate.
Als nächstes wird bei einem Schritt S22 der Änderungsbetrag ΔPM2 in ähnlicher Weise als die Differenz zwischen dem gegenwärtig erhaltenen Wert von PM2 und dem Wert von PM2 unmittelbar vor dem Start der Erhöhung der Abgasdurchsatzrate berechnet.
Bei der Verarbeitung der Schritte S20, S22 kann der Änderungsbetrag ΔPM1 als eine Differenz zwischen jeweiligen Abtastwerten von PM1 berechnet werden, d. h. mit den Abtastwerten, die an festen periodischen Intervallen hergeleitet werden. In ähnlicher Weise kann der Änderungsbetrag ΔPM2 als eine Differenz zwischen jeweiligen Abtastwerten von PM2 berechnet werden, wobei die Abtastwerte in festen periodischen Intervallen hergeleitet werden. Vorzugsweise sind die Abtastperioden für PM1 und PM2 identisch.
Als nächstes wird bei einem Schritt S24 eine Entscheidung gefällt, ob der Absolutwert der Differenz zwischen dem Änderungsbetrag ΔPM1 und dem Änderungsbetrag ΔPM2 einen vorbestimmten Schwellwert α überschreitet. Diese Verarbeitung dient zum Bestimmen dessen, ob die erfasste Druckdifferenz DP mit einer Druckdifferenz übereinstimmt, die durch die angesammelte Menge der Partikelstoffe in dem DPF 34 hervorgerufen wird (d. h. dass somit eine Blockierung der stromaufwärtigen Röhre 40a den erfassten Wert von DP nicht beeinträchtigt). Der Schwellwert α wird in geeigneter Weise zum Bestimmen dessen festgelegt, ob eine Blockierung der stromaufwärtigen Röhre 40a auftritt. Genauer gesagt ist α ausreichend groß, um zu gewährleisten, dass die Wirkungen der Blockierung der stromaufwärtigen Röhre 40a von den Wirkungen von Fehlern der berechneten Werte der Änderungsbeträge ΔPM1 und ΔPM2, elektrischen Strömgrößen etc. unterschieden werden kann.
Falls DP größer als α gesehen wird, schreitet der Betrieb dann zu einem Schritt S26, bei dem eine vorläufige Entscheidung gefällt wird, dass eine Blockierung in der stromaufwärtigen Röhre 40a aufgetreten ist. Dann wird ein Schritt S28 ausgeführt, bei dem ein Zählwert C inkrementiert wird. Dies dient zum Zählen der Zeitdauer, die erforderlich ist, dass die geschätzte Menge PM2 auf der Grundlage der Druckdifferenz an den geeigneten Wert konvergiert. Anders gesagt dient dieses Zählen zum Messen der Zeit, die nach einem Zeitpunkt verstreicht, bei dem eine vorläufige Entscheidung eines anomalen Betriebs des Gerätes 40 zum Erfassen der Druckdifferenz zuerst erreicht wird.
Als nächstes wird bei einem Schritt S30 eine Entscheidung gefällt, ob der Zähler C einen Schwellwert β überschritten hat. β wird ausreichend hoch festgelegt, um eine zuverlässige Bestimmung des Auftretens der Blockierung der stromaufwärtigen Röhre 40a zu ermöglichen. Falls der Absolutwert der Differenz zwischen PM1 und PM2 den Schwellwert α überschreitet und der Zähler C den vorbestimmten Wert β erreicht hat, wird somit bei einem Schritt S32 eine Entscheidung gefällt, dass anstelle eines anomalen Betriebs aufgrund einer Blockierung in der stromaufwärtigen Röhre 40a irgendeine andere Ursache wie zum Beispiel ein Fehler des elektrischen Systems 40c vorhanden ist.
Falls jedoch bei dem Schritt S30 herausgefunden wird, dass der Zähler C den Wert β noch nicht erreicht hat, kehrt der Betrieb dann zu dem Schritt S20 zurück.
Falls bei einem Schritt S24 bestimmt wird, dass der Absolutwert der Differenz zwischen deltaPM1 und ΔPM2 kleiner als der Schwellwert α ist, schreitet der Betrieb dann zu einem Schritt S34, bei dem eine Entscheidung gefällt wird, ob eine vorläufige Entscheidung eines anomalen Betriebs bei dem Schritt S26 bereits gefällt wurde. Falls nicht, bedeutet dies dann, dass der Wert der Druckdifferenz D2, der durch das Gerät 40 zum Erfassen der Druckdifferenz erfasst wird, schnell an den Istwert der Druckdifferenz konvergiert ist, und eine Entscheidung wird gefällt, dass der Betrieb des Gerätes 40 zum Erfassen der Druckdifferenz normal ist. Dann kehrt der Betrieb zu dem Schritt S10 zurück.
Falls jedoch bei dem Schritt S34 herausgefunden wird, dass eine vorläufige Entscheidung eines anomalen Betriebs bereits erreicht wurde, wird dann eine endgültige Entscheidung bei einem Schritt S36 gefällt, dass eine Blockierung der stromaufwärtigen Röhre 40a vorhanden ist.
Somit ist ersichtlich, dass bei dieser Verarbeitung, falls ein anomaler Betrieb des Gerätes 40 zum Erfassen der Druckdifferenz aufzutreten beginnt, wonach die Verarbeitungsroutine in der 4 gestartet wird, eine Entscheidung NEIN bei dem Schritt S24 erhalten wird, und eine vorläufige Entscheidung des anomalen Betriebs aufgrund einer Blockierung der stromaufwärtigen Röhre 40a wird dann bei dem Schritt S26 gefällt. Diese Schrittfolge wird wiederholt ausgeführt (solange der Zählwert β bei S28, S3 nicht erreicht wurde, bis die Differenz zwischen ΔPM1 und ΔPM2 unter den Wert α fällt). Dies gibt an, dass das Problem durch eine Blockierung der stromaufwärtigen Röhre 40a verursacht wird, so dass ΔPM2 allmählich an ΔPM1 konvergiert, um damit überein zu stimmen, wie dies in der 3(f) gezeigt ist. Falls jedoch die Differenz nicht unter den Schwellwert α fällt, bis ein wesentliches Zeitintervall verstrichen ist (das heiβt bis der Zähler C den Wert β erreicht hat), wird dies dazu herangezogen, dass eine Angabe gemacht wird, dass das Problem aufgrund irgendeiner anderen Ursache außer einer Blockierung der stromaufwärtigen Röhre 40a verursacht wird.
Nach dem Schritt S32 oder nach dem Schritt S36 wird ein Schritt S38 ausgeführt, bei dem eine Warnlampe eingeschaltet wird, und zwar in dem Anzeigegerät 60, wie dies in der 1 gezeigt ist, um den anomalen Betrieb des Gerätes 40 zum Erfassen der Druckdifferenz anzugeben. Eine Ausführung der Diagnoseverarbeitungsroutine wird dann beendet.
Es wäre gleichsam möglich, die vorstehend beschriebene Verarbeitung derart abzuwandeln, dass, wenn ein anomaler Betrieb aufgrund der Blockierung bei dem Schritt S36 gesehen wird, wie dies vorstehend beschrieben ist, dann spezifische Gegenmaßnahmen für diese Ursache des anomalen Betriebs eingeleitet werden. Zum Beispiel wäre es möglich, eine derartige Blockierung durch eine Durchführung einer Steuerung zum Regenerieren des DPF 34 zu beseitigen. In diesem Fall würde die Diagnoseverarbeitungsroutine in der 4 erneut ausgeführt werden, nachdem die Regenerierung des DPF 34 abgeschlossen ist.
Die folgenden Wirkungen werden durch das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel erhalten:

(1) Eine Entscheidung dessen, ob eine Blockierung der stromaufwärtigen Röhre 40a vorhanden ist, wird auf der Grundlage der Art und Weise gefällt, mit der die Druckdifferenz DP an den Istwert der Druckdifferenz über den DPF 34 konvergiert, und zwar nach einer Beendigung eines Übergangsintervalls, in dem eine Änderung der Abgasdurchsatzrate vorhanden ist. Somit kann das Auftreten einer derartigen Blockierung in wirksamer Weise bestimmt werden.
(2) Eine Bestimmung zum Bestimmen dessen, ob eine Blockierung der stromaufwärtigen Rohre 40a vorhanden ist, wird nur bei jenem Ereignis durchgeführt, dass der Änderungsbetrag der Abgasdurchsatzrate einen vorbestimmten Schwellwert ΔV überschreitet. Infolge dessen kann die Bestimmung genau durchgeführt werden.
(3) Die Entscheidung dessen, ob eine Blockierung der stromaufwärtigen Röhre 40a vorhanden ist, wird auf der Grundlage der Art und Weise mit der eine geschätzte angesammelte Menge der Partikelstoffe (PM2), die auf der Grundlage des erfassten Druckdifferenzwerts DP hergeleitet wird, an einen spezifischen Wert nach einer Übergangsänderung der Abgasdurchsatzrate konvergiert. Dies ermöglicht eine zuverlässige Diagnose eines Auftretens einer Blockierung der stromaufwärtigen Röhre 40a.
(4) Insbesondere bei diesem Ausführungsbeispiel beruht die Entscheidung dessen, ob eine Blockierung der stromaufwärtigen Röhre 40a vorhanden ist, insbesondere auf der Art und Weise, mit der der Wert der Änderung ΔPM2 der geschätzten Menge auf der Grundlage der Druckdifferenz der angesammelten Partikelstoffe PM2 an den Wert der Änderung ΔPM1 der geschätzten Menge auf der Grundlage der Betriebshistorie der angesammelten Partikelstoffe PM1 nach einer Übergangsänderung der Abgasdurchsatzrate konvergiert. Dies ermöglicht eine Bestimmung eines Auftretens einer Blockierung mit einem hohen Genauigkeitsgrad, auch wenn die jeweiligen Werte voneinander unterschiedlich sind, die für die geschätzte Menge PM1 auf der Grundlage der Betriebshistorie und die geschätzte Menge PM2 auf der Grundlage der Druckdifferenz während eines stationären Betriebs der Kraftmaschine erhalten werden.
(5) Eine vorläufige Entscheidung wird gefällt, dass eine Blockierung der stromaufwärtigen Röhre 40a vorhanden ist, falls herausgefunden wird, dass der Absolutwert der Differenz zwischen den Änderungsbeträgen ΔPM1 und ΔPM2 größer ist als ein vorbestimmter Schwellwert. Falls der Wert des Änderungsbetrags ΔPM2 an den Wert des Änderungsbetrags ΔPM1 innerhalb eines Zeitintervalls (nach Erreichen der vorläufigen Entscheidung) konvergiert, die eine vorbestimmte Dauer nicht überschreitet, wird dann danach eine endgültige Entscheidung gefällt, dass ein anomaler Betrieb aufgrund einer Blockierung der stromaufwärtigen Röhre 40a vorhanden ist. Infolge dessen ist es möglich, zuverlässig zwischen einem anomalen Betrieb des Gerätes 40 zum Erfassen der Druckdifferenz, der aus einer Blockierung der stromaufwärtigen Röhre 40a resultiert, und einem anomalen Betrieb zu unterscheiden, der irgendeine andere Ursache hat.
(6) Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Bestimmung dessen, ob eine Blockierung der stromaufwärtigen Röhre 40a vorhanden ist, nur dann durchgeführt, wenn eine Erhöhung der Abgasdurchsatzrate auftritt. Dieses Merkmal ermöglicht eine weitere Erhöhung der Genauigkeit der Bestimmung.
(7) Bei dem Gerät 40 zum Erfassen der Druckdifferenz mit den Röhren 40a, 40b, die entsprechend mit Orten stromaufwärts und stromabwärts von dem DPF 34 in Verbindung sind, so dass eine Blockierung der stromaufwärtigen Röhre 40a auftreten kann und die Erfassungsgenauigkeit des Gerätes 40 zum Erfassen der Druckdifferenz dadurch abgesenkt werden kann, ermöglicht das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel eine zuverlässige Diagnose eines derartigen Auftretens der Blockierung, so dass geeignete Gegenmaßnahmen eingeleitet werden können.

Zweites Ausführungsbeispiel
Ein zweites Ausführungsbeispiel wird im Folgenden beschrieben, wobei sich die Beschreibung auf die unterschiedlichen Punkte von dem ersten Ausführungsbeispiel konzentriert, das vorstehend beschrieben ist.
Die 5 zeigt ein Flussdiagramm der Verarbeitungsroutine, die durch die ECU 50 von diesem Ausführungsbeispiel zum Diagnostizieren eines anomalen Betriebs des Gerätes 40 zum Erfassen der Druckdifferenz ausgeführt wird, wobei die Routine in periodischen Intervallen ausgeführt wird. In der 5 sind Verarbeitungsschritte, die den Verarbeitungsschritten in dem Flussdiagramm der 4 entsprechen, durch dieselben Bezugszeichen wie die entsprechenden Schritte der 4 bezeichnet.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Auftreten einer Blockierung der stromaufwärtigen Röhre 40a auf der Grundlage der Art und Weise bestimmt, mit der aufeinanderfolgende Werte, die für die geschätzte Menge PM2 auf der Grundlage der Druckdifferenz hergeleitet werden, an die geschätzte Menge PM1 auf der Grundlage der Betriebshistorie konvergieren, und zwar nachdem eine Erhöhung der Abgasdurchsatzrate aufgetreten ist. Falls insbesondere bei einem Schritt S18 bestimmt wird, dass der Änderungsbetrag ΔVex der volumetrischen Abgasdurchsatzrate den Schwellwert ΔV überschreitet, schreitet dann der Betrieb zu einem Schritt S40. Bei S40 werden entsprechende Werte von PM1 und PM2 gewonnen, und dann schreitet der Betrieb zu einem Schritt S42, bei dem eine Entscheidung gefällt wird, ob der Absolutwert der Differenz zwischen PM2 und PM1 einen Schwellwert χ überschreitet. Diese Verarbeitung dient zum Bestimmen dessen, ob die erfasste Druckdifferenz DP der Ist-Druckdifferenz über den DPF 34 genau folgt, die aus den angesammelten Partikelstoffen in den DPF 34 resultiert. Der Schwellwert χ wird auf einen geeigneten Wert festgelegt, um die Erfassung eines Vorhandenseins der Blockierung zu ermöglichen, das heißt er ist ausreichend groß, um zu gewährleisten, dass die Wirkungen der Blockierung der stromaufwärtigen Röhre 40a von den Wirkungen von Fehlern der berechneten Werte der Änderungsbeträge ΔPM1 und ΔPM2, den Wirkungen von elektrischen Störgrößen, etc. unterschieden werden können.
Bei diesem Ausführungsbeispiel werden außerdem die vorstehend beschriebenen Wirkungen (1) bis (3) und (6), (7) erhalten, wie sie bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben sind.
Drittes Ausführungsbeispiel
Ein drittes Ausführungsbeispiel wird im Folgenden beschrieben, wobei sich die Beschreibung auf die unterschiedlichen Punkte von dem ersten Ausführungsbeispiel konzentriert, das vorstehend beschrieben ist.
Die 6 zeigt ein Flussdiagramm der Verarbeitungsroutine, die durch die ECU 50 diesem Ausführungsbeispiel zum Diagnostizieren eines anomalen Betriebs des Gerätes 40 zum Erfassen der Druckdifferenz ausgeführt wird, wobei die Routine in periodischen Intervallen ausgeführt wird. In der 6 sind Verarbeitungsschritte, die Verarbeitungsschritten in dem Flussdiagramm in der 4 entsprechend, durch die selben Bezugszeichen wie für die entsprechenden Schritte in der 4 bezeichnet.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Annäherungswert der angesammelten Menge der Partikelstoffe, die nach einer Erhöhung der Abgasdurchsatzrate verbleiben, auf der Grundlage des Wertes der geschätzten Menge PM2 auf der Grundlage der Druckdifferenz hergeleitet, die unmittelbar vor der Erhöhung der Durchsatzrate erhalten wird. Genauer gesagt kann angenommen werden, dass während eines kurzen Zeitintervalls nach dem Ende einer Erhöhung der Abgasdurchsatzrate keine bedeutende Änderung der angesammelten Menge der Partikelstoffe vorhanden sein wird. Somit konvergieren die Werte der geschätzten Menge PM2 auf der Grundlage der Druckdifferenz, die nach dem Ende einer derartigen Erhöhung der Durchsatzrate aufeinanderfolgend hergeleitet werden, ungefähr an den Wert der geschätzten Menge PM2 auf der Grundlage der Druckdifferenz, der unmittelbar vor dem Start der Erhöhung der Abgasdurchsatzrate erhalten wird. Der Betrieb von diesem Ausführungsbeispiel beruht auf diesen Annahmen.
Falls insbesondere bei dem Schritt S10 bestimmt wird, dass sich die Abgasdurchsatzrate erhöht (das heißt, dass eine Erhöhung beginnt), dann wird nach der Verarbeitung des Schritts 12 die Verarbeitung des Schritts S50 ausgeführt, um die geschätzte Menge PM2 auf der Grundlage der Druckdifferenz zu diesem Zeitpunkt als einen Wert PM2b aufzuzeichnen, das heißt als den Wert PM2 unmittelbar vor dem Start der Erhöhung der Durchsatzrate. Falls nach der Ausführung der Schritte S13 bis S16 danach bei dem Schritt S18 herausgefunden hat, dass der Änderungsbetrag der volumetrischen Abgasdurchsatzrate Vex den Schwellwert ΔV überschreitet, schreitet der Betrieb dann zu einem Schritt S52, bei dem der Wert der geschätzten Menge PM2 auf der Grundlage der Druckdifferenz zu diesem Zeitpunkt gewonnen wird. Als nächstes wird bei einem Schritt S42 eine Entscheidung gefällt, ob der Absolutwert der Differenz zwischen PM2b und dem gegenwärtig erhaltenen Wert von PM2 einen Schwellwert ε überschreitet. Diese Verarbeitung dient zum Bestimmen dessen, ob die erfasste Druckdifferenz DP genau der Ist-Druckdifferenz über den DPF 34 folgt, die aus den angesammelten Partikelstoffen in dem DPF 34 resultiert. Der Schwellwert γ wird auf einen geeigneten Wert festgelegt, um eine Erfassung des Vorhandenseins einer Blockierung zu ermöglichen, das heißt er ist ausreichend groß, um zu gewährleisten, dass die Wirkungen der Blockierung der stromaufwärtigen Rohre 40a von den Wirkungen von Fehlern der Werte PM2b und PM2, von Wirkungen von elektrischen Störgrößen, etc. unterschieden werden können.
Bei diesem Ausführungsbeispiel werden ebenfalls die vorstehend beschriebenen Wirkungen (1) bis (3) und (6), (7) erhalten, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben sind.
Viertes Ausführungsbeispiel
Ein viertes Ausführungsbeispiel wird im Folgenden beschrieben, wobei sich die Beschreibung auf die unterschiedlichen Punkte von dem ersten Ausführungsbeispiel konzentriert, das vorstehend beschrieben ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Auftreten einer Blockierung auf der Grundlage der Zeit bestimmt, die (nach dem Ende einer Erhöhung der Abgasdurchsatzrate) zum Konvergieren der aufeinanderfolgend hergeleiteten Werte der Druckdifferenz DP an einen im wesentlichen stationären Zustand erforderlich ist, das heißt in der der Wert DP stabilisiert wird, wie dies in der 3(c) dargestellt ist, die vorstehend beschrieben ist.
Die 7 zeigt ein Flussdiagramm der Verarbeitungsroutine, die durch die ECU 50 von diesem Ausführungsbeispiel zum Diagnostizieren eines anomalen Betriebs des Gerätes 40 zum Erfassen der Druckdifferenz ausgeführt wird, wobei die Routine in periodischen Intervallen ausgeführt wird.
Zunächst wird bei einem Schritt S60 eine Entscheidung gefällt, ob die Durchsatzrate des Abgases einen stabilen Zustand erreicht hat, nachdem eine Erhöhung der Durchsatzrate aufgetreten ist. Falls die Entscheidung JA lautet, schreitet der Betrieb dann zu einem Schritt S62, bei dem eine Entscheidung gefällt wird, ob sich der Wert der Druckdifferenz DP erhöht, der durch das Gerät 40 zum Erfassen der Druckdifferenz erfasst wird. Diese Bestimmung wird zum Bestimmen dessen durchgeführt, ob sich DP zu dem Istwert der Druckdifferenz über den DPF 34 ändert, da bei diesem Punkt erwartet werden kann, dass sich der Istwert erhöht hat, und zwar aufgrund einer Erhöhung der Durchsatzrate. Falls eine Erhöhung von DP gesehen wird, schreitet der Betrieb zu einem Schritt S64, bei dem ein Zählwert C inkrementiert wird. Dieser Zählwert wird zum Erfassen der Zeit verwendet, die verstreicht, bis die erfasste Druckdifferenz DP an einen stabilen Wert konvergiert, das heißt bis sie an die Ist-Druckdifferenz konvergiert, und zwar nach einer Erhöhung der Durchsatzrate.
Als nächstes wird bei einem Schritt S66 eine Entscheidung gefällt, ob der Zählwert C einen vorbestimmten Schwellwert β überschreitet, der entsprechend einer Zeitdauer vorbestimmt ist, die länger ist als die maximale Dauer, die für das Konvergieren der Druckdifferenz DP an einen stabilen Wert nach einer Erhöhung der Abgasdurchsatzrate erforderlich wäre (wenn das Gerät 40 zum Erfassen der Druckdifferenz normal arbeitet), das heißt die maximale Zeit, die für das Konvergieren erforderlich wäre, falls keine Blockierung der stromaufwärtigen Röhre 40a vorhanden ist.
Falls bei dem Schritt S66 bestimmt wird, dass der Zähler C den Schwellwert β noch nicht erreicht hat, kehrt der Betrieb dann zu dem Schritt S62 zurück.
Falls jedoch bei dem Schritt S66 bestimmt wird, dass der Zähler C größer als oder gleich dem Schwellwert β ist, schreitet der Betrieb dann zu dem Schritt S68, bei dem eine Entscheidung gefällt wird, dass eine Blockierung der stromaufwärtigen Röhre 40a vorhanden ist. Dann wird ein Schritt S70 ausgeführt, bei dem eine Warnung, die die Blockierung angibt, durch das Anzeigegerät 60 erzeugt wird, wie dies in der 1 gezeigt ist.
Falls andererseits bei dem Schritt S62 bestimmt wird, dass sich DP nicht erhöht, schreitet der Betrieb dann zu einem Schritt S72, bei dem der Zähler C auf 0 zurückgesetzt wird. Nach dem Schritt S72 oder nach dem Schritt S70 wird diese Ausführung der Verarbeitungsroutine beendet.
Bei diesem Ausführungsbeispiel werden ebenfalls die vorstehend beschriebenen Wirkungen (1), (6), (7) erhalten, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben sind.
Alternative Ausführungsbeispiele
Vielfältige Abwandlungen zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen könnten erdacht werden, wie dies im Folgenden beschrieben wird.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wäre es möglich, dass der Schwellwert α eine Variable ist, die gemäß dem Änderungsbetrag der volumetrischen Abgasdurchsatzrate Vex festgelegt wird, wie dies in der 8 dargestellt ist. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wäre es in ähnlicher Weise möglich, dass der Schwellwert γ auch eine Variable ist, die gemäß ΔVex festgelegt wird, und bei dem dritten Ausführungsbeispiel könnte der Schwellwert γ eine Variable sein, die gemäß ΔVex festgelegt wird.
Die Erfindung ist nicht auf die Verfahren beschränkt, die bei dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel oder bei der vorstehend beschriebenen Abwandlung verwendet werden, um ein Auftreten einer Blockierung auf der Grundlage des erfassten Druckdifferenzwertes DP zu diagnostizieren. Zum Beispiel wäre es möglich, die Istdruckdifferenz über den DPF 34 (nach einer Übergangsänderung der Abgasdurchsatzrate) auf der Grundlage der geschätzten Menge PM1 auf der Grundlage der Betriebshistorie und der volumetrischen Abgasdurchsatzrate Vex zu schätzen und das Auftreten einer Blockierung der stromaufwärtigen Röhre 40a auf der Grundlage des Konvergenzverhaltens der erfassten Druckdifferenz DP an den geschätzten Wert der Ist-Druckdifferenz zu bestimmen.
Darüber hinaus ist die Erfindung nicht auf das Verfahren zum Berechnen der geschätzten Menge PM1 auf der Grundlage der Betriebshistorie beschränkt, das bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen verwendet wird. Wie dies zum Beispiel in der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP-2006-2672 A beschrieben ist, ist es möglich, einen aktualisierten Wert DPm jedes Mal dann zu berechnen, wenn die Berechnungsverarbeitung ausgeführt wird, und zwar auf der Grundlage des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases und der Kraftmaschinendrehzahl, und die geschätzte Menge PM1 auf der Grundlage der Betriebshistorie dadurch zu berechnen, dass die aufeinanderfolgenden, berechneten Werte DPm integriert werden.
Darüber hinaus wäre es zum Beispiel gleichsam möglich, das Verfahren zum Berechnen der angesammelten Menge der Partikelstoffe zu verwenden, das in der vorstehend genannten Druckschrift 1 beschrieben ist.
Außerdem ist die Erfindung nicht auf das vorstehend beschriebene Verfahren zum Schätzen der Menge der Partikelstoffe beschränkt, die durch Verbrennung verbraucht wird, da es zum Beispiel gleichsam möglich wäre, das Verfahren zu verwenden, das in der Druckschrift 3 beschrieben ist.
Darüber hinaus ist die Erfindung nicht auf das Verfahren zum Berechnen der geschätzten Menge PM2 auf der Grundlage der Druckdifferenz beschränkt, das bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen verwendet wird. Zum Beispiel könnte PM2 mit der geschätzten Temperatur Td berechnet werden, die durch die stromabwärtige Abgastemperatur Teb ersetzt wird.
Ein Diagnosegerät überwacht ein Gerät zum Erfassen einer Druckdifferenz, das eine Druckdifferenz über eine Kraftmaschinenabgasreinigungsvorrichtung in einem Abgassystem erfasst, wobei das Diagnosegerät einen Zustand einer gehemmten Gasübertragung zwischen dem Gerät zum Erfassen der Druckdifferenz und dem Abgassystem auf der Grundlage eines Konvergenzverhaltens von aufeinanderfolgend erfassten Druckdifferenzwerten erkennt, die durch das Gerät zum Erfassen der Druckdifferenz erzeugt werden, und zwar nach einer Änderung der Abgasdurchsatzrate.

Claims

Diagnosegerät zum Erfassen eines anomalen Betriebs eines Geräts zum Erfassen einer Druckdifferenz und zum Diagnostizieren einer Ursache des anomalen Betriebs, wobei das Gerät zum Erfassen der Druckdifferenz eine erfasste Druckdifferenz zwischen Orten stromaufwärts bzw. stromabwärts hinsichtlich einer Abgasreinigungsvorrichtung herleitet, die innerhalb eines Abgassystems einer Brennkraftmaschine angeordnet ist, wobei die Erfassung des anomalen Betriebs und die Diagnose auf der Grundlage eines Wertes einer erfassten Druckdifferenz durchgeführt wird, die von dem Gerät zum Erfassen der Druckdifferenz erhalten wird, wobei das Diagnosegerät eine Bestimmungsschaltung aufweist, die zum Diagnostizieren eines anomalen Betriebs des Geräts zum Erfassen der Druckdifferenz geeignet ist, der durch eine gehemmte Gasübertragung zwischen dem Gerät zum Erfassen der Druckdifferenz und dem Abgassystem verursacht wird, wobei die Diagnose auf einem Konvergenzverhalten der erfassten Druckdifferenz an einen spezifischen Wert nach einer Beendigung einer Übergangsänderung einer Durchsatzrate des Abgases und auf einer geschätzten Menge von angesammelten Partikelstoffen innerhalb der Abgasreinigungsvorrichtung unabhängig von durch das Gerät zum Erfassen der Druckdifferenz erzeugten Ergebnissen beruht.
Diagnosegerät gemäß Anspruch 1, wobei eine Größe der Übergangsänderung der Durchsatzrate einen vorbestimmten Wert überschreitet.
Diagnosegerät gemäß Anspruch 1, mit einer Schaltung, die dazu geeignet ist: eine erste geschätzte Menge von angesammelten Partikelstoffen innerhalb der Abgasreinigungsvorrichtung unabhängig von Ergebnissen herzuleiten, die von dem Gerät zum Erfassen der Druckdifferenz erzeugt werden, und eine zweite geschätzte Menge der angesammelten Partikelstoffe innerhalb der Abgasreinigungsvorrichtung auf der Grundlage von Ergebnissen herzuleiten, die von dem Gerät zum Erfassen der Druckdifferenz erzeugt werden, wobei die Bestimmungsschaltung dazu geeignet ist, die Diagnose auf der Grundlage einer Beziehung von aufeinanderfolgend hergeleiteten Werten der zweiten geschätzten Menge der angesammelten Partikelstoffe bezüglich eines Wertes der ersten geschätzten Menge der angesammelten Partikelstoffe nach einer Beendigung der Übergangsänderung der Abgasdurchsatzrate durchzuführen.
Diagnosegerät gemäß Anspruch 3, mit einer ersten Schätzschaltung, die dazu geeignet ist, die erste geschätzte angesammelte Menge der Partikelstoffe innerhalb der Abgasreinigungsvorrichtung dadurch zu berechnen, dass aufeinanderfolgend geschätzte inkrementale Mengen der Partikelstoffe periodisch berechnet werden und die inkrementalen Mengen integriert werden, wobei jede inkrementale Menge auf der Grundlage eines gegenwärtigen Betriebszustands der Brennkraftmaschine geschätzt wird, einer zweiten Schätzschaltung, die dazu geeignet ist, die zweite geschätzte angesammelte Menge der angesammelten Partikelstoffe innerhalb der Abgasreinigungsvorrichtung auf der Grundlage der Abgasdurchsatzrate und der erfassten Druckdifferenz in Kombination zu berechnen; wobei die Bestimmungsschaltung dazu geeignet ist, das Konvergenzverhalten der erfassten Druckdifferenzwerte auf der Grundlage eines Konvergenzverhaltens der zweiten geschätzten Menge der angesammelten Partikelstoffe an einen Wert der ersten geschätzten Menge der angesammelten Partikelstoffe nach einer Beendigung der Übergangsänderung der Abgasdurchsatzrate herzuleiten.
Diagnosegerät gemäß Anspruch 4, mit einer Schaltung, die zum Berechnen eines Änderungsbetrags der ersten geschätzten Menge der angesammelten Partikelstoffe zwischen einem Beginn und einer Beendigung der Übergangsänderung der Abgasdurchsatzrate und zum Berechnen eines Änderungsbetrags der zweiten geschätzten Menge der angesammelten Partikelstoffe zwischen einem Beginn und einer Beendigung der Übergangsänderung der Abgasdurchsatzrate zu berechnen, wobei die Bestimmungsschaltung dazu geeignet ist, das Konvergenzverhalten der erfassten Druckdifferenz auf der Grundlage eines Konvergenzverhaltens der aufeinanderfolgend hergeleiteten Werte des Änderungsbetrags der zweiten geschätzten Menge der angesammelten Partikelstoffe an einen Wert des Änderungsbetrags der ersten geschätzten Menge der angesammelten Partikelstoffe nach einer Beendigung der Übergangsänderung der Abgasdurchsatzrate herzuleiten.
Diagnosegerät gemäß Anspruch 5, wobei die Bestimmungsschaltung dazu geeignet ist: eine vorläufige Entscheidung zu fällen, dass ein Zustand einer gehemmten Gasübertragung vorhanden ist, wenn ein Absolutwert einer Differenz zwischen dem Änderungsbetrag der zweiten geschätzten Werte und dem Änderungsbetrag der ersten geschätzten Werte einen spezifischen Schwellwert nach einer Beendigung der Übergangsänderung erreicht, und eine endgültige Entscheidung zu fällen, dass der Zustand der gehemmten Gasübertragung vorhanden ist, wenn ein vorbestimmtes Zeitintervall verstreicht, bevor die absolute Differenz unter den Schwellwert nach dem Erreichen der vorläufigen Entscheidung fällt.
Diagnosegerät gemäß Anspruch 6, wobei der Schwellwert gemäß der Ab- gasdurchsatzrate bestimmt wird.
Diagnosegerät gemäß Anspruch 1, wobei die Übergangsänderung eine Erhöhung der Abgasdurchsatzrate beinhaltet.
Diagnosegerät gemäß Anspruch 1, wobei das Gerät zum Erfassen der Druckdifferenz einen ersten Kanal und einen zweiten Kanal, die entsprechend mit Stellen stromaufwärts und stromabwärts von der Abgasreinigungsvorrichtung innerhalb des Abgassystems in Verbindung sind, und einen Sensor aufweist, der zum Herleiten der erfassten Druckdifferenz als einen Betrag einer Druckdifferenz zwischen dem ersten Kanal und dem zweiten Kanal geeignet ist.
Diagnosegerät gemäß Anspruch 4, wobei die Bestimmungsschaltung dazu geeignet ist, das Konvergenzverhalten der Erfassungsergebnisse von dem Gerät zum Erfassen der Druckdifferenz auf der Grundalge eines Konvergenzverhaltens der aufeinanderfolgend erhaltenen Werte der zweiten geschätzten Menge der angesammelten Partikelstoffe an einen Wert der ersten geschätzten Menge der angesammelten Partikelstoffe nach einer Beendigung der Übergangsänderung der Abgasdurchsatzrate herzuleiten.
Diagnosegerät gemäß Anspruch 10, wobei die Bestimmungsschaltung dazu geeignet ist: eine vorläufige Entscheidung zu fällen, dass der Zustand der gehemmten Gasübertragung vorhanden ist, wenn ein Absolutwert einer Differenz zwischen der zweiten geschätzten Menge der angesammelten Partikelstoffe und der ersten geschätzten Menge der angesammelten Partikelstoffe einen spezifischen Schwellwert nach einer Beendigung der Übergangsänderung der Abgasdurchsatzrate erreicht, und eine endgültige Entscheidung zu fällen, dass der Zustand der gehemmten Gasübertragung vorhanden ist, wenn ein vorbestimmtes Zeitintervall verstrichen ist, bevor die absolute Differenz unter den Schwellwert fällt, und zwar nach dem Erreichen der vorläufigen Entscheidung.
Diagnosegerät gemäß Anspruch 1, mit einer Schaltung, die dazu geeignet ist, eine geschätzte Menge von angesammelten Partikelstoffen innerhalb der Abgasreinigungsvorrichtung auf der Grundlage von gegenwärtig hergeleiteten Werten der Abgasdurchsatzrate und der erfassten Druckdifferenz in Kombination zu berechnen; wobei die Bestimmungsschaltung dazu geeignet ist, das Konvergenzverhalten der erfassten Druckdifferenz auf der Grundlage einer Art und Weise einer Änderung der aufeinanderfolgend erhaltenen Werte einer zweiten geschätzten Menge der angesammelten Partikelstoffe innerhalb der Abgasreinigungsvorrichtung, die auf der Grundlage von Ergebnissen hergeleitet werden, die von dem Gerät zum Erfassen der Druckdifferenz erzeugt werden, nach einer Beendigung der Übergangsänderung der Abgasdurchsatzrate herzuleiten.
Diagnosegerät gemäß Anspruch 12, mit einer Schaltung, die dazu geeignet ist, einen Wert der ersten geschätzten Menge der angesammelten Partikelstoffe bei einem Beginn des Übergangszustands aufzuzeichnen, wobei die Bestimmungsschaltung dazu geeignet ist, das Konvergenzverhalten der Erfassungsergebnisse von dem Gerät zum Erfassen der Druckdifferenz auf der Grundlage eines Konvergenzverhaltens der aufeinanderfolgend erhaltenen Werte der zweiten geschätzten Menge der angesammelten Partikelstoffe an den aufgezeichneten Wert nach einer Beendigung der Übergangsänderung der Abgasdurchsatzrate herzuleiten.
Diagnosegerät gemäß Anspruch 13, wobei die Bestimmungsschaltung dazu geeignet ist: eine vorläufige Entscheidung zu fällen, dass der Zustand der gehemmten Gasübertragung vorhanden ist, wenn ein Absolutwert einer Differenz zwischen dem aufgezeichneten Wert der zweiten geschätzten Menge der angesammelten Partikelstoffe und der ersten geschätzten Menge der angesammelten Partikelstoffe einen spezifischen Schwellwert nach einer Beendigung der Übergangsänderung der Abgasdurchsatzrate erreicht, und eine endgültige Entscheidung zu fällen, dass der Zustand der gehemmten Gasübertragung vorhanden ist, wenn ein vorbestimmtes Zeitintervall verstrichen ist, bevor der Absolutwert der Differenz unter den Schwellwert fällt, und zwar nach dem Erreichen der vorläufigen Entscheidung.
Diagnosegerät gemäß Anspruch 1, wobei die Bestimmungsschaltung dazu geeignet ist: einen Zustand zu erfassen, bei dem die Werte der erfassten Druckdifferenz, die durch das Gerät zum Erfassen der Druckdifferenz erzeugt werden, eine sukzessive Erhöhung nach einer Beendigung der Übergangsänderung der Abgasdurchsatzrate beginnen, und wenn die Werte der erfassten Druckdifferenz sich nachfolgend weiterhin in einer Dauer erhöhen, die länger ist als ein vorbestimmtes Zeitintervall, wird eine Entscheidung gefällt, dass der Zustand der gehemmten Gasübertragung vorhanden ist.