DE102009013109A1

DE102009013109A1 - Steuerungsvorrichtung zur Abgasreinigung und Abgasreinigungssystem

Info

Publication number: DE102009013109A1
Application number: DE102009013109A
Authority: DE
Inventors: Chika Kariya-shi Kadowaki
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2008-03-14
Filing date: 2009-03-13
Publication date: 2009-09-17
Also published as: JP2009221939A; US20090229251A1

Abstract

Eine Steuerungsvorrichtung (140) zur Abgasreinigung ist für ein Abgasreinigungssystem (100) vorgesehen, das eine Abgasbehandlungsvorrichtung (110, 112, 114), die in einer Auslassleitung (200) einer Verbrennungskraftmaschine (10) angeordnet ist, und ein Kraftstoffzugabeventil (120) umfasst. Die Steuerungsvorrichtung (140) enthält eine Vorrichtung (140, S304) zur Ermittlung eines aktuellen Luft/Kraftstoff (A/F)-Verhältnisses zur Ermittlung eines aktuellen A/F-Verhältnisses auf der Grundlage eines Ausgangssignals eines A/F-Verhältnissensors (136), eine Vorrichtung (140, S302) zur Berechnung eines geschätzten (berechneten) A/F-Verhältnisses zur Berechnung eines geschätzten (berechneten) A/F-Verhältnisses, eine Steuerungsvorrichtung (140) für das Zugabeventil zur Anweisung des Kraftstoffzugabeventils (120) für die Zugabe von Kraftstoff in die Auslassleitung (200) und eine Vorrichtung (140, S310, S328, S334) zur Bestimmung einer Anomalie des Zugabeventils zur Bestimmung, ob das Kraftstoffzugabeventil (120) anomal ist, basierend auf dem aktuellen A/F-Verhältnis und dem geschätzten (berechneten) A/F-Verhältnis. Die Steuerungsvorrichtung zur Abgasreinigung (140) kann dadurch normalen und anomalen Betrieb des Kraftstoffzugabeventils (120) bestimmen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung zur Abgasreinigung und ein Abgasreinigungssystem, das Anomalien eines Kraftstoffzugabeventils bestimmt.
Abgasreinigungssysteme sind bekannt. Zum Beispiel beschreibt JP-A-2003-172185 ein Abgasreinigungssystem, wobei schädliche Bestandteile in einem Abgas, das von einer Verbrennungskraftmaschine abgelassen wird, durch eine Abgasbehandlungsvorrichtung entfernt werden, die in einer Abgasleitung vorgesehen sind. Die schädlichen Bestandteile werden durch einen Kraftstoff gereinigt, der von einem Kraftstoffzugabeventil in die Abgasleitung zugesetzt wird.
Ein NO_x-Katalysator, ein Dieselteilchenfilter (DPF) oder Ähnliches sind als Abgasbehandlungsvorrichtung vorgesehen. Der NO_x-Katalysator entfernt NO_x aus dem Abgas und das DPF entfernt Feinteilchen aus dem Abgas.
Bei einem üblichen Abgasreinigungssystem können Fremdmaterialien in einem Gleitteil des Kraftstoffzugabeventils haften bleiben oder eingefangen werden, so dass Stillstand oder defektes Gleiten des Gleitteils auftreten kann. Alternativ dazu können elektrische Fehlfunktionen des Kraftstoffzugabeventils zu einem ständig offenen Zustand oder ständig geschlossenen Zustand führen und eine angemessene Kraftstoffmenge kann von dem Kraftstoffzugabeventil nicht in die Abgasleitung zugesetzt werden.
Wenn zum Beispiel das Kraftstoffzugabeventil nicht den Befehl erhält, Kraftstoff zuzugeben, und nicht zur Öffnung gesteuert wird, kann der Kraftstoff von dem Kraftstoffzugabeventil in die Abgasleitung zugegeben werden, wenn dieses in einem offenen oder teilweise offenen Zustand blockiert ist. Wenn im Gegensatz dazu das Kraftstoffzugabeventil angewiesen wird, Kraftstoff zu einem festgesetzten Zeitpunkt zuzugeben, um die schädlichen Bestandteile, die von der Abgasreinigungsvorrichtung entfernt werden, zu reinigen, kann es auftreten, dass der Kraftstoff von dem Kraftstoffzugabeventil nicht in die Abgasleitung zugesetzt wird, die Kraftstoffzugabemenge kann viel geringer sein als die angewiesene Kraftstoffzugabemenge oder die Kraftstoffzugabemenge kann viel größer sein als die angewiesene Kraftstoffzugabemenge, wenn das Ventil in einem geschlossenen oder teilweise geschlossenen Zustand blockiert ist.
Wenn die angemessene Kraftstoffmenge nicht in die Abgasleitung zugegeben werden kann, können die schädlichen Bestandteile, die von der Abgasbehandlungsvorrichtung nicht entfernt werden können, ohne Reinigung abgelassen werden, oder unverbrannter Kraftstoff kann zusammen mit dem Abgas abgelassen werden.
Angesichts der oben beschriebenen Schwierigkeit ist es eine Aufgabe, eine Steuerungsvorrichtung zur Abgasreinigung und ein Abgasreinigungssystem, das diese verwendet, zu schaffen, die das Vorliegen oder Fehlen von Anomalien des Kraftstoffzugabeventils, das zur Zugabe von Kraftstoff in die Abgasleitung konfiguriert ist, bestimmt.
Gemäß einem Aspekt umfasst eine Steuerungsvorrichtung zur Abgasreinigung für ein Abgasreinigungssystem, das eine Abgasbehandlungsvorrichtung in einer Auslassleitung einer Verbrennungskraftmaschine und ein Kraftstoffzugabeventil besitzt, eine Vorrichtung zur Ermittlung des aktuellen A/F-Verhältnisses zur Ermittlung eines aktuellen A/F-Verhältnisses auf der Grundlage eines Ausgangssignals eines Sensors für das A/F-Verhältnis, der in Strömungsrichtung unterhalb des Kraftstoffzugabeventils angeordnet ist; eine Berechnungsvorrichtung für ein geschätztes A/F-Verhältnis zur Berechnung eines geschätzten (berechneten) A/F-Verhältnisses auf der Grundlage einer Kraftstoffmenge, die von einem Kraftstoffeinspritzventil in die Verbrennungskraftmaschine eingespritzt wird, einer Kraftstoffmenge, die von dem Kraftstoffzugabeventil in die Auslassleitung zugesetzt wird, und einer Einlassluftmenge, die der Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird; eine Steuerungsvorrichtung für das Zugabeventil zur Anweisung des Kraftstoffzugabeventils, Kraftstoff in die Auslassleitung zuzusetzen; und eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Anomalie des Zugabeventils zur Bestimmung, ob das Kraftstoffzugabeventil anomal ist, basierend auf dem aktuellen A/F-Verhältnis und dem geschätzten (berechneten) A/F-Verhältnis.
In der obigen Konfiguration kann die Steuerungsvorrichtung zur Abgasreinigung das Vorliegen oder Fehlen von Anomalien des Kraftstoffzugabeventils bestimmen.
Die oben genannten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die mit Bezug auf die begleitenden Figuren gemacht wird, weiter ersichtlich. In den Figuren bedeuten:
1 ein Blockdiagramm, das eine Abgasreinigungssystem gemäß einer Ausführungsform darstellt;
2 ein Diagramm, das eine Anomaliebestimmungsroutine 1 in einem nicht angetriebenen Zustand eines Kraftstoffzugabeventils zeigt;
3 ein Diagramm, das eine Anomaliebestimmungsroutine 1 in einem angetriebenen Zustand des Kraftstoffzugabeventils zeigt;
4 ein Diagramm, das eine Anomaliebestimmungsroutine 2 in dem nicht angetriebenen Zustand des Kraftstoffzugabeventils zeigt;
5 ein Diagramm, das eine Anomaliebestimmungsroutine 2 in dem angetriebenen Zustand des Kraftstoffzugabeventils zeigt;
6 ein Diagramm, das eine Anomaliebestimmungsroutine 3 in dem nicht angetriebenen Zustand des Kraftstoffzugabeventils zeigt;
7 ein Diagramm, das eine Anomaliebestimmungsroutine 3 in dem angetriebenen Zustand des Kraftstoffzugabeventils zeigt;
8 ein Diagramm, das eine Anomaliebestimmungsroutine 4 in dem nicht angetriebenen Zustand des Kraftstoffzugabeventils zeigt; und
9 ein Diagramm, das eine Anomaliebestimmungsroutine 4 in dem angetriebenen Zustand des Kraftstoffzugabeventils zeigt;
(Erste Ausführungsform)
Im Folgenden wird eine Ausführungsform mit Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Ein Abgasreinigungssystem gemäß einer vorliegenden Ausführungsform wird in 1 gezeigt. Ein Abgasreinigungssystem 100 einer Ausführungsform ist ein System zum Reinigen von Abgas, das von einer Dieselmaschine 10 in eine Auslassleitung 200 abgegeben wird. Im Folgenden wird die Dieselmaschine auch als „eine Maschine” bezeichnet. Die detaillierte Erklärung des Abgasreinigungssystems 100 wird unten beschrieben.
Ein Einlassfilter 12, ein Lader 14, ein Zwischenkühler 18, ein Drosselventil 20, eine Abgasrückführungsventil (EGR) 22 sind in einer Einlassleitung 202 zur Einleitung von Luft in eine Verbrennungskammer 204 der Maschine 10 vorgesehen. Die Einleitung einer Ladung von dem Lader 14 wird durch ein Bypassventil 16 gesteuert.
Eine Hochdruckpumpe 30 als Kraftstoffversorgungspumpe setzt einen in eine Druckkammer aus einem Kraftstofftank 32 mittels der hin- und hergehenden Bewegung eines Kolbens eingefüllten Kraftstoff unter Druck. Die Kraftstoffmenge, die von der Hochdruckpumpe 30 entnommen wird, wird durch ein Dosierventil gesteuert, das die Kraftstoffmenge steuert, die in die Hochdruckpumpe 30 eingeleitet wird. Das Dosierventil ist in der Figur nicht dargestellt.
Der Ausstoß von unter Druck gesetztem Kraftstoff von der Hochdruckpumpe 30 wird in einer gemeinsamen Druckleitung 34 bei einem vorbestimmten Hochdruck, der von der Betriebsbedingung der Maschine 10 abhängt, gelagert. Druck in einer Kontrollkammer wird so gesteuert, dass ein Kraftstoffeinspritzventil 36 das Öffnen und Schließen einer Einspritzöffnung durch eine Ventilnadel steuert. Mehrere Kraftstoffeinspritzventile 36 sind in jedem Zylinder angeordnet und spritzen den Kraftstoff, der bei hohem Druck in der gemeinsamen Druckleitung 34 gelagert wird, in jeden Zylinder. Bei einem Verbrennungszyklus der Dieselmaschine 10 führt das Kraftstoffeinspritzventil 36 mehrstufige Einspritzungen einschließlich einer Piloteinspritzung und einer Nacheinspritzung oder Ähnlichem durch, vor oder nach einer Haupteinspritzung, welche die Hauptdrehkraft erzeugt.
Ein Sensor 40 für die Menge an Einlassluft, ein Sensor 42 für die Temperatur der Einlassluft und ein Sensor 44 für den Druck der Einlassluft ermitteln die Menge, die Temperatur und den Druck der Einlassluft, die von der Einlassleitung 202 in die Verbrennungskammer 204 eingeleitet wird. Ein Drucksensor 46 ermittelt den Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Druckleitung 34.
Das Abgasreinigungssystem 100 umfasst einen Oxidationskatalysator 110, einen NO_x-Katalysator 12, ein DPF 114, ein Kraftstoffzugabeventil 120, Sensoren 130, 132, 134 für die Temperatur der Auslassluft, einen Sensor 136 für das A/F-Verhältnis, einen Differenzialdrucksensor 138 und eine elektronische Steuerungseinheit (ECU) 140.
Ein wabenförmiger Körper ergibt einen Träger für einen Oxidationskatalysator 110, wie z. B. Platin. Der Oxidationskatalysator 110 oxidiert schädliche Bestandteile in dem Abgas, wie z. B. Kohlenwasserstoff und Kohlenmonoxid, so dass das Abgas gereinigt ist. Der wabenförmige Körper ergibt weiterhin einen Träger für ein NO_x-Absorptionsmaterial für den NO_x-Katalysator 112. Der NO_x-Katalysator 112 absorbiert NO_x in dem Abgas und entfernt NO_x aus dem Abgas. Das NO_x, das in dem NO_x-Katalysator 112 absorbiert ist, wird von dem Kraftstoff, der von dem Kraftstoffzugabeventil 120 zugegeben wird, zur Reinigung des Abgases reduziert.
Das DPF 114 enthält einen wabenförmigen Körper aus porösen Keramiken. Die Einlassabschnitte und Auslassabschnitte der Abgasleitungen, die entlang der Fließrichtung der Auslassluft in dem wabenförmigen Körper des DPF 114 gebildet werden, werden alternativ geschlossen. Feinteilchen in dem Abgas werden von den Abgasleitungen, in denen Einlassabschnitte nicht verschlossen sind und die Auslassabschnitte verschlossen sind, abgezogen. Dann werden die Feinteilchen in feinen Poren von Trennwänden des wabenförmigen Körpers, die die Abgasleitungen bilden, wenn das Abgas durch die Trennwände strömt, eingefangen. Das Abgas strömt von den Abgasleitungen, in denen die Einlassabschnitte verschlossen sind und die Auslassabschnitte nicht verschlossen sind, heraus.
Das Kraftstoffzugabeventil 120 ist ein Magnetventil und ist in Strömungsrichtung oberhalb des Oxidationskatalysators 110 angeordnet. Das Kraftstoffzugabeventil 120 gibt von der Hochdruckpumpe 30 unter Druck gesetzten Kraftstoff durch Einspritzen in die Abgasleitung 200 oberhalb des Oxidationskatalysators 110. Der von dem Kraftstoffzugabeventil 120 zugegebene Kraftstoff verringert (reduziert) in dem NO_x-Katalysator 112 absorbiertes NO_x.
Der Sensor 130 für die Temperatur der Auslassluft ist zwischen dem Lader 14 und dem Oxidationskatalysator 110 angeordnet, der Sensor 132 für die Temperatur der Auslassluft ist zwischen dem Oxidationskatalysator 110 und dem NO_x-Katalysator 112 angeordnet, und der Sensor 134 für die Temperatur der Auslassluft ist in Strömungsrichtung unterhalb des DPF 114 angeordnet. Die Sensoren 130, 132, 134 für die Temperatur der Auslassluft ermitteln die Temperatur der Auslassluft in der Auslassleitung 200. Der A/F-Sensor 136 gibt ein lineares Signal ab, das der Sauerstoffkonzentration in dem Abgas entspricht, und ist in Strömungsrichtung unterhalb des DPF 114 angeordnet. Der Differenzialdrucksensor 138 ermittelt die Druckdifferenz zwischen der stromaufwärts befindlichen Seite und der stromabwärts befindlichen Seite des DPF 114.
Es versteht sich, dass die ECU 140 als Steuerungsvorrichtung zur Abgasreinigung mit einer CPU, einem RAM, einem ROM und einem Flash-Memory versehen ist, welche in den Figuren nicht dargestellt sind. Die ECU 140 bestimmt den Betriebszustand der Maschine 10 in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der oben beschriebenen Sensoren und steuert die Operationen des Bypassventils 16 des Laders 14, des Drosselventils 20, des EGR-Ventils 22, des Dosierventils der Hochdruckpumpe 30, des Kraftstoffeinspritzventils 36 und des Kraftstoffzugabeventils 120 in Abhängigkeit von dem Betriebszustand der Maschine 10.
Zum Beispiel steuert die ECU 140 die Einspritzzeit und die Einspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils 36 und das Einspritzmuster der mehrstufigen Einspritzungen in Abhängigkeit von dem Betriebszustand der Maschine 10. Die ECU 140 treibt das Kraftstoffzugabeventil 120 an, um die Kraftstoffzugabe von dem Kraftstoffzugabeventil 120 in die Auslassleitung 200 zu steuern.
Die ECU 140 kann auf der Grundlage von Steuerungsprogrammen, die in einer Speichervorrichtung, wie z. B. dem ROM und dem Flash-Memory der ECU 140, gespeichert sind, als unten beschriebene verschiedene Vorrichtungen wirken.
Wenn sie als Vorrichtung zur Ermittlung der Zugabezeit wirkt, berechnet die ECU 140 die Menge an NO_x, das in dem NOx-Katalysator 112 absorbiert ist, in Abhängigkeit von der Betriebsvergangenheit der Maschine 10 oder von einer Laufentfernung eines Fahrzeugs. Wenn die Menge an NO_x einen vorbestimmten Wert erreicht, wie z. B. bei Erreichen oder Annäherung an einen annehmbaren Wert, bestimmt die ECU 140 eine Zeit, die mit der Zugabe des Kraftstoffs von dem Kraftstoffzugabeventil 120 zur Reduzierung des NO_x, das in dem NO_x-Katalysator absorbiert ist, verbunden ist
In ihrer Funktion als Steuerungsvorrichtung für das Zugabeventil steuert die ECU 140 das Kraftstoffzugabeventil 120 in Verbindung mit einer Anweisung zur Zugabe von Kraftstoff in die Auslassleitung 200, wenn die Vorrichtung zur Ermittlung der Zugabezeit als Zeitpunkt zur Reduzierung des NO_x, das in dem NO_x-Katalysator 112 absorbiert ist, bestimmt.
Die Menge an Kraftstoff, die durch die Tätigkeit des Kraftstoffzugabeventils 120 in Verbindung mit der Anweisung der ECU 140 zugegeben werden soll, kann eine konstante feste Menge sein oder kann sich in Abhängigkeit von der Menge an NO_x, das in dem NO_x-Katalysator 112 absorbiert ist, ändern.
In ihrer Funktion als Ermittlungsvorrichtung für ein aktuelles A/F-Verhältnis ermittelt die ECU 140 ein aktuelles A/F-Verhältnis, das durch die Menge an in die Maschine 10 eingelassener Einlassluft, die Menge an von dem Kraftstoffeinspritzventil 36 eingespritztem Kraftstoff und die Menge an von dem Kraftstoffzugabeventil 120 zugegebenem Kraftstoff bestimmt werden kann, in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des A/F-Sensors 136.
In ihrer Funktion als Berechnungsvorrichtung für ein geschätztes (berechnetes) A/F-Verhältnis berechnet die ECU 140 ein geschätztes (berechnetes) A/F-Verhältnis auf der Grundlage der Menge an Einlassluft, die von dem Ausgangssignal des Sensors 40 für die Menge an Einlassluft ermittelt wird, der Menge an Kraftstoffeinspritzung, die durch das Kraftstoffeinspritzventil 36 eingespritzt werden soll, und der Kraftstoffzugabemenge, die durch das Kraftstoffzugabeventil 120 zugegeben werden soll. Wenn das Kraftstoffzugabeventil 120 nicht angewiesen wird, Kraftstoff zuzugeben, wird die angewiesene Menge an zuzugebendem Kraftstoff für den Zweck der Berechnung des geschätzten (berechneten) A/F-Verhältnisses null.
In ihrer Funktion als Vorrichtung zur Bestimmung der Anomalie des A/F-Sensors bestimmt die ECU 140, dass der A/F-Sensor 136 anomal ist, wenn das Ausgangssignal des A/F-Sensors 136 sich nicht ändert und zum Beispiel auf ein hohes oder tiefes Niveau fixiert ist.
In ihrer Funktion als Vorrichtung zur Bestimmung der Anomalie des Zugabeventils bestimmt die ECU 140, ob die Menge an aufgrund der Anweisung zuzugebendem Kraftstoff tatsächlich von dem Kraftstoffzugabeventil 120 der Auslassleitung 200 zugesetzt ist, auf der Grundlage der Differenz zwischen dem aktuellen A/F-Verhältnis, das durch die Vorrichtung zur Ermittlung des aktuellen A/F-Verhältnisses ermittelt wird, und dem geschätzten (berechneten) A/F-Verhältnis, das durch die Vorrichtung zur Berechnung des geschätzten (berechneten) A/F-Verhältnisses berechnet wird, und bestimmt, ob das Kraftstoffzugabeventil 120 anomal ist.
Im Folgenden wird die Bestimmung der Anomalie durch die ECU 140 hinsichtlich des Kraftstoffzugabeventils 120 im Nichtbetriebszustand und Betriebszustand des Kraftstoffzugabeventils 120 beschrieben. Der Nichtbetriebszustand bedeutet, dass die ECU 140 keinen Befehl zur Zugabe von Kraftstoff an das Kraftstoffzugabeventil 120 gibt, und der Betriebszustand bedeutet, dass die ECU 140 einen Befehl zur Zugabe von Kraftstoff an das Kraftstoffzugabeventil 120 gibt.
Wenn im Nichtbetriebszustand des Kraftstoffzugabeventils 120 das Kraftstoffzugabeventil 120 normal ist, wird kein Kraftstoff von dem Kraftstoffzugabeventil 120 in die Auslassleitung 200 gegeben. Daher wird, wie oben beschrieben, die angewiesene Kraftstoffzugabemenge bezüglich des Kraftstoffzugabeventils 120 bei der Berechnung des geschätzten (berechneten) NF-Verhältnisses null.
Wenn daher das Kraftstoffzugabeventil 120 normal ist und in dem Nichtbetriebszustand geschlossen ist, wird das von der ECU 140 ermittelte aktuelle A/F-Verhältnis auf der Grundlage des Ausgangssignals des A/F-Sensors 136 ein Wert, der dem Fall entspricht, dass die Kraftstoffzugabemenge null ist. Daher fällt bezüglich Fehlern bei dem Sensor 40 für die Menge an Einlassluft, dem A/F-Sensor 136 oder anderen Sensoren das aktuelle A/F-Verhältnis in einen vorbestimmten Bereich, bezogen auf das geschätzte A/F-Verhältnis.
Trotz des Nichtbetriebszustands öffnet das Kraftstoffzugabeventil 120 und gibt Kraftstoff zu, wenn die mechanische Anomalie, wie z. B. die Fixierung, oder die elektrische Anomalie auftritt. Dadurch fällt das von der ECU 140 auf der Grundlage des Ausgangssignals des A/F-Sensors 136 ermittelte aktuelle A/F-Verhältnis außerhalb des vorbestimmten Bereichs.
Daher kann die ECU 140 in dem Nichtbetriebszustand des Kraftstoffzugabeventils 120 bestimmen, ob eine Öffnungsanomalie auftritt, bei der das Kraftstoffzugabeventil 120 öffnet und Kraftstoff zugibt, obwohl es im Nichtbetriebszustand ist, basierend auf dem aktuellen A/F-Verhältnis und dem geschätzten (berechneten) A/F-Verhältnis.
Während des Normalbetriebs wird in dem Betriebszustand des Kraftstoffzugabeventils 120 die Menge an Kraftstoff, die mit der Anweisung verbunden ist, von dem Kraftstoffzugabeventil 120 in die Abgasleitung 200 zugegeben, um das in dem NO_x-Katalysator 112 absorbierte NO_x zu reduzieren.
Wenn daher das Kraftstoffzugabeventil 120 normal ist und im Betriebszustand Kraftstoff der angewiesenen Zugabemenge zusetzt, entspricht der Wert des aktuellen A/F-Verhältnisses, das von der ECU 140 auf der Grundlage des Ausgangssignals des A/F-Sensors 136 ermittelt wird, einer Kraftstoffzugabemenge von dem Kraftstoffzugabeventil 120 gleich der angewiesenen Kraftstoffzugabemenge. Daher fällt bezüglich Fehlern oder Ähnlichem der Wert des aktuellen A/F-Verhältnisses in einen vorbestimmten Bereich, bezogen auf das geschätzte A/F-Verhältnis.
Wenn jedoch eine mechanische Anomalie auftritt, die zum Beispiel bewirkt, dass das Ventil hängt, was zu fehlerhaftem Gleiten führt, oder eine elektrische Anomalie in dem Kraftstoffzugabeventil 120 auftritt, tritt eine anomale Kraftstoffzugabe auf, bei der das Kraftstoffzugabeventil 120 in geschlossener Stellung blockiert ist und keinen Kraftstoff zugibt, obwohl es im Betriebszustand ist, oder das Kraftstoffzugabeventil 120 teilweise öffnet und Kraftstoff zugibt, die Kraftstoffzugabemenge jedoch zu gering ist. Daher fällt das aktuelle A/F-Verhältnis, das von der ECU 140 auf der Grundlage des Ausgangssignals des A/F-Sensors 136 ermittelt wird, außerhalb des vorbestimmten Bereichs, bezogen auf das geschätzte A/F-Verhältnis.
Wenn ferner eine mechanische Anomalie, wie z. B. ein Blockieren oder eine elektrische Anomalie in dem Kraftstoffzugabeventil 120 auftritt, öffnet das Kraftstoffzugabeventil 120 und gibt Kraftstoff zu in Verbindung mit einem Befehl zur Zugabe von Kraftstoff, jedoch ist die Kraftstoffzugabemenge wegen der Öffnungsanomalie zu groß. Daher fällt das aktuelle A/F-Verhältnis, das von der ECU 140 auf der Grundlage des Ausgangssignals des A/F-Sensors 136 ermittelt wird, außerhalb des vorbestimmten Bereiches, bezogen auf das geschätzte A/F-Verhältnis.
Daher kann im Betriebszustand des Kraftstoffzugabeventils 120 die ECU 140 bestimmen, ob eine Schließanomalie existiert, bei der das Kraftstoffzugabeventil 120 schließt und keinen Kraftstoff zugibt, obwohl es im Betriebszustand ist, und die Kraftstoffzugabemenge zu gering ist, oder ob eine Öffnungsanomalie existiert, bei der das Kraftstoffzugabeventil 120 Kraftstoff zugibt, jedoch die Kraftstoffzugabemenge zu hoch ist.
In dem Fall, dass in dem DPF 114 eingefangene Feinteilchen durch die Nacheinspritzung des Kraftstoffzueinspritzventils 36 verbrannt werden, um das DPF 114 zu regenerieren, ist es schwierig zu bestimmen, ob die Anomalie, die das Fallen des aktuellen A/F-Verhältnisses außerhalb des vorbestimmten Bereiches bewirkt, aus der Nacheinspritzung oder dem Kraftstoffzugabeventil 120 während der Nacheinspritzung resultiert.
Wenn daher das Kraftstoffeinspritzventil 36 die Nacheinspritzung durchführt, um das DPF 114 zu regenerieren, beendet die ECU 140 die Bestimmung der Anomalie hinsichtlich des Kraftstoffzugabeventils 120. Daher kann die ECU 140 davor geschützt werden, eine falsche Bestimmung zu machen, ob das Kraftstoffzugabeventil 120 anomal ist, bezogen auf das aktuelle NF-Verhältnis und das geschätzte A/F-Verhältnis während der Nacheinspritzung durch das Kraftstoffeinspritzventil 36.
Ferner beendet die ECU 140 die Bestimmung der Anomalie mit Bezug auf das Kraftstoffzugabeventil 120, wenn der A/F-Sensor 136 anomal ist. Daher kann die ECU 140 davor geschützt werden, eine falsche Bestimmung zu machen, ob das Kraftstoffzugabeventil 120 anomal ist, bezogen auf das aktuelle A/F-Verhältnis, das auf der Grundlage eines falschen Ausgangssignals des A/F-Sensors 136 ermittelt wird, und das geschätzte A/F-Verhältnis.
Wenn der A/F-Sensor 136 normal ist, steuert die ECU 140 die angewiesene Kraftstoffzugabemenge mit Bezug auf das Kraftstoffzugabeventil 120 auf der Grundlage des aktuellen A/F-Verhältnisses, das von dem Ausgangssignal des A/F-Sensors 136 ermittelt wird.
Als Nächstes wird die Bestimmung der Anomalie mit Bezug auf das Kraftstoffzugabeventil 120 in dem Abgasreinigungssystem 100 mit Bezug auf die in 2 bis 9 gezeigten Anomaliebestimmungsroutinen beschrieben.
In den Routinen in 2 bis 9 wird eine Routine für den Nichtbetriebszustand regulär in einem vorbestimmten Laufabstand ausgeführt. Alternativ wird die Routine ausgeführt, bevor das Kraftstoffzugabeventil 120 angewiesen wird, Kraftstoff zuzugeben, wenn die ECU 140 bestimmt, dass die in dem NO_x-Katalysator 112 absorbierte Menge an NO_x einen vorbestimmten Wert erreicht, basierend auf der Laufentfernung oder der Betriebshistorie.
In den Routinen in 2 bis 9 wird eine Routine für den Betriebszustand ausgeführt, wenn das Kraftstoffzugabeventil 120 angewiesen wird, Kraftstoff zuzugeben, wie z. B. wenn die ECU 140 bestimmt, dass die in dem NO_x-Katalysator 112 absorbierte Menge an NO_x einen vorbestimmten Wert erreicht, basierend auf der Laufentfernung oder der Betriebshistorie.
2 zeigt eine Anomaliebestimmungsroutine 1 im Nichtbetriebszustand des Kraftstoffzugabeventils 120. Die ECU 140 bestimmt bei S300, ob das Kraftstoffzugabeventil 120 betätigt ist. Wenn das Kraftstoffzugabeventil 120 betätigt ist, entsprechend „JA” bei S300, beendet die ECU 140 die Routine.
Wenn das Kraftstoffzugabeventil 120 nicht betätigt ist, entsprechend „NEIN” bei S300, berechnet die ECU 140 das geschätzte A/F-Verhältnis bei S302 auf der Grundlage der Menge an Einlassluft, die von dem Ausgangssignal des Sensors 40 für die Menge der Einlassluft ermittelt wird, der Menge an Kraftstoffeinspritzung, die mit einem Befehl an das Kraftstoffeinspritzventil 36 verbunden ist, und der Kraftstoffzugabemenge, die mit einer Anweisung an das Kraftstoffzugabeventil 120 verbunden ist.
Die ECU 140 ermittelt das aktuelle A/F-Verhältnis auf der Grundlage des Ausgangssignals des A/F-Sensors 136 bei S304. Die ECU 140 bestimmt bei S306, ob eine Differenz D1 zwischen dem geschätzten (berechneten) A/F-Verhältnis und dem aktuellen A/F-Verhältnis größer ist als eine angewandte Konstante A, die im Voraus in Anbetracht von Fehlern der jeweiligen Sensoren festgesetzt wird.
Wenn die Differenz D1 gleich oder kleiner ist als die angewandte Konstante A, entsprechend „NEIN” bei S306, bestimmt die ECU 140, dass das Kraftstoffzugabeventil 120 nicht Kraftstoff in dem Nichtbetriebszustand zugibt und das Kraftstoffzugabeventil 120 normal ist.
Wenn das Kraftstoffzugabeventil 120 normal ist, betätigt die ECU 140 das Kraftstoffzugabeventil 120 während einer vorbestimmten Zeit, um Kraftstoff in die Auslassleitung 200 zuzugeben. Dann reduziert der Kraftstoff NO_x, das in dem NO_x-Katalysator 112 absorbiert ist, so dass NO_x gereinigt wird.
Wenn die Differenz D1 größer ist als die angewandte Konstante A, entsprechend „JA” bei S306, ist das aktuelle A/F-Verhältnis kleiner als das geschätzte A/F-Verhältnis, das heißt, die durch das aktuelle A/F-Verhältnis gezeigte Kraftstoffmenge ist größer als die durch das geschätzte A/F-Verhältnis gezeigte Kraftstoffmenge. Daher bestimmt die ECU 140 bei S310, dass das Kraftstoffzugabeventil 120 eine Öffnungsanomalie dahingehend erleidet, dass das Kraftstoffzugabeventil 120 fortfährt, Kraftstoff zuzugeben, obwohl es im Nichtbetriebszustand ist.
Wenn das Kraftstoffzugabeventil 120 als anomal bestimmt wird, stoppt die ECU 140 den Betrieb des Kraftstoffzugabeventils 120 selbst bei der vorbestimmten Zeit und erzeugt eine Information bezüglich des Vorliegens der Anomalie des Kraftstoffzugabeventils 120 durch Betätigung eines Warnlichts, eines Warntons, eines Warndisplays oder Ähnlichem.
3 zeigt eine Anomaliebestimmungsroutine 1 in dem Betriebszustand des Kraftstoffzugabeventils 120. Die ECU 140 bestimmt bei S320, ob das Kraftstoffzugabeventil 120 nicht in Betrieb ist. Wenn das Kraftstoffzugabeventil 120 nicht in Betrieb ist, entsprechend „JA” bei S320, beendet die ECU 140 die Routine.
Wenn das Kraftstoffzugabeventil 120 in Betrieb ist, entsprechend „NEIN” bei S320, berechnet die ECU 140 das geschätzte A/F-Verhältnis bei S322 auf der Grundlage der Menge an Einlassluft, die von dem Ausgangssignal des Sensors 40 für die Menge an Einlassluft ermittelt wird, der Menge an Kraftstoffeinspritzung, die in Zusammenhang mit einem Befehl an das Kraftstoffeinspritzventil 36 geliefert wird, und der Kraftstoffzugabemenge, die in Zusammenhang mit einem Befehl an das Kraftstoffzugabeventil 120 geliefert wird.
Die ECU 140 ermittelt das aktuelle A/F-Verhältnis auf der Grundlage des Ausgangssignals des A/F-Sensors 136 bei S324. Die ECU 140 bestimmt bei S326, ob eine Differenz D2 zwischen dem aktuellen A/F-Verhältnis und dem geschätzten (berechneten) A/F-Verhältnis größer ist als eine angewandte Konstante B, die im Voraus in Anbetracht von Fehlern der jeweiligen Sensoren festgesetzt wird.
Wenn die Differenz D2 größer ist als die angewandte Konstante B, entsprechend „JA” bei S326, ist das aktuelle A/F-Verhältnis größer als das geschätzte A/F-Verhältnis, das heißt, die durch das aktuelle A/F-Verhältnis gezeigte Kraftstoffmenge ist kleiner als die durch das geschätzte A/F-Verhältnis gezeigte Kraftstoffmenge. Als Ergebnis bestimmt die ECU 140 bei S328, dass das Kraftstoffzugabeventil 120 eine Schließanomalie dahingehend erleidet, dass das Kraftstoffzugabeventil 120 schließt und keinen Kraftstoff zugibt, obwohl es im Betriebszustand ist, oder dass das Kraftstoffzugabeventil 120 teilweise öffnet und Kraftstoff zugibt, die Kraftstoffzugabemenge jedoch zu gering ist.
Wenn die Differenz D2 gleich oder kleiner ist als die angewandte Konstante B, entsprechend „NEIN” bei S326, bestimmt die ECU 140 bei S330, ob die Differenz D1 zwischen dem geschätzten (berechneten) A/F-Verhältnis und dem aktuellen A/F-Verhältnis größer ist als eine angewandte Konstante C.
Wenn die Differenz D1 gleich oder kleiner ist als die angewandte Konstante C, entsprechend „NEIN” bei S330, bestimmt die ECU 140 bei S332, dass das Kraftstoffzugabeventil 120 die angewiesene Kraftstoffzugabemenge in dem Betriebszustand zugibt und das Kraftstoffzugabeventil 120 normal ist.
Wenn die Differenz D1 größer ist als die angewandte Konstante C, entsprechend „JA” bei S330, ist das aktuelle A/F-Verhältnis kleiner als das geschätzte A/F-Verhältnis, das heißt, die durch das aktuelle A/F-Verhältnis gezeigte Kraftstoffmenge ist größer als die durch das geschätzte A/F-Verhältnis gezeigte Kraftstoffmenge. Daher bestimmt die ECU 140 bei S334, dass das Kraftstoffzugabeventil 120 eine Öffnungsanomalie dahingehend erleidet, dass die von dem Kraftstoffzugabeventil 120 zugegebene Kraftstoffzugabemenge größer ist als die angewiesene Kraftstoffzugabemenge.
Wenn das Kraftstoffzugabeventil 120 eine Öffnungsanomalie oder eine Schließanomalie erleidet, stoppt die ECU 140 den Betrieb des Kraftstoffzugabeventils 120 selbst bei der vorbestimmten Zeit und liefert Information bezüglich des Vorliegens der Anomalie des Kraftstoffzugabeventils 120 durch Betätigung eines Warnlichts, eines Warntons, eines Warndisplays oder Ähnlichem.
4 zeigt eine Anomaliebestimmungsroutine 2 in dem Nichtbetriebszustand des Kraftstoffzugabeventils 120. Die ECU 140 bestimmt bei S340, ob der A/F-Sensor 136 anomal ist oder ob das Kraftstoffzugabeventil 120 in Betrieb ist.
Wenn der A/F-Sensor 136 anomal ist oder das Kraftstoffzugabeventil 120 in Betrieb ist, entsprechend „JA” bei S340, beendet die ECU 140 die Routine. Wenn der A/F-Sensor 136 normal ist und das Kraftstoffzugabeventil 120 nicht in Betrieb ist, entsprechend „NEIN” bei S340, führt die ECU 140 S342 bis S350 aus. Da S342 bis S350 im Wesentlichen dieselben sind wie S302 bis S310 in 2, wird ihre Beschreibung der Einfachheit halber ausgelassen.
Jedoch ist es erwünscht, dass eine angewandte Konstante D, die verwendet wird, wenn die Differenz D1 bei S346 bestimmt wird, kleiner festgesetzt wird als die angewandte Konstante A bei S306 in 2 wegen verstärkter Zuverlässigkeit. Zum Beispiel ist durch Festsetzen einer kleineren Konstante D als A in der Routine, die nicht die Anomalie des A/F-Sensors 136 in 2 bestimmt, und in der Routine, die die Anomalie des A/F-Sensors 136 in 4 bestimmt, die Zuverlässigkeit des Werts des aktuellen A/F-Verhältnisses in der Routine der 4 größer als diejenige von 2.
5 zeigt die Anomaliebestimmungsroutine 2 für einen Betriebszustand des Kraftstoffzugabeventils 120. Die ECU 140 bestimmt bei S360, ob der A/F-Sensor 136 anomal ist oder ob das Kraftstoffzugabeventil 120 nicht in Betrieb ist.
Wenn der A/F-Sensor 136 anomal ist oder das Kraftstoffzugabeventil 120 nicht in Betrieb ist, entsprechend „JA” bei S360, beendet die ECU 140 die Routine. Wenn der A/F-Sensor normal ist und das Kraftstoffzugabeventil 120 in Betrieb ist, entsprechend „NEIN” bei S360, führt die ECU 140 S362 bis S374 aus. Weil S362 bis S374 im Wesentlichen dieselben sind wie S322 bis S334 in 3, wird ihre Beschreibung der Einfachheit halber ausgelassen.
Jedoch ist es erwünscht, dass eine angewandte Konstante E, die verwendet wird, wenn die Differenz D2 bei S366 bestimmt wird, kleiner festgesetzt wird als die angewandte Konstante B bei S326 in 3. Zusätzlich ist es erwünscht, dass eine angewandte Konstante F, die verwendet wird, wenn die Differenz D1 bei S370 bestimmt wird, kleiner festgesetzt wird als die angewandte Konstante C bei S330 in 3 wegen der Zuverlässigkeit. Durch Festsetzen der Konstanten, wie oben erwähnt, in der Routine, die nicht die Anomalie des A/F-Sensors 136 in 3 bestimmt, und in der Routine, die die Anomalie des A/F-Sensors 136 in 5 bestimmt, ist die Zuverlässigkeit des Werts des aktuellen A/F-Verhältnisses in der Routine der 5 höher als diejenige der 3.
6 zeigt die Anomaliebestimmungsroutine 3 im Nichtbetriebszustand des Kraftstoffzugabeventils 120. Die ECU 140 bestimmt bei S380, ob das DPF 114 durch die Nacheinspritzung regeneriert wird oder ob das Kraftstoffzugabeventil 120 in Betrieb ist.
Wenn das DPF 114 durch die Nacheinspritzung regeneriert wird oder das Kraftstoffzugabeventil 120 in Betrieb ist, entsprechend „JA” bei S380, beendet die ECU 140 die Routine. Wenn das DPF 114 nicht regeneriert wird und das Kraftstoffzugabeventil 120 nicht in Betrieb ist, entsprechend „NEIN” bei S380, führt die ECU 140 S382 bis S390 aus. Da S382 bis S390 im Wesentlichen dieselben sind wie S302 bis S310 in 2, wird ihre Beschreibung der Einfachheit halber ausgelassen.
Jedoch ist es erwünscht, dass eine angewandte Konstante G, die verwendet wird, wenn die Differenz D1 bei S386 bestimmt wird, kleiner festgesetzt wird als die angewandte Konstante A bei S306 in 2 wegen der Zuverlässigkeit. Zum Beispiel ist durch Festsetzen der Konstanten wie angegeben in der Routine, die nicht bestimmt, ob das DPF 114 in 2 regeneriert wird, und in der Routine, die bestimmt, ob das DPF 114 in 4 regeneriert wird, die Zuverlässigkeit des Werts des geschätzten (berechneten) A/F-Verhältnisses in der Routine der 6 höher als diejenige der 4 aufgrund der Abweichung der Einspritzmenge der Nacheinspritzung zur Regenerierung des DPF 114.
7 zeigt die Anomalienbestimmungsroutine 3 im Betriebszustand des Kraftstoffzugabeventils 120. Die ECU 140 bestimmt bei S400, ob das DPF 114 durch die Nacheinspritzung regeneriert wird oder ob das Kraftstoffzugabeventil 120 nicht in Betrieb ist.
Wenn das DPF 114 durch die Nacheinspritzung regeneriert wird oder das Kraftstoffzugabeventil nicht in Betrieb ist, entsprechend „JA” bei S400, beendet die ECU 140 die Routine. Wenn das DPF 114 nicht regeneriert wird und das Kraftstoffzugabeventil 120 in Betrieb ist, entsprechend „NEIN” bei S400, führt die ECU 140 S402 bis S414 aus. Da S402 bis S414 im Wesentlichen dieselben sind wie S322 bis S334 in 3, wird ihre Beschreibung der Einfachheit halber ausgelassen.
Jedoch ist es erwünscht, dass eine angewandte Konstante H, die verwendet wird, wenn die Differenz D2 bei S406 bestimmt wird, kleiner festgesetzt wird als die angewandte Konstante B bei S326 in 3. Zusätzlich ist es erwünscht, dass eine angewandte Konstante I, die verwendet wird, wenn die Differenz D1 bei S410 bestimmt wird, kleiner festgesetzt wird als die angewandte Konstante C bei S330 in 3 wegen der Zuverlässigkeit. Zum Beispiel ist in der Routine, die nicht bestimmt, ob das DPF 114 in 3 regeneriert wird, und in der Routine, die bestimmt, ob das DPF 114 in 7 regeneriert wird, die Zuverlässigkeit des Werts des geschätzten (berechneten) A/F-Verhältnisses in der Routine der 7 höher als diejenige der 3.
8 zeigt die Anomaliebestimmungsroutine 4 im Nichtbetriebszustand des Kraftstoffzugabeventils 120. Die ECU 140 bestimmt bei S420, ob der A/F-Sensor 136 anomal ist oder ob das Kraftstoffzugabeventil 120 in Betrieb ist.
Wenn der A/F-Sensor 136 anomal ist oder das Kraftstoffzugabeventil 120 in Betrieb ist, entsprechend „JA” bei S420, beendet die ECU 140 die Routine. Wenn der A/F-Sensor 136 normal ist und das Kraftstoffzugabeventil 120 nicht in Betrieb ist, entsprechend „NEIN” bei S420, bestimmt die ECU 140 bei S422, ob das DPF 114 durch die Nacheinspritzung regeneriert wird. Wenn das DPF 114 durch die Nacheinspritzung regeneriert wird, entsprechend „JA” bei S422, beendet die ECU 140 die Routine.
Wenn das DPF 114 nicht regeneriert wird, entsprechend „NEIN” bei S422, führt die ECU 140 S424 bis S432 aus. Da S424 bis S432 im Wesentlichen dieselben sind wie S302 bis S310 in 2, wird ihre Beschreibung der Einfachheit halber weggelassen.
Jedoch ist es erwünscht, dass eine angewandte Konstante J, die verwendet wird, wenn die Differenz D1 bei S428 bestimmt wird, kleiner festgesetzt wird als die angewandte Konstante A bei S306 in 2 wegen der Zuverlässigkeit. Zum Beispiel ist in der Routine, die in 2 nicht die Anomalie des A/F-Sensors 136 bestimmt und ob das DPF 114 regeneriert wird, und in der Routine, die in 8 die Anomalie des A/F-Sensors 136 bestimmt und ob das DPF 114 regeneriert wird, die Zuverlässigkeit des Werts des aktuellen A/F-Verhältnisses und des geschätzten (berechneten) A/F-Verhältnisses in der Routine der 8 höher als diejenige der 2.
9 zeigt die Anomaliebestimmungsroutine 4 im Betriebszustand des Kraftstoffzugabeventils 120. Die ECU 140 bestimmt bei S440, ob der A/F-Sensor 136 anomal ist oder ob das Kraftstoffzugabeventil 120 nicht in Betrieb ist.
Wenn der A/F-Sensor 136 anomal ist oder das Kraftstoffzugabeventil 120 nicht in Betrieb ist, entsprechend „JA” bei S440, beendet die ECU 140 die Routine. Wenn der A/F-Sensor 136 normal ist und das Kraftstoffzugabeventil 120 in Betrieb ist, entsprechend „NEIN” bei S440, bestimmt die ECU 140 bei S442, ob das DPF 114 durch die Nacheinspritzung regeneriert wird. Wenn das DPF 114 durch die Nacheinspritzung regeneriert wird, entsprechend „JA” bei S422, beendet die ECU 140 die Routine.
Wenn das DPF 114 nicht regeneriert wird, entsprechend „NEIN” bei S442, führt die ECU 140 S444 bis S456 aus. Da S444 bis S456 im Wesentlichen dieselben sind wie S322 bis S334 in 3, wird ihre Beschreibung der Einfachheit halber ausgelassen.
Jedoch ist es erwünscht, dass eine angewandte Konstante K, die verwendet wird, wenn die Differenz D2 bei S448 bestimmt wird, kleiner festgesetzt wird als die angewandte Konstante B bei S326 in 3. Zusätzlich ist es erwünscht, dass eine angewandte Konstante L, die verwendet wird, wenn die Differenz D1 bei S452 bestimmt wird, kleiner festgesetzt wird als die angewandte Konstante C bei S330 in 3 wegen der Einfachheit. In der Routine, die in 3 nicht die Anomalie des A/F-Sensors 136 bestimmt und ob das DPF 114 regeneriert wird, und in der Routine, die in 9 die Anomalie des A/F-Sensors 136 bestimmt und ob das DPF 114 regeneriert wird, ist die Zuverlässigkeit des Werts des aktuellen A/F-Verhältnisses und des geschätzten (berechneten) A/F-Verhältnisses in der Routine der 9 höher als diejenige der 3.
Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform ermittelt die ECU 140 im Betriebszustand und im Nichtbetriebszustand des Kraftstoffzugabeventils 120 das aktuelle A/F-Verhältnis aus dem Ausgangssignal des A/F-Sensors 136, berechnet das geschätzte A/F-Verhältnis auf der Grundlage der von dem Ausgangssignal des Sensors 40 für die Menge an Einlassluft ermittelten Menge an Einlassluft, die Menge an Kraftstoffeinspritzung, die durch Anweisung an das Kraftstoffeinspritzventil 36 geliefert wird, und die Kraftstoffzugabemenge, die durch Anweisung an das Kraftstoffzugabeventil 120 geliefert wird, und bestimmt, ob das Kraftstoffzugabeventil 120 normal ist, basierend auf dem aktuellen A/F-Verhältnis und dem geschätzten (berechneten) A/F-Verhältnis
Wenn dadurch das Kraftstoffzugabeventil 120 anomal ist, können geeignete Verfahren, wie z. B. Stoppen des Betriebs des Kraftstoffzugabeventils 120, Warnen vor der Anomalie des Kraftstoffzugabeventils 120 oder Ähnliches, ausgeführt werden.
(Andere Ausführungsformen)
In der oben beschriebenen Ausführungsform werden der Oxidationskatalysator 110, der NO_x-Katalysator 112 und das DPF 114 als Abgasbehandlungsvorrichtung zur Entfernung schädlicher Bestandteile in dem von der Maschine 10 ausgestoßenen Abgas verwendet, und der Kraftstoff wird von dem Kraftstoffzugabeventil 120 zur Reduzierung von NO_x, das in dem NO_x-Katalysator 112 absorbiert ist, eingespritzt.
Zusätzlich kann Kraftstoff von dem Kraftstoffzugabeventil 120 zur Regenerierung des DPF 114 eingespritzt werden. Wenigstens eines von NO_x-Katalysator 112 und DPF 114 kann vorgesehen werden, und der Kraftstoff kann von dem Kraftstoffzugabeventil 120 zur Reduzierung von NO_x, das in dem NO_x-Katalysator 112 absorbiert ist, und/oder zur Regenerierung des DPF 114 eingespritzt werden.
In dem oben beschriebenen Fall können die Anomaliebestimmungsroutinen, die in 2 bis 5 gezeigt sind, angewandt werden.
Die Abgashandlungsvorrichtung kann irgendeinen Aufbau besitzen, solange die Abgasbehandlungsvorrichtung die schädlichen Bestandteile in dem Abgas und die entfernten schädlichen Bestandteile, die durch den von dem Kraftstoffzugabeventil 120 eingespritzten Kraftstoff gereinigt werden, entfernt.
Die Lage des A/F-Sensors 136 ist nicht auf die Strömungsrichtung unterhalb des NO_x-Katalysators 112 und des DPF 114 als Abgasbehandlungsvorrichtung beschränkt, solange der A/F-Sensor 136 in Strömungsrichtung unterhalb des Kraftstoffzugabeventils 120 angeordnet ist. Zum Beispiel kann der A/F-Sensor 136 in Strömungsrichtung oberhalb des NO_x-Katalysators 112 angeordnet sein.
In der obigen Ausführungsform werden die Funktionen der Vorrichtung zur Ermittlung des Zugabezeitpunkts, die Steuerungsvorrichtung für das Zugabeventil, die Vorrichtung zur Ermittlung des aktuellen A/F-Verhältnisses, die Vorrichtung zur Berechnung des geschätzten (berechneten) A/F-Verhältnisses, die Vorrichtung zur Bestimmung der Anomalie des Zugabeventils und die Vorrichtung zur Bestimmung der Anomalie des A/F-Sensors durch die ECU 140 durchgeführt, in der die Funktionen durch die Kontrollprogramme spezifiziert sind. Im Gegensatz dazu kann wenigstens ein Teil der Funktionen der oben beschriebenen Vorrichtungen durch Hardware ausgeführt werden, in der die Funktion durch eine Schaltungskonfiguration spezifiziert ist.
Ferner ist die Verbrennungskraftmaschine nicht auf die Dieselmaschine eingeschränkt. Eine Benzinmaschine, eine Verbrennungskraftmaschine für einen anderen Kraftstoff oder Ähnliches können verwendet werden.
Die Erfindung wurde mit Bezugnahme auf verschiedene beispielhafte Ausführungsformen beschrieben, sie ist jedoch nicht auf die hier diskutierten und beschriebenen Ausführungsformen und Konstruktionen beschränkt. Die Erfindung soll gleichzeitig verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen umfassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2003-172185 A [0002]

Claims

Steuerungsvorrichtung zur Abgasreinigung (140), die in ein Abgasreinigungssystem (100) eingefügt werden kann, das eine Abgasbehandlungsvorrichtung (110, 112, 114), die in einer Auslassleitung (200) einer Verbrennungskraftmaschine (10) angeordnet ist, und ein Kraftstoffzugabeventil (120) umfasst, wobei die Steuerungsvorrichtung zur Abgasreinigung (140) enthält: eine Vorrichtung (140, S304) zur Ermittlung eines aktuellen Luft/Kraftstoff (A/F)-Verhältnisses zur Ermittlung eines aktuellen A/F-Verhältnisses auf der Grundlage eines Ausgangssignals von einem A/F-Verhältnissensor (136), der in Strömungsrichtung unterhalb des Kraftstoffzugabeventils (120) angeordnet ist; eine Vorrichtung (140, S302) zur Berechnung eines geschätzten (berechneten) A/F-Verhältnisses zur Berechnung eines geschätzten (berechneten) A/F-Verhältnisses auf der Grundlage einer Menge an Kraftstoffeinspritzung von Kraftstoff, der von einem Kraftstoffzugabeventil (36) in die Verbrennungskraftmaschine (10) eingespritzt wird, einer Menge an Kraftstoffzugabe des Kraftstoffs, der von dem Kraftstoffzugabeventil (120) in die Auslassleitung (200) zugegeben werden soll, und einer Menge an Einlassluft, die von einem Sensor (40) für die Menge an Einlassluft in die Verbrennungskraftmaschine (10) geliefert wird; eine Steuerungsvorrichtung (140) für das Zugabeventil zur Anweisung des Kraftstoffzugabeventils (120) für die Zugabe der Kraftstoffzugabemenge in die Auslassleitung (200); und eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Anomalie des Zugabeventils (140, S310, S328, S334) zur Bestimmung, ob das Kraftstoffzugabeventil (120) anomal ist, basierend auf dem aktuellen A/F-Verhältnis und dem geschätzten (berechneten) NF-Verhältnis.
Steuerungsvorrichtung zur Abgasreinigung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung (140, S310, S328, S334) zur Bestimmung einer Anomalie des Zugabeventils bestimmt, ob das Kraftstoffzugabeventil (120) anomal ist, basierend auf dem aktuellen A/F-Verhältnis und dem geschätzten (berechneten) A/F-Verhältnis in einem Nichtbetriebszustand, in dem die Steuerungsvorrichtung (140) für das Zugabeventil dem Kraftstoffzugabeventil (120) keine Anweisung gibt, die Kraftstoffzugabemenge zuzugeben.
Steuerungsvorrichtung zur Abgasreinigung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung (140, S328, S334) zur Bestimmung einer Anomalie des Zugabeventils bestimmt, ob das Kraftstoffzugabeventil (120) anomal ist, basierend auf dem aktuellen A/F-Verhältnis und dem geschätzten (berechneten) A/F-Verhältnis in einem Betriebszustand, in dem die Steuerungsvorrichtung (140) für das Zugabeventil das Kraftstoffzugabeventil (120) anweist, die Kraftstoffzugabemenge zuzugeben.
Steuerungsvorrichtung zur Abgasreinigung nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: eine Vorrichtung (140, S310, S328, S334) zur Bestimmung einer Anomalie des Sensors für das A/F-Verhältnis zur Bestimmung, ob der Sensor für das A/F-Verhältnis anomal ist, wobei die Vorrichtung (140, S310, S328, S334) zur Bestimmung einer Anomalie des Zugabeventils eine Anomaliebestimmung mit Bezug auf das Kraftstoffzugabeventil (120) stoppt, wenn der Sensor für das A/F-Verhältnis als anomal bestimmt wird.
Steuerungsvorrichtung zur Abgasreinigung nach Anspruch 1, wobei die Abgasbehandlungsvorrichtung (110, 112, 114) einen NO_x-Katalysator (110) enthält, der zur Reduktion von NO_x, das durch die von dem Kraftstoffzugabeventil (120) zugegebene Kraftstoffzugabemenge aus dem Abgas entfernt wird, konfiguriert ist.
Steuerungsvorrichtung zur Abgasreinigung nach Anspruch 5, wobei die Vorrichtung (110, 112, 114) zur Behandlung von Abgas weiterhin ein Filter (114) enthält, das zur Entfernung von teilchenförmigem Material aus dem Abgas konfiguriert ist.
Steuerungsvorrichtung zur Abgasreinigung nach Anspruch 6, wobei das durch den Filter (114) entfernte teilchenförmige Material durch eine zweite Kraftstoffeinspritzmenge des Kraftstoffs aus einer Nacheinspritzung, die von dem Kraftstoffeinspritzventil (36) durchgeführt wird, verbrannt wird, und die Vorrichtung (140, S310, S328, S334) zur Bestimmung einer Anomalie des Zugabeventils eine Anomaliebestimmung mit Bezug auf das Kraftstoffzugabeventil (120) in der Nacheinspritzung stoppt.
Steuerungsvorrichtung zur Abgasreinigung nach Anspruch 6, wobei das aus dem Abgas entfernte teilchenförmige Material durch die von dem Kraftstoffzugabeventil (120) zugegebene Kraftstoffzugabemenge verbrannt wird, so dass das Filter (114) regeneriert wird.
Abgasreinigungssystem, enthaltend: eine Abgasbehandlungsvorrichtung, die in einer Auslassleitung (200) einer Verbrennungskraftmaschine (10) vorgesehen ist und zur Entfernung eines Bestandteils in einem Abgas, das von der Verbrennungskraftmaschine (10) abgeleitet wird, konfiguriert ist; ein Kraftstoffzugabeventil (120), das zur Reinigung des schädlichen Bestandteils, das von der Abgasbehandlungsvorrichtung durch Zugabe einer Kraftstoffzugabemenge in die Auslassleitung (200) entfernt wird, konfiguriert ist; einen Sensor für das A/F-Verhältnis, der in Strömungsrichtung unterhalb des Kraftstoffzugabeventils (120) angeordnet ist; und wobei die Steuerungsvorrichtung zur Abgasreinigung umfasst: eine Vorrichtung (140, S304) zur Ermittlung eines aktuellen Luft/Kraftstoff (A/F)-Verhältnisses zur Ermittlung eines aktuellen A/F-Verhältnisses auf der Grundlage eines Ausgangssignals von einem A/F-Verhältnissensor (136), der in Strömungsrichtung unterhalb des Kraftstoffzugabeventils (120) angeordnet ist; eine Vorrichtung (140, S302) zur Berechnung eines geschätzten (berechneten) A/F-Verhältnisses zur Berechnung eines geschätzten (berechneten) A/F-Verhältnisses auf der Grundlage einer Menge an Kraftstoffeinspritzung des Kraftstoffs, der von einem Kraftstoffzugabeventil in die Verbrennungskraftmaschine (10) eingespritzt wird, der Menge an Kraftstoffzugabe des Kraftstoffs, der von dem Kraftstoffzugabeventil (120) in die Auslassleitung (200) zugegeben werden soll, und einer Menge an Einlassluft, die in die Verbrennungskraftmaschine (10) geliefert wird; eine Steuerungsvorrichtung (140) für das Zugabeventil zur Anweisung des Kraftstoffzugabeventils (120) für die Zugabe der Kraftstoffzugabemenge des Kraftstoffs in die Auslassleitung (200); und eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Anomalie des Zugabeventils (140, S310, S328, S334) zur Bestimmung, ob das Kraftstoffzugabeventil (120) anomal ist, basierend auf dem aktuellen A/F-Verhältnis und dem geschätzten (berechneten) A/F-Verhältnis.