DE102009044546A1

DE102009044546A1 - Abgasreinigungssteuerungsvorrichtung und Abgasreinigungssystem einer Verbrennungsmaschine

Info

Publication number: DE102009044546A1
Application number: DE102009044546A
Authority: DE
Inventors: Tatsuya Nishio-city Fujita; Masatoshi Kariya-city Maruyama
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2008-11-18
Filing date: 2009-11-16
Publication date: 2010-05-20
Also published as: JP2010121478A; US20100122525A1

Abstract

Wenn bestimmt wird, dass eine Ansammlungsmenge einer Ablagerung an einer inneren Wand eines Abgaskanals (40) gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, wird eine Hinzufügungsmenge einer Harnstofflösung von einem Harnstofflösungshinzufügungsventil (62) verringert. Danach wird eine Abgastemperatur rasch erhöht, wenn sich ein Anfragedrehmoment einer Dieselmaschine (10) erhöht. Die Ablagerung, die sich an der inneren Wand des Abgaskanals (40) angesammelt hat, wird somit sofort zersetzt und einem Harnstoff-SCR (52) als Ammoniak zugeführt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Abgasreinigungssteuerungsvorrichtung einer Verbrennungsmaschine und auf ein Abgasreinigungssystem, das die Abgasreinigungssteuerungsvorrichtung hat, wobei die Abgasreinigungssteuerungsvorrichtung auf eine Abgasreinigungsvorrichtung angewendet ist, die eine Reinigungsvorrichtung, die in einem Abgaskanal der Verbrennungsmaschine zum Reinigen von Stickstoffoxiden in dem Abgas vorgesehen ist, und eine Hinzufügungsvorrichtung zum Hinzufügen eines reduzierenden Wirkstoffs in das Abgas stromaufwärts von der Reinigungsvorrichtung hat, und eine Reinigungssteuerung der Stickstoffoxide mit der Reinigungsvorrichtung durchführt, während basierend auf einem Betrieb der Hinzufügungsvorrichtung eine Hinzufügungsmenge des reduzierenden Wirkstoffs angepasst wird.
In den letzten Jahren wurde eine Entwicklung eines Abgasreinigungssystems (Harnstoff-SCR-Systems) vorangetrieben, das einen Katalysator einer selektiven Reduktion (SCR: selektive catalytic reduction = selektive katalytische Reduktion) verwendet, der durch Verwenden einer Harnstofflösung als ein reduzierender Wirkstoff in einer fahrzeuginternen Verbrennungsmaschine (insbesondere Dieselmaschine) in einem Abgas NOx (Stickstoffoxide) selektiv reinigt, und ein solches Abgasreinigungssystem (Harnstoff-SCR-System) wurde teilweise in eine praktische Anwendung gebracht. Bei dem Harnstoff-SCR-System ist ein NOx-Katalysator einer selektiven Reduktion in einem Abgasrohr, das mit einem Maschinenhauptkörper verbunden ist, vorgesehen, und ein Harnstofflösungshinzufügungsventil zum Hinzufügen der Harnstofflösung (der wässrigen Harnstofflösung) als ein NOx-reduzierender Wirkstoff in das Abgasrohr ist stromaufwärts von dem NOx-Katalysator vorgesehen.
Bei dem im Vorhergehenden beschriebenen System wird die Harnstofflösung durch das Harnstofflösungshinzufügungsventil in das Abgasrohr hinzugefügt, und somit wird NOx in dem Abgas selektiv reduziert und aus dem NOx-Katalysator entfernt. Ammoniak (NH3) wird insbesondere erzeugt, wenn die Harnstofflösung mit Abgaswärme hydrolysiert wird und an den NOx-Katalysator adsorbiert wird, wodurch unter Verwendung des Ammoniaks eine Reduktionsreaktion an dem NOx-Katalysator verursacht wird. NOx wird somit reduziert und gereinigt.
Wenn die Abgastemperatur der Verbrennungsmaschine niedrig ist, besteht eine Möglichkeit, dass eine Effizienz der Hydrolyse von der Harnstofflösung zu dem Ammoniak gesenkt wird, und es lagern sich Harnstoffpyrolysate, wie zum Beispiel Cyanursäure, in einem Abgaskanal ab. Wenn sich die Abgastemperatur erhöht, wandelt sich die Ablagerung in Ammoniak um. Wenn sich daher die Ablagerung in dem Abgaskanal angesammelt hat, besteht eine Möglichkeit, dass das Ammoniak, das dem SCR zugeführt wird, mit der Erhöhung der Abgastemperatur übermäßig wird, und sich eine Steuerbarkeit der Ammoniakzufuhrmenge zu dem SCR senkt.
Herkömmlicherweise wurde daher ein Schema vorgeschlagen, das einen Umleitungskanal zu dem Abgaskanal zum Durchlassen einer kleinen Menge eines Abgases vorsieht, und einen Hydrolysekatalysator einer Harnstofflösung und eine Wärmeerzeugungsvorrichtung in dem Umleitungskanal vorsieht, wie zum Beispiel in dem Patentdokument 1 ( JP-A-2007-327377 ) beschrieben ist. Wenn somit die Abgastemperatur niedrig ist, wird das Ammoniak durch den Umleitungskanal aus der Harnstofflösung extrahiert und dem NOx-Katalysator zugeführt, wodurch die Ablagerung des Harnstoffpyrolysats in dem Abgaskanal geeignet gehemmt oder vermieden wird.
Das Patentdokument 2 ( JP-A-2007-239500 ) beschreibt eine andere herkömmliche Abgasreinigungssteuerungsvorrichtung.
Die im Vorhergehenden beschriebene herkömmliche Technologie nutzt für die NOx-Reinigungssteuerung in dem Niederabgastemperaturbereich die zusätzliche Hardware, wie zum Beispiel den Umleitungskanal, den Hydrolysekatalysator und die Wärmeerzeugungsvorrichtung. Ein Senken eines Kosten-Leistungs-Verhältnisses ist dementsprechend nicht zu ignorieren. Es besteht ferner weiterhin ein Problem einer Erhöhung eines Energieverbrauchs, da die Wärmeerzeugungsvorrichtung verwendet wird.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Abgasreinigungssteuerungsvorrichtung einer Verbrennungsmaschine und ein Abgasreinigungssystem, das die Abgasreinigungssteuerungsvorrichtung hat, zu schaffen, wobei die Abgasreinigungssteuerungsvorrichtung eine Reinigungssteuerung von Stickstoffoxiden mit einer Reinigungsvorrichtung durchführt, indem eine Hinzufügungsvorrichtung betrieben wird, die in das Abgas stromaufwärts von der Reinigungsvorrichtung einen reduzierenden Wirkstoff hinzufügt und fähig ist, aufgrund der Hinzufügung des reduzierenden Wirkstoffs eine Ansammlung einer Ablagerung in einem Abgaskanal geeignet zu hemmen, während eine Erhöhung der Zahl von Teilen gehemmt wird.
Gemäß einem ersten Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Abgasreinigungssteuerungsvorrichtung einer Verbrennungsmaschine bei einer Abgasreinigungsvorrichtung angewendet, die eine Reinigungsvorrichtung, die in einem Abgaskanal der Verbrennungsmaschine zum Reinigen von Stickstoffoxiden in dem Abgas vorgesehen ist, und eine Hinzufügungsvorrichtung zum Hinzufügen eines reduzierenden Wirkstoffs in das Abgas stromaufwärts von der Reinigungsvorrichtung hat, und eine Reinigungssteuerung der Stickstoffoxide mit der Reinigungsvorrichtung durchführt, während basierend auf einem Betrieb der Hinzufügungsvorrichtung eine Hinzufügungsmenge des reduzierenden Wirkstoffs angepasst wird. Die Abgasreinigungssteuerungsvorrichtung hat einen schätzenden Abschnitt zum Schätzen einer Ansammlungsmenge einer Ablagerung an einer inneren Wand des Abgaskanals, die aus der Hinzufügung des reduzierenden Wirkstoffs resultiert, und einen verringernden Abschnitt zum zwangsweise Verringern der Hinzufügungsmenge des reduzierenden Wirkstoffs, wenn mindestens eine Bedingung, dass die geschätzte Ansammlungsmenge gleich oder größer als ein spezifizierter Wert ist, oder eine Bedingung, dass eine Erhöhungsgeschwindigkeit der Ansammlungsmenge gleich oder höher als eine spezifizierte Geschwindigkeit ist, ermittelt wird.
Die Hinzufügung des reduzierenden Wirkstoffs durch die Hinzufügungsvorrichtung wird durchgeführt, um die Stickstoffoxide zu reinigen. Wenn daher die Hinzufügungsmenge des reduzierenden Wirkstoffs verringert wird, besteht eine Möglichkeit, dass sich eine Reinigungsrate der Stickstoffoxide senkt. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch herausgefunden, dass ein Grad des Senkens der Reinigungsrate der Stickstoffoxide selbst dann klein oder vernachlässigbar ist, wenn die Hinzufügungsmenge bei einer Situation, bei der die Ansammlungsmenge der Ablagerung an der inneren Wand des Abgaskanals groß ist, oder bei einer Situation, bei der die Erhöhungsgeschwindigkeit der Ansammlungsmenge hoch ist, verringert wird. Das heißt, bei der Situation, bei der die Ansammlungsmenge der Ablagerung groß ist, ist eine Adsorptionsmenge der reduzierenden Substanz an der Reinigungsvorrichtung groß. Selbst wenn daher die Hinzufügungsmenge des reduzierenden Wirkstoffs verringert wird, wird das Defizit der Hinzufügungsmenge für die Reinigung der Stickstoffoxide durch die reduzierende Substanz, die an der Reinigungsvorrichtung adsorbiert wurde, kompensiert. In der Situation, bei der die Erhöhungsgeschwindigkeit der Ansammlung der Ablagerung hoch ist, ist die Abgastemperatur niedrig, und daher ist die Menge der Stickstoffoxide in dem Abgas klein.
Angesichts dieses Punktes wird gemäß dem im Vorhergehenden beschriebenen ersten Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung die Hinzufügungsmenge des reduzierenden Wirkstoffs zwangsweise verringert, wenn mindestens eine der im Vorhergehenden beschriebenen Bedingungen ermittelt wird. Die Ansammlung der Ablagerung an der inneren Wand des Abgaskanals kann dementsprechend geeignet gehemmt werden.
Gemäß einem zweiten Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung hat die Abgasreinigungssteuerungsvorrichtung ferner einen abgastemperaturerhöhenden Abschnitt zum Erhöhen der Abgastemperatur der Verbrennungsmaschine auf eine Temperatur, die fähig ist, die Ablagerung zu entfernen, wenn die geschätzte Ansammlungsmenge gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Wenn sich beispielsweise das Anfragedrehmoment der Verbrennungsmaschine erhöht, zersetzt sich die Ablagerung an der inneren Wand des Abgaskanals und wird der Reinigungsvorrichtung zugeführt, da sich die Abgastemperatur erhöht. Wenn die Menge der Ablagerung an der inneren Wand des Abgaskanals übermäßig groß ist, wird eine übermäßige Menge der reduzierenden Substanz der Reinigungsvorrichtung beispiels weise zugeführt, wenn sich das Anfragedrehmoment erhöht. In einem solchen Fall besteht eine Möglichkeit, dass die große Menge der reduzierenden Substanz zu einer Stromabwärtsseite der Reinigungsvorrichtung ausströmt.
Angesichts dieses Punkts wird gemäß dem im Vorhergehenden beschriebenen zweiten Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung die Abgastemperatur erhöht, wenn die Ansammlungsmenge an der inneren Wand des Abgaskanals gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist. Die übermäßige Erhöhung der Ansammlungsmenge der Ablagerung an der inneren Wand des Abgaskanals kann somit geeignet gehemmt werden. Da außerdem die Temperatur zu der Temperatur, die fähig ist, die Ablagerung zu entfernen, erhöht wird, kann die Zufuhrmenge der reduzierenden Substanz zu der Reinigungsvorrichtung, die aus der Zersetzung der Ablagerung resultiert, relativ leicht bestimmt werden. Die Zufuhrsteuerung der reduzierenden Substanz zu der Reinigungsvorrichtung kann daher passend durchgeführt werden.
Gemäß einem dritten Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung wird das Erhöhungsverarbeiten der Abgastemperatur gestoppt, wenn bestimmt wird, dass die Ansammlungsmenge gleich oder kleiner als ein vorbestimmter geworden ist.
Wenn das Verarbeiten zum Erhöhen der Abgastemperatur durchgeführt wird, besteht eine Möglichkeit, dass sich der Kraftstoffverbrauch der Verbrennungsmaschine erhöht. Diesen Punkt betrachtend, kann gemäß dem im Vorhergehenden beschriebenen dritten Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung die Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs auf das Minimum gehemmt werden, indem das Erhöhungsverarbeiten der Abgastemperatur gestoppt wird, wenn die Ansammlungsmenge gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert wird.
Gemäß einem vierten Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung hat die Abgasreinigungssteuerungsvorrichtung ferner einen temperaturerhöhenden Drehmomenterhöhungszeitpunktabschnitt zum Erhöhen der Abgastemperatur der Verbrennungsmaschine auf eine Temperatur, die fähig ist, die Ablagerung mit einer höheren Geschwindigkeit als einer Geschwindigkeit einer Abgastemperaturerhöhung, die die Erhöhung eines Drehmoments der Verbrennungsmaschine begleitet, wenn sich das Anfragedrehmoment der Verbrennungsmaschine erhöht, zu entfernen.
Wenn sich das Anfragedrehmoment der Verbrennungsmaschine erhöht, erhöht sich normalerweise die Abgastemperatur der Verbrennungsmaschine. Die Ablagerung an der inneren Wand des Abgaskanals zersetzt sich daher und wird der Reinigungsvorrichtung zugeführt. Da jedoch Komponenten der Ablagerung beginnen, sich jeweils bei unterschiedlichen Temperaturen zu zersetzen, ist es schwierig, die Menge der reduzierenden Substanz zu bestimmen, die der Reinigungsvorrichtung bei der Erhöhung der Abgastemperatur zugeführt wird.
Angesichts dieses Punkts wird gemäß dem im Vorhergehenden beschriebenen vierten Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung die Abgastemperatur rasch erhöht, wenn sich das Anfragedrehmoment der Verbrennungsmaschine erhöht. Das Sinken der Bestimmungsgenauigkeit der Menge der reduzierenden Substanz aufgrund des Unterschieds der Temperaturen, bei denen die jeweiligen Komponenten der Ablagerung beginnen, sich zu zersetzen, kann dementsprechend geeignet gehemmt werden.
Gemäß einem fünften Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung wird die Hinzufügungsmenge des reduzierenden Wirkstoffs, der durch die Hinzufügungsvorrichtung hinzugefügt wird, verringert, wenn der abgastemperaturerhöhende Abschnitt das Erhöhungsverarbeiten der Abgastemperatur durchführt.
Wenn das Erhöhungsverarbeiten der Abgastemperatur durchgeführt wird, zersetzt sich die Ablagerung an der inneren Wand des Abgaskanals, und die reduzierende Substanz wird schließlich der Reinigungsvorrichtung zugeführt. Bei diesem Fall enthält daher die reduzierende Substanz, die der Reinigungsvorrichtung zugeführt wird, sowohl die reduzierende Substanz, die durch die Hinzufügungsvorrichtung zugeführt wird, als auch die reduzierende Substanz, die aus der Zersetzung resultiert. Wenn daher die Hinzufügungsmenge der Hinzufügungsvorrichtung eingestellt wird, ohne die Menge, die aus der Zersetzung resultiert, zu berücksichtigen, besteht eine Möglichkeit, dass die Menge der reduzierenden Substanz, die der Reinigungsvorrichtung tatsächlich zugeführt wird, übermäßig wird.
Angesichts dieses Punkts wird gemäß dem im Vorhergehenden beschriebenen fünften Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung die Hinzufügungsmenge des reduzierenden Wirkstoffs, der durch die Hinzufügungsvorrichtung hinzugefügt wird, verringert, wenn das Erhöhungsverarbeiten der Abgastemperatur durchgeführt wird. Die Erhöhung der Zufuhrmenge der reduzierenden Substanz zu der Reinigungsvorrichtung, die aus der Zersetzung resultiert, kann somit geeignet kompensiert werden. Eine gewünschte Menge der reduzierenden Substanz kann schließlich der Reinigungsvorrichtung zugeführt werden.
Gemäß einem sechsten Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung führt der abgastemperaturerhöhende Abschnitt mindestens entweder ein Verzögern des Verarbeitens eines Kraftstoffeinspritzungszeitpunkts der Verbrennungsmaschine, ein kraftstoffzuführendes Verarbeiten zu dem Abgaskanal der Verbrennungsmaschine oder ein erhöhendes Verarbeiten einer Abgasrezirkulationsmenge der Verbrennungsmaschine durch.
Gemäß einem siebten Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung ist die Verbrennungsmaschine eine fahrzeuginternen Verbrennungsmaschine, wobei eine Ausgangswelle derselben durch ein Getriebe mit einem Antriebsrad verbunden ist. Der abgastemperaturerhöhende Abschnitt schaltet ein Gangwechselverhältnis des Getriebes, um eine Drehungsgeschwindigkeit der Ausgangswelle der Verbrennungsmaschine zu verringern, während ein Fallen einer Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs gehemmt wird.
Wenn die Drehungsgeschwindigkeit der Verbrennungsmaschine gesenkt wird, verringert sich die Luftmenge, die in eine Verbrennungskammer der Verbrennungsmaschine geladen wird. Die Abgastemperatur kann daher erhöht werden.
Gemäß einem achten Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung schätzt der schätzende Abschnitt basierend auf einem Parameter, der mit der Temperatur eines Ab gassystems der Verbrennungsmaschine und der Hinzufügungsmenge korreliert ist, die Ansammlungsmenge.
Mit dem vorhergehenden Aufbau werden der Parameter, der mit der Temperatur des Abgassystems korreliert ist, der ein Parameter ist, der mit der Ansammlungsmenge korreliert ist, und die Hinzufügungsmenge verwendet. Die Ansammlungsmenge kann somit passend geschätzt werden.
Gemäß einem neunten Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung schätzt der schätzende Abschnitt basierend auf einer Zeit, in der ein Leerlauf der Verbrennungsmaschine durchgeführt wird, während des Leerlaufs die Ansammlungsmenge.
Da die Abgastemperatur während des Leerlaufs der Verbrennungsmaschine niedrig ist, tendiert die Ablagerung dazu, sich während des Leerlaufs an der inneren Wand des Abgaskanals anzusammeln. Die Ansammlungsmenge der Ablagerung erhöht sich, sowie sich eine Maschinenleerlaufzeit (Leerlaufzeit) verlängert. Angesichts dieses Punkts kann gemäß dem im Vorhergehenden beschriebenen neunten Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung die Ansammlungsmenge durch Verwenden der Leerlaufzeit als der Parameter, der mit der Akkumulationsmenge korreliert ist, geeignet geschätzt werden.
Gemäß einem zehnten Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung ist der reduzierende Wirkstoff eine Harnstofflösung.
Bei dem Fall, bei dem die Harnstofflösung als der reduzierende Wirkstoff verwendet ist, lagert sich das Harnstoffpyrolysat an der inneren Wand des Abgaskanals bei einer Bedingung ab, bei der ein Wärmen unzureichend ist. Die Ablagerung enthält außerdem verschiedene Komponenten, und die Zersetzungsbeginntemperaturen unterscheiden sich zwischen den Komponenten. Die Erhöhung der Zufuhrmenge der reduzierenden Substanz zu der Reinigungsvorrichtung aufgrund der Zersetzung der Ablagerung verursacht daher ein Sinken einer Steuerbarkeit der Zufuhrsteuerung der reduzierenden Substanz. Gemäß dem zehnten Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung sind daher die Gebrauchswerte des verringernden Abschnitts und des abgastemperaturerhöhenden Abschnitts besonders hoch.
Gemäß einem elften Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung hat ein Abgasreinigungssystem der Verbrennungsmaschine die Abgasreinigungssteuerungsvorrichtung und die Reinigungsvorrichtung.
Der im Vorhergehenden beschriebene elfte Beispielaspekt der vorliegenden Erfindung hat die verringernde Vorrichtung und die abgastemperaturerhöhende Vorrichtung, wodurch ein System mit einer hohen Zuverlässigkeit realisiert wird.
Es sind sowohl Merkmale und Vorteile von Ausführungsbeispielen als auch Verfahren eines Betriebs und die Funktion der verwandten Teile aus einem Studium der folgenden detaillierten Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und der Zeichnungen, die alle einen Teil dieser Anmeldung bilden, erkennbar. Es zeigen:
1 ein Systemkonfigurationsdiagramm gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 ein Diagramm, das Schmelzpunkte von Harnstoffpyrolysaten gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
3 ein Diagramm, das ein Messungsresultat von zeitlichen Änderungen des Harnsstoffpyrolysats gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
4 ein Zeitdiagramm, das einen Verringerungssteuerungsmodus einer Harnstofflösungshinzufügungsmenge gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
5 ein Zeitdiagramm, das einen erhöhenden Verarbeitungsmodus einer Abgastemperatur gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
6 ein Zeitdiagramm, das einen erhöhenden Verarbeitungsmodus der Abgastemperatur bei einem anfragedrehmomenterhöhenden Zeitsteuern gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
7 ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungsprozedur einer Abgasreinigungssteuerung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt; und
8 ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungsprozedur einer Abgasreinigungssteuerung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Im Folgenden ist eine Abgasreinigungssteuerungsvorrichtung einer Verbrennungsmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
Eine Dieselmaschine 10 ist eine Verbrennungsmaschine, die eine Hubkolbenmaschinenstruktur hat. Ein Luftreiniger 14 ist stromaufwärts von einem Einlasskanal 12 der Dieselmaschine 10 vorgesehen. Ein Einlasstemperatursensor 16 zum Erfassen einer Einlasslufttemperatur und ein Luftströmungsmesser 18 zum Erfassen einer Einlassluftströmungsrate sind an dem Luftreiniger 14 vorgesehen. Ein Turbolader 20 ist stromabwärts von dem Luftreiniger 14 vorgesehen. Eine Luft, die durch den Turbolader 20 aufgeladen wird, wird durch einen Zwischenkühler 22 gekühlt und dann einer Stromabwärtsseite des Einlasskanals 12 zugeführt. Die Luft wird durch ein Drosselventil 24, das einen Strömungskanalbereich des Einlasskanals 12 anpasst, einer Verbrennungskammer 28 der Dieselmaschine 10 und einem Einlassventil 26, das eine Kommunikation zwischen der Verbrennungskammer 28 und dem Einlasskanal 12 öffnet und schließt, zugeführt.
Die so der Verbrennungskammer 28 zugeführte Luft wird dann mit einem Hochdruckkraftstoff (zum Beispiel mit einem Kraftstoff bei Zehnern von 200 MPa), wie zum Beispiel Leichtöl, das durch einen Einspritzer 30, dessen Spitzenabschnitt in die Verbrennungskammer 28 vorsteht, eingespritzt wird, verdichtet und für eine Verbrennung verwendet. Eine Energie, die durch die Verbrennung erzeugt wird, wird über einen Kolben 32 in eine Drehenergie einer Kurbelwelle 34 gewandelt. Die Drehungsenergie der Kurbelwelle 34 wird über ein kontinuierlich variables Getriebe 35 (CVT; CVT = continuously variable transmission) zu Antriebsrädern übertragen. Ein Kurbelwinkelsensor 36, der einen Drehungswinkel der Kurbelwelle 34 erfasst, ist nahe der Kurbelwelle 34 vorgesehen.
Die Luft und der Kraftstoff, die für die Verbrennung in der Verbrennungskammer 28 verwendet werden, werden in Verbindung mit einer öffnenden Handlung eines Abgasventils 38 als ein Abgas zu einem Abgaskanal 40 entladen. Ein Teil des Abgaskanals 40 stromaufwärts von dem Turbolader 20 ist durch einen Abgasrezirkulationskanal 42 mit dem Einlasskanal 12 verbunden. Ein Teil des Abgases, das in den Abgaskanal 40 entladen wird, wird durch einen EGR-Kühler 44 gekühlt und dann gemäß einem Öffnungsgrad eines Abgasrezirkulationsventils 46 (EGR-Ventil), das einen Strömungskanalbereich des Abgasrezirkulationskanals 42 anpasst, dem Einlasskanal 12 zugeführt.
Eine Nachbehandlungsvorrichtung ist stromabwärts von dem Turbolader 20 in dem Abgaskanal 40 vorgesehen. Die Nachbehandlungsvorrichtung weist einen Oxidationskatalysator 50, einen Harnstoff-Katalysator 52 einer selektiven Reduktion (auf den als ein Harnstoff-SCR im Folgenden Bezug genommen ist) und einen Ammoniakschlupfkatalysator 54 in dieser Reihenfolge von der Stromaufwärtsseite des Abgaskanals 40 auf. Der Ammoniakschlupfkatalysator 54 entfernt überschüssiges Ammoniak, das bei einer Reaktion mit NOx in dem Harnstoff-SCR 52 nicht verbraucht und strom abwärts von dem Harnstoff-SCR 52 entladen wird. Der Ammoniakschlupfkatalysator 54 ist durch beispielsweise einen Oxidationskatalysator gebildet.
Ein Stromaufwärts-NOx-Sensor 56, der in dem Abgas eine NOx-Konzentration erfasst, und ein Abgastemperatursensor 58, der eine Abgastemperatur erfasst, sind zwischen dem Oxidationskatalysator 50 und dem Harnstoff-SCR 52 vorgesehen. Ein Stromabwärts-NOx-Sensor 60, der die NOx-Konzentration erfasst, ist zwischen dem Harnstoff-SCR 52 und dem Ammoniakschlupfkatalysator 54 vorgesehen. Die Nachbehandlungsvorrichtung weist ferner einen Dieselpartikelfilter (DPF), der die Feststoffpartikel in dem Abgas sammelt, auf. Der DPF kann vorgesehen sein, um mit dem Oxidationskatalysator 50 integriert zu sein, oder kann stromabwärts von dem Oxidationskatalysator 50 vorgesehen sein.
Ein Harnstofflösungshinzufügungsventil 62 ist ferner zwischen dem Oxidationskatalysator 50 und dem Harnstoff-SCR 52 vorgesehen. Ein Einspritzungsloch des Harnstofflösungshinzufügungsventils 62 ist zu einer Stromabwärtsseite des Abgaskanals 40 gerichtet. Das Harnstofflösungshinzufügungsventil 42 ist ein elektronisch gesteuertes Ventilglied, das eine Harnstofflösung einspritzt, die von einem Harnstofflösungstank 64 in den Abgaskanal 40 zugeführt wird, wodurch die Harnstofflösung dem Abgas hinzugefügt wird. Der Harnstofflösungstank 64 ist durch einen hermetischen Behälter gebildet, der einen Zuführdeckel hat. Der Harnstofflösungstank 64 speichert darin eine Harnstofflösung einer vorgeschriebenen Konzentration (beispielsweise 32,5%). Der Harnstofflösungstank 64 ist durch ein Harnstofflösungsrohr 66 mit dem Harnstofflösungshinzufügungsventil 62 verbunden. Eine elektronisch gesteuerte Harnstofflösungspumpe 68 ist in dem Harnstofflösungsrohr 66 vorgesehen. Die Harnstofflösungspumpe 68 zieht die Harnstofflösung in den Harnstofflösungstank 64 und druckspeist (pumpt) die Harnstofflösung zu dem Harnstofflösungshinzufügungsventil 62. Ein Drucksensor 70, der den Druck der gepumpten Harnstofflösung erfasst, ist stromabwärts von der Harnstofflösungspumpe 68 vorgesehen.
Ein Wirbelströmungserzeugungsglied 72 ist stromaufwärts von dem Harnstofflösungshinzufügungsventil 62 vorgesehen. Das Wirbelströmungserzeugungsglied 62 er zeugt durch Ändern einer Querschnittstruktur eines Strömungskanals innerhalb des Abgaskanals 40 in dem Abgas, das durch den Abgaskanal 40 strömt, eine Wirbelströmung.
Bei dem Harnstoff-SCR-System, das durch den Harnstoff-SCR 52, das Harnstofflösungshinzufügungsventil 62 und dergleichen gebildet ist, wird die Harnstofflösung hinzugefügt und durch das Harnstofflösungshinzufügungsventil 62 in den Abgaskanal 40 zugeführt, wodurch die Harnstofflösung zusammen mit dem Abgas in dem Abgaskanal 40 dem Harnstoff-SCR 52 zugeführt wird. Bei dem Harnstoff-SCR 52 wird somit das Abgas durch eine Reduktionsreaktion von NOx gereinigt.
Die Harnstofflösung, die von dem Harnstofflösungshinzufügungsventil 62 eingespritzt wird, wird insbesondere durch eine Abgaswärme hydrolysiert. Zu dieser Zeit wird das Ammoniak (NH3) durch eine chemische Reaktion, die durch einen folgenden Ausdruck (c1) ausgedrückt ist, als eine reduzierende Substanz erzeugt. (NH2)2CO + H2O → 2NH3 + CO2 (c1)
NOx in dem Abgas wird durch das Ammoniak selektiv reduziert und gereinigt, wenn das Abgas durch den Harnstoff-SCR 52 durchgelassen wird. NOx wird insbesondere durch Reduktionsreaktionen, die durch die folgenden Ausdrücke (c2) bis (c4) gezeigt sind, reduziert und gereinigt. 4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O (c2) 6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O (c3) NO + NO2 + 2NH3 → 2N2 + 3H2O (c4)
Eine elektronische Steuerungseinheit 80 (ECU; ECU = electronic control unit) steuert die Dieselmaschine 10 und betreibt verschiedene Betätigungsvorrichtungen, wie zum Beispiel den Einspritzer 30. Erfassungssignale der im Vorhergehenden beschriebenen verschiedenen Sensoren, die die Betriebszustände der Dieselmaschine 10 erfassen, ein Erfassungssignal eines Beschleunigersensors 82, der eine Beschleunigerbetriebsmenge ACCP durch einen Benutzer erfasst, ein Erfassungssignal eines Fahrzeugge schwindigkeitssensors 84, der eine Fahrgeschwindigkeit Vc eines Fahrzeugs erfasst, und dergleichen werden aufeinanderfolgend in die ECU 80 eingegeben, und die ECU 80 steuert basierend auf den Erfassungssignalen Steuerungsmengen der Dieselmaschine 10 (ein Drehmoment, eine Abgascharakteristik und dergleichen).
Um die Charakteristik des Abgases, das aus dem Abgaskanal 40 entladen wird, als die im Vorhergehenden beschriebene Steuerungsmenge zu steuern, betreibt die ECU 80 das Harnstofflösungshinzufügungsventil 62 und die Harnstofflösungspumpe 68, um unter Verwendung des Harnstoff-SCR 52 eine NOx-Reinigungssteuerung durchzuführen. Eine Harnstofflösungshinzufügungsmenge wird zuerst basierend auf der NOx-Konzentration in dem Abgas, die mit dem Stromaufwärts-NOx-Sensor 56 erfasst wird, berechnet. Ein Ventilöffnungsbefehlspuls, der einen vorbestimmten Zyklus hat, wird dann basierend auf der berechneten Harnstofflösungshinzufügungsmenge zu dem Harnstofflösungshinzufügungsventil 62 ausgegeben. Wenn ein antreibender Strom zu einem Antriebsabschnitt (Solenoidabschnitt) des Harnstofflösungshinzufügungsventils 62 im Zusammenhang mit der Ausgabe des Pulses fließt, wird eine Ventilöffnung des Harnstofflösungshinzufügungsventils 62 durchgeführt, und die Harnstofflösung wird hinzugefügt (eingespritzt).
Wenn eine Temperatur eines Abgassystems der Dieselmaschine niedrig ist, besteht eine Möglichkeit, dass eine Effizienz der Hydrolyse von der Harnstofflösung zu dem Ammoniak sinkt und Harnstoff, wie zum Beispiel als eine Cyanursäureablagerung, pyrolysiert und sich an einer inneren Wandoberfläche des Abgaskanals 40 ansammelt. Die Ablagerung, die sich auf der inneren Wand des Abgaskanals 40 angesammelt hat, zersetzt sich mit einer Erhöhung der Abgastemperatur, wodurch das Ammoniak erzeugt wird. Die Ablagerung, die sich an der inneren Wand des Abgaskanals 40 angesammelt hat, zersetzt sich somit, und das Ammoniak wird dem Harnstoff-SCR 52 ungeachtet des Betriebs des Harnstofflösungshinzufügungsventils 62 zugeführt. Die Ablagerung enthält verschiedene Komponenten, die unterschiedliche Zersetzungsbeginntemperaturen haben. 2 zeigt Zersetzungsbeginntemperaturen (Schmelzpunkte) von Biuret und der Cyanursäure unter den Komponenten, die die vorhergehende Ablagerung bilden. 2 zeigt Messungsresultate der Zersetzungsbeginntemperaturen des Biurets und der Cya nursäure unter einer Sauerstoffumgebung. Die Zersetzungsbeginntemperaturen des Biurets und der Cyanursäure unterscheiden sich, wie in 2 gezeigt ist, um 100 Grad C voneinander. Es ist daher ziemlich schwierig vorauszusehen, wie viel sich der Ablagerung an der inneren Wand des Abgaskanals 40 mit der Erhöhung der Abgastemperatur zersetzt, und wie viel Ammoniak dem Harnstoff-SCR 52 als das Resultat der Zersetzung zugeführt wird.
Komponentenkonzentrationen der im Vorhergehenden beschriebenen Ablagerung können sich ferner mit einem Verstreichen der Zeit ändern. 3 zeigt zeitliche Änderungen der Zersetzungsverhältnisse des Biurets, von Ammelid und der Cyanursäure unter den Komponenten, die die vorhergehende Ablagerung bilden. 3 zeigt ein Messungsresultat einer Beziehung zwischen einer Wärmezeit einer Wärmebehandlung, die auf einen festen Harnstoff bei 180 Grad C angewendet wird, und die Zersetzungsverhältnisse der Komponenten, die als Feststoffe verbleiben. Wie in 3 gezeigt ist, erhöht sich das Zersetzungsverhältnis der Cyanursäure, sowie sich die Wärmezeit verlängert. Das heißt, das Zusammensetzungsverhältnis der Komponente, die die hohe Zersetzungsbeginntemperatur hat, erhöht sich, sowie sich die Wärmezeit verlängert. Ein solches Phänomen macht es schwieriger, vorauszusehen, wie viel sich von der Ablagerung an der inneren Wand des Abgaskanals 40 mit der Erhöhung der Abgastemperatur zersetzt, und wie viel Ammoniak dem Harnstoff-SCR 52 als ein Resultat der Zersetzung zugeführt wird.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird daher durch ein in 4 bis 6 gezeigtes Verarbeiten eine übermäßige Erhöhung der Ammoniakzufuhrmenge zu dem Harnstoff-SCR 52 geeignet vermieden.
4 zeigt einen ersten Verarbeitungsmodus gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Teile (a), (b), (c), (d) und (e) von 4 zeigen jeweils Übergänge der Fahrzeugfahrgeschwindigkeit Vc, der Abgastemperatur Tex, der Harnstofflösungshinzufügungsmenge Qur, der Harnstoffablagerungsansammlungsmenge Dur an der inneren Wand des Abgaskanals 40 und der NOx-Reinigungsrate Rnox. Die NOx-Reinigungsrate Rnox wird mit einem Wert, der durch Teilen eines Unterschieds zwischen der NOx- Konzentration stromaufwärts von dem Harnstoff-SCR 52 und der NOx-Konzentration stromabwärts von dem Harnstoff-SCR 52 durch die NOx-Konzentration stromaufwärts von dem Harnstoff-SCR 52 berechnet wird, mengenmäßig angeben.
Das in 4 gezeigte erste Verarbeiten besteht darin, die Harnstoffhinzufügungsmenge zu verringern, wenn sich die Harnstoffablagerungsansammlungsmenge an der inneren Wand des Abgaskanals 40 erhöht. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird insbesondere die Harnstoffhinzufügungsmenge Qur verringert, wenn die Harnstoffablagerungsansammlungsmenge Dur (die später erläutert ist) gleich oder größer als ein Schwellenwert β wird, und die Abgastemperatur Tex gleich oder niedriger als die Schwellentemperatur γ ist. Die Bedingung, dass die Abgastemperatur Tex gleich oder niedriger als die Schwellentemperatur γ ist, wird verwendet, um die Situation genau zu bestimmen, bei der sich die Harnstoffablagerungsansammlungsmenge Dur erhöht. In 4 wird die Verringerungssteuerung der Harnstofflösungshinzufügungsmenge Qur zu einer Zeit t3 durchgeführt, wenn die Abgastemperatur Tex gleich oder niedriger als die Schwellentemperatur γ wird. Durch Durchführen der Verringerungssteuerung der Harnstofflösungshinzufügungsmenge Qur auf diese Weise, kann die Erhöhung der Ansammlungsmenge Dur der Harnstoffablagerung an der inneren Wand des Abgaskanals 40 geeignet gehemmt werden.
Die Harnstofflösungshinzufügungsmenge Qur wird ursprünglich auf eine Menge eingestellt, die notwendig ist, um NOx zu reinigen. Wenn daher die Harnstofflösungshinzufügungsmenge Qur unnötig verringert wird, kann dies die Erhöhung der NOx-Konzentration in dem Abgas erhöhen, das zu der Stromabwärtsseite der Nachbehandlungsvorrichtung entladen wird.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch herausgefunden, dass das Ammoniak, das zu dem Harnstoff-SCR 52 adsorbiert wird, sich in einer Situation erhöht, bei der sich die Ablagerungsansammlungsmenge Dur an der inneren Wand des Abgaskanals 40 erhöht, und dass die Verringerung der Ammoniakzufuhrmenge zu dem Harnstoff-SCR 52 aufgrund der Verringerung der Harnstofflösungshinzufügungsmenge Qur mit Ammoniak kompensiert werden kann, das an dem Harnstoff-SCR 52 adsorbiert wurde.
Die Menge des adsorbierten Ammoniaks erhöht sich, da sich die NOx-Reinigungsrate Rnox aufgrund der Verringerung der Abgastemperatur Tex nach der Zeit t2, die in 4 gezeigt ist, verringert. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Verringerungssteuerung der Harnstofflösungshinzufügungsmenge Qur basierend auf diesen Erkenntnissen durchgeführt. Tatsächlich fällt bei dem in 4 gezeigten Beispiel die NOx-Reinigungsrate Rnox selbst dann nicht, wenn die Verringerungssteuerung der Harnstofflösungshinzufügungsmenge Qur durchgeführt wird.
5 zeigt einen zweiten Verarbeitungsmodus gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Teile (a) bis (e) von 5 entsprechen jeweils Teilen (a) bis (e) von 4.
Das in 5 gezeigte zweite Verarbeiten besteht darin, ein Verarbeiten zum Erhöhen der Abgastemperatur Tex (ein Temperaturerhöhungsverarbeiten) durchzuführen, wenn die Harnstoffablagerungsansammlungsmenge Dur an der inneren Wand des Abgaskanals 40 gleich oder größer als ein Schwellenwert α wird. In 5 wird zu der Zeit t3 die Temperaturerhöhungssteuerung durchgeführt, wenn die Ansammlungsmenge Dur gleich oder größer als der Schwellenwert α wird. Dann wird die Temperaturerhöhungssteuerung gestoppt, wenn die Ansammlungsmenge Dur gleich oder kleiner als der Schwellenwert β wird. Die Temperaturerhöhungssteuerung wird ähnlich ferner in einem Zeitraum t5 bis t6 und einem Zeitraum t7 bis t8 durchgeführt. Markierungen A in 5 geben die Zeiträume zum Durchführen der Temperaturerhöhungssteuerung an.
Die Temperaturerhöhungssteuerung ist ein Verarbeiten zum raschen Erhöhen der Abgastemperatur Tex bis oder über den höchsten Wert der Zersetzungsbeginntemperatur des Ablagerungsansammelns an der inneren Wand des Abgaskanals 40. Die Temperaturerhöhungssteuerung ist insbesondere ein Verarbeiten zum schrittweise Erhöhen der Abgastemperatur Tex auf 300 Grad C. Die schrittweise Erhöhung ist als eine Erhöhung bei einer Geschwindigkeit definiert, die höher als eine Durchschnittserhöhungsge schwindigkeit der Abgastemperatur Tex ist, die durch eine normale Erhöhung eines Anfragedrehmoments der Dieselmaschine 10 oder dergleichen verursacht wird. Die Menge des Ammoniaks, das dem Harnstoff-SCR 52 aufgrund der Zersetzung der Ablagerung zugeführt wird, kann somit ohne Weiteres geschätzt werden. Die Verringerungsmenge der Harnstofflösungshinzufügungsmenge Qur von dem Harnstofflösungshinzufügungswert 62 kann dementsprechend basierend auf der geschätzten Ammoniakzufuhrmenge, die aus der Zersetzung der Ablagerung resultiert, eingestellt werden. In 5 wird als ein Beispiel eines zwangsweise Verringerns der Harnstofflösungshinzufügungsmenge Qur die Harnstofflösungshinzufügungsmenge Qur allmählich mit dem Beginn der Temperaturerhöhungssteuerung verringert und fixiert, wenn die Harnstofflösungshinzufügungsmenge Qur eine vorbestimmte Menge wird.
Die im Vorhergehenden beschriebene Temperaturerhöhungssteuerung kann durch mindestens entweder eine Nacheinspritzung, eine Erhöhung des Verarbeitens einer EGR-Menge und eine Erhöhung eines Verarbeitens eines Gangwechselverhältnisses des CVT 35 durchgeführt werden. Die Nacheinspritzung besteht darin, den Kraftstoff zu einem Zeitpunkt in die Verbrennungskammer 28 einzuspritzen, der von einem oberen Totpunkt der Verdichtung der Dieselmaschine 10 stark verzögert ist. Der eingespritzte Kraftstoff wird somit nicht in der Verbrennungskammer 28 jedoch in dem Abgaskanal 40 verbrannt. Das Erhöhungsverarbeiten der EGR-Menge kann durch einen Erhöhungsbetrieb des Öffnungsgrads des EGR-Ventils 46 durchgeführt werden. Wenn sich die EGR-Menge erhöht, erhöht sich die Temperatur des Gases, das von dem Einlasskanal 12 der Verbrennungskammer 28 zugeführt wird. Die Abgastemperatur Tex kann daher erhöht werden. Das Erhöhungsverarbeiten des Gangwechselverhältnisses des CVT 35 wird durchgeführt, um die Drehungsgeschwindigkeit der Dieselmaschine 10 ohne ein Verringern der Fahrgeschwindigkeit Vc des Fahrzeugs durchzuführen. Wenn sich die Drehungsgeschwindigkeit der Dieselmaschine 10 verringert, verringert sich die Lademenge des Gases, das der Verbrennungskammer 28 zugeführt wird. Die Luftmenge pro Mengeneinheit des Kraftstoffs verringert sich dementsprechend, und die Abgastemperatur Tex erhöht sich schließlich.
6 zeigt einen dritten Verarbeitungsmodus gemäß der vorliegenden Erfindung. Teile (a) bis (d) von 6 entsprechen jeweils Teilen (a) bis (d) von 4.
Das in 6 gezeigte dritte Verarbeiten besteht darin, die Abgastemperatur zu oder über den maximalen Wert der Zersetzungsbeginntemperatur der im Vorhergehenden beschriebenen Ablagerung mit einer höheren Geschwindigkeit als der Erhöhungsgeschwindigkeit der Abgastemperatur Tex, die die Beschleunigungsanfrage der Dieselmaschine 10 begleitet, zu erhöhen, wenn die Beschleunigung der Dieselmaschine 10. angefragt wird. Das Verfahren besteht insbesondere darin, die Abgastemperatur Tex schrittweise auf 300 Grad C zu erhöhen. Da sich die Abgastemperatur Tex erhöht, wenn die Beschleunigungsanfrage auftritt, zersetzt sich die Ablagerung, die sich an der inneren Wand des Abgaskanals 40 angesammelt hat. Da sich jedoch die Zersetzungsbeginntemperatur zwischen den Komponenten der Ablagerung unterscheidet, ist es schwierig, einen Zeitpunkt und eine Menge eines Austritts des Ammoniaks zu bestimmen. Die Abgastemperatur Tex wird daher schrittweise (wie durch eine Markierung B in 6 gezeigt ist) erhöht, um ein Voraussehen der Menge eines Austritts des Ammoniaks, die aus der Zersetzung der Ablagerung resultiert, zu erleichtern. Es kann somit erleichtert werden, die Harnstofflösungshinzufügungsmenge Qur, die von dem Harnstofflösungshinzufügungsventil 62 hinzugefügt wird, an eine geeignete Menge anzupassen.
Die Temperaturerhöhungssteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung kann mittels der Nacheinspritzung durchgeführt werden.
7 zeigt eine Prozedur eines Reinigungsverarbeitens der Stickstoffoxide gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Die ECU 80 führt beispielsweise wiederholt das Verarbeiten in einem vorbestimmten Zyklus durch.
Bei einer Folge des Verarbeitens wird zuerst bei S10 (S bedeutet „Schritt”) bestimmt, ob ein derzeitiger Betriebsbereich der Dieselmaschine 10 ein Bereich zum Durchführen des Harnstofflösungshinzufügungsverarbeitens ist. Der Bereich zum Durchführen des Harnstofflösungshinzufügungsverarbeitens kann beispielsweise ein Temperaturbereich sein, der gleich oder höher als eine Aktivierungstemperatur des Harnstoff-SCR 52 ist. Wenn der derzeitige Betriebsbereich der Bereich zum Durchführen des Hinzufügungsverarbeitens der Harnstofflösung ist, wird die Ansammlungsmenge Dur der Harnstoffablagerung basierend auf der Temperatur der inneren Wand des Abgaskanals 40 und der Harnstofflösungshinzufügungsmenge Qur bei S12 geschätzt. Es wird geschätzt, dass sich die Ansammlungsmenge Dur erhöht, sowie sich die Temperatur der inneren Wand verringert, und dass sich die Ansammlungsmenge Dur erhöht, sowie sich die Harnstofflösungshinzufügungsmenge Qur erhöht.
Die Temperatur der inneren Wand des Abgaskanals 40 wird basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit Vc, die mit dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 84 erfasst wird, der Abgastemperatur Tex und der Umgebungstemperatur geschätzt. Es wird daran gedacht, dass eine Wandoberfläche des Abgaskanals 40 mehr Wärme von dem Abgas aufnimmt, sowie sich die Abgastemperatur Tex erhöht. Es wird daher geschätzt, dass eine Temperatur der inneren Wand höher ist, sowie sich die Abgastemperatur Tex erhöht. Es wird darüber nachgedacht, dass eine größere Wärmemenge aus einer Wandoberfläche des Abgaskanals 40 zu einem Äußeren strömt, sowie sich die Umgebungstemperatur verringert. Es wird ferner geschätzt, dass die Temperatur der inneren Wand niedriger ist, sowie sich die Umgebungstemperatur verringert. Es wird ferner darüber nachgedacht, dass sich eine Strömungsrate einer Umgebungsluft, die gegen die Wandoberfläche des Abgaskanals 40 bläst, erhöht, sowie sich die Fahrzeuggeschwindigkeit Vc erhöht. Es wird daher geschätzt, dass die Temperatur der inneren Wand niedriger ist, sowie sich die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht. Die Schätzung kann beispielsweise unter Verwendung eines Modells einer Wärmeübertragung basierend auf einer spezifischen Wärme der Wandoberfläche des Abgaskanals 40 und dergleichen durchgeführt werden. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Einlasslufttemperatur, die mit dem Einlasstemperatursensor 16 erfasst wird, als die Umgebungstemperatur verwendet.
In dem S14 wird bestimmt, ob die Beschleunigung durchgeführt wird. Bei S14 wird insbesondere basierend auf dem Erfassungswert des Beschleunigungssensors 82 und dergleichen bestimmt, ob das Anfragedrehmoment der Dieselmaschine 10 erhöht wird. Wenn bestimmt wird, dass das Anfragedrehmoment erhöht wird, wird die Temperaturerhöhungssteuerung bei S16 bei dem in 6 gezeigten Modus durchgeführt.
Wenn das Bestimmungsresultat bei S14 negativ ist, wird bei S18 bestimmt, ob ein Leerlaufzustand vorhanden ist. Dieses Verarbeiten ist vorgesehen, da die Harnstofflösungshinzufügungsmengen-Verringerungssteuerung und die Temperaturerhöhungssteuerung basierend auf der Harnstoffablagerungsansammlungsmenge Dur, die durch ein Verfahren, das sich von dem Verarbeiten von S12 während des Leerlaufs unterscheidet, geschätzt wird, durchgeführt werden.
Wenn bei S18 bestimmt wird, dass der Leerlauf nicht durchgeführt wird, wird bei S20 bestimmt, ob die Temperaturerhöhungssteuerung der Abgastemperatur Tex, die in 5 gezeigt ist, bei einer Ausführung ist. Wenn das Bestimmungsresultat bei S20 negativ ist, schreitet das Verfahren zu S22 fort. Bei S22 wird bestimmt, ob die Ansammlungsmenge Dur, die durch das Verarbeiten von S12 geschätzt wird, „gleich oder größer als” der Schwellenwert α ist. Dieses Verarbeiten besteht darin, zu bestimmen, ob die in 5 gezeigte Temperaturerhöhungssteuerung durchzuführen ist. Wenn das Bestimmungsresultat von S22 negativ ist, wird bei S24 bestimmt, ob die Ansammlungsmenge Dur, die durch das Verarbeiten von S12 geschätzt wird, „gleich oder größer als” der Schwellenwert β ist. Der Schwellenwert β ist als ein Wert eingestellt, der kleiner als der im Vorhergehenden beschriebene Schwellenwert α ist. Dieses Verarbeiten besteht darin, zu bestimmen, ob die Verringerungssteuerung der Harnstofflösungshinzufügungsmenge Qur, die in 4 gezeigt ist, durchzuführen ist. Wenn das Bestimmungsresultat von S24 bejahend ist, wird bei S26 bestimmt, ob die Abgastemperatur Tex „gleich oder niedriger als” die Schwellentemperatur γ ist. Dieses Verarbeiten dient ferner zum Bestimmen, ob die Verringerungssteuerung der Harnstofflösungshinzufügungsmenge Qur, die in 4 gezeigt ist, durchzuführen ist. Wenn das Bestimmungsresultat von S26 bejahend ist, wird die Verringerungssteuerung der Harnstofflösungshinzufügungsmenge Qur bei S28 bei dem in 4 gezeigten Modus durchgeführt.
Wenn das Bestimmungsresultat bei S22 bejahend ist, wird bei S30 die in 5 gezeigte Temperaturerhöhungssteuerung durchgeführt. Wenn das Verarbeiten von S30 abgeschlossen wird oder das Bestimmungsresultat bei S20 bejahend ist, schreitet das Verfahren zu S32 fort. Bei S32 wird, wie in 5 gezeigt ist, basierend auf der Temperaturerhöhungssteuerung das Verarbeiten zum Verringern der Harnstofflösungshinzufügungsmenge Qur durchgeführt. Die Menge Qur der Harnstofflösung, die von dem Harnstofflösungshinzufügungsventil 62 hinzugefügt wird, wird insbesondere gemäß der Menge eines Austritts des Ammoniaks, die aus der Zersetzung der Ablagerung resultiert, aufgrund der Temperaturerhöhungssteuerung basierend auf der Ansammlungsmenge Dur, die bei S12 geschätzt wird, verringert. Um ein solches Verarbeiten ohne Weiteres durchzuführen, ist es wünschenswert, die Ablagerungsmenge als das Schätzungsobjekt von S12 als die Menge eines Austritts des Ammoniaks bei dem Fall, bei dem die Ablagerung zersetzt wird, mengenmäßig anzugeben.
Wenn das Verarbeiten von S32 abgeschlossen wird, schreitet das Verfahren zu S34 fort. Bei S34 wird bestimmt, ob die Ansammlungsmenge Dur, die bei S12 geschätzt wird, „gleich oder kleiner als” ein Schwellenwert ε ist. Dieses Verarbeiten besteht darin, zu bestimmen, ob die Temperaturerhöhungssteuerung zu stoppen ist. Der Schwellenwert ε wird als ein Wert eingestellt, der größer als der Schwellenwert β ist. Wenn das Bestimmungsresultat von S34 bejahend ist, werden die Temperaturerhöhungssteuerung und das Verarbeiten von S32 bei S36 gestoppt, und die übliche Harnstofflösungshinzufügungssteuerung wird wieder aufgenommen.
Wenn das Bestimmungsresultat von S18 bejahend ist, wird eine Maschinenleerlaufzeit (Leerlaufzeit) bei S38 gezählt. Die Leerlaufzeit ist ein Parameter zum mengenmäßig Angeben der Ansammlungsmenge Dur der Ablagerung an der inneren Wand des Abgaskanals 40. Im Folgenden S40 wird bestimmt, ob die Leerlaufzeit länger als eine Schwellenzeit T1 ist. Dieses Verarbeiten besteht darin, zu bestimmen, ob die in 5 gezeigte Temperaturerhöhungssteuerung durchzuführen ist. Die Schwellenzeit T1 wird auf eine bestimmte Zeit eingestellt, während derer angenommen wird, dass die Ansammlungsmenge Dur der Ablagerung an der inneren Wand des Abgaskanals 40 annähernd den Schwellenwert α erreicht.
Wenn das Bestimmungsresultat von S40 negativ ist, wird bestimmt, dass die Ansammlungsmenge Dur nicht in einem solchen Ausmaß groß ist, dass die Temperaturerhöhungssteuerung durchgeführt werden sollte. In diesem Fall schreitet das Verfahren zu S42 fort. Bei S42 wird bestimmt, ob die Leerlaufzeit länger als eine Schwellenzeit T0 ist. Dieses Verfahren besteht darin, zu bestimmen, ob die Verringerungssteuerung der Harnstofflösungshinzufügungsmenge Qur durchzuführen ist. Die Schwellenzeit T0 wird auf eine bestimmte Zeit eingestellt, während derer angenommen wird, dass die Ansammlungsmenge Dur der Ablagerung an der inneren Wand des Abgaskanals 40 annähernd den Schwellenwert β erreicht. Wenn das Bestimmungsresultat von S42 bejahend ist, wird bei S44 die Verringerungssteuerung der Harnstofflösungshinzufügungsmenge Qur durchgeführt.
Wenn das Bestimmungsresultat bei S40 bejahend ist, wird bei S46 die Temperaturerhöhungssteuerung durchgeführt. In dem folgenden S48 wird ein zu S32 ähnliches Verarbeiten durchgeführt. Bei S50 wird bestimmt, ob eine Temperaturerhöhungssteuerungszeit „gleich oder länger als” eine Schwellenzeit C2 ist. Dieses Verarbeiten besteht darin, zu bestimmen, ob die Temperaturerhöhungssteuerung zu stoppen ist. Die Schwellenzeit T2 ist auf eine bestimmte Zeit eingestellt, während derer angenommen wird, dass sich die Ansammlungsmenge Dur der Ablagerung an der inneren Wand des Abgaskanals 40 aufgrund der Temperaturerhöhungssteuerung annähernd auf den Schwellenwert ε verringert. Wenn das Bestimmungsresultat von S50 bejahend ist, werden die Temperaturerhöhungssteuerung und das Verarbeiten von S48 bei S52 gestoppt, und die übliche Harnstofflösungshinzufügungssteuerung wird wieder aufgenommen. Die Leerlaufzeit wird ferner initialisiert.
Die Folge des Verarbeitens wird sofort beendet, wenn das Bestimmungsresultat bei S10, S24, S26, S34, S42 oder S50 negativ ist, oder wenn das Verarbeiten von S16, S28, S36, S44 oder S52 abgeschlossen wird.
Das im Vorhergehenden beschriebene vorliegende Ausführungsbeispiel wendet die folgenden Effekte an.

(1) Wenn die geschätzte Ansammlungsmenge gleich oder größer als der spezifizierte Wert ist, wird die Harnstofflösungshinzufügungsmenge zwangsweise verringert. Die Ansammlung der Ablagerung an der inneren Wand des Abgaskanals 40 kann somit geeignet gehemmt werden.
(2) Wenn die geschätzte Ansammlungsmenge gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist, wird die Abgastemperatur der Dieselmaschine 10 zu der Temperatur schrittweise erhöht, die fähig ist, die Ablagerung zu entfernen. Eine übermäßige Erhöhung der Ansammlungsmenge der Ablagerung an der inneren Wand des Abgaskanals 40 kann somit geeignet gehemmt werden.
(3) Wenn bestimmt wird, dass die Ansammlungsmenge gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert geworden ist, wird das Erhöhungsverarbeiten der Abgastemperatur gestoppt. Die Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs kann somit auf ein Minimum gehemmt werden.
(4) Wenn sich das Anfragedrehmoment der Dieselmaschine 10 erhöht, wird die Abgastemperatur der Dieselmaschine 10 schrittweise auf die Temperatur erhöht, die fähig ist, die Ablagerung zu entfernen. Ein Sinken der Genauigkeit der Bestimmung der Ammoniakzufuhrmenge zu dem Harnstoff-SCR 52 aufgrund des Unterschieds der Zersetzungsbeginntemperaturen der Komponenten der Ablagerung kann somit geeignet gehemmt werden.
(5) Wenn die Temperaturerhöhungssteuerung durchgeführt wird, wird die Hinzufügungsmenge der Harnstofflösung, die durch das Harnstofflösungshinzufügungsventil 62 hinzugefügt wird, verringert. Die Erhöhung der Ammoniakzufuhrmenge zu dem Harnstoff-SCR 52, die aus der Zersetzung der Ablagerung resultiert, kann somit geeignet kompensiert werden. Eine gewünschte Menge des Ammoniaks kann schließlich dem Harnstoff-SCR 52 zugeführt werden.
(6) Die Ansammlungsmenge wird basierend auf dem Parameter (der Abgastemperatur), der mit der Temperatur des Abgassystems der Dieselmaschine 10 korreliert ist, und der Hinzufügungsmenge geschätzt. Die Ansammlungsmenge kann somit geeignet geschätzt werden.
(7) Die Fahrzeugfahrgeschwindigkeit und die Umgebungstemperatur werden ferner verwendet, wenn die Ansammlungsmenge geschätzt wird. Ein Diffusionsmodus der Wärme von dem Abgaskanal 40 zu dem Äußeren kann somit mit einer hohen Genauigkeit gefasst werden. Die Temperatur der inneren Wand des Abgaskanals 40 kann dementsprechend mit einer hohen Genauigkeit bestimmt werden, und die Ansammlungsmenge kann schließlich mit einer hohen Genauigkeit geschätzt werden.
(8) Die Ansammlungsmenge wird basierend auf der Zeit, in der der Leerlauf durchgeführt wird, geschätzt, wenn der Leerlauf der Dieselmaschine 10 durchgeführt wird. Die Ansammlungsmenge kann somit durch Verwenden der Leerlaufzeit als der Parameter, der mit der Ansammlungsmenge korreliert ist, geschätzt werden.

(Zweites Ausführungsbeispiel)
Als Nächstes ist ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen fokussierend auf die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Hinzufügungsmenge der Harnstofflösung, die durch das Harnstofflösungshinzufügungsventil 62 hinzugefügt wird, basierend auf der NOx-Reinigungsrate Rnox berechnet. Die NOx-Reinigungsrate Rnox wird basierend auf beiden Erfassungswerten des Stromaufwärts-NOx-Sensors 56 und des Stromabwärts-NOx-Sensors 60 berechnet.
8 zeigt eine Prozedur eines Reinigungsverarbeitens der Stickstoffoxide gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Die ECU 80 führt wiederholt das Verarbeiten beispielsweise in einem vorbestimmten Zyklus durch. Ein Verarbeiten in 8, das dem Verarbeiten in 7 entspricht, ist mit der gleichen Schrittnummer wie in 7 angegeben.
Wie in 8 gezeigt ist, ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als die Ausführungsbedingung der Verringerungssteuerung der Harnstofflösungshinzufügungsmenge Qur bei dem Fall, bei dem der Leerlauf derzeit nicht durchgeführt wird, eine Bedingung, dass eine Erhöhungsgeschwindigkeit der Ansammlungsmenge Dur gleich oder höher als eine Schwellengeschwindigkeit Sth ist, anstelle der Bedingung (Bezug nehmend auf S24a) verwendet, dass die Ansammlungsmenge Dur gleich oder größer als der Schwellenwert β ist. Eine übermäßige Erhöhung der Ansammlungsmenge der Ablagerung an der inneren Wand des Abgaskanals 40 kann somit sicher vermieden werden. Wenn die Erhöhungsgeschwindigkeit der Ansammlungsmenge sehr hoch ist, sinkt die NOx-Konzentration in dem Abgas. Selbst wenn daher die Verringerungssteuerung der Harnstofflösungshinzufügungsmenge Qur durchgeführt wird, fällt die NOx-Reinigungsrate Rnox nicht.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Harnstofflösungshinzufügungsmenge Qur basierend auf der NOx-Reinigungsrate Rnox eingestellt. Selbst wenn es daher eine Situation gibt, bei der die NOx-Konzentration in dem Abgas fällt, führt dies nicht notwendigerweise direkt zu einer Verringerung der eingestellten Harnstofflösungshinzufügungsmenge Qur. Wie bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es daher besonders effektiv, das Verarbeiten zum Verringern der Harnstofflösungshinzufügungsmenge Qur durchzuführen, wenn die Erhöhungsgeschwindigkeit der Ansammlungsmenge Dur hoch ist.
(Modifizierte Ausführungsbeispiele)
Die im Vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispiele können beispielsweise wie folgt modifiziert und implementiert sein.
Bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen ist der Abgastemperatursensor 58 vorgesehen, um die Abgastemperatur zu erfassen. Die Abgastemperatur kann alternativ unter Verwendung eines Parameters, der einen Betriebszustand der Dieselmaschine 10 angibt, als ein Eingangssignal geschätzt werden. Ein solcher Parameter kann beispiels weise die Kraftstoffeinspritzungsmenge, die Drehungsgeschwindigkeit oder dergleichen sein.
Bei dem im Vorhergehenden beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel kann eine Bedingung, dass die Ansammlungsmenge gleich oder größer als der Schwellenwert β ist, als die Beginnbedingung der Verringerungssteuerung der Harnstofflösungshinzufügungsmenge zusätzlich zu der Bedingung verwendet sein, dass die Erhöhungsgeschwindigkeit der Ansammlungsmenge gleich oder höher als die Schwellengeschwindigkeit Sth ist.
Bei dem im Vorhergehenden beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel wird die Harnstofflösungshinzufügungsmenge basierend auf der NOx-Konzentration in dem Abgas eingestellt. Die Harnstofflösungshinzufügungsmenge kann beispielsweise alternativ basierend auf der NOx-Reinigungsrate in dem Harnstoff-SCR 52 wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel eingestellt werden. Eine Vorrichtung oder ein Abschnitt zum Schätzen der Ammoniakadsorptionsmenge in dem Harnstoff-SCR 52 kann alternativ vorgesehen sein, und die Harnstofflösungshinzufügungsmenge kann basierend auf der geschätzten Adsorptionsmenge eingestellt werden.
Bei dem im Vorhergehenden beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel wird die Harnstofflösungshinzufügungsmenge basierend auf der NOx-Reinigungsrate in dem Harnstoff-SCR 52 eingestellt. Eine Vorrichtung oder ein Abschnitt zum Schätzen der Ammoniakadsorptionsmenge in dem Harnstoff-SCR 52 kann beispielsweise alternativ vorgesehen sein, und die Harnstofflösungshinzufügungsmenge kann basierend auf der geschätzten Adsorptionsmenge eingestellt werden. Wie bei dem im Vorhergehenden beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel kann beispielsweise alternativ die Harnstofflösungshinzufügungsmenge basierend auf der NOx-Konzentration in dem Abgas eingestellt werden.
Wie im Vorhergehenden erwähnt ist, wird darüber nachgedacht, dass der Fall, bei dem die Erhöhungsgeschwindigkeit der Ansammlungsmenge gleich oder höher als die Schwellengeschwindigkeit Sth ist, eine Situation ist, bei der die Abgastemperatur nied rig ist und die NOx-Konzentration in dem Abgas niedrig ist. Bei dem Fall, bei dem jedoch die Harnstofflösungshinzufügungsmenge basierend auf der NOx-Reinigungsrate oder der Ammoniakadsorptionsmenge in dem Harnstoff-SCR 52 eingestellt wird, besteht eine Möglichkeit, dass sich eine Verringerung der Harnstofflösungshinzufügungsmenge verglichen mit dem Fall, bei dem die Harnstofflösungshinzufügungsmenge basierend auf der NOx-Konzentration in dem Abgas eingestellt wird, verzögert. Bei dem Fall, bei dem daher die NOx-Konzentration des Abgases, das aus der Verbrennungskammer 28 der Dieselmaschine 10 entladen wird, nicht als der direkte Eingangsparameter der Schätzung der Harnstofflösungshinzufügungsmenge verwendet wird, ist es besonders effektiv, die Verringerungssteuerung der Harnstoffhinzufügungsmenge durchzuführen, wenn die Erhöhungsgeschwindigkeit der Ansammlungsmenge gleich oder höher als die Schwellengeschwindigkeit Sth ist, um die Verringerungssteuerung der Harnstoffhinzufügungsmenge umgehend durchzuführen.
Bei den im Vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die Verringerungssteuerung der Harnstofflösungshinzufügungsmenge durchgeführt, wenn eine Bedingung der Konjunktion zwischen der Bedingung, dass die Ansammlungsmenge gleich oder größer als der Schwellenwert β ist, und der Bedingung, dass die Abgastemperatur gleich oder niedriger als die Schwellentemperatur γ ist, in einem anderen Bereich des Betriebs als der Leerlauf ermittelt wird. Die Verringerungssteuerung der Harnstofflösungshinzufügungsmenge kann beispielsweise alternativ durchgeführt werden, wenn die Bedingung, dass die Ansammlungsmenge gleich oder größer als der Schwellenwert β ist, ungeachtet der Abgastemperatur ermittelt wird.
Bei den im Vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispielen wird der Schwellenwert ε für die Bestimmung des Stopps der Temperaturerhöhungssteuerung in einem anderen Bereich des Betriebs als der Leerlauf größer als der Schwellenwert β für die Bestimmung des Beginns der Verringerungssteuerung der Harnstofflösungshinzufügungsmenge eingestellt. Der Schwellenwert ε kann beispielsweise alternativ auf gleich oder kleiner als der Schwellenwert β eingestellt sein. Mit einer solchen Konfiguration kann die Ablagerungsansammlungsmenge an der inneren Wandoberfläche des Abgas kanals 40, selbst bevor sich das Anfragedrehmoment der Dieselmaschine 10 erhöht, ausreichend verringert werden.
Bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen wird die Leerlaufzeit als die Schätzung der Ansammlungsmenge des Harnstoffpyrolysats während des Leerlaufs verwendet. Eine Ansammlungsmenge, die basierend auf einem Parameter, der mit der Temperatur des Abgassystems korreliert ist, und der Harnstofflösungshinzufügungsmenge geschätzt wird, kann beispielsweise alternativ ebenfalls während des Leerlaufs verwendet sein. Bei dem Fall, bei dem die Ansammlungsmenge basierend auf dem Parameter, der mit der Temperatur des Abgassystems korreliert ist, und der Harnstofflösungshinzufügungsmenge geschätzt wird, kann die Ansammlungsmenge gemäß der Leerlaufzeit während des Leerlaufs derart geschätzt werden, dass sich die Ansammlungsmenge mit der Leerlaufzeit erhöht, anstatt eines Verwendens des vorhergehenden Parameters und der Harnstofflösungshinzufügungsmenge. Bei einer solchen Modifikation können die Ausführungsbedingungen der Temperaturerhöhungssteuerung der Abgastemperatur und der Hinzufügungsmengenverringerungssteuerung zwischen dem Fall, bei dem der Leerlauf durchgeführt wird, und dem Fall, bei dem der Leerlauf nicht durchgeführt wird, ausgeglichen werden.
Das Schema der Schätzung der Ansammlungsmenge der Ablagerung ist nicht auf jene begrenzt, die bei den im Vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispielen und den Modifikationen derselben dargestellt sind. Ein Schätzungsverarbeiten der Ansammlungsmenge bei jedem Schätzungsverarbeitungszyklus kann beispielsweise basierend auf der Leerlaufzeit und mindestens entweder einem Parameter, der mit der Temperatur des Abgassystems oder der Harnstoffllösungshinzufügungsmenge korreliert ist, während des Leerlaufs durchgeführt werden.
Bei den im Vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die Temperaturerhöhungssteuerung der Abgastemperatur gestoppt, wenn die Schätzung der Ansammlungsmenge der Ablagerung gleich oder kleiner als der Schwellenwert β in einem anderen Bereich des Betriebs als der Leerlauf wird. Die Temperaturerhöhungssteuerung kann beispielsweise alternativ unter einer Bedingung gestoppt werden, dass die Tempe raturerhöhungssteuerungszeit eine vorbestimmte Zeit erreicht. In diesem Fall dient die Temperaturerhöhungssteuerungszeit als der Parameter, der die Ansammlungsmenge der Ablagerung angibt. Das heißt, es ist damit gemeint, dass sich die Ansammlungsmenge verringert, sowie sich die Temperaturerhöhungssteuerungszeit verlängert.
Bei den im Vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die Temperaturerhöhungssteuerung der Abgastemperatur gestoppt, wenn die Temperaturerhöhungssteuerungszeit in dem Leerlaufbereich die Schwellenzeit T2 erreicht. Die Temperaturerhöhungsteuerung kann beispielsweise alternativ gestoppt werden, wenn die Schätzung der Ansammlungsmenge der Ablagerung gleich oder kleiner als der Schwellenwert β wird.
Das Kraftstoffzufuhrverarbeiten zu dem Abgaskanal 40, das durchgeführt wird, um die Abgastemperatur zu erhöhen, ist nicht auf das Verarbeiten zum Durchführen der Nacheinspritzung begrenzt. Bei dem Fall, bei dem beispielsweise ein anderer Einspritzer zum Einspritzen des Kraftstoffs in den Abgaskanal 40 getrennt vorgesehen ist, kann ein Verarbeiten zum Einspritzen des Kraftstoffs in den Abgaskanal 40 mit dem anderen Einspritzer durchgeführt werden.
Das Getriebe, das zum Erhöhen der Abgastemperatur verwendet wird, ist nicht auf das im Vorhergehenden beschriebene CVT 35 begrenzt. Ein Getriebe mit diskreten Gangverhältnissen kann beispielsweise verwendet sein.
Die Steuerung zum Erhöhen der Abgastemperatur ist nicht auf die Steuerung begrenzt, die die Abgastemperatur auf annähernd 300 Grad C erhöht. Eine Steuerung, die die Abgastemperatur über 300 Grad C erhöht, kann beispielsweise verwendet sein. In diesem Fall wird gedacht, dass sich die Ablagerung in dem Abgaskanal 40 sofort in das Ammoniak zersetzt. Es wird daher gedacht, dass die Schätzung der Ammoniakzufuhrmenge zu dem Harnstoff-SCR 52 wesentlich leichter gemacht wird.
Die Reinigungsvorrichtung zum Reinigen der Stickstoffoxide in dem Abgas ist nicht auf den im Vorhergehenden beschriebenen Harnstoff-SCR 52 begrenzt. Ein Ka talysator einer selektiven Reduktion, der einen reduzierenden Wirkstoff, der sich von der Harnstofflösung unterscheidet und dem Abgas stromaufwärts von dem Katalysator hinzugefügt wird, kann beispielsweise verwendet sein. Die vorliegende Erfindung kann auf einen solchen Fall effektiv angewendet sein, wenn eine Möglichkeit besteht, dass sich eine Ablagerung, die mehrere Komponenten, die unterschiedliche Zersetzungsbeginntemperaturen haben, enthält, aufgrund des reduzierenden Wirkstoffes ansammelt, wenn die Temperatur der inneren Wandoberfläche des Abgaskanals 40 niedrig ist. In diesem Fall ist es wünschenswert, die Zieltemperatur des Temperaturerhöhungsverarbeitens der Abgastemperatur auf oder über den maximalen Wert unter den Zersetzungsbeginntemperaturen der Komponenten der Ablagerung einzustellen.
Die Verbrennungsmaschine ist nicht auf die Verdichtungszündungsverbrennungsmaschine, wie zum Beispiel die Dieselmaschine, begrenzt. Selbst wenn beispielsweise alternativ die Verbrennungsmaschine eine Funkenzündungsverbrennungsmaschine, wie zum Beispiel eine Direkteinspritzungsbenzinmaschine ist, kann die Erfindung auf die Maschine effektiv angewandt sein, wenn ein Katalysator einer selektiven Reduktion für die Reinigung von NOx verwendet wird.
Die vorliegende Erfindung sollte nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele begrenzt sein, kann jedoch auf viele andere Weisen implementiert sein, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2007-327377 A [0005]
- JP 2007-239500 A [0006]

Claims

Abgasreinigungssteuerungsvorrichtung einer Verbrennungsmaschine (10), die bei einer Abgasreinigungsvorrichtung angewendet ist, die eine Reinigungsvorrichtung (52), die in einem Abgaskanal (40) der Verbrennungsmaschine (10) vorgesehen ist, zum Reinigen von Stickstoffoxiden in einem Abgas und eine Hinzufügungsvorrichtung (62) zum Hinzufügen eines reduzierenden Wirkstoffs in das Abgas stromaufwärts von der Reinigungsvorrichtung (52) hat, und die eine Reinigungssteuerung der Stickstoffoxide mit der Reinigungsvorrichtung (52) durchführt, während basierend auf einem Betrieb der Hinzufügungsvorrichtung (62) eine Hinzufügungsmenge des reduzierenden Wirkstoffs angepasst wird, gekennzeichnet durch: eine schätzende Einrichtung (S12, S38) zum Schätzen einer Ansammlungsmenge einer Ablagerung an einer inneren Wand des Abgaskanals (40), die aus der Hinzufügung des reduzierenden Wirkstoffs resultiert; und eine verringernde Einrichtung (S28, S44) zum zwangsweise Verringern der Hinzufügungsmenge des reduzierenden Wirkstoffes, wenn mindestens entweder eine Bedingung, dass die geschätzte Ansammlungsmenge gleich oder größer als ein spezifizierter Wert ist, oder eine Bedingung, dass eine Erhöhungsgeschwindigkeit der Ansammlungsmenge gleich oder höher als eine spezifizierte Geschwindigkeit ist, ermittelt wird.
Abgasreinigungssteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, mit ferner einer abgastemperaturerhöhenden Einrichtung (S30, S46) zum Erhöhen einer Abgastemperatur der Verbrennungsmaschine (10) auf eine Temperatur, die fähig ist, die Ablagerung zu entfernen, wenn die geschätzte Ansammlungsmenge gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Abgasreinigungssteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, bei der das Erhöhungsverarbeiten der Abgastemperatur gestoppt wird, wenn bestimmt wird, dass die Ansammlungsmenge gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert geworden ist.
Abgasreinigungssteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, mit ferner einer Drehmomenterhöhungszeitpunkt-temperaturerhöhenden Einrichtung (S16) zum Erhöhen der Abgastemperatur der Verbrennungsmaschine (10) auf eine Temperatur, die fähig ist, die Ablagerung mit einer höheren Geschwindigkeit als eine Geschwindigkeit einer Abgastemperaturerhöhung, die eine Erhöhung des Drehmoments der Verbrennungsmaschine (10) begleitet, zu entfernen, wenn sich das Anfragedrehmoment der Verbrennungsmaschine (10) erhöht.
Abgasreinigungssteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei der die Hinzufügungsmenge des reduzierenden Wirkstoffes, der durch die Hinzufügungsvorrichtung (62) hinzugefügt wird, verringert wird, wenn die abgastemperaturerhöhende Einrichtung (S30, S46) das Erhöhungsverarbeiten der Abgastemperatur durchführt.
Abgasreinigungssteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei der die abgastemperaturerhöhende Einrichtung (S30, S46) mindestens entweder ein verzögerndes Verarbeiten des Kraftstoffeinspritzungszeitpunkts der Verbrennungsmaschine (10), ein Kraftstoffzuführverarbeiten zu dem Abgaskanal (40) der Verbrennungsmaschine (10) oder ein erhöhendes Verarbeiten einer Abgasrezirkulationsmenge der Verbrennungsmaschine (10) durchführt.
Abgasreinigungssteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei der die Verbrennungsmaschine (10) eine fahrzeuginterne Verbrennungsmaschine (10) ist, von der eine Ausgangswelle (34) durch ein Getriebe (35) mit einem Antriebsrad verbunden ist, und die abgastemperaturerhöhende Einrichtung (S30, S46) ein Gangwechselverhältnis des Getriebes (35) schaltet, um eine Drehungsgeschwindigkeit der Ausgangswelle (34) der Verbrennungsmaschine (10) zu verringern, während ein Fallen einer Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs gehemmt wird.
Abgasreinigungssteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die schätzende Einrichtung (S12, S38) basierend auf einem Parameter, der mit einer Temperatur eines Abgassystems der Verbrennungsmaschine (10) korreliert ist, und der Hinzufügungsmenge die Ansammlungsmenge schätzt.
Abgasreinigungssteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die schätzende Einrichtung (S12, S38) die Ansammlungsmenge basierend auf einer Zeit, während der ein Leerlauf der Verbrennungsmaschine (10) durchgeführt wird, während des Leerlaufs schätzt.
Abgasreinigungssteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der der reduzierende Wirkstoff eine Harnstofflösung ist.
Abgasreinigungssystem der Verbrennungsmaschine (10), gekennzeichnet durch: die Abgasreinigungssteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10; und die Reinigungsvorrichtung (52).