-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasemissionssteuerungsvorrichtung
für eine Brennkraftmaschine.
-
In
jüngster Zeit ist eine exzellente Abgasreinigungsleistung
für eine Brennkraftmaschine erfordert. Insbesondere bei
einer Dieselmaschine ist es wichtig, Abgaspartikel (Partikel: PM),
wie schwarzen Rauch, zu entfernen, die von der Maschine abgegeben
werden. Dazu ist oft ein Dieselpartikelfilter (DPF) in einem mittigen
Abschnitt eines Abgasrohrs angeordnet.
-
Die
meisten Partikel des Abgases werden als eine Folge des Fangens der
Partikel durch den DPF entfernt. Nichtsdestotrotz wird, falls ein
Anlagern der Partikel in dem DPF andauert, der DPF verstopft. Demzufolge
muss der DPF durch Entfernen der abgelagerten Partikel mittels Verbrennen
der abgelagerten Partikel regeneriert werden. Ein Verfahren, wie
beispielsweise eine Nacheinspritzung, wodurch Kraftstoff nach einer
Haupteinspritzung in einen Zylinder eingespritzt wird, wird zum
Verbrennen der Partikel verwendet, die in dem DPF abgelagert sind.
-
Vorausgesetzt,
dass ein Schätzwert einer Ablagerungsmenge der Partikel
in dem DPF kleiner als ein wahrer Wert ist, ist der wahre Wert der
Partikelablagerungsmenge selbst zu der Zeit größer, wenn
der Schätzwert der Partikelablagerungsmenge ein Niveau
erreicht, bei dem bestimmt wird, dass der DPF regeneriert werden
muss. Deshalb kann der DPF eine zu hohe Temperatur als eine Folge
der Regeneration des DPF haben, wenn die Partikelablagerungsmenge
zu groß ist. Die zu hohe Temperatur des DPF führt
zu Fehlern, wie einem Schmelzen oder einer Beschädigung
des DPF oder einer Verschlechterung eines gestützten Katalysators.
-
Im
Gegensatz dazu, falls der Schätzwert der Ablagerungsmenge
der Partikel in dem DPF größer als der wahre Wert
ist, hat der wahre Wert der Partikelablagerungsmenge das Niveau,
bei dem bestimmt wird, dass der DPF regeneriert werden muss, zu
der Zeit nicht erreicht, wenn der Schätzwert der Partikelablagerungsmenge
dieses Niveau erreicht. Somit wird der DPF mit einer höheren
Häufigkeit regeneriert als es notwendig ist, so dass sich
eine Kraftstoffeffizienz aufgrund eines Kraftstoffverbrauchs für
die Regeneration des DPF verschlechtert.
-
Demzufolge
muss ein Verfahren zum Schätzen der Partikelablagerungsmenge
mit einem hohen Genauigkeitsgrad entwickelt werden. Eine Technik, um
leicht und mit hoher Genauigkeit die Zeit zur Regeneration des DPF
zu bestimmen, ist beispielsweise in
JP-A-2004-019523 (die
der
DE 103 26 530
A1 entspricht) offenbart.
-
Ein
AGR-Rohr zur Abgasrückführung (AGR) von einem
Abgasrohr zu einem Einlassrohr ist bei einigen Brennkraftmaschinen
vorgesehen. Durch die Rückführung des Abgases
mittels der AGR wird eine Verbrennungstemperatur in der Maschine
verringert, so dass die Emissionsmenge von Stickstoffoxiden (NOx)
von der Maschine verringert ist. Im Speziellen hat in den vergangenen
Jahren eine Brennkraftmaschine mit einem Turbolader manchmal zwei AGR-Systeme:
eine erste AGR zum Rückführen von Abgas von einem
Teil eines Abgasrohrs zwischen einem Auslassanschluss und einer
Abgasturbine in ein Einlassrohr; und eine zweite AGR zum Rückführen von
Abgas von einem Teil des Abgasrohrs, der an einer stromabwärtigen
Seite der Abgasturbine gelegen ist, in einen Teil des Einlassdurchgangs,
der an einer stromaufwärtigen Seite eines Kompressors gelegen ist.
-
Die
erste AGR zum Rückführen von Abgas von einer stromaufwärtigen
Seite eines Abgasdurchgangs wird auch als eine Hochdruck-AGR bezeichnet,
und die zweite AGR zum Rückführen eines Abgases
von dem anderen Abschnitt des Abgasdurchgangs, d. h. einer stromabwärtigen
Seite des Abgasdurchgangs, wird auch als eine Niederdruck-AGR bezeichnet.
Wie vorstehend beschrieben ist, kann als eine Folge der Maschine
mit dem Turbolader mit den zwei AGR-Systemen die AGR-Menge bei einer
hohen Last durch die Hochdruck-AGR nicht gewährleistet
werden, und deswegen wird durch Durchführen der AGR unter
Verwendung der Niederdruck-AGR eine ausreichende AGR-Menge selbst
in einer Situation gewährleistet, in der der Einlassdruck
in einer Hochlastregion überladen wird. Im Speziellen kann bei
einer hohen Last die AGR-Menge, die von dem Abgasdurchgang zurückgeführt
wird, manchmal nicht mittels der Hochdruck- AGR aufgrund einer Erhöhung
eines Einlassdrucks durch das Überladen durch den Turbolader
gewährleistet werden, und demzufolge wird durch Ausführen
der AGR mittels der Niederdruck-AGR, die mit dem Teil des Einlassdurchgangs
an der stromaufwärtigen Seite des Kompressors verbunden
ist, um einen Einfluss der Erhöhung des Einlassdrucks durch
das Überladen durch den Turbolader zu vermeiden, eine ausreichende AGR-Menge
selbst in einer Situation gewährleistet, in der der Einlassdruck
in einer Hochlastregion überladen wird.
-
Zum
Schätzen der Partikelablagerungsmenge in dem DPF gibt es
ein Verfahren zum Schätzen unter Verwendung eines Druckunterschieds
(d. h. eines Unterschieds zwischen Drücken vor und nach dem
DPF, eines Differenzialdrucks, eines Druckverlusts, oder eines Druckabfalls)
zwischen einer stromaufwärtigen Seite und einer stromabwärtigen
Seite des DPF und eines Abgasstroms. Wenn dieses Schätzverfahren
verwendet wird, kann in dem Fall eines einzelnen AGR-Systems (Hochdruck-AGR)
der Abgasstrom als dieselbe Menge betrachtet werden wie eine Einlassluftmenge,
die durch einen Luftmengenmesser erfasst wird. In dem Fall der Maschine
jedoch, die die zwei AGR-Systeme hat, muss, wenn der Abgasstrom
berechnet wird, die Menge von durch die Niederdruck-AGR rückgeführtem
Abgas zu der Lufteinlassmenge addiert werden. In der herkömmlichen
Technologie wird dieser Punkt nicht berücksichtigt.
-
Die
vorliegende Erfindung ist auf wenigstens einen der vorstehenden
Nachteile gerichtet. Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Abgasemissionssteuerungsvorrichtung für
eine Brennkraftmaschine mit einem Niederdruck-AGR-Rohr vorzusehen.
Die Abgasemissionssteuerungsvorrichtung erhält eine Stromrate
des gesamten Gases, das in einen DPF strömt, durch Addieren
einer Rückführungsmenge durch eine Niederdruck-AGR
zu einer Lufteinlassmenge. Die Abgasemissionssteuerungsvorrichtung
schätzt die in dem DPF abgelagerte Partikelmenge mit hoher
Genauigkeit unter Verwendung dieser Stromrate.
-
Um
die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu erreichen, ist eine Abgasemissionssteuerungsvorrichtung
für eine Brennkraftmaschine vorgesehen, die einen Filter,
einen Rückführungsdurchgang, eine Berechnungseinrichtung
und eine Schätzeinrichtung hat. Der Filter ist in einem
Abgasdurchgang der Maschine angeordnet und gestaltet, um Partikel
zu fangen. Abgas wird durch den Rückführungsdurchgang von
dem Abgasdurchgang, der an der stromabwärtigen Seite des
Filters in einer Stromrichtung des Abgases angeordnet ist, zu einem
Einlassdurchgang der Maschine zurückgeführt, der
an einer stromaufwärtigen Seite der Maschine in einer Stromrichtung von
Einlassluft angeordnet ist. Die Berechnungseinrichtung dient zum
Berechnen einer Stromrate von Abgas, das in den Filter strömt.
Die Schätzeinrichtung dient zum Schätzen einer
Partikelablagerungsmenge in dem Filter auf der Basis der Stromrate
des Abgases, die durch die Berechnungseinrichtung berechnet wird,
und eines Differenzialdrucks, der ein Unterschied zwischen einem
Druck an einer Einlassseite des Filters und einem Druck an einer
Auslassseite des Filters ist. Die Berechnungseinrichtung berechnet
die Stromrate von Abgas, das in den Filter strömt, als
eine gesamte Stromrate des Abgases, die eine Summe aus einer Einlassluftmenge
und einer Abgasmenge ist, die durch den Rückführungsdurchgang
rückgeführt wird.
-
Die
Erfindung, zusammen mit zusätzlichen Merkmalen und Vorteilen
von dieser wird am Besten von der folgenden Beschreibung, den angehängten Ansprüchen
und den begleitenden Zeichnungen verstanden.
-
1 ist
ein Diagramm, das einen Aufbau einer Abgasemissionssteuerungsvorrichtung
für eine Brennkraftmaschine gemäß einer
ersten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
-
2 ist
ein Flussdiagramm, das eine DPF-Regenerationsbehandlung gemäß der
ersten Ausführungsform darstellt;
-
3 ist
ein Flussdiagramm, das eine DPF-Regenerationsbehandlung gemäß einer
zweiten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
-
4 ist
ein Flussdiagramm, das eine DPF-Regenerationsbehandlung gemäß einer
dritten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
-
5 ist
ein Flussdiagramm, das eine DPF-Regenerationsbehandlung gemäß einer
vierten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
-
6 ist
ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Abgasvolumenstrom,
einem DPF-Differenzialdruck und einer Partikelablagerungsmenge gemäß der
ersten Ausführungsform darstellt; und
-
7 ist
ein Diagramm, das einen Korrekturkoeffizienten der Partikelablagerungsmenge
gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
-
Ausführungsformen
der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die begleitenden
Zeichnungen beschrieben.
-
(Erste Ausführungsform)
-
1 ist
ein Diagramm, das im Allgemeinen einen Aufbau einer Abgasemissionssteuerungsvorrichtung 1 für
eine Brennkraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung darstellt.
-
Ein
Beispiel der Abgasemissionssteuerungsvorrichtung 1, die
für eine Vierzylinderdieselmaschine 2 (nachstehend
einfach als eine Maschine bezeichnet) aufgebaut ist, ist in 1 dargestellt.
Die Maschine 2 und die Abgasemissionssteuerungsvorrichtung 1 haben
ein Einlassrohr 3, ein Abgasrohr 4, ein Hochdruck-AGR-Rohr 5 und
ein Niederdruck-AGR-Rohr (Rückführungsdurchgang) 6.
Ein DPF 7 ist in dem Abgasrohr 4 angeordnet. Ein
Turbolader 8 ist für das Einlassrohr 3 und
das Abgasrohr 4 vorgesehen. Eine elektronische Steuerungseinheit 9 (ECU)
zum Steuern verschiedener Vorrichtungen ist für die Abgasemissionssteuerungsvorrichtung 1 vorgesehen.
Die Maschine 2 und die Abgasemissionssteuerungsvorrichtung 1 können
in einem Kraftfahrzeug angeordnet sein.
-
Luft
wird zu der Maschine 2 durch das Einlassrohr 3 zugeführt.
Ein Luftmengenmesser 30, eine Lufteinlassdrossel 31,
ein Einlasskrümmertemperatursensor (Temperatursensor) 32,
ein Einlasskrümmerdrucksensor (Drucksensor) 33 und
ein Zwischenkühler 34 sind in dem Einlassrohr 3 angeordnet,
und ein Einlasskrümmer 35 ist fortlaufend mit
dem Einlassrohr 3 ausgebildet. Eine Lufteinlassmenge wird durch
den Luftmengenmesser 30 gemessen. Diese Lufteinlassmenge
kann beispielsweise eine Massenstromrate pro Zeiteinheit sein. Durch
Regulieren eines Öffnungsgrads der Lufteinlassdrossel 31 kann die
zu der Maschine 2 zugeführte Einlassluftmenge erhöht
oder verringert werden. Eine Temperatur und ein Druck in dem Einlasskrümmer 35 werden
durch den Temperatursensor 32 und den Drucksensor 33 gemessen.
Der Zwischenkühler 34 kühlt die Einlassluft,
um eine höhere Luftzufuhr zu der Maschine 2 zu gestatten.
-
Ein
Injektor 20 und ein Maschinendrehzahlsensor 21 sind
für die Maschine 2 vorgesehen. Kraftstoff wird
in einen Zylinder durch die Einspritzung von Kraftstoff von dem
Injektor 20 zugeführt. Eine Drehzahl (pro Zeiteinheit)
der Maschine 2 wird durch den Maschinendrehzahlsensor 21 gemessen. Der
Maschinendrehzahlsensor 21 kann beispielsweise als ein
Kurbelwinkelsensor zum Messen eines Winkels einer Drehung einer
Kurbelwelle dienen, die mit der Maschine 2 gekoppelt ist.
Der Erfassungswert durch diesen Kurbelwinkelsensor wird zu der ECU 9 übertragen,
und dadurch wird die Drehzahl der Maschine 2 berechnet.
-
Abgas
wird in das Abgasrohr 4 abgegeben, das mit der Maschine 2 verbunden
ist. Ein Abgastemperatursensor (Temperatursensor) 40 zum
Messen einer Abgastemperatur ist in dem Abgasrohr 4 an
einer stromaufwärtigen Seite des DPF 7 angeordnet. Die
Abgastemperatur wird durch den Temperatursensor 40 gemessen.
-
Das
Hochdruck-AGR-Rohr 5 ist zum Durchführen der Rückführung
von Abgas von einem Abschnitt des Abgasrohrs 4 zwischen
einem Auslassanschluss der Maschine 2 und einer Abgasturbine 81 zu dem
Einlassrohr 3 vorgesehen. Ein Hochdruck-AGR-Ventil 50 und
ein Hochdruck-AGR-Kühler 51 sind für
das Hochdruck-AGR-Rohr 5 vorgesehen. Die Abgasmenge, die
durch das Hochdruck-AGR-Rohr 5 rückgeführt
wird, wird durch die Einstellung eines Öffnungsgrads des
Hochdruck-AGR-Ventils 50 reguliert. Der Hochdruck-AGR-Kühler 51 kühlt
das rückgeführte Abgas, um ein Rückführen
von noch mehr Abgas zu ermöglichen.
-
Das
Niederdruck-AGR-Rohr 6 ist zum Durchführen der
Rückführung von Abgas von einem Abschnitt des
Abgasrohrs 4 an einer stromabwärtigen Seite der
Abgasturbine 81, im Speziellen an einer stromabwärtigen
Seite des DPF 7 in 1, in das Einlassrohr 3 vorgesehen.
Ein Niederdruck-AGR-Ventil 60, ein Niederdruck-AGR-Kühler 61,
ein Differenzialdrucksensor 62 und ein Stromratensensor
(Messeinrichtung) 63 sind für das Niederdruck-AGR-Rohr 6 vorgesehen.
Die Abgasmenge, die durch das Niederdruck-AGR-Rohr 6 rückgeführt wird,
wird durch die Einstellung eines Öffnungsgrads des Niederdruck-AGR-Ventils 60 reguliert.
Der Niederdruck-AGR-Kühler 61 kühlt das
rückgeführte Abgas, um die Rückführung
von noch mehr Abgas zu ermöglichen. Der Differenzialdrucksensor 62 misst einen
Differenzialdruck zwischen einem stromaufwärtigen Abschnitt
und einem stromabwärtigen Abschnitt des Niederdruck-AGR-Rohrs 6,
im Speziellen zwischen einem Abschnitt des Niederdruck-AGR-Rohrs 6,
der an einer stromaufwärtigen Seite des Niederdruck-AGR-Kühlers 61 gelegen
ist, und einem Abschnitt des Niederdruck-AGR-Rohrs 6, der
an einer stromabwärtigen Seite des Niederdruck-AGR-Kühlers 61 in 1 gelegen
ist. Der Stromratensensor 63 misst einen Abgasstrom, der durch
das Niederdruck-AGR-Rohr 6 rückgeführt
wird.
-
Der
DPF 7 kann derart aufgebaut sein, dass eine Einlassseite
und eine Auslassseite eines Wabenaufbaus, der ein typischer Aufbau
des DPF ist, abwechselnd verstopft sind. Partikel sind in dem Abgas
enthalten, das abgegeben wird, während die Maschine 2 in
Betrieb ist, und die Partikel werden durch eine Innenseite oder
eine Fläche der DPF-Wand gefangen, wenn das Abgas durch
eine DPF-Wand des vorstehend beschriebenen Aufbaus des DPF 7 hindurchgeht.
Der DPF 7 kann ein DPF mit einem Oxidationskatalysator
sein, in dem der Oxidationskatalysator gehalten ist. Ein Differenzialdrucksensor 70 zum
Messen eines Differenzialdrucks, der ein Unterschied zwischen Abgasdrücken
in der Einlassseite und der Auslassseite des DPF 7 ist,
ist auch für den DPF 7 vorgesehen.
-
Der
Turbolader 8 hat einen Kompressor 80 und die Abgasturbine 81.
Die Abgasturbine 81 wird durch das Abgas gedreht, und dann
wird die Antriebskraft der Turbine 81 zu dem Kompressor 80 übertragen,
so dass der Kompressor 80 die Einlassluft komprimiert.
Demzufolge wird noch mehr komprimierte Luft zu der Maschine 2 zugeführt.
-
Gestrichelte
Linien in 1 kennzeichnen Informationsübertragungswege.
Die ECU 9 erhält Messwerte durch die vorstehenden
verschiedenen Sensoren, um verschiedene Vorrichtungen zu steuern.
Im Speziellen werden die Messwerte von dem Maschinendrehzahlsensor 21,
dem Luftmengenmesser 30, dem Temperatursensor 32,
dem Drucksensor 33, dem Temperatursensor 40, den
Differenzialdrucksensoren 62, 70 und dem Stromratensensor 63 zu der
ECU 9 übertragen. Eine Zeitabstimmung oder eine
Einspritzmenge einer Kraftstoffeinspritzung durch den Injektor 20 in
die Maschine 2 und Öffnungsgrade der Lufteinlassdrossel 31,
das Hochdruck-AGR-Ventil 50 und das Niederdruck-AGR-Ventil 60 werden
durch die ECU 9 eingestellt und gesteuert. Die ECU 9 kann
einen Aufbau haben, der ähnlich zu dem eines normalen Computers
ist. Beispielsweise hat die ECU 9 eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU)
zum Durchführen verschiedener Betriebe oder einen Speicher 90 zum
Speichern verschiedener Arten von Information.
-
In
der ersten Ausführungsform wird die Regenerationsbehandlung
des DPF 7 auf der Basis des vorstehend beschriebenen Aufbaus
der Abgasemissionssteuerungsvorrichtung 1 durchgeführt.
Der Ablauf für die Regenerationsbehandlung ist in 2 dargestellt.
Die Abläufe in 2 und 3 bis 5 (die
später im Detail beschrieben werden) können programmiert
und in dem Speicher 90 gespeichert sein, und die ECU 9 kann
sie automatisch ausführen. Die Flussdiagramme in 2 bis 5 können
fortlaufend nicht nur während der Regeneration des DPF 7 ausgeführt
werden, sondern auch konstant während das Fahrzeug in Betrieb
ist, beispielsweise periodisch.
-
In
dem Prozess in 2 erhält die ECU 9 in Schritt
S10 zuerst einen Volumenstrom des Abgases, das in den DPF 7 strömt.
Das Abgas, das in den DPF 7 strömt, kann eine
Summe aus der Einlassluftmenge, die durch den Luftmengenmesser 30 strömt,
und dem rückgeführten Abgas sein, das durch das
Niederdruck-AGR-Rohr 6 rückgeführt wird.
Der Volumenstrom kann durch eine der folgenden vier Verfahren A
bis D erhalten werden. Zusätzlich meint der Volumenstrom
oder die Massenstromrate in der folgenden Beschreibung einen Volumenstrom
oder eine Massenstromrate pro Zeiteinheit.
-
Durch
eines der Verfahren A bis D als ein grundlegender Ablauf zum Erhalten
des Volumenstroms wird zuerst eine Massenstromrate aus der Summe
aus der Einlassluft und des rückgeführten Niederdruck-AGR-Abgases
in einer Position der Maschine 2 berechnet, und dann wird
die Massenstromrate in einen Volumenstrom in einer Position des
DPF 7 umgewandelt. Als eine Folge dieses Ablaufs wird mit
der Änderung der Temperatur oder des Drucks in der Position
des DPF 7 in geeigneter Weise umgegangen. Darüber
hinaus wird bei der Umwandlung in einen Volumenstrom in der Position
des DPF 7 eine Erhöhung der Massenstromrate aufgrund
einer Kraftstoffeinspritzmenge von dem Injektor 20 auch
berücksichtigt.
-
Das
Verfahren A wird nachstehend beschrieben. Durch das Verfahren A
wird eine Massenstromrate eines Gases, das in die Maschine 2 zugeführt wird,
in einer Position des Einlasskrümmers 35 erhalten.
Im Speziellen wird zuerst ein Gasvolumenstrom in der Position des
Einlasskrümmers 35 berechnet. Der Volumenstrom
kann als das Produkt einer Verdrängung der Maschine 2 und
der Drehzahl der Maschine 2 berechnet werden (ein Wert,
der als ein Ergebnis des Multiplizierens der Drehzahl mit 1/2 in dem
Fall einer Viertaktmaschine erhalten wird). Die Verdrängung
der Maschine 2 ist ein bekannter Wert für jede
individuelle Maschine 2. Die Drehzahl der Maschine 2 kann
durch den Maschinendrehzahlsensor 21 gemessen werden.
-
Als
nächstes wird auf der Basis der Werte des Volumenstroms
von in die Maschine 2 gefördertem Gas, der wie
vorstehend beschrieben erhalten worden ist, und der Temperatur und
des Drucks in dem Einlasskrümmer 35 die Molanzahl
des Gases, das zu der Maschine 2 pro Zeiteinheit zugeführt
wird, berechnet. Die Molanzahl kann unter Verwendung der bekannten
Gaszustandsgleichung berechnet werden. Die Werte der Temperatur
und des Drucks in dem Einlasskrümmer 35 können
durch den Temperatursensor 32 bzw. den Drucksensor 33 gemessen werden.
-
Dann
wird die Massenstromrate von zu der Maschine 2 zugeführtem
Gas von der Molanzahl des zu der Maschine 2 zugeführten
Gases pro Zeiteinheit berechnet, die in der vorstehend beschriebenen
Weise erhalten worden ist. Die Massenstromrate kann durch Multiplizieren
der Molanzahl mit dem Molekulargewicht des Gases in Anbetracht eines
Komponentenverhältnisses des zu der Maschine 2 zugeführten
Gases berechnet werden. Die Massenstromrate von zu der Maschine 2 zugeführtem
Gas, die auf diese Weise erhalten wird, ist offensichtlich gleich
zu einer Massenstromrate von Gas, das in den DPF 7 zugeführt
wird.
-
Als
Letztes wird die vorstehend erhaltene Massenstromrate von in den
DPF 7 zugeführtem Gas in einen Volumenstrom umgewandelt.
Diese Berechnung wird unter Verwendung der folgenden Gleichung (E1)
durchgeführt. „V (m3/sek)” in
der Gleichung (E1) ist ein Volumenstrom (pro Zeiteinheit) von Gas,
das in den DPF 7 zugeführt wird. „G (g/sek)” in der
Gleichung (E1) ist eine Massenstromrate (pro Zeiteinheit) von Gas,
das in den DPF 7 zugeführt wird, und wird wie
vorstehend berechnet. V (m3/sek)
= [G (g/sek)/28,8 (g/Mol)]
× 22,4 × 10–3 (m3/Mol)
× [T
(K)/273 (K)]
× [101,3 (kPa)/(P0 (kPa) + Pmuf (kPa)
+ ΔP (kPa))]
+ [Q (cc/sek)/207,3 (g/Mol)]
× 0,84
(g/cc) × 6,75 (Mol)
× 22,4 × 10–3 (m3/Mol)
× [T
(K)/273 (K)]
× [101,3 (kPa)/(P0 (kPa) + Pmuf (kPa)
+ ΔP (kPa))] (E1)
-
„Q
(cc/sek)” in der Gleichung (E1) ist eine Kraftstoffeinspritzmenge
pro Zeiteinheit, die auf der Basis der erhaltenen Kraftstoffeinspritzmenge
berechnet wird, und kann ein Befehlswert der Kraftstoffeinspritzmenge
von der ECU 9 sein. „T (K)” ist eine DPF-Temperatur
und kann durch den Temperatursensor 40 gemessen werden. „ΔP
(kPa)” ist der Unterschied zwischen Drücken vor
und nach dem DPF 7 und kann durch den Differenzialdrucksensor 70 gemessen
werden. „P0 (kPa)” ist der atmosphärische Druck. „Pmuf” ist
ein Druckverlust von einem Auslass des DPF 7 zu einem Auslass des
Abgasrohrs 4 durch beispielsweise ein Schalldämpfgerät. „Pmuf” kann von
einem Betriebszustand der Maschine 2 unter Verwendung eines
Kennfelds berechnet werden. Der zweite Ausdruck der rechten Seite
der Gleichung (E1) drückt die Erhöhung aufgrund
der Kraftstoffeinspritzmenge von dem Injektor 20 aus.
-
Das
Verfahren B wird nachstehend beschrieben. Durch das Verfahren B
wird eine Massenstromrate von von der Maschine 2 abgegebenem
Gas von Betriebszuständen der Maschine 2 unter
Verwendung eines Kennfelds berechnet. Im Speziellen wird ein Kennfeld,
das eine funktionale Beziehung von einer Kombination der Betriebszustände
der Maschine 2, d. h. die Drehzahl der Maschine 2 und
ein Lastäquivalenzwert (Wert, der äquivalent zu
der Maschinenlast ist) zu einer Massenstromrate von Abgas ausdrückt,
das durch das Niederdruck-AGR-Rohr 6 rückgeführt
wird, im Voraus erhalten. Dann wird dieses Kennfeld in dem Speicher 90 gespeichert.
Auf der Basis der Werte des Kennfelds, einer tatsächlichen
Drehzahl und des Lastäquivalents, wird eine Massenstromrate
des rückgeführten Abgases erhalten. Die Massenstromrate
des rückgeführten Abgases und eine Massenstromrate
der Einlassluft werden addiert, wodurch die Massenstromrate des
von der Maschine 2 abgegebenen Gases berechnet wird. Die
Drehzahl der Maschine 2 kann durch den Drehzahlsensor 21 gemessen
werden. Das Lastäquivalent kann beispielsweise der Kraftstoffeinspritzmengenbefehlswert
für den Injektor 20 sein.
-
Die
vorstehend erhaltene Massenstromrate eines von der Maschine 2 abgegebenen
Gases ist offensichtlich gleich zu der Massenstromrate eines in den
DPF 7 zugeführten Gases. Schließlich
wird die Massenstromrate eines in den DPF 7 zugeführten Gases
in einen Volumenstrom umgewandelt. Die, Berechnung kann unter Verwendung
der Gleichung (E1) gleich wie bei der vorstehenden Berechnung durchgeführt
werden.
-
Nachstehend
wird das Verfahren C beschrieben. Durch das Verfahren C wird auf
der Basis eines Unterschieds zwischen den Drücken an einer
stromaufwärtigen und einer stromabwärtigen Seite
des Niederdruck-AGR-Rohrs 6 und einer Temperatur in dem
Niederdruck-AGR-Rohr 6 die Massenstromrate von Abgas erhalten,
das durch das Niederdruck-AGR-Rohr 6 rückgeführt
wird. Dann werden die Massenstromrate des rückgeführten
Abgases und die Massenstromrate von Einlassluft addiert, um eine
Massenstromrate des gesamten Gases zu erhalten, das in die Maschine 2 strömt.
-
Im
Speziellen wird ein Kennfeld, das eine funktionale Beziehung zwischen
dem Unterschied zwischen den Drücken an der stromaufwärtigen
und der stromabwärtigen Seite des Niederdruck-AGR-Rohrs 6 und
einer Stromrate von Gas ausdrückt, das durch das Niederdruck-AGR-Rohr 6 strömt,
im Voraus erhalten, und das Kennfeld wird in dem Speicher 90 gespeichert.
Von dem Kennfeld und einem Messwert des Differenzialdrucks in dem
Niederdruck-AGR-Rohr 6 wird ein Schätzwert eines
Volumenstroms eines Gases berechnet, das durch das Niederdruck-AGR-Rohr 6 strömt.
Der Differenzialdruck in dem Niederdruck-AGR-Rohr 6 kann
durch den Differenzialdrucksensor 62 gemessen werden.
-
Auf
der Basis des vorstehend erhaltenen Volumenstroms und der Temperatur
und des Drucks in dem Niederdruck-AGR-Rohr 6 wird eine
Massenstromrate von Gas, das durch das Niederdruck-AGR-Rohr 6 strömt,
berechnet. In dieser Berechnung wird die Molanzahl des Gases unter
Verwendung der Gaszustandsgleichung von dem Volumenstrom (Stromrate),
der Temperatur und dem Druck erhalten. Des Weiteren kann durch Multiplizieren
der Molanzahl mit dem Molekulargewicht des Gases im Hinblick auf
ein Komponentenverhältnis des Gases, die Massenstromrate
berechnet werden. Darüber hinaus kann ein Wert, der durch
den Temperatursensor 40 in 1 berechnet
wird, annähernd für die Temperatur in dem Niederdruck-AGR-Rohr 6 substituiert
werden. Alternativ kann die Temperatur in dem Niederdruck-AGR-Rohr 6 auch
durch Vorsehen des Temperatursensors 40 für das
Niederdruck-AGR-Rohr 6 gemessen werden. Ein Wert des atmosphärischen
Drucks kann annähernd als ein Druck an einer stromaufwärtigen
Seite des Niederdruck-AGR-Rohrs 6 für den Druck
in dem Niederdruck-AGR-Rohr 6 verwendet werden.
-
Durch
Addieren der Massenstromrate von Einlassluft, die durch den Luftmengenmesser 30 gemessen
wird, zu der Massenstromrate eines durch das Niederdruck-AGR-Rohr 6 strömenden
Gases, die wie vorstehend erhalten wird, wird eine Massenstromrate
des gesamten Gases, das zu der Maschine 2 zugeführt
wird, erhalten. Die Massenstromrate des zu der Maschine 2 zugeführten
Gases, die auf diese Weise erhalten wird, ist offensichtlich gleich
zu der Massenstromrate von in den DPF zugeführtem Gas. Zuletzt
wird auf der Basis der Massenstromrate von zu dem DPF zugeführtem
Gas, die auf diese Weise erhalten wird, ein Volumenstrom von zu
dem DPF 7 zugeführtem Gas berechnet. Diese Berechnung kann
unter Verwendung der vorstehenden Gleichung (E1) durchgeführt
werden.
-
Das
Verfahren D wird nachstehend beschrieben. Durch das Verfahren D
wird eine Stromrate von Gas, das durch das Niederdruck-AGR-Rohr 6 strömt, durch
den Stromratensensor 63 direkt gemessen. Die Gasstromrate
kann als eine Massenstromrate gemessen werden. Dann wird durch Addieren
der Massenstromrate der Einlassluft, die durch den Luftmengenmesser 30 in
gleicher Weise wie bei dem vorstehenden Verfahren C gemessen wird,
zu der Stromrate von Gas, das durch das Niederdruck-AGR-Rohr 6 strömt,
die Massenstromrate des gesamten Gases, das zu der Maschine 2 zugeführt wird,
erhalten. Anschließend wird auf der Basis der Massenstromrate
von zu der Maschine 2 zugeführtem Gas, die auf
diese Weise erhalten wird, d. h. einer Massenstromrate von Gas,
das in den DPF 7 strömt, ein Volumenstrom des
Gases, das in den DPF 7 strömt, unter Verwendung
der vorstehenden Gleichung (E1) berechnet.
-
Wie
leicht von 1 erkennbar ist, ist die Massenstromrate
von Gas, das zu der Maschine 2 zugeführt wird,
ein Gesamtwert einer Massenstromrate von Frischluft und einer Massenstromrate
von Abgas, das durch das Niederdruck-AGR-Rohr 6 rückgeführt
wird. Als eine Folge der Berechnungen durch die vorstehend beschriebenen
Verfahren A bis D wird die Massenstromrate von zu der Maschine 2 zugeführtem
Gas, die das Abgas, das durch das Niederdruck AGR-Rohr 6 zugeführt
wird, und die durch den Luftmengenmesser 30 gemessene Frischluft umfasst,
berechnet.
-
Zusätzlich
muss, wenn das Verfahren A, B oder C verwendet wird, der Stromratensensor 63 in 1 nicht
vorgesehen sein. In gleicher Weise müssen, wenn das Verfahren
B, C oder D verwendet wird, der Temperatursensor 32 und
der Drucksensor 33 in 1 nicht
vorgesehen sein. Wenn das Verfahren A, B oder D verwendet wird,
muss der Differenzialdrucksensor in 1 nicht
vorgesehen sein.
-
Mit
Bezug auf 2 schätzt die ECU 9 in Schritt
S20 eine Partikelablagerungsmenge in dem DPF 7. In dieser
Schätzung kann, wie in 6 dargestellt
ist, beispielsweise ein Kennfeld, das eine Beziehung zwischen drei
Werten des Unterschieds zwischen Drücken vor und nach dem
DPF 7, dem Volumenstrom von in den DPF zugeführtem
Abgas und der Partikelablagerungsmenge in dem DPF 7 im
Voraus in dem Speicher 90 gespeichert sein. Der Schätzwert
der Partikelablagerungsmenge kann auf der Basis dieses Kennfelds,
dem Volumenstrom von Abgas, der in Schritt S10 erhalten wird, und
dem Messwert des Differenzialdrucks des DPF 7 erhalten werden.
-
In
Schritt S40 bestimmt die ECU 9, ob die Partikelablagerungsmenge
gleich wie oder größer als ein vorbestimmter Wert
M1 ist. Der vorbestimmte Wert M1 ist solch ein Wert, dass die Regeneration des
DPF 7 als notwendig bestimmt wird, falls die Partikelablagerungsmenge
gleich wie oder größer als M1 ist. Falls die Partikelablagerungsmenge
gleich wie oder größer als M1 ist (S40: JA), geht
die Steuerung weiter zu S50. Falls die Partikelablagerungsmenge
kleiner als M1 ist (S40: NEIN), kehrt die Steuerung zu S10 zurück,
um den vorstehend beschriebenen Ablauf zu wiederholen.
-
In
Schritt S50 ordnet die ECU 9 einen Start der Regeneration
des DPF 7 an. Als ein Verfahren für die Regeneration
des DPF 7 kann beispielsweise eine Nacheinspritzung, die
einen Kraftstoff von dem Injektor 21 in dem Augenblick
nach der Haupteinspritzung einspritzt, ausgeführt werden.
Demzufolge tritt der unverbrannte Kraftstoff, der in den Zylinder durch
die Nacheinspritzung eingespritzt wird und in das Abgasrohr 4 abgegeben
wird und nicht verbrannt wird, in den DPF 7 ein. Dann steigt
die Temperatur des unverbrannten Kraftstoffs durch die Wirkung des Katalysators
an, der durch den DPF 7 gestützt ist, so dass
die in dem DPF 7 abgelagerten Partikel verbrennen.
-
In
S60 bestimmt die ECU 9, ob die Partikelablagerungsmenge
gleich wie oder kleiner als ein vorbestimmter Wert M2 ist.
-
Der
vorbestimmte Wert M2 ist solch ein Wert, dass, falls die Partikelablagerungsmenge
gleich wie oder kleiner als M2 ist, es bestimmt wird, dass eine Beendigung
der Regeneration des DPF 7 gestattet ist, da die Partikel
ausreichend verbrannt worden sind. Falls die Partikelablagerungsmenge
gleich wie oder kleiner als M2 ist (S60: JA), geht die Steuerung zu
S70. Falls die Partikelablagerungsmenge größer als
M2 ist (S60: NEIN), wird der Ablauf von S60 wiederholt. In S70 ordnet
die ECU ein Ende der Regeneration des DPF 7 an. Soweit
ist die erste Ausführungsform beschrieben worden.
-
(Zweite Ausführungsform)
-
In
einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist 2 der
ersten Ausführungsform zu 3 modifiziert.
Der Rest der zweiten Ausführungsform kann gleich zu der
ersten Ausführungsform sein. Der vorstehende Unterschiedspunkt
der zweiten Ausführungsform von der ersten Ausführungsform
wird nachstehend beschrieben.
-
Der
Teil von 2, der in 3 modifiziert ist,
ist das Hinzufügen von S25. In S25 wird ein Schätzwert
einer Partikelablagerungsmenge korrigiert. Die Korrektur in S25.
wird durch Multiplizieren des Schätzwerts vor einer Korrektur
mit einem Korrekturkoeffizienten durchgeführt. Ein Beispiel
des Korrekturkoeffizienten ist in 7 gezeigt.
Wie in 7 gezeigt ist, kann, wenn eine Niederdruck-AGR-Menge
(d. h. eine Stromrate von Abgas, die durch ein Niederdruck-AGR-Rohr 6 rückgeführt wird)
Null ist, der Korrekturkoeffizient auf 1 festgelegt sein. Der Korrekturkoeffizient
kann größer werden, wenn die Niederdruck-AGR-Menge
größer wird. In der zweiten Ausführungsform
kann der Schätzwert, der in S40 und S60 verwendet wird,
der Schätzwert sein, der in S25 korrigiert wird.
-
Im
Allgemeinen wird eine Fehlerwirkung aufgrund der Abgasmenge, die
durch das Niederdruck-AGR-Rohr 6 rückgeführt
wird, bei dem Schätzwert der Partikelablagerungsmenge in
einem DPF 7 erzeugt. Wenn die Niederdruck-AGR-Menge groß ist, wird
diese Fehlerwirkung größer. Falls die Partikelablagerungsmenge
aufgrund des Fehlers kleiner als ein wahrer Wert geschätzt
wird, werden übermäßig viel abgelagerte
Partikel plötzlich zu der Zeit der Regeneration des DPF 7 verbrannt,
so dass eine zu hohe Temperatur auftreten kann. Als eine Folge der
vorstehend beschriebenen Korrektur wird der Schätzwert bewusst
an einer Erhöhungsseite in dem Fall der großen
Niederdruck-AGR-Menge korrigiert. Demzufolge wird die Erzeugung
einer zu hohen Temperatur aufgrund der großen Niederdruck-AGR-Menge
verhindert.
-
(Dritte Ausführungsform)
-
In
einer dritten Ausführungsform der Erfindung ist 2 der
ersten Ausführungsform zu 4 modifiziert.
Der Rest der dritten Ausführungsform kann gleich zu der
ersten Ausführungsform sein. Der vorstehende Unterschiedspunkt
der dritten Ausführungsform wird nachstehend beschrieben.
-
Der
Teil von 2, der in 4 modifiziert ist,
ist die Hinzufügung von S30. In S30 wird bestimmt, ob eine
Niederdruck-AGR-Menge kleiner als ein vorbestimmter Wert ist. In 4 ist
der vorbestimmte Wert auf G1 festgelegt. Falls die Niederdruck-AGR-Menge
kleiner als der vorbestimmte Wert G1 (S30: JA) ist, geht der Steuerungsablauf
zu S40. Falls die Niederdruck-AGR-Menge gleich wie oder größer
als der vorbestimmte Wert G1 ist (S30: NEIN), kehrt die Steuerung
zu S10 zurück, um den vorstehend beschriebenen Ablauf zu
wiederholen.
-
Demzufolge
wird in der dritten Ausführungsform, falls bestimmt wird,
dass die Niederdruck-AGR-Menge zu groß ist, in S40 und
S50 nicht bestimmt, ob eine Regeneration eines DPF 7 begonnen
wird. Als eine Folge wird, wenn ein Fehler eines Schätzwerts
einer Partikelablagerungsmenge aufgrund einer großen Niederdruck-AGR-Menge
groß ist, eine Möglichkeit verringert, dass die
Regeneration des DPF 7 zur falschen Zeit stattfindet. Der
vorbestimmte Wert G1 kann adäquat festgelegt sein, um solch
ein Ziel zu erfüllen.
-
(Vierte Ausführungsform)
-
In
einer vierten Ausführungsform der Erfindung ist 4 der
dritten Ausführungsform zu 5 modifiziert.
Der Rest der vierten Ausführungsform kann gleich zu der
dritten Ausführungsform sein. Der vorstehende Unterschiedspunkt
der vierten Ausführungsform zu der dritten Ausführungsform
wird nachstehend beschrieben.
-
Der
Teil von 4, der in 5 modifiziert ist,
ist die Hinzufügung von S35. In S35 wird ein Beginn einer
Regeneration eines DPF 7 unter Verwendung einer zweiten
Partikelablagerungsmenge bestimmt. Die zweite Partikelablagerungsmenge
ist nicht die Partikelablagerungsmenge, die unter Verwendung des
Unterschieds zwischen Drücken vor und nach dem DPF 7 geschätzt
wird, wie vorstehend beschrieben ist. Die zweite Partikelablagerungsmenge
meint die Partikelablagerungsmenge, die auf der Basis der Betriebszustände
der Maschine 2 geschätzt wird.
-
Im
Speziellen wird ein Kennfeld, das eine funktionale Beziehung von
den Betriebszuständen der Maschine 2, d. h. die
Drehzahl der Maschine 2 und ein Lastäquivalent,
zu den von der Maschine 2 abgegebenen Partikeln kennzeichnet,
im Voraus erhalten und im Speicher 90 gespeichert. Dann
wird auf der Basis des Kennfelds und der tatsächlichen
Betriebszustände der Maschine 2 die Partikelmenge, die
von der Maschine 2 abgegeben wird (die als gleich zu der
Partikelablagerungsmenge in dem DPF 7 betrachtet wird),
erhalten. In S35 geht, falls die zweite Partikelablagerungsmenge
gleich wie oder größer als ein vorbestimmter Wert
M1 ist (S35: JA), die Steuerung weiter zu S50. Falls die zweite
Partikelablagerungsmenge kleiner als der vorbestimmte Wert M1 ist
(S35: NEIN), kehrt eine Steuerung zu S10 zurück, um den
vorstehend beschriebenen Ablauf zu wiederholen. Im Hinblick auf
die Berechnung der zweiten Partikelablagerungsmenge kann ein Schätzwert
der Partikelablagerungsmenge, der in S20 bei dem Punkt der negativen
Bestimmung von S30 erhalten wird, auf einen Anfangswert festgelegt sein,
und dann kann die zweite Partikelablagerungsmenge durch Multiplizieren
des Anfangswerts mit dem Schätzwert berechnet werden, der
von dem Kennfeld und den Betriebszuständen berechnet wird.
-
Demzufolge
wird in der vierten Ausführungsform, falls der Fehler des
Schätzwerts der Partikelablagerungsmenge aufgrund einer
großen Niederdruck-AGR-Menge groß ist, eine Möglichkeit,
dass die Regeneration des DPF 7 zu einer falschen Zeit beginnt,
durch Umschalten zu der Bestimmung unter Verwendung des Schätzwerts
verringert, der von den Betriebszuständen erhalten wird.
-
In
den vorstehenden Ausführungsformen können der
Ablauf in S10 und die ECU 9 eine Berechnungseinrichtung
bilden, der Ablauf in S20 und die ECU 9 können
eine Schätzeinrichtung bilden, der Ablauf in S25 und die
ECU 9 können eine Korrektureinrichtung bilden,
der Ablauf in S40 und die ECU 9 können eine Bestimmungseinrichtung
bilden, der Ablauf in S30 und die ECU 9 können
eine Stoppeinrichtung bilden, und der Ablauf in S35 und die ECU 9 können
eine Unter-Schätzeinrichtung bilden. In den vorstehenden
Ausführungsformen wird die Dieselmaschine als die Brennkraftmaschine
verwendet. Alternativ wird die Dieselmaschine nicht notwendigerweise
als die Brennkraftmaschine verwendet. Beispielsweise kann auch eine
mager verbrennende Benzinmaschine als die Brennkraftmaschine verwendet
werden.
-
Zusammenfassend
ist die Abgasemissionssteuerungsvorrichtung 1 in den vorstehenden
Ausführungsformen wie folgt aufgebaut:
Die Abgasemissionssteuerungsvorrichtung 1 für
die Maschine 2 hat den DPF 7, der in dem Abgasrohr 4 der
Maschine 2 angeordnet ist und der gestaltet ist, um Partikel
zu fangen; das Niederdruck-AGR-Rohr 6, durch das Abgas
von dem Abgasrohr 4, das an einer stromabwärtigen
Seite des DPF 7 in einer Stromrichtung des Abgases gelegen
ist, zu dem Einlassrohr 3 der Maschine rückgeführt
wird, das an einer stromaufwärtigen Seite der Maschine 2 in
einer Einlassluftstromrichtung gelegen ist; die Berechnungseinrichtung 9 oder
S10 zum Berechnen einer Stromrate von Abgas, das in den DPF 7 strömt;
und die Schätzeinrichtung 9 oder S20 zum Schätzen
einer Partikelablagerungsmenge in dem DPF 7 auf der Basis
der Abgasstromrate, die durch die Berechnungseinrichtung 9 oder
S10 berechnet wird, und eines Differenzialdrucks, der ein Unterschied
zwischen einem Druck an einer Einlassseite des DPF 7 und
einem Druck an einer Auslassseite des DPF 7 ist. Die Berechnungseinrichtung 9 oder
S10 berechnet die Stromrate von Abgas, das in den DPF 7 strömt,
als eine gesamte Stromrate von Abgas, das eine Summe aus der Menge
der Einlassluft und der Menge von Abgas ist, das durch das Niederdruck-AGR-Rohr 6 rückgeführt
wird.
-
Demzufolge
wird in der Abgasemissionssteuerungsvorrichtung 1 der Maschine 2 der
Erfindung durch Addieren der Menge von rückgeführtem Abgas
in dem Niederdruck-AGR-Rohr 6, durch das das Abgas von
der stromabwärtigen Seite des DPF 7 zu der stromaufwärtigen
Seite der Maschine 2 rückgeführt wird,
zu einer Einlassluftmenge, die gesamte Stromrate von Abgas, das
in den DPF 7 strömt, berechnet. Auf der Basis
der gesamten Stromrate von Abgas und des Differenzialdrucks des
DPF 7 wird die Partikelablagerungsmenge in dem DPF 7 geschätzt. Deshalb
wird, wenn die Abgasemissionssteuerungsvorrichtung 1 das
Niederdruck-AGR-Rohr 6 hat, die Menge von rückgeführtem
Abgas in dem Niederdruck-AGR-Rohr 6 auch mitgezählt,
anstatt dass die Stromrate von Abgas, das in den DPF strömt,
nur von der Einlassluftmenge wie in der herkömmlichen Technologie
erhalten wird. Somit wird eine hochgenaue Stromrate von Abgas erhalten.
Demzufolge wird die Partikelablagerungsmenge in dem DPF 7 mit hoher
Genauigkeit geschätzt.
-
Die
gesamte Stromrate von Abgas, die durch die Berechnungseinrichtung 9 oder
S10 berechnet wird, kann ein Volumenstrom des Abgases sein. Die Berechnungseinrichtung 9 oder
S10 kann eine Massenstromrate aus einer Summe von Einlassluft und Abgas,
das durch das Niederdruck-AGR-Rohr 6 zurückgeführt
wird, in einer Position der Maschine 2 erhalten. Die Berechnungseinrichtung 9 oder
S10 kann den Volumenstrom in einer Position des DPF 7 auf der
Basis der Massenstromrate berechnen.
-
Demzufolge
wird die Massenstromrate an der Position der Maschine 2 erhalten,
und dann wird der Volumenstrom an der Position des DPF 7 berechnet.
Aufgrund dessen wird auf der Basis der Massenstromrate an der Position
der Maschine 2 der Volumenstrom geeignet gemäß den
Werten wie der Temperatur und dem Druck an der Position des DPF 7 berechnet.
Als eine Folge wird der Volumenstrom, der zum Schätzen
der Partikelablagerungsmenge in dem DPF 7 verwendet wird,
durch geeignete Abläufe berechnet.
-
Die
Berechnungseinrichtung 9 oder S10 kann die gesamte Stromrate
von Abgas einschließlich eines Anstiegs des Abgases gemäß einer
Kraftstoffeinspritzmenge in der Maschine 2 berechnen.
-
Demzufolge
wird aufgrund der hochgenauen Stromrate des Abgases die Partikelablagerungsmenge
in dem DPF 7 genau geschätzt.
-
Die
Berechnungseinrichtung 9 oder S10 kann die gesamte Stromrate
von Abgas unter Verwendung wenigstens eines von den folgenden Parametern
berechnen: einer Temperatur in dem Einlasskrümmer 35 der
Maschine 2; einem Druck in dem Einlasskrümmer 35;
einer Drehzahl der Maschine 2; und der Einlassluftmenge.
-
Demzufolge
wird auf der Basis von wie zum Beispiel einem Zustand des Einlasskrümmers 35 in der
Maschine 2 die gesamte Stromrate von Abgas, das in den
DPF 7 strömt, mit einem hohen Genauigkeitsgrad
erhalten. Daher wird die Partikelablagerungsmenge in dem DPF 7 unter
Verwendung der gesamten Abgasstromrate genau geschätzt.
-
Die
Berechnungseinrichtung 9 oder S10 kann die gesamte Stromrate
von Abgas unter Verwendung einer Drehzahl der Maschine 2 und
eines Lastäquivalentwerts der Maschine 2 berechnen.
-
Demzufolge
wird die gesamte Stromrate von Abgas, das in den DPF 7 strömt,
mit einem einfachen Verfahren erhalten.
-
Die
Berechnungseinrichtung 9 oder S10 kann die gesamte Stromrate
von Abgas unter Verwendung einer Temperatur in dem Niederdruck-AGR-Rohr 6 und
eines Druckverlusts in dem Niederdruck-AGR-Rohr 6 berechnen.
-
Demzufolge
wird von dem Zustand des Niederdruck-AGR-Rohrs 6 die gesamte
Stromrate des Abgases, das in den DPF 7 strömt,
mit hoher Genauigkeit erhalten. Deshalb wird die Partikelablagerungsmenge
in dem DPF 7 unter Verwendung der gesamten Abgasstromrate
genau geschätzt.
-
Die
Abgasemissionssteuerungsvorrichtung 1 kann des Weiteren
die Messeinrichtung 63 zum Ermessen der Abgasmenge haben,
die durch das Niederdruck-AGR-Rohr 6 rückgeführt
wird. Die Berechnungseinrichtung 9 oder S10 kann die gesamte Stromrate
von Abgas unter Verwendung eines Messwerts berechnen, der durch
die Messeinrichtung 63 erhalten wird.
-
Demzufolge
wird die Abgasmenge, die durch das Niederdruck-AGR-Rohr 6 rückgeführt
wird, direkt gemessen, und die gesamte Abgasstromrate wird dann
unter Verwendung der Menge von rückgeführtem Abgas
berechnet. Als eine Folge wird die gesamte Stromrate des Abgases,
das in den DPF 7 strömt, mit hoher Genauigkeit
erhalten. Somit wird die Partikelablagerungsmenge in dem DPF 7 unter
Verwendung der gesamten Abgasstromrate genau geschätzt.
-
Die
Abgasemissionssteuerungsvorrichtung 1 kann des Weiteren
die Korrektureinrichtung 9 oder S25 zum Korrigieren eines Schätzwerts
der Partikelablagerungsmenge, die durch die Schätzeinrichtung 9 oder
S20 erhalten wird, auf der Basis der Abgasmenge haben, die durch
das Niederdruck-AGR-Rohr 6 rückgeführt
wird.
-
Demzufolge
wird die geschätzte Partikelmenge in dem DPF 7 auf
der Basis der Menge von rückgeführtem Abgas korrigiert.
Somit wird in Anbetracht des starken Einflusses des Fehlers auf
die geschätzte Partikelmenge, wenn die Menge von rückgeführtem
Abgas groß ist, die geschätzte Menge korrigiert.
Als Folge wird beispielsweise eine Bestimmung des Starts der Regeneration
des DPF 7 in geeigneter Weise auf der Basis der korrigierten
geschätzten Menge ausgeführt.
-
Die
Korrektureinrichtung 9 oder S25 kann die Partikelablagerungsmenge
weiter an einer Erhöhungsseite korrigieren, wenn die Abgasmenge,
die durch das Niederdruck-AGR-Rohr 6 rückgeführt
wird, größer wird.
-
Demzufolge
wird, wenn die Menge von rückgeführtem Abgas groß ist,
aufgrund des Einflusses des Fehlers die geschätzte Partikelmenge
zu der Erhöhungsseite korrigiert. Als eine Folge wird auf
der Basis der korrigierten geschätzten Menge eine Möglichkeit
verringert, dass der übermäßige Temperaturanstieg
erzeugt wird, da der geschätzte Wert kleiner als ein wahrer
Wert aufgrund des Effekts des Fehlers in dem Fall der großen
Menge von rückgeführtem Abgas wird und der Beginn
der Regeneration des DPF 7 dadurch verzögert wird.
-
Die
Abgasemissionssteuerungsvorrichtung 1 kann des Weiteren
Folgendes aufweisen: die Bestimmungseinrichtung 9 oder
S40 zum Bestimmen, ob der DPF 7 durch Verbrennen der in
dem DPF 7 abgelagerten Partikel regeneriert werden muss,
auf der Basis eines Schätzwerts der Ablagerungsmenge der Partikel,
der durch die Schätzeinrichtung 9 oder S20 erhalten
wird; und die Stoppeinrichtung 9 oder S30 zum Stoppen der
Bestimmungseinrichtung 9 oder S40 vom Bestimmen, ob der
DPF 7 regeneriert werden muss, wenn die Stoppeinrichtung 9 oder
S30 bestimmt, dass die Abgasmenge, die durch das Niederdruck-AGR-Rohr 6 rückgeführt
wird, gleich wie oder größer als ein vorbestimmter
Wert ist.
-
Demzufolge
wird in dem Fall der großen rückgeführten
Abgasmenge ein Fehler, wie eine Erzeugung des übermäßigen
Temperaturanstiegs zu der Zeit der Regeneration des DPF 7,
vermieden. Dieser übermäßige Temperaturanstieg
wird zu der Zeit der Regeneration erzeugt, weil der Einfluss des Fehlers
auf die geschätzte Partikelmenge groß wird, wenn
die rückgeführte Abgasmenge groß ist,
so dass die Bestimmung des Starts der Regeneration des DPF 7 nicht
in geeigneter Weise durchgeführt wird.
-
Die
Abgasemissionssteuerungsvorrichtung 1 kann des Weiteren
die Unter-Schätzeinrichtung 9 oder S35 zum Schätzen
der Partikelablagerungsmenge in dem DPF 7 unter Verwendung
einer Drehzahl der Maschine 2, eines Lastäquivalentwerts
der Maschine 2 und einer Temperatur des DPF 7 haben. Die
Bestimmungseinrichtung 9 oder S40 kann bestimmen, ob der
DPF 7 regeneriert werden muss, auf der Basis eines Schätzwerts
der Ablagerungsmenge, der durch die Unter-Schätzeinrichtung 9 oder
S35 erhalten wird, wenn die Abgasmenge, die durch das Niederdruck-AGR-Rohr 6 rückgeführt
wird, gleich wie oder größer als der vorbestimmte
Wert ist.
-
Demzufolge
wird, falls die rückgeführte Abgasmenge gleich
wie oder größer als der vorbestimmte Wert ist,
die Unter-Schätzeinrichtung 9 oder S35, die die Partikelablagerungsmenge
auf der Basis der Drehzahl der Maschine 2 und dem Lastäquivalent schätzt,
verwendet. Wenn die Menge von rückgeführtem Abgas
groß ist, wird daher der Einfluss des Fehlers auf die geschätzte
Partikelmenge durch Schätzen durch die Schätzeinrichtung 9 oder
S20 signifikant. Durch die Nebenschätzeinrichtung 9 oder
S35, die für diesen Fehler unempfänglich ist,
wird die Schätzgenauigkeit aufrechterhalten. Deshalb wird selbst
in dem Fall der großen rückgeführten
Abgasmenge der Schätzwert ohne Verringern der Schätzgenauigkeit
berechnet.
-
Die
Bestimmungseinrichtung 9 oder S40 kann den Schätzwert
der Partikelablagerungsmenge durch Multiplizieren eines Anfangswerts
mit dem Schätzwert der Ablagerungsmenge erlangen, der durch
die Nebenschätzeinrichtung 9 oder S35 erhalten
wird. Der Anfangswert kann der Schätzwert der Ablagerungsmenge
sein, der durch die Schätzeinrichtung 9 oder S20
zu einer Zeit erhalten wird, bei der die Stoppeinrichtung 9 oder
S30 bestimmt, dass die Abgasmenge, die durch das Niederdruck-AGR-Rohr 6 rückgeführt
wird, gleich wie oder größer als der vorbestimmte
Wert ist.
-
Demzufolge
wird durch Übernehmen des genauen Schätzwerts
bis zu der Zeit, zu der die Stoppeinrichtung 9 oder S30
bestimmt, dass die rückgeführte Abgasmenge gleich
wie oder größer als der vorbestimmte Wert ist,
eine Genauigkeit des Schätzwerts nach dem Umschalten zu
der Nebenschätzeinrichtung nicht verringert.
-
Zusätzliche
Vorteile und Modifikationen kommen dem Fachmann leicht in den Sinn.
Die Erfindung in ihrer breiteren Hinsicht ist deshalb nicht auf
die bestimmten Details, das repräsentative Gerät
und die veranschaulichenden Beispiele beschränkt, die gezeigt
und beschrieben sind.
-
Eine
Abgasemissionssteuerungsvorrichtung hat einen Filter (7),
der in einem Abgasdurchgang (4) einer Maschine (2)
angeordnet ist und Partikel fängt, einen Rückführungsdurchgang
(6), eine Berechnungsvorrichtung (9, S10) und
eine Schätzvorrichtung (9, S20). Abgas wird durch
den Rückführungsdurchgang von dem Abgasdurchgang
stromabwärts des Filters zu einem Einlassdurchgang (3)
der Maschine stromaufwärts der Maschine rückgeführt.
Die Berechnungsvorrichtung berechnet eine Stromrate von Abgas, das
in den Filter strömt. Die Schätzvorrichtung schätzt
eine Partikelablagerungsmenge in dem Filter von der Stromrate des
Abgases und einem Unterschied zwischen einem Druck an einer Einlassseite
des Filters und einem Druck an einer Auslassseite des Filters. Die
Berechnungsvorrichtung berechnet die Stromrate des Abgases als eine
gesamte Stromrate des Abgases, die eine Summe aus einer Einlassluftmenge
und einer rückgeführten Abgasmenge ist.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2004-019523
A [0006]
- - DE 10326530 A1 [0006]