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Diese Anmeldung basiert auf der am 29. Oktober 2012 eingereichten
japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2012-237603 , deren Inhalt durch Bezugnahme hierin einbezogen ist, und nimmt deren Priorität in Anspruch.
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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Abgasrückführungseinrichtung für Verbrennungsmotoren. Genauer bezieht sie sich auf eine Abgasrückführungseinrichtung für einen Verbrennungsmotor mit einem AGR-Filter, der Fremdstoffe einfängt, die in einen AGR-Kanal hinein strömen (AGR: Abgasrückführung)
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Stand der Technik
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Üblicherweise hat es als eine Abgasrückführungseinrichtung für Verbrennungsmotoren die im Patentdokument 1 offenbarte Technologie gegeben (vgl. Patentdokument 1).
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Bei der im Patentdokument 1 offenbarten Technologie ist ein Niederdruck-AGR-Kanal vorgesehen, der von einer Stelle abzweigt, die in der Auslass-Strömungsrichtung weiter stromabwärts liegt als ein (nachfolgend als DPF bezeichneter) Diesel-Partikelfilter, der in dem Auslasskanal des Verbrennungsmotors angeordnet ist, und mündet an einer Stelle in den Einlasskanal, die in einer Einlassluft-Strömungsrichtung weiter stromaufwärts liegt als ein Kompressor. Dann ist ein AGR-Filter, der Fremdstoffe einfängt, beispielsweise Fragmente und Stücke von Metall des DPF, die in den Niederdruck AGR-Kanal strömen, an einer Stelle auf einer stromaufwärtigen Seite von dem Niederdruck-AGR-Kanal in der Auslass-Strömungsrichtung angeordnet.
Patentdokument 1: japanische, ungeprüfte Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer
JP 2011202536 A .
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Überblick über die Erfindung
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Es sind jedoch Teerprodukte von Kohlenwasserstoff-Reaktionspartnern in dem Abgas enthalten und strömen von dem Auslasskanal in den Niederdruck-AGR-Kanal. Zusätzlich vermischt sich Eisensulfat, das als eine Brennstoff-Komponente enthalten ist und von dem Auslasskrümmer und DPF ausgegeben wird, mit Kondenswasser und strömt von dem Auslasskanal in den AGR-Kanal.
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Die Teerprodukte und das Eisensulfat strömen zusammen mit Abgas und Kondenswasser in den Niederdruck-AGR-Kanal und lagern sich in dem Fremdstoffe einfangenden AGR-Filter ab, der in dem Niederdruck-AGR-Kanal angeordnet ist. Dann, wenn ermöglicht wird, dass ein Teil von dem Abgas unter Verwendung von dem Niederdruck-AGR-Kanal zu dem Verbrennungsmotor zurückgeführt wird, bringt die Tatsache, dass der AGR-Filter bewirkt, dass sich die Teerprodukte und Eisensulfat ablagern, einen Druckverlust in dem Niederdruck-AGR-Kanal mit sich.
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Falls dahingegen der AGR-Filter an einer Stelle in der Nähe von dem DPF in dem Niederdruck-AGR-Kanal angeordnet ist, können die in dem AGR-Filter abgelagerten Teerprodukte mit der Hitze während der Regeneration-Steuerung/Regelung von dem DPF durch Verbrennung entfernt werden.
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Wenn jedoch die Position von dem AGR-Filter mehr in der Nähe von dem DPF liegt, tendiert das durch den Auslasskanal strömende Kondenswasser dazu, an dem AGR-Filter zu haften, und das mit dem Kondenswasser gemischte Eisensulfat neigt dazu, sich in großer Menge in dem AGR-Filter abzulagern. Da dann das Eisensulfat nicht mit der Hitze während der Regeneration-Steuerung/Regelung von dem DPF durch Verbrennung entfernt werden kann, bringt die Tatsache, dass der AGR-Filter bewirkt, dass sich Eisensulfat in großer Menge ablagert, einen Druckverlust in dem Niederdruck-AGR-Kanal mit sich.
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Die vorliegende Erfindung löst die oben erwähnten Probleme und eine Aufgabe davon ist es, eine Entfernung sowohl von Teerprodukten als auch von Eisensulfat aus dem AGR-Filter zu ermöglichen und zu verhindern, dass ein Druckverlust in dem AGR-Kanal auftritt, der dadurch bewirkt wird, dass sich Teerprodukte und Eisensulfat an dem AGR-Filter ablagern.
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Eine Abgasrückführungseinrichtung (etwa die später beschriebene Niederdruck-AGR-Einrichtung 10) für einen Verbrennungsmotor (zum Beispiel den später beschriebenen Motor 1) der vorliegenden Erfindung umfasst: einen Filter (zum Beispiel den später beschriebenen DPF 42), der in einem Auslasskanal (zum Beispiel der später beschriebenen Auslassleitung 4) von dem Verbrennungsmotor vorgesehen ist und im Abgas enthaltene Partikel (PM, englisch: particulate matter, Feinstaub) sammelt, ein Erwärmungsmittel (zum Beispiel die später beschriebene DPF-Regeneration-Steuer-/Regeleinheit 101), um den Filter zu erwärmen, um den Filter zu regenerieren, indem durch Verbrennung Partikel entfernt werden, die in dem Filter angesammelt sind, einen AGR-Kanal (zum Beispiel den Niederdruck-AGR-Kanal 11, der später beschrieben wird), der einen Teil von dem Abgas zu dem Verbrennungsmotor zurückführt, indem eine Verbindung zwischen dem Auslasskanal unmittelbar nach dem Filter in einer Auslass-Strömungsrichtung (Abgas-Strömungsrichtung) und einem Einlasskanal (zum Beispiel der später beschriebenen Einlassleitung 3) von dem Verbrennungsmotor hergestellt wird, und einen AGR-Filter (zum Beispiel den später beschriebenen AGR-Filter 12), der in der Nähe (Umgebung) von einem Kopplungsteil (zum Beispiel dem später beschriebenen Kopplungsteil 9) des AGR-Kanals mit dem Auslasskanal vorgesehen ist und Fremdstoffe einfängt, die in den AGR-Kanal strömen, wobei eine Wandfläche (zum Beispiel die später beschriebene Bodenfläche 91) des AGR-Kanals auf einer stromaufwärtigen Seite des AGR-Filters in einer Auslass-Strömungsrichtung oder/und eine Wandfläche von dem Auslasskanal auf einer stromabwärtigen Seite von dem Kopplungsteil in der Auslass-Strömungsrichtung an einem Abschnitt, welcher der Strömung von Abgas, das den Filter passiert hat, Widerstand leistet, eine Prallfläche (zum Beispiel die später beschriebene Prallfläche 15) umfasst bzw. umfassen, an welcher Abgas und zusammen mit dem Abgas aus dem Filter heraus strömendes Kondenswasser abprallen, und wobei der AGR-Filter an einer Position angeordnet ist, an welcher Abgas und Kondenswasser, die von der Prallfläche abgeprallt sind, direkt auftreffen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der AGR-Filter an einer Position angeordnet, an welcher Abgas und Kondenswasser, die von der Prallfläche abgeprallt sind, direkt auftreffen. Aus diesem Grund ist der AGR-Filter in der Nähe von dem Filter angeordnet, so dass Abgas und Kondenswasser, die von der Prallfläche abgeprallt sind, direkt auftreffen. Daher können die sich in dem AGR-Filter ablagernden Teerprodukte während einer Regenerierung des Filters durch Verbrennung entfernt werden. Da das von der Prallfläche abprallende Kondenswasser den AGR-Filter direkt trifft, ist es daher zusätzlich möglich, mit dem Kondenswasser Eisensulfat abzuspülen und zu entfernen, das dazu neigt, sich an dem in der Nähe des Filters angeordneten AGR-Filter abzulagern. Dem Eisensulfat, welches dazu neigt, sich an dem AGR-Filter abzulagern, wird es dadurch nicht ermöglicht, sich in mehr als einer vorbestimmten Menge an dem AGR-Filter abzulagern. Daher wird sowohl die Entfernung von Teerprodukten als auch von Eisensulfat aus dem AGR-Filter möglich gemacht, und ein Druckverlust, der in dem AGR-Kanal aufgrund dessen auftritt, dass sich Teerprodukte und Eisensulfat an dem AGR-Filter ablagern, kann unterdrückt werden.
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Es ist bevorzugt, dass der AGR-Filter an einer Position vorgesehen ist, die von der Prallfläche aus sichtbar ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der AGR-Filter an einer Position vorgesehen, die von der Prallfläche aus sichtbar ist. Daher gibt es keine Hindernisse zwischen der Prallfläche und dem AGR-Filter, und daher können Abgas und Kondenswasser den AGR-Filter direkt von der Prallfläche aus treffen.
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Es ist bevorzugt, dass die Prallfläche an einer Position vorgesehen ist, die von einer Position auf einer stromaufwärtigen Seite des Auslasskanals in der Auslass-Strömungsrichtung aus sichtbar ist, und dass der AGR-Filter an einer Position vorgesehen ist, die von einer Position auf einer stromaufwärtigen Seite des Auslasskanals in der Auslass-Strömungsrichtung aus nicht sichtbar ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Prallfläche an einer Position vorgesehen, die von einer Position auf einer stromaufwärtigen Seite des Auslasskanals in der Auslass-Strömungsrichtung aus sichtbar ist. Daher kollidieren Abgas und Kondenswasser, die durch den Auslasskanal strömen, direkt mit der Prallfläche, und Abgas und Kondenswasser können an der Prallfläche abprallen.
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Zusätzlich ist der AGR-Filter an einer Position vorgesehen, die von der Position auf einer stromaufwärtigen Seite des Auslasskanals in der Auslass-Strömungsrichtung aus nicht sichtbar ist. Daher trifft Abgas, das durch den Auslasskanal strömt, nicht einfach direkt auf den AGR-Filter und daher lagern sich Teerprodukte, die von Kohlenwasserstoff-Reaktionspartnern erzeugt werden, die in dem Abgas enthalten sind, nicht einfach an dem AGR-Filter ab.
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Es ist bevorzugt, dass weiterhin umfasst ist: ein Auslassdruck-Beschaffungsmittel (zum Beispiel der später beschriebene Auslassdrucksensor 44), um einen Abgas-Druck (Auslassdruck) des Auslasskanals zu erhalten, ein Einlassdruck-Beschaffungsmittel (zum Beispiel der später beschriebene Einlass-Drucksensor 31), um einen Einlassluft-Druck (Einlassdruck) des Einlasskanals zu erhalten, ein erstes Bestimmungsmittel (vgl. zum Beispiel die später beschriebenen Schritte S1 und S2), um auf Basis von dem erhaltenen Abgas-Druck und dem erhaltenen Einlassluft-Druck zu bestimmen, ob eine Druck-Anomalie in dem AGR-Kanal einschließlich des AGR-Filters auftritt, und ein zweites Bestimmungsmittel (vgl. zum Beispiel die später beschriebenen Schritte S1, S2, S3, S4, S5 und S6), um zu entscheiden, dass eine Druck-Anomalie in dem AGR-Kanal auftritt, wenn, in einem Fall, in dem das erste Bestimmungsmittel bestimmt hat, dass eine Druck-Anomalie auftritt, eine Regenerierung des Filters unter Verwendung von dem Erwärmungsmittel durchgeführt wird, eine wiederholte Bestimmung unter Verwendung von dem ersten Bestimmungsmittel nach der Regenerierung des Filters durchgeführt wird, und die wiederholte Bestimmung durch das erste Bestimmungsmittel bestimmt hat, dass eine Druck-Anomalie auftritt.
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Wenn das erste Bestimmungsmittel bestimmt, dass eine Druck-Anomalie auftritt, wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Regenerierung des Filters unter Verwendung von dem Erwärmungsmittel durchgeführt, und eine wiederholte Bestimmung wird unter Verwendung von dem ersten Bestimmungsmittel nach der Regenerierung des Filters durchgeführt. Daher ist es durch Entfernen von Teerprodukten aus dem AGR-Filter durch eine Durchführung einer Regenerierung des Filters durch Verbrennung möglich, eine Druck-Anomalie des AGR-Kanals, die dadurch bewirkt wird, dass sich Teerprodukte in dem AGR-Filter abgelagert haben, unmittelbar zu eliminieren. Es ist daher möglich, zwischen einer Druck-Anomalie von dem AGR-Kanal, die unmittelbar eliminiert werden kann, und einer Druck-Anomalie von dem AGR-Kanal, die nicht unmittelbar eliminiert werden kann, zu unterscheiden und auf zuverlässige Weise eine Druck-Anomalie des AGR-Kanals zu finden, die nicht unmittelbar eliminiert werden kann.
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Es ist bevorzugt, dass das zweite Bestimmungsmittel entscheidet, dass eine Druck-Anomalie in dem AGR-Kanal mit Ausnahme von dem AGR-Filter in einem Fall auftritt, in dem die wiederholte Bestimmung durch das erste Bestimmungsmittel entschieden hat, dass eine Druck-Anomalie auftritt.
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Dadurch, dass durch Verbrennen Teerprodukte aus dem AGR-Filter entfernt werden, indem eine Regenerierung des Filters durchgeführt wird, wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Druck-Anomalie des AGR-Kanals, die dadurch bewirkt wird, dass sich Teerprodukte in dem AGR-Filter abgesetzt haben, unmittelbar eliminiert. Eine Druck-Anomalie von dem AGR-Kanal, die dadurch bewirkt wird, dass sich die Teerprodukte in dem AGR-Filter abgelagert haben, tritt daher nicht auf, wenn die wiederholte Bestimmung von dem ersten Bestimmungsmittel entschieden hat, dass eine Druck-Anomalie auftritt. Im Ergebnis kann das zweite Bestimmungsmittel die Stelle an der eine Anomalie aufgetreten ist, als die Stelle von dem AGR-Kanal mit Ausnahme von dem AGR-Filter festlegen, wodurch die Genauigkeit der Anomalie-Bestimmung erhöht werden kann.
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Es ist bevorzugt, dass ferner ein drittes Bestimmungsmittel vorgesehen ist (vgl. zum Beispiel den später beschriebenen Schritt S3), um zu entscheiden, dass eine Druck-Anomalie in dem AGR-Kanal auftritt wenn, in einem Fall, in dem eine Fahrtdistanz eines Fahrzeugs, an welchem der Verbrennungsmotor vorgesehen ist, oder eine Betriebszeit des Verbrennungsmotors seit einer vorhergegangenen Regenerierung des Filters unter Verwendung von dem Erwärmungsmittel nicht mehr als ein vorbestimmter Wert ist, das erste Bestimmungsmittel bestimmt hat, dass eine Druck-Anomalie auftritt.
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In einem Fall, in dem die Fahrtdistanz des Fahrzeugs, an welchem der Verbrennungsmotor vorgesehen ist, oder die Betriebsdauer von dem Verbrennungsmotor seit der vorhergegangenen Regenerierung des Filters nicht mehr als ein vorbestimmter Wert ist, lagern sich Teer-Produkte immer noch nicht (oder wenigstens nicht in hinreichend großer Menge) in dem AGR-Filter ab. In dem Fall, dass die Fahrtdistanz des Fahrzeugs, an welchem der Verbrennungsmotor vorgesehen ist, oder die Betriebsdauer von dem Verbrennungsmotor seit einer vorhergegangenen Regenerierung des Filters nicht mehr als ein vorbestimmter Wert ist, und daher bestimmt werden kann, dass sich Teerprodukte immer noch nicht in dem AGR-Filter ablagern, wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Regenerierung des Filters nicht gemäß dem zweiten Bestimmungsmittel durchgeführt, wodurch eine übertriebene Regenerierung des Filters vermieden wird. Dann wird die Betriebszeit einer übertriebenen Regenerierung des Filters oder dergleichen weggelassen und eine Entscheidung über eine Druck-Anomalie von dem AGR-Kanal kann schnell getroffen werden. Da eine übermäßige Regenerierung des Filters vermieden wird, kann zusätzlich eine Verschlechterung beim Kraftstoffverbrauch und bei Abgas-Emissionen unterdrückt werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Entfernung sowohl von Teerprodukten als auch von Eisensulfat aus dem AGR-Filter ermöglicht, wodurch es möglich ist, einen Druckverlust zu verringern oder zu vermeiden, der aufgrund dessen in dem AGR-Kanal auftritt, dass sich Teerprodukte und Eisensulfat in dem AGR-Filter ablagern.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, das einen Verbrennungsmotor gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist eine Ansicht, welche die Umgebung von einem Kopplungsteil zwischen einer Auslassleitung und einem Niederdruck-AGR-Kanal gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt.
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3 ist eine Querschnittansicht entlang der Linie-A-A in 2, in der eine Umgebung von dem Kopplungsteil zwischen der Auslassleitung und dem Niederdruck-AGR-Kanal gemäß dem Ausführungsbeispiel gezeigt wird.
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4 ist eine Querschnittansicht entlang der Linie B-B in 2, welche die Umgebung von einem Kopplungsteil zwischen der Auslassleitung und dem Niederdruck-AGR-Kanal gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt.
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5 ist eine Querschnittansicht entlang der Linie C-C in 2, welche die Umgebung von einem Kopplungsteil zwischen der Auslassleitung und dem Niederdruck-AGR-Kanal gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt.
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6 ist ein Graph, der Verbrennungseigenschaften von Teer-Produkten während einer DPF-Regeneration-Steuerung/Regelung gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt.
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7 ist eine Ansicht, die eine Temperaturvariation in der Umgebung des Kopplungsteils zwischen der Auslassleitung und dem Niederdruck-AGR-Kanal während der DPF-Regeneration-Steuerung/Regelung gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt.
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8 ist ein Graph, welcher die Temperaturvariation von dem AGR-Filter während einem Motor-Betrieb gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt.
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9 ist eine Ansicht, die eine Strömung von Kondenswasser in der Umgebung von dem Kopplungsteil zwischen der Auslassleitung und dem Niederdruck-AGR-Kanal während eines Motor-Starts gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt und
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10 ist ein Flussdiagramm, das die Abfolge einer Verarbeitung einer Niederdruck-AGR-Anomalie-Detektion durch eine ECU gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.
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Zunächst wird die Konfiguration eines Verbrennungsmotors 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erläutert.
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1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, welches den Verbrennungsmotor 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt.
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Der (nachfolgend als Motor bezeichnete) Verbrennungsmotor 1 ist in einem Fahrzeug vorgesehen und ist ein Dieselmotor, der Brennstoff direkt in die Brennkammer von jedem Zylinder 2 einspritzt. Eine (nicht illustrierte) Kraftstoff-Einspritzeinrichtung ist an jedem der Zylinder 2 des Motors 1 vorgesehen.
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Der Motor 1 umfasst eine (nachfolgend als ECU bezeichnete) elektronische Steuer-/Regeleinheit 100, die elektrisch mit den Kraftstoff-Einspritzeinrichtungen verbunden ist. Die Zeiteinstellungen zum Öffnen und Schließen der Ventile in den Kraftstoff-Einspritzeinrichtungen werden durch die ECU 100 gesteuert/geregelt.
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Der Motor 1 umfasst eine Einlassleitung 3, eine Auslassleitung 4, einen Turbolader 5 und eine Niederdruck-AGR-Einrichtung 10.
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Die Einlassleitung 3 (Einlassrohr, Einlassrohrsystem) fungiert als ein Einlasskanal, welcher ermöglicht, dass Einlassluft dort hindurch strömt, und ist mit dem Einlassanschluss von jedem Zylinder 2 des Motors 1 über die Mehrzahl von Leitungen eines Einlasskrümmers 7 verbunden.
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Ein Einlass-Drucksensor 31 ist in der Einlassleitung 3 vorgesehen.
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Der Einlass-Drucksensor 31 erfasst den Druck der Einlassluft, welche durch die Einlassleitung 3 strömt.
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Der Einlass-Drucksensor 31 ist elektrisch mit der ECU 100 verbunden und sendet ein Erfassungssignal von dem Druck von Einlassluft, welche durch die Einlassleitung 3 strömt, an die ECU 100.
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Die Auslassleitung 4 (Auslassrohr, Auslassrohrsystem) fungiert als ein Auslasskanal, der es ermöglicht, dass Abgas dort hindurch strömt, und ist mit dem Auslass-Anschluss von jedem Zylinder 2 des Motors 1 über die Mehrzahl von Leitungen eines Auslasskrümmers 8 verbunden.
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Der Turbolader 5 komprimiert Luft und leitet sie in die Einlassleitung 3.
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Der Turbolader 5 weist eine Turbine 51 und einen Kompressor 52 auf. Die Turbine 51 ist mitten in der Auslassleitung 4 vorgesehen und wird durch die kinetische Energie von dem Abgas angetrieben, welches durch die Auslassleitung 4 strömt.
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Die Turbine 51 weist eine Mehrzahl von (nicht illustrierten) variablen Schaufeln auf und ist dazu konfiguriert, dass sie dazu der Lage ist, die Rotationsgeschwindigkeit der Turbine 51 zu variieren, indem bewirkt wird, dass sich die Öffnung (Stellung) der variablen Schaufeln ändert. Die Öffnung der variablen Schaufeln wird elektromagnetisch durch die ECU 100 gesteuert/geregelt.
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Der Kompressor 52 ist mitten in der Einlassleitung 3 angeordnet, wird durch die übertragene Rotation der Turbine 51 zur Drehung angetrieben und setzt die Einlassluft unter Druck um sie unter Druck der Einlassleitung 3 zuzuführen.
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An einer Stelle in der Auslassleitung 4 auf einer stromabwärtigen Seite der Turbine 51 in der Auslass-Strömungsrichtung sind ein Oxidationskatalysator 41 und ein DPF 42 innerhalb von einem Gehäuse 43 in dieser Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite in der Auslass-Strömungsrichtung aus vorgesehen (vgl. 2).
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Der Oxidationskatalysator 41 erhöht die Temperatur des Abgases mit der Wärme, die aus der Reaktion zwischen Abgas und Kraftstoff erzeugt wird.
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Als der Oxidationskatalysator 41 wird beispielsweise einer verwendet, der aufgebaut ist, in dem ein Zeolith, der sich im Hinblick auf die Absorption von Kohlenwasserstoffen auszeichnet, und Rhodium (Rh), welches sich im Hinblick auf die Dampfreformierung von Kohlenwasserstoffen auszeichnet, zu einem Träger hinzugefügt werden, der präpariert wird, indem Platin (Pt), welches als der Katalysator wirkt, auf einen Aluminiumoxid-Träger (Al2O3) geladen wird.
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Der DPF 42 sammelt Partikel, indem er bewirkt, dass diese sich auf der Oberfläche der Filterwände und in Poren in den Filterwänden ablagern, während das Abgas durch feine Poren des Filters der Filterwände hindurch strömt. Als Material zum Aufbau der Filterwände wird beispielsweise ein poröser Körper aus Keramik wie Siliziumcarbid verwendet.
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Wenn der DPF 42 Partikel bis zu der Grenze seiner Sammel-Kapazität sammelt, also bis zu der Grenze für die Ablagerung, nimmt der Druckverlust in der Auslassleitung 4 zu. Daher wird eine DPF-Regeneration-Steuerung/Regelung durchgeführt, um die in dem DPF 42 gesammelten Partikel durch Verbrennung zu entfernen.
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Ein Auslassdrucksensor 44 ist in der Auslassleitung 4 an einer Stelle auf einer stromabwärtigen Seite von dem Oxidationskatalysator 41 in der Auslass-Strömungsrichtung und einer stromaufwärtigen Seite von dem DPF 42 in der Auslass-Strömungsrichtung vorgesehen.
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Der Auslassdrucksensor 44 erfasst den Druck an einer Position in der Auslassleitung 4 auf einer stromaufwärtigen Seite von dem DPF 42 in der Auslass-Strömungsrichtung.
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Der Auslassdrucksensor 44 ist elektrisch mit der ECU 100 verbunden und sendet ein Erfassungssignal von dem Druck an der Position in der Auslassleitung 4 auf einer stromaufwärtigen Seite von dem DPF 42 in der Auslass-Strömungsrichtung an die ECU 100.
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Die Niederdruck-AGR-Einrichtung 10 bewirkt, dass ein Teil von dem Abgas, welches durch die Auslassleitung 4 strömt, zu dem Motor 1 als Niederdruck-AGR-Gas wieder zurück geführt wird.
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Die Niederdruck-AGR-Einrichtung 10 weist einen Niederdruck-AGR-Kanal 11, einen AGR-Filter 12, einen Niederdruck-AGR-Kühler 13 und ein Niederdruck-AGR-Ventil 14 auf.
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Der Niederdruck-AGR-Kanal 11 stellt eine Verbindung zwischen einer Stelle in der Auslassleitung 4 unmittelbar nach dem DPF 42 in der Auslass-Strömungsrichtung (Kegel-Teil 45 (vergleiche 2)) und einer Stelle in der Einlassleitung 3 auf einer stromaufwärtigen Seite von dem Kompressor 52 unter Verwendung von einem rohrförmigen Körper her und führt einen Teil von dem Abgas unmittelbar nach dem DPF 42 in der Auslass-Strömungsrichtung zu einer Stelle in der Einlassleitung 3 auf einer stromaufwärtigen Seite von dem Kompressor 52 in der Einlass-Strömungsrichtung als Niederdruck-AGR-Gas zurück.
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Der AGR-Filter 12 ist in der Nähe von dem Kopplungsteil 9 (vgl. 4) mit der Auslassleitung 4 in dem Niederdruck-AGR-Kanal 11 vorgesehen und fängt Fremdstoffe wie Fragmente und Stücke von Metall von dem DPF 42 ein, die in den Niederdruck-AGR-Kanal 11 hinein strömen. Falls die Fremdstoffe wie Fragmente und Stücke von Metall von dem DPF 42 durch den Niederdruck-AGR-Kanal 11 strömen und an der Stelle auf der stromaufwärtigen Seite von dem Kompressor 52 in der Einlass-Strömungsrichtung ankommen, bestehen Bedenken, dass die Fremdstoffe in den Kompressor 52 hinein strömen und Beschädigungen an dem Kompressor 52 bewirken. Daher ist der AGR-Filter 12 vorgesehen.
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Der Niederdruck-AGR-Kühler 13 bewirkt, dass die Temperatur von dem Niederdruck-AGR-Gas abnimmt, welches durch den Niederdruck-AGR-Kanal 11 zurückgeführt wird.
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Der Niederdruck-AGR-Kühler 13 ist wassergekühlt und ermöglicht einen Wärmeaustausch zwischen dem Niederdruck-AGR-Gas, welches durch den Niederdruck-AGR-Kanal 11 strömt, und dem Motor-Kühlwasser.
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Das Niederdruck-AGR-Ventil 14 steuert/regelt die Strömungsrate von Niederdruck-AGR-Gas, welches durch den Niederdruck-AGR-Kanal 11 zurückgeführt wird.
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Das Niederdruck-AGR-Ventil 14 ist mit der ECU 100 über einen (nicht illustrierten) Aktuator verbunden, und die Öffnung davon wird elektromagnetisch durch die ECU 100 gesteuert/geregelt.
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Die ECU 100 umfasst einen Eingabeschaltkreis, eine zentrale Verarbeitungseinheit (nachfolgend als CPU bezeichnet), einen Speicherschaltkreis und einen Ausgabeschaltkreis.
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Der Eingabeschaltkreis weist verschiedene Funktionen auf, etwa Formen von Eingangssignal-Wellenformen von verschiedenen Sensoren, Korrigieren von Spannungsniveaus auf vorbestimmte Niveaus und Umwandeln von analogen Signalwerten in digitale Signalwerte.
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Der Speicherschaltkreis speichert verschiedene Berechnungsprogramme, die von der CPU ausgeführt werden, Berechnungsergebnisse usw..
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Der Ausgabeschaltkreis gibt Steuer-/Regelsignale an das Niederdruck-AGR-Ventil 14, Kraftstoff-Einspritzeinrichtungen des Motors 1 usw. aus. In der ECU 100 sind die Module der DPF-Regeneration-Steuer-/Regeleinheit 101 und der Niederdruck-AGR-Steuer-/Regeleinheit 102 durch eine solche Hardware-Konfiguration konfiguriert, wie oben beschrieben. Nachfolgend werden die Funktionen von jedem Modul erläutert.
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Die DPF-Regeneration-Steuer-/Regeleinheit 101 ist so konfiguriert, dass sie einen Ablagerungsmengenparameter-Berechnungsabschnitt, einen Filterabschnitt, einen Regeneration-Bestimmungsabschnitt und einen Regeneration-Ausführungsabschnitt umfasst (von denen nichts illustriert ist).
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Der Ablagerungsmengenparameter-Berechnungsabschnitt berechnet einen Ablagerungsmengenparameter, der als eine Messgröße für die abgelagerte Menge von Partikeln dient, die in dem DPF 42 abgelagert sind.
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Der Filterabschnitt führt eine Filter-Bearbeitung an dem durch den Ablagerungsmengenparameter-Berechnungsabschnitt berechneten Ablagerungsmengenparameter durch.
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Der Regeneration-Bestimmungsabschnitt bestimmt auf Basis von dem gefilterten Ablagerungsmengenparameter, ob eine DPF-Regeneration-Steuerung/Regelung durchzuführen ist.
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Der Regeneration-Ausführungsabschnitt führt die DPF-Regeneration-Steuerung/Regelung durch. Die DPF-Regeneration-Steuerung/Regelung bewirkt, dass die Temperatur von dem Abgas steigt, das in den DPF 42 strömt, um die in dem DPF 42 abgelagerten Partikel durch Verbrennung zu entfernen, indem eine Nacheinspritzung mit den Kraftstoff-Einspritzeinrichtungen durchgeführt wird, um zu bewirken, dass unverbrannter Kraftstoff in dem Oxidationskatalysator 41 verbrennt.
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Die Niederdruck-AGR-Steuer-/Regeleinheit 102 steuert/regelt die Öffnung von dem Niederdruck-AGR-Ventil 14, um die Strömungsrate von Niederdruck-AGR-Gas einzustellen, das über den Niederdruck-AGR-Kanal 11 zurückgeführt wird, um dadurch eine Steuerung/Regelung der Rückführung von Abgas zu dem Motor 1 durchzuführen.
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Als nächstes werden Details der Umgebung von dem Kopplungsteil 9 zwischen der Auslassleitung 4 und dem Niederdruck-AGR-Kanal 11 erläutert.
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2 ist eine Ansicht, welche die Umgebung von dem Kopplungsteil 9 zwischen der Auslassleitung 4 und dem Niederdruck-AGR-Kanal 11 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt. 3 ist eine Querschnittansicht entlang der Linie A-A in 2, welche die Umgebung von dem Kopplungsteil 9 zwischen der Auslassleitung 4 und dem Niederdruck-AGR-Kanal 11 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt. 4 ist eine Querschnittansicht entlang der Linie B-B in 2, welche die Umgebung von dem Kopplungsteil 9 zwischen der Auslassleitung 4 und dem Niederdruck AGR-Kanal 11 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt. 5 ist eine Querschnittansicht entlang der Linie C-C in 2, welche die Umgebung von dem Kopplungsteil 9 zwischen der Auslassleitung 4 und dem Niederdruck-AGR-Kanal 11 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt.
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Wie in 2 gezeigt, weist der Niederdruck-AGR-Kanal 11 den Kopplungsteil 9 an dem Kegel-Teil 45 auf, der sich im Durchmesser zu der stromabwärtigen Seite hin verkleinert, und befindet sich an einer Stelle unmittelbar nach dem DPF 42 in der Auslass-Strömungsrichtung in der Auslassleitung 4, wobei die Auslass-Strömungsrichtung nach unten entlang einer seitlichen Fläche des Motors 1 zeigt.
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Das Kopplungsteil 9 erstreckt sich zur Seite während der Niederdruck-AGR-Kanal 11 sich etwas nach oben von der Mitte (Strommitte) von dem Kegel-Teil 45 erstreckt.
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Eine Prallfläche 15 und der AGR-Filter 12 sind in der Umgebung bzw. Nähe von dem Kopplungsteil 9 vorgesehen.
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Die Prallfläche 15 ist an einer Position vorgesehen, die sich an einer Wandfläche in dem Niederdruck-AGR-Kanal 11 auf einer stromaufwärtigen Seite von dem AGR-Filter 12 in der Auslass-Strömungsrichtung befindet und der Strömung von Abgas, nachdem dieses den DPF 42 passiert hat, Widerstand leistet, d. h. eine Bodenfläche 91 von dem Kopplungsteil 9, und bewirkt, dass Abgas und zusammen mit dem Abgas aus dem DPF 42 heraus strömendes Kondenswasser gegen die Abgas-Strömung (Auslass-Strömung) abprallen (vergleiche 7 und 9).
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Wenn eine stromabwärtige Seite in der Auslass-Strömungsrichtung von einer Position (Pfeil D in 2) weiter auf einer stromaufwärtigen Seite als die Position der Prallfläche 15 aus in der Auslass-Strömungsrichtung betrachtet wird, ist die Prallfläche 15 ohne Hindernisse zwischen dieser Position und der Prallfläche 15 sichtbar.
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Die Prallfläche 15 ist unter einem Winkel angeordnet, der zu der stromabwärtigen Seite (Seite des AGR-Filters 12) von dem Niederdruck-AGR-Kanal 11 in der Auslass-Strömungsrichtung führt, was bewirkt, dass dann, wenn aus dem DPF 42 strömendes Wasser abprallt, das abgeprallte Kondenswasser für einen Moment nach oben fliegt.
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Der AGR-Filter 12 ist aus einem halbkugelförmigen, metallischen Gitter (insbesondere einem Material aus rostfreiem Stahl (SUS-Material) gebildet, wie in 4 und 5 (7 und 9) gezeigt.
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Wie in 4 bzw. 9 gezeigt, ist der AGR-Filter 12 an einer Position angeordnet, welche bewirkt, dass der konvexe Teil von der Halbkugelform zu der stromaufwärtigen Seite in der Auslass-Strömungsrichtung vorsteht, so dass er orthogonal zu der Auslassleitung 4 ist, welches sich vertikal erstreckt (vergleiche 7 und 9), und an welcher Abgas und Kondenswasser, die von der Prallfläche 15 abgeprallt sind, direkt auftreffen.
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Hierbei ist die Position, an welcher Abgas und Kondenswasser, die von der Prallfläche 15 abgeprallt sind, direkt auftreffen, eine Position, an welcher Kondenswasser, das von der Prallfläche 15 abgeprallt und nach oben geflogen ist, vollständig darauf fällt.
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Eine Bodenfläche 91, welche die Prallfläche 15 umfasst, ist als eine geneigte Fläche konfiguriert, mit einer nach unten geneigten Seite zu der Auslassleitung 4 hin.
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Wie in 5 gezeigt, ist der AGR-Filter 12 an einer Position vorgesehen, die ohne irgendwelche Hindernisse zwischen der Prallfläche 15 und dem AGR-Filter 12 gesehen werden kann, wenn sie von der Prallfläche 15 aus betrachtet wird (Pfeil E in 2).
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Wenn andererseits, wie in 3 gezeigt, die stromabwärtige Seite in der Auslass-Stromungsrichtung von einer Position (Pfeil D 2) aus betrachtet wird, die sich von der Position der Prallfläche 15 aus weiter stromaufwärts in der Auslass-Strömungsrichtung befindet, wird die Wand von dem Kegelabschnitt 45 zu einem Hindernis, und der AGR-Filter 12 kann von dieser Position aus nicht gesehen werden. Aus diesem Grund ist es schwierig für das Abgas, welches durch den DPF 42 strömt, direkt auf den AGR-Filter 12 zu treffen, und daher wird es den Teerprodukten, welche die Reaktionsprodukte von in dem Abgas enthaltenen Kohlenwasserstoffen sind, schwer gemacht, sich an dem AGR-Filter 12 abzulagern.
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Als nächstes wird ein Verfahren zum Entfernen der in dem AGR-Filter 12 abgelagerten Teerprodukte durch Verbrennung erläutert.
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6 ist ein Graph, welcher die Verbrennungseigenschaften der Teerprodukte während der DPF-Regeneration-Steuerung/Regelung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt.
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6 ist ein Graph, bei dem auf der horizontalen Achse die Zeit aufgetragen ist, und die Temperatur (Temp.) und die Gewichtsänderung (TG) von Teerprodukten auf der vertikalen Achse aufgetragen sind.
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Während der DPF-Regeneration-Steuerung/Regelung verbrennen die Teerprodukte, wie in 6 gezeigt, wenn sie auf wenigstens 530°C geheizt werden, unter Berücksichtigung der Regenerationszeit von dem DPF 42 in der Größenordnung von etwa 10 Minuten, und verschwinden vollständig. Aus diesem Grund ist es notwendig, um an dem AGR-Filter 12 abgelagerte Teerprodukte durch Verbrennung zu entfernen, dass der AGR-Filter 12 auf wenigstens 530°C während der DPF-Regeneration-Steuerung/Regelung erwärmt wird.
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7 ist eine Ansicht, die eine Temperaturänderung in der Umgebung von dem Kopplungsteil 9 zwischen der Auslassleitung 4 und dem Niederdruck AGR-Kanal 11 während der DPF-Regeneration-Steuerung/Regelung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt.
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Während der DPF-Regeneration-Steuerung/Regelung tritt eine Temperaturänderung wie die, die in 7 gezeigt ist, in der Umgebung von dem Kopplungsteil 9 auf, da Partikel durch Verbrennen entfernt werden, indem der DPF 42 auf etwa 600° erwärmt wird.
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In anderen Worten wird während der DPF-Regeneration-Steuerung/Regelung die Stelle von dem Kegelabschnitt 45 auf der stromaufwärtigen Seite in der Auslass-Strömungsrichtung ungefähr 600°C warm. Der dem Kegelabschnitt 45 benachbarte Kopplungsteil 9 wird während der DPF-Regeneration-Steuerung/Regelung etwa 580°C warm. Die Position, an welcher der AGR-Filter 12 angeordnet ist, wird während der DPF-Regeneration-Steuerung/Regelung ungefähr 530°C warm. Die Stelle in dem Niederdruck-AGR-Kanal 11 weiter stromabwärts in der Auslass-Strömungsrichtung als der AGR-Filter 12 wird während der DPF-Regeneration-Steuerung/Regelung ungefähr 480°C warm.
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Wie in 7 gezeigt, wird die Position, an welcher der AGR-Filter 12 angeordnet ist, während der DPF-Regeneration-Steuerung/Regelung auf etwa 530°C erwärmt. Dadurch werden die Teerprodukte, die an dem AGR-Filter 12 abgelagert sind, durch Verbrennung entfernt.
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Andererseits wird der Kopplungsteil 9, der weiter stromaufwärts in der Auslass-Strömungsrichtung angeordnet ist als der AGR-Filter 12 benachbart zu dem Kegelabschnitt 45 während der DPF-Regeneration-Steuerung/Regelung auf etwa 580°C erwärmt.
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Wenn die Position, an welcher der AGR-Filter 12 angeordnet ist, auf eine Temperatur erwärmt wird, die 600°C übersteigt, wird der der AGR-Filter 12 dafür empfindlich, eine Verschlechterung im Hinblick auf die Widerstandsfähigkeit gegen Korrosion herbeizuführen (Sensibilisierung). Aus diesem Grund muss, wenn die Stabilität berücksichtigt wird, der AGR-Filter 12 so geheizt werden, dass er sich auf nicht höher als 550°C einstellt, auch in dem Fall während der DPF-Regeneration-Steuerung/Regelung und in dem Fall, in dem beim Motorbetrieb Vollgas gegeben wird.
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Da nachteilige Effekte wie oben beschrieben auftreten würden, kann der AGR-Filter 12 daher nicht an der Stelle angeordnet werden, die auf etwa 580°C erwärmt wird.
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8 ist ein Graph, welcher die Temperaturänderung von dem AGR-Filter 12 während einem Motorbetrieb gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt. 8 ist ein Graph, bei dem die Distanz von einer aktuellen Position auf Basis der Position von dem AGR-Filter 12 zu der stromaufwärtigen Seite und stromabwärtigen Seite in der Abgas-Strömungsrichtung hin auf der horizontalen Achse aufgetragen ist, und die Temperatur auf der vertikalen Achse aufgetragen ist.
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Auch wenn die Motordrehzahl 2000 rpm oder 3000 rpm ist, und auch während einem Vollgas-Betrieb des Motors kann ein Trend erkannt werden, dass die Temperatur ansteigt, wenn die Position sich zu der stromaufwärtigen Seite in der Auslass-Strömungsrichtung bewegt, wie in 8 gezeigt ist.
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Dann wird der AGR-Filter 12 auf wenigstens 530°C, aber auf nicht mehr als 550°C erwärmt, nicht nur während der DPF-Regeneration-Steuerung/Regelung, sondern auch in dem Fall, in dem der Motor mit Vollgas betrieben wird, wobei die Motordrehzahl 2000 rpm oder 3000 rpm beträgt.
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Wie oben festgehalten, wird während der DPF-Regeneration-Steuerung/Regelung und während dem Vollgas-Motorbetrieb der AGR-Filter 12 auf wenigstens 530°C und auf nicht mehr als 550°C erwärmt. Daher werden an dem AGR-Filter abgelagerte Teerprodukte (in 8 auch kurz als TP bezeichnet) in diesen Fällen durch Verbrennung entfernt.
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Danach wird ein Verfahren zum Entfernen von an dem AGR-Filter 12 abgelagerten Eisensulfat erläutert.
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9 ist eine Ansicht, die eine Strömung von Kondenswasser in der Umgebung oder Nähe von dem Kopplungsteil 9 zwischen der Auslassleitung 4 und dem Niederdruck-AGR-Kanal 11 während einem Motorstart gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt.
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Während dem Motorstopp kondensiert Feuchtigkeit in dem Abgas, das nach dem Motorstopp in der Temperatur abkühlt, und Kondenswasser wird in großer Menge innerhalb von dem DPF 42 zurückgehalten. Aus diesem Grund strömt aufgrund des Abgas-Drucks beim Motorstart Kondenswasser, das innerhalb von dem DPF 42 in großer Menge zurückgehalten wurde, während dem Motorstart in einem Schwall zusammen mit Abgas zu der stromabwärtigen Seite in der Auslass-Strömungsrichtung hinaus. Zu dieser Zeit, wie in 9 gezeigt, kollidiert das Kondenswasser, das in großer Menge aus dem DPF 42 hinaus strömt, mit der Prallfläche 15, zusammen mit Abgas, welches gegen die Abgasströmung abprallt, und trifft direkt auf den AGR-Filter 12.
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Genauer, wie in 3 gezeigt, wenn die stromabwärtige Seite in der Auslass-Strömungsrichtung von einer Position (Pfeil D in 2) aus betrachtet wird, die weiter stromaufwärts von einer Position der Prallfläche 15 in der Auslass-Strömungsrichtung liegt, da keine Hindernisse zwischen dieser Position und der Prallfläche 15 vorliegen, kollidiert das Kondenswasser direkt mit der Prallfläche 15, zusammen mit dem Abgas.
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Da, wie in 5 gezeigt, bei Betrachtung von der Prallfläche 15 (Pfeil E in 2) aus, der AGR-Filter 12 sichtbar ist, fliegt dann das von der Prallfläche 15 abprallende Wasser nach oben und fällt direkt auf den gesamten AGR-Filter 12.
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Das Kondenswasser, welches direkt auf den AGR-Filter 12 fällt, strömt von dem AGR-Filter 12 über die Bodenfläche 91, die nach unten geneigt ist, zu der Seite von der Auslassleitung 4, kehrt wieder zu der Auslassleitung 4 zurück und wird ausgegeben.
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Wenn während einem Motorstart Kondenswasser in großer Menge in einem Schwall zusammen mit Abgas von dem DPF 42 zu einer stromabwärtigen Seite in der Auslass-Strömungsrichtung heraus fließt, prallt gemäß den vorstehenden Erläuterungen die große Menge von Kondenswasser an der Prallfläche 15 ab und befeuchtet die Gesamtheit von dem AGR-Filter 12, wodurch Eisensulfat, das an dem AGR-Filter 12 abgelagert ist, abgespült und entfernt wird.
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Da bei jedem Motorstart an dem AGR-Filter 12 abgelagertes Eisensulfat so abgespült und entfernt wird, wird es unmöglich gemacht, dass Eisensulfat sich kontinuierlich zu mehr als einer vorbestimmten Menge auf dem AGR-Filter 12 ablagert.
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Als nächstes wird eine Steuerung/Regelung für eine Erfassung einer Niederdruck-AGR-Anomalie (kurz: ND-AGR-Anomalie) durch die ECU 100 erläutert.
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10 ist ein Flussdiagramm, welches die Verarbeitungssequenz von einer Niederdruck-AGR-Anomalie-Erfassung durch die ECU 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt. Diese Verarbeitung wird in jedem vorbestimmten Steuer-/Regelzyklus durchgeführt.
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Im Schritt S1 wird eine Niederdruck-AGR-Anomalie-Erfassung durchgeführt.
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Die Niederdruck-AGR-Anomalie-Erfassung verwendet die Erfassungssignale von dem Auslassdrucksensor 44 und das Erfassungssignal von dem Einlassdrucksensor 31, um den Differenzdruck zwischen dem Abgas-Druck und dem Einlassluft-Druck zu berechnen.
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Im Schritt S2 wird bestimmt, ob eine Differenzdruck-Anomalie aufgetreten ist.
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Ob eine Differenzdruck-Anomalie auftritt oder nicht, wird dadurch bestimmt, dass eine Differenzdruck-Anomalie in dem Fall auftritt, in dem der Differenzdruck zwischen dem Abgas-Druck und dem Einlassluft-Druck, der in Schritt S1 berechnet wurde, einen zuvor festgelegten, vorbestimmten Wert überschreitet.
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In einem Fall, in dem im Schritt S2 positiv bestimmt wurde, dass eine Differenzdruck-Anomalie aufgetreten ist (JA), geht die Verarbeitung weiter zum Schritt S3, und in dem Fall, in dem negativ bestimmt wurde (NEIN), geht die Verarbeitung weiter zum Schritt S9, und es wird entschieden dass keine Anomalie vorliegt (die Situation normal ist).
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Hierbei bilden die Verarbeitungsmittel für die Schritte S1 und S2 ein erstes Bestimmungsmittel.
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Im Schritt S3 wird bestimmt, ob die Fahrtdistanz des Fahrzeugs seit einer vorherigen DPF-Regeneration-Steuerung/Regelung nicht mehr als ein vorbestimmter Wert ist.
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Im Schritt S3 geht in einem Fall, in dem positiv bestimmt wird (JA), dass die Fahrtdistanz von dem Fahrzeug seit einer vorherigen DPF-Regeneration-Steuerung/Regelung nicht mehr als ein vorbestimmter Wert ist, die Verarbeitung weiter zum Schritt S7 und es wird bestimmt, dass eine Anomalie vorliegt, und danach geht das Verfahren weiter zum Schritt S8 und eine Warnlampe leuchtet auf. In dem Fall, in dem das Ergebnis der Bestimmung negativ ist (NEIN), geht das Verfahren andererseits weiter zum Schritt S4.
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Hierbei bildet das Verarbeitungsmittel für Schritt S3 ein drittes Bestimmungsmittel.
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Im Schritt S4 wird eine DPF-Regeneration-Steuerung/Regelung durchgeführt.
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Die DPF-Regeneration-Steuerung/Regelung führt eine Nacheinspritzung mit den Kraftstoff-Einspritzeinrichtungen gemäß der DPF-Regeneration-Steuer-/Regeleinheit 101 durch, wodurch bewirkt wird, dass unverbrannter Kraftstoff in dem Oxidationskatalysator 41 verbrennt, wodurch die Temperatur von dem Abgas, welches in den DPF 42 strömt, erhöht wird, und Partikel, die in dem DPF 42 abgelagert sind, werden durch Verbrennung entfernt. Zu dieser Zeit werden auch die Teerprodukte, die sich an dem AGR-Filter 12 abgelagert haben, ebenfalls durch Verbrennung entfernt.
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Im Schritt S5 wird die Niederdruck-AGR-Anomalie-Erfassung erneut durchgeführt.
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Die wiederholte Niederdruck-AGR-Anomalie-Erfassung verwendet die Erfassungssignale von dem Auslassdrucksensor 44 und das Erfassungssignal von dem Einlassdrucksensor 31, um den Differenzdruck zwischen dem Abgas-Druck und dem Einlassluft-Druck zu berechnen, ähnlich zum Schritt S1.
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Im Schritt S6 wird bestimmt, ob eine Differenzdruck-Anomalie aufgetreten ist. Ob eine Differenzdruck-Anomalie aufgetreten ist oder nicht, wird dadurch bestimmt, dass eine Differenzdruck-Anomalie in dem Fall auftritt, in dem der Differenzdruck zwischen dem Abgas-Druck und dem Einlassluft-Druck, der im Schritt S5 berechnet wurde, einen zuvor festgelegten vorbestimmten Wert überschreitet.
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Im Schritt S6 geht dann, wenn positiv bestimmt wurde (JA), dass eine Differenzdruck-Anomalie aufgetreten ist, die Verarbeitung weiter zum Schritt S7, und es wird entschieden, dass eine Anomalie vorliegt, und die Verarbeitung geht weiter zum Schritt S8, um eine Warnleuchte aufleuchten zu lassen. Andererseits, wenn negativ bestimmt wird (NEIN), geht das Verfahren weiter zum Schritt S9, und es wird entschieden, dass die Lage normal ist.
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Hierbei bildet das Verarbeitungsmittel für die Schritte S5 und S6 ein erstes Bestimmungsmittel. Zusätzlich bildet das Verarbeitungsmittel für die Schritte S1, S2, S3, S4, S5 und S6 ein zweites Bestimmungsmittel.
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Bei der Niederdruck-AGR-Einrichtung 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie es vorstehend erläutert wurde, treten die folgenden Effekte auf:
- (1) Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der AGR-Filter 12 an einer Position angeordnet, an welcher Abgas und Kondenswasser, die von der Prallfläche 15 abgeprallt sind, direkt auftreffen. Aus diesem Grund ist der AGR-Filter 12 in der Nähe von dem DPF 42 angeordnet, so dass Abgas und Kondenswasser, die von der Prallfläche 15 abgeprallt sind, direkt auftreffen.
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Dadurch können die Teerprodukte, die an dem AGR-Filter 12 abgelagert sind, während der DPF-Regeneration-Steuerung/Regelung oder dann, wenn der Motorbetrieb ein Vollgasbetrieb wird, durch Verbrennung entfernt werden. Da Kondenswasser, das von innerhalb des DPF 42 während des Motorstarts in großer Menge heraus fließt und von der Prallfläche 15 abprallt, direkt auf den AGR-Filter 12 trifft, ist es zusätzlich möglich, mit dem Kondenswasser Eisensulfat abzuspülen und zu entfernen, welches dazu tendiert, sich an dem AGR-Filter 12 abzulagern, der in der Nähe von dem DPF 42 angeordnet ist.
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Das Eisensulfat, welches dazu tendiert, sich an dem AGR-Filter 12 abzulagern, kann sich daher nicht zu mehr als einer vorbestimmten Menge an dem AGR-Filter 12 ablagern. Daher wird sowohl die Entfernung von Teerprodukten als auch von Eisensulfat von dem AGR-Filter 12 ermöglicht, und ein in dem Niederdruck-AGR-Kanal 11 auftretender Druckverlust, der dadurch bewirkt wird, dass sich Teerprodukte und Eisensulfat an dem AGR-Filter 12 ablagern, kann verhindert oder verringert werden.
- (2) Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der AGR-Filter 12 an einer Position vorgesehen, die von der Prallfläche 15 aus sichtbar ist (Pfeil E in 2). Daher liegen keine Hindernisse zwischen der Prallfläche 15 und dem AGR-Filter 12 vor und daher können Abgas und Kondenswasser von der Prallfläche 15 direkt auf den AGR-Filter 12 auftreffen.
- (3) Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Prallfläche 15 an einer Position vorgesehen, die von einer Position (Pfeil D in 2) aus sichtbar ist, die in der Auslass-Strömungsrichtung weiter stromaufwärts liegt als die Position der Prallfläche 15. Daher kollidieren Abgas und Kondenswasser, die durch die Auslassleitung 4 strömen, direkt mit der Prallfläche 15, und das Abgas und das Kondenswasser können an der Prallfläche 15 abprallen.
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Zusätzlich ist der AGR-Filter 12 an einer Position vorgesehen, die von der Position (Pfeil D in 2) aus nicht sichtbar ist, die in der Auslass-Strömungsrichtung weiter stromaufwärts liegt als die Position der Prallfläche 15. Daher kann das Abgas, das aus dem DPF 42 heraus strömt, nicht einfach direkt auf den AGR-Filter 12 auftreffen, und daher ist es für Teerprodukte, die aus Kohlenwasserstoffen erzeugt werden, welche in dem Abgas enthalten sind, nicht einfach, sich an dem AGR-Filter 12 abzulagern.
- (4) Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird dann, wenn in den Schritten S1 und S2 bestimmt wird, dass eine Druck-Anomalie vorliegt, eine DPF-Regeneration-Steuerung/Regelung gemäß Schritt S4 durchgeführt, und eine wiederholte Bestimmung wird gemäß den Schritten S5 und S6 nach der DPF-Regeneration-Steuerung/Regelung durchgeführt. Indem Teerprodukte aus dem AGR-Filter 12 durch Verbrennung entfernt werden, indem die DPF-Regeneration-Steuerung/Regelung bei der Verarbeitung von Schritt S4 durchgeführt wird, ist es möglich, eine Druck-Anomalie von dem Niederdruck-AGR-Kanal 11, die dadurch bewirkt wird, dass sich Teerprodukte in dem AGR-Filter 12 abgelagert haben, unmittelbar zu eliminieren. Es ist daher möglich, zwischen einer Druck-Anomalie von dem Niederdruck-AGR-Kanal 11, die unmittelbar eliminiert werden kann, und einer Druck-Anomalie von dem Niederdruck-AGR-Kanal 11, die nicht unmittelbar eliminiert werden kann, zu unterscheiden, und in zuverlässiger Weise eine Druck-Anomalie von dem Niederdruck-AGR-Kanal 11 zu finden, die nicht unmittelbar eliminiert werden kann.
- (5) Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Druck-Anomalie von dem Niederdruck-AGR-Kanal 11, die dadurch bewirkt wird, dass sich Teerprodukte in dem AGR-Filter 12 abgelagert haben, unmittelbar eliminiert, indem durch Verbrennung Teerprodukte aus dem AGR-Filter 12 entfernt werden, indem eine DPF-Regeneration-Steuerung/Regelung gemäß Schritt S4 durchgeführt wird. Eine Druck-Anomalie von dem Niederdruck-AGR-Kanal 11, die dadurch bewirkt wird, dass sich die Teerprodukte in dem AGR-Filter 12 abgelagert haben, tritt daher nicht bei der wiederholten Bestimmung der Verarbeitung in den Schritten S5 und S6 auf, in denen entschieden wird, dass eine Druck-Anomalie vorliegt. Im Ergebnis davon ist es bei der Verarbeitung vom Schritt S6 möglich, die Stelle, an der eine Anomalie aufgetreten ist, als die Stelle von dem Niederdruck-AGR-Kanal 11 mit Ausnahme von dem AGR-Filter 12 festzulegen, wodurch die Genauigkeit einer Anomalie-Bestimmung erhöht werden kann.
- (6) In einem Fall, in dem die Fahrtdistanz des Fahrzeugs, an welchem der Motor 1 vorgesehen ist, seit der vorherigen DPF-Regeneration-Steuerung/Regelung nicht mehr als ein vorbestimmter Wert ist, lagern sich Teerprodukte noch nicht in dem AGR-Filter 12 ab. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird in dem Fall, in dem die Fahrtdistanz von dem Fahrzeug, an welchem der Motor 1 vorgesehen ist, nicht mehr als ein vorbestimmter Wert seit einer vorherigen DPF-Regeneration-Steuerung/Regelung ist, gemäß der Verarbeitung vom Schritt S3, und so bestimmt werden kann, dass sich Teerprodukte noch nicht in dem AGR-Filter 12 abgelagert haben, eine DPF-Regeneration-Steuerung/Regelung im Schritt S4 nicht durchgeführt, wodurch eine übermäßige DPF-Regeneration-Steuerung/Regelung vermieden wird. Dann wird die Betriebszeit einer übermäßigen DPF-Regeneration-Steuerung/Regelung oder dergleichen weggelassen, die Verarbeitung geht weiter zum Schritt S7 und über eine Druck-Anomalie von dem Niederdruck-AGR-Kanal 11 kann schnell entschieden werden. Da eine übermäßige DPF-Regeneration-Steuerung/Regelung vermieden wird, kann zusätzlich eine Verschlechterung beim Kraftstoffverbrauch und bei Abgas-Emissionen unterdrückt werden.
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Es ist festzuhalten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf das oben erwähnte Ausführungsbeispiel beschränkt ist, und dass auch dann, wenn Modifikationen, Verbesserungen usw. innerhalb von einem Bereich ausgeführt werden, in dem die Aufgabe der vorliegenden Erfindung gelöst wird, sie in dem Bereich der vorliegenden Erfindung liegen.
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Obwohl bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Prallfläche 15 an der Bodenfläche 91 vorgesehen ist, die eine Wandfläche in dem Niederdruck-AGR-Kanal 11 auf einer stromaufwärtigen Seite von dem AGR-Filter 12 in der Auslass-Strömungsrichtung ist, ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt. Beispielsweise kann die Prallfläche 15 an einer Wandfläche oder dergleichen von der Auslassleitung 4 an einer stromabwärtigen Seite von dem Kopplungsteil 9 in der Auslass-Strömungsrichtung vorgesehen sein.
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Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Abgasdruck durch den Auslassdrucksensor 44 erfasst und der Einlassluft-Druck wird durch den Einlassdrucksensor 31 erfasst, jedoch ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt. Beispielsweise kann der Abgas-Druck oder der Einlassluft-Druck durch eine Berechnung abgeschätzt werden.
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Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine DPF-Regeneration-Steuerung/Regelung im Schritt S4 nicht durchgeführt, falls die Fahrtdistanz des Fahrzeugs, an welchem der Motor 1 vorgesehen ist, seit der vorherigen DPF-Regeneration-Steuerung/Regelung nicht mehr als ein vorbestimmter Wert geworden ist, und so im Schritt S3 die Möglichkeit besteht, zu bestimmen, dass sich Teerprodukte noch nicht an dem AGR-Filter 12 abgelagert haben. Es besteht jedoch keine Beschränkung hierauf. Beispielsweise kann eine Konfiguration vorliegen, in welcher die DPF-Regeneration-Steuerung/Regelung auf ähnliche Weise im Schritt S4 nicht durchgeführt wird, falls die Betriebszeit des Motors 1 seit der vorherigen DPF-Regeneration-Steuerung/Regelung nicht mehr als ein vorbestimmter Wert ist, und es so möglich war, im Schritt S3 zu bestimmen, dass sich Teerprodukte noch nicht an dem AGR-Filter 12 abgelagert haben.
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Die Entfernung sowohl von Teerprodukten als auch von Eisensulfat aus einem AGR-Filter wird möglich gemacht, wodurch ein Druckverlust unterdrückt wird, der in dem AGR-Kanal aufgrund von Teerprodukten und Eisensulfat auftritt, die sich an dem AGR-Filter ablagern. Eine Prallfläche (15), an welcher Abgas und Kondenswasser, das zusammen mit dem Abgas aus dem DPF (42) strömt, gegen die Abgasströmung prallen, ist an einer Position vorgesehen, welche der Strömung von Abgas, das durch den DPF (42) geströmt ist, Widerstand leistet, an einer Bodenfläche (91) von einem Kopplungsteil (9) in dem Niederdruck-AGR-Kanal (11) auf einer stromaufwärtigen Seite von dem AGR-Filter (12) in der Auslass-Strömungsrichtung, und der AGR-Filter (12) ist an einer Position angeordnet, an welcher das Abgas und Kondenswasser, die von der Prallfläche (15) abgeprallt sind, direkt auftreffen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2012-237603 [0001]
- JP 2011202536 A [0004]
