DE102017212212B4 - Abgasreinigungssystem für einen verbrennungsmotor - Google Patents

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Abstract

Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor (1), das aufweist:einen Filter (4), der in einem Auslassdurchgang (2) eines Verbrennungsmotors (1) bereitgestellt ist, um Feinstaub (PM) in einem Abgas zu fangen,einen Oxidationskatalysator (3), der in dem Auslassdurchgang (2) stromaufwärts von dem Filter (4) bereitgestellt ist oder auf dem Filter (4) gestützt wird,eine Kraftstoffzufuhreinrichtung (5), die konfiguriert ist, um Kraftstoff an das Abgas stromaufwärts von dem Oxidationskatalysator (3) zu liefern,ein Cetanzahlbestimmungsmittel, das konfiguriert ist, um, nachdem Kraftstoff an einen Kraftstoffbehälter (30) des Verbrennungsmotors (1) geliefert wird, die Cetanzahl von dem Kraftstoff, der in dem Verbrennungsmotor (1) nach der Zufuhr von Kraftstoff verwendet wird, zu bestimmen (S106), undein Temperaturerhöhungsmittel, das konfiguriert ist, um einen Temperaturerhöhungsprozess (S204) durchzuführen, der ein Prozess eines Erhöhens der Temperatur des Filters (4) durch Wärme einer Oxidationsreaktion von Kraftstoff in dem Oxidationskatalysator (3) ist, und zwar durch ein Zuführen von Kraftstoff an das Abgas durch die Kraftstoffzufuhreinrichtung (5), wenn die Temperatur von dem Abgas, das in den Oxidationskatalysator (3) hinein strömt, eine spezifische Schwellentemperatur (Tf) übersteigt (S203), die auf der Grundlage der Cetanzahl von dem Kraftstoff bestimmt wird, wobei die Schwellentemperatur (Tf) niedriger festgesetzt wird, wenn die Cetanzahl von dem Kraftstoff niedrig ist, im Vergleich dazu, wenn die Cetanzahl von dem Kraftstoff hoch ist, wobeiwenn die Menge an Wärme (ΔTc), die in dem Oxidationskatalysator (3) pro Einheit Zeit erzeugt wird, kleiner als ein spezifischer Wert (Tc0) ist (S206), während der Temperaturerhöhungsprozess (S204) durchgeführt wird, das Temperaturerhöhungsmittel den Temperaturerhöhungsprozess (S204) in Bearbeitung aussetzt (S207) und den Temperaturerhöhungsprozess später wieder aufnimmt, wenn die Temperatur von dem Abgas, das in den Oxidationskatalysator (3) hinein strömt, eine aktualisierte Schwellentemperatur, die höher als die spezifische Schwellentemperatur (Tf) ist, übersteigt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor.
  • Beschreibung des Stands der Technik
  • Verbrennungsmotoren werden mit einem Filter, der in dem Auslassdurchgang angeordnet ist, bereitgestellt, um Emissionen von Feinstaub (der im nachfolgenden als „PM“ bezeichnet wird) in dem Abgas an die Außenumgebung zu verhindern oder reduzieren. PM in dem Abgas wird in dem Filter graduell abgelagert, wenn der Betrieb des Verbrennungsmotors andauert. Um ein Verstopfen des Filters zu vermeiden, wird ein Filterregenerationsprozess durchgeführt. Zum Beispiel wird in dem Fall von Dieselmotoren, in denen das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem Abgas generell durchgehend mager bzw. arm ist, ein Filterregenerationsprozess durch ein Zuführen von unverbranntem Kraftstoff an das Abgas durchgeführt, um die Temperatur von dem Abgas unter Verwendung eines Oxidationskatalysators oder dergleichen, der in dem Auslassdurchgang bereitgestellt ist, zu erhöhen, damit das gefangene PM durch Oxidation entfernt wird.
  • In jenem Fall ist es, um den Filterregenerationsprozess erfolgreich durchzuführen, erforderlich, dass der Kraftstoff, der an das Abgas geliefert wird, durch den Oxidationskatalysator oxidiert wird, und ist es erwünscht, dass der Kraftstoff in einem ausreichend verdampften Zustand in dem Oxidationskatalysator ist, damit die Oxidationsreaktion problemlos fortschreitet. Jedoch sind Eigenschaften (insbesondere die Flüchtigkeit) von Dieselmotorkraftstoffen, die auf dem Markt verfügbar sind, nicht immer einheitlich, sondern variieren bis zu einem gewissen Ausmaß. Eine Gegenmaßnahme zu solchen Variationen wird in zum Beispiel Nicht-Patentliteratur 1 offenbart. In der Technologie, die in Nicht-Patentliteratur 1 offenbart wird, wird die Cetanzahl von Kraftstoff, die bis zu einem gewissen Ausmaß in einer Wechselbeziehung mit der Flüchtigkeit von Kraftstoff steht, geschätzt und wird der Schwellenwert der Abgastemperatur, bei der eine Zufuhr von Kraftstoff für den Filtergenerationsprozess gestartet wird, eingestellt, wobei die geschätzte Cetanzahl berücksichtig wird. Folglich wird Kraftstoff zu einer Zeit, die für eine Oxidation von Kraftstoff in dem Oxidationskatalysator geeignet ist, zugeführt, so dass die Frequenz eines Durchführens des Filterregenerationsprozesses erhöht wird.
  • Patentliteratur 4 offenbart eine Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Abgaskatalysator und einer Kraftstoffeinspritzung. Abhängig von der bestimmten Cetanzahl eines Kraftstoffs wird eine Schwellentemperatur und eine Abgastemperatur ermittelt. Basierend auf der Differenz zwischen diesen beiden Temperaturen wird eine Nacheinspritzung durchgeführt.
  • Zitatliste
  • Patentliteratur
    • Patentliteratur 1: offengelegte japanische Patentanmeldung JP 2015 - 214 895 A
    • Patentliteratur 2: offengelegte japanische Patentanmeldung JP 2005 - 83 352 A
    • Patentliteratur 3: offengelegte japanische Patentanmeldung JP 2012- 2 141 A
    • Patentliteratur 4: WO 2015 052566 A2
  • Nicht-Patentliteratur
  • Nicht-Patentliteratur 1: Journal of Technical Disclosure No. 2016-500995, Japan Institute for Promoting Invention and Innovation
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Wenn Kraftstoff an das Abgas für eine Filterregeneration geliefert wird, schreitet, falls die Abgastemperatur, bei der die Zufuhr von Kraftstoff gestartet wird, niedrig ist, eine Oxidationsreaktion von Kraftstoff in dem Oxidationskatalysator nicht zufriedenstellend fort und werden Probleme, wie beispielsweise eine Adhäsion von Kraftstoff an den Oxidationskatalysator, entstehen. In dem vorgenannten Stand der Technik wird die Zufuhr von Kraftstoff durchgeführt, wobei die Cetanzahl von dem Kraftstoff berücksichtigt wird, wodurch Kraftstoff bei einer so niedrigen Temperatur wie möglich zugeführt werden kann, während eine Oxidation von Kraftstoff in dem Oxidationskatalysator gestattet wird, so dass die Frequenz eines Durchführens des Filterregenerationsprozesses erhöht wird. Jedoch trifft es zu, dass die Cetanzahl von Verbrennungsmotorkraftstoffen ein Wert ist, der bis zu einem gewissen Ausmaß in Wechselbeziehung mit der Flüchtigkeit von Kraftstoffen steht, die Cetanzahl jedoch ursprünglich ein Indikator ist, der sich auf die Selbstentzündbarkeit von Kraftstoffen bezieht. Falls eine Kraftstoffzufuhr für eine Filterregeneration auf der Grundlage der Cetanzahl durchgeführt wird, kann es Fälle geben, in denen eine Kraftstoffzufuhr zu einer Zeit durchgeführt wird, bei der nicht mit einer ausreichenden Oxidation von Kraftstoff in dem Oxidationskatalysator gemäß Eigenschaften von dem Kraftstoff gerechnet werden kann. In solchen Fällen werden Probleme, wie beispielsweise eine Verschlechterung bei der Aktivität eines Oxidationskatalysators aufgrund von Adhäsion von Kraftstoff an den Oxidationskatalysator, entstehen.
  • Die vorliegende Erfindung wurde in Hinblick auf das oben beschriebene Problem gemacht und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor, der einen Filter und einen Oxidationskatalysator aufweist, zu ermöglichen, um eine zufriedenstellende Oxidation von Kraftstoff in dem Oxidationskatalysator in einem Temperaturerhöhungsprozess für ein Erhöhen der Temperatur des Filters, wie beispielsweise einen Filterregenerationsprozess, zu verursachen, damit ein Durchführen einer Kraftstoffzufuhr bei einer so niedrigen Temperatur wie möglich gestattet wird.
  • Lösung des Problems
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, um das obige Problem zu lösen, ein Schwellenwert der Abgastemperatur für ein Durchführen eines Prozesses eines Erhöhens der Temperatur des Filters (ein Temperaturerhöhungsprozess) auf der Grundlage der Cetanzahl von dem Kraftstoff des Verbrennungsmotors bestimmt und wird zusätzlich, wenn die Menge an Wärme, die in dem Oxidationskatalysator erzeugt wird, nicht ausreichend ist, während der Temperaturerhöhungsprozess durchgeführt wird, der Schwellenwert der Abgastemperatur für den Temperaturerhöhungsprozess auf eine höhere Temperatur eingestellt. Folglich kann eine Oxidationsreaktion von Kraftstoff in dem Oxidationskatalysator erzielt werden, wobei die Flüchtigkeit von dem Kraftstoff ausreichend berücksichtigt wird.
  • Insbesondere liegt die vorliegende Erfindung in einem Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor, das aufweist: einen Filter, der in einem Auslassdurchgang eines Verbrennungsmotors bereitgestellt ist, um Feinstaub in einem Abgas zu fangen, einen Oxidationskatalysator, der in dem Auslassdurchgang stromaufwärts von dem Filter bereitgestellt ist oder auf dem Filter gestützt wird, eine Kraftstoffzufuhreinrichtung, die konfiguriert ist, um Kraftstoff an das Abgas stromaufwärts von dem Oxidationskatalysator zu liefern, ein Cetanzahlbestimmungsmittel, das konfiguriert ist, um, nachdem Kraftstoff an einen Kraftstoffbehälter des Verbrennungsmotors geliefert wird, die Cetanzahl von dem Kraftstoff, der in dem Verbrennungsmotor nach der Zufuhr von Kraftstoff verwendet wird, zu bestimmen, und ein Temperaturerhöhungsmittel, das konfiguriert ist, um einen Temperaturerhöhungsprozess durchzuführen, der ein Prozess eines Erhöhens der Temperatur des Filters durch Wärme einer Oxidationsreaktion von Kraftstoff in dem Oxidationskatalysator ist, und zwar durch ein Zuführen von Kraftstoff an das Abgas durch die Kraftstoffzufuhreinrichtung, wenn die Temperatur von dem Abgas, das in den Oxidationskatalysator hinein strömt, eine spezifische Schwellentemperatur übersteigt, die auf der Grundlage der Cetanzahl von dem Kraftstoff bestimmt wird, wobei die Schwellentemperatur niedriger festgesetzt wird, wenn die Cetanzahl von dem Kraftstoff niedrig ist, im Vergleich dazu, wenn die Cetanzahl von dem Kraftstoff hoch ist, wobei, wenn die Menge an Wärme, die in dem Oxidationskatalysator pro Einheit Zeit erzeugt wird, kleiner als ein spezifischer Wert ist, während der Temperaturerhöhungsprozess durchgeführt wird, das Temperaturerhöhungsmittel den Temperaturerhöhungsprozess in Bearbeitung aussetzt und den Temperaturerhöhungsprozess später wieder aufnimmt, wenn die Temperatur von dem Abgas, das in den Oxidationskatalysator hinein strömt, eine aktualisierte Schwellentemperatur, die höher als die spezifische Schwellentemperatur ist, übersteigt.
  • In dem Abgasreinigungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Filter in dem Auslassdurchgang bereitgestellt, um hauptsächlich PM in dem Abgas zu fangen, damit Emissionen von PM an die Außenumgebung reduziert werden. Da Erhöhungen in der Menge von gefangenem PM den Verbrennungszustand des Verbrennungsmotors schädlich beeinflussen, wird ein Oxidationskatalysator bereitgestellt, um die Temperatur des Filters zu erhöhen, um das PM, das durch Oxidation in dem Filter gefangen wird, zu entfernen. Der Oxidationskatalysator kann entweder stromaufwärts von dem Filter bereitgestellt sein oder auf dem Filter gestützt werden. Mit diesem Oxidationskatalysator wird Kraftstoff, der durch die Kraftstoffzufuhreinrichtung zugeführt wird, oxidiert, so dass die Temperatur des Filters durch die Wärme der Oxidationsreaktion erhöht wird.
  • In der Oxidationsreaktion von Kraftstoff in dem Oxidationskatalysator schreitet, je höher die Flüchtigkeit von dem Kraftstoff ist, desto vortrefflicher die Oxidationsreaktion fort. Deshalb kann, falls die Flüchtigkeit von einem Kraftstoff hoch ist, der Kraftstoff an das Abgas geliefert werden, wenn die Abgastemperatur relativ niedrig ist, und wird ein Erwärmen des Filters erleichtert. In dem oben beschriebenen Abgasreinigungssystem ist das Temperaturerhöhungsmittel konfiguriert, um das Timing eines Durchführens des Temperaturerhöhungsprozesses für ein Erhöhen der Temperatur des Filters auf der Grundlage der Cetanzahl von Kraftstoff einzustellen. Die Cetanzahl steht bis zu einem gewissen Ausmaß in Wechselbeziehung mit der Flüchtigkeit von Kraftstoff. Insbesondere tendiert, je kleiner die Cetanzahl von Kraftstoff ist, desto höher die Flüchtigkeit, generell zu sein. Deshalb wird die spezifische Schwellentemperatur, die als ein Schwellenwert der Abgastemperatur dient, über der ein Zuführen von Kraftstoff an das Abgas gestattet ist, niedriger festgesetzt, wenn die Cetanzahl von Kraftstoff niedrig ist, im Vergleich dazu, wenn sie hoch ist. Das Temperaturerhöhungsmittel liefert Kraftstoff an das Abgas für den Temperaturerhöhungsprozess gemäß der spezifischen Schwellentemperatur, die auf der Grundlage der Cetanzahl von Kraftstoff bestimmt wird. Folglich kann Kraftstoff, der in dem Verbrennungsmotor verwendet wird, bei einer Abgastemperatur, die geeignet für jenen Kraftstoff ist, an das Abgas geliefert werden. Mit anderen Worten kann Kraftstoff bei einer so niedrigen Temperatur wie möglich an das Abgas geliefert werden. Folglich kann die Frequenz, bei der der Temperaturerhöhungsprozess durchgeführt werden kann, erhöht werden kann.
  • Die Cetanzahl von Kraftstoff wird durch das Cetanzahlbestimmungsmittel bestimmt. Obwohl die Cetanzahl bis zu einem gewissen Ausmaß in Wechselbeziehung mit der Flüchtigkeit von Kraftstoff steht, gibt es Kraftstoffe, von denen die Flüchtigkeit nicht mit der Flüchtigkeit, die aus der Cetanzahl geschätzt wird, übereinstimmt. Das liegt daran, dass die Cetanzahl ein Indikator der Selbstentzündbarkeit von Kraftstoff ist. Es kann Fälle geben, in denen die vorgenannte spezifische Schwellentemperatur, die auf der Grundlage der Cetanzahl festgesetzt wird, die durch das Cetanzahlbestimmungsmittel bestimmt wird, nicht geeignet bzw. passend mit der Flüchtigkeit von Kraftstoff übereinstimmt. In solchen Fällen kann es, falls Kraftstoff an das Abgas gemäß der spezifischen Schwellentemperatur für den Temperaturerhöhungsprozess geliefert wird, Fälle geben, in denen die Oxidationsreaktion von Kraftstoff in dem Oxidationskatalysator nicht zufriedenstellende fortschreitet und die Temperatur des Filters nicht geeignet bzw. passend erhöht werden kann.
  • Um sich mit dem obigen Problem zu befassen, ist das Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung konfiguriert, um den Temperaturerhöhungsprozess in Bearbeitung auszusetzen, wenn die Menge an Wärme, die pro Einheit Zeit durch die Oxidationsreaktion von Kraftstoff in dem Oxidationskatalysator erzeugt wird, während der Temperaturerhöhungsprozess durch das Temperaturerhöhungsmittel durchgeführt wird, kleiner als ein spezifischer Wert ist. Der oben genannte spezifische Wert ist eine Menge an Wärme, mit deren Erzeugen durch die Oxidationsreaktion von Kraftstoff, der an den Oxidationskatalysator mit dem Abgas in dem Temperaturerhöhungsprozess geliefert wird, der durchgeführt wird, wobei die Cetanzahl von dem Kraftstoff berücksichtigt wird, gerechnet wird. Deshalb gibt es, falls die Menge an Wärme, die in dem Oxidationskatalysator pro Einheit Zeit während dem Temperaturerhöhungsprozess erzeugt wird, kleiner als dieser spezifische Wert ist, eine Möglichkeit, dass die tatsächliche Flüchtigkeit von dem Kraftstoff niedriger als die Flüchtigkeit von dem Kraftstoff, die auf der Grundlage der Cetanzahl angenommen wird, sein kann. Falls der Temperaturerhöhungsprozess in solch einem Zustand fortgesetzt wird, können unerwünschte Umstände, wie beispielsweise die Adhäsion von Kraftstoff an den Oxidationskatalysator, was zu einer Verringerung bei der Aktivität führt, entstehen. Deshalb wird, wenn die Menge an Wärme, die in dem Oxidationskatalysator pro Einheit Zeit erzeugt wird, kleiner als der spezifische Wert ist, der laufende Temperaturerhöhungsprozess ausgesetzt. Dann wird, da es eine Möglichkeit gibt, dass die Flüchtigkeit niedriger ist als angenommen, der Schwellenwert der Abgastemperatur für ein Durchführen des Temperaturerhöhungsprozesses auf eine aktualisierte Schwellentemperatur geändert, die höher als die spezifische Schwellentemperatur ist, die auf der Grundlage der Cetanzahl, die durch das Cetanzahlbestimmungsmittel bestimmt wird, bestimmt wird. Infolgedessen wird der Temperaturerhöhungsprozess in einem Zustand, in dem die Abgastemperatur höher ist, wieder aufgenommen. Deshalb wird, selbst wenn die tatsächliche Flüchtigkeit von Kraftstoff niedriger als die Flüchtigkeit, die auf der Grundlage der Cetanzahl angenommen wird, ist, die Oxidationsreaktion von Kraftstoff in dem Oxidationskatalysator zufriedenstellend fortschreiten.
  • Wie es oben beschrieben wurde, wird in dem Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung der Schwellenwert der Abgastemperatur, bei der die Zufuhr von Kraftstoff an das Abgas für den Temperaturerhöhungsprozess gestartet werden soll, auf der Grundlage der Cetanzahl von dem Kraftstoff bestimmt. Zudem wird, falls die Temperatur von dem Abgas durch den Oxidationskatalysator nicht ausreichend erhöht wird, wenn die Zufuhr von Kraftstoff gemäß diesem Schwellenwert durchgeführt wird, der Schwellenwert auf einen höheren Wert aktualisiert. Folglich wird ein Durchführen der Zufuhr von Kraftstoff bei einer so niedrigen Temperatur wie möglich auf der Grundlage der Cetanzahl von Kraftstoff gestattet und wird eine zufriedenstellende Oxidationsreaktion von Kraftstoff in dem Oxidationskatalysator in dem Temperaturerhöhungsprozess gewährleistet. Deshalb ist es möglich, die Frequenz eines Durchführens des Temperaturerhöhungsprozesses vorzugsweise zu erhöhen.
  • Das oben beschriebene Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor kann des Weiteren ein Zufuhrmengensteuerungsmittel enthalten, das konfiguriert ist, um, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem Abgas, an das Kraftstoff durch die Kraftstoffzufuhreinrichtung geliefert worden ist, magerer bzw. ärmer als ein spezifisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, das dem Temperaturerhöhungsprozess zugeordnet ist, während der Temperaturerhöhungsprozess durchgeführt wird, einen Kraftstofferhöhungsprozess durchzuführen, der ein Prozess eines Erhöhens der Menge von Kraftstoff, die durch die Kraftstoffzufuhreinrichtung in dem Temperaturerhöhungsprozess zugeführt wird, ist, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem Abgas gleich dem spezifischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu machen. Zudem setzt, wenn die Menge an Wärme, die in dem Oxidationskatalysator pro Einheit Zeit erzeugt wird, kleiner als der spezifische Wert ist, während der Kraftstofferhöhungsprozess durch das Zufuhrmengensteuerungsmittel während dem Temperaturerhöhungsprozess durchgeführt wird, das Temperaturerhöhungsmittel den Temperaturerhöhungsprozess und den Kraftstofferhöhungsprozess in Bearbeitung aus und nimmt dieses den Temperaturerhöhungsprozess später wieder auf, wenn die Temperatur von dem Abgas, das in den Oxidationskatalysator hinein strömt, die aktualisierte Schwellentemperatur übersteigt.
  • Falls die Menge an Wärme, die in dem Oxidationskatalysator pro Einheit Zeit erzeugt wird, kleiner als der spezifische Wert ist, während der Temperaturerhöhungsprozess durchgeführt wird, gibt es eine Möglichkeit, dass die tatsächliche Flüchtigkeit von dem Kraftstoff niedriger als die Flüchtigkeit von dem Kraftstoff, die auf der Grundlage der Cetanzahl angenommen wird, wie es oben beschrieben wurde, ist. Außerdem gibt es ebenso eine Möglichkeit, dass die Menge an Wärme, die in dem Oxidationskatalysator pro Einheit Zeit erzeugt wird, den spezifischen Wert wegen einem Mangel an einer Kraftstoffzufuhr durch die Kraftstoffzufuhreinrichtung an das Abgas nicht erreicht. Wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem Abgas, an das Kraftstoff in dem Temperaturerhöhungsprozess geliefert worden ist, magerer bzw. ärmer als das spezifische Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das dem Temperaturerhöhungsprozess zugeordnet ist, und zwar das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem Abgas, mit dessen Bilden gerechnet wird, falls eine Menge von Kraftstoff, die in dem Temperaturerhöhungsprozess zugeführt werden soll, tatsächlich zugeführt wird, ist, kann es geschlussfolgert werden, dass die Zufuhr von Kraftstoff durch die Kraftstoffzufuhreinrichtung unzureichend ist. In jenem Fall führt das oben beschriebene Abgasreinigungssystem den Kraftstofferhöhungsprozess durch das Zufuhrmengensteuerungsmittel durch. Dann ist es, falls die Menge an Wärme, die in dem Oxidationskatalysator pro Einheit Zeit erzeugt wird, kleiner als der spezifische Wert ist, während der Kraftstofferhöhungsprozess durchgeführt wird, angemessen, zu schlussfolgern, dass es wahrscheinlich ist, dass die tatsächliche Flüchtigkeit von dem Kraftstoff niedriger als die Flüchtigkeit von dem Kraftstoff, die auf der Grundlage der Cetanzahl geschätzt wird, ist. In jenem Fall können der Temperaturerhöhungsprozess und der Kraftstofferhöhungsprozess in Bearbeitung ausgesetzt werden und kann die vorgenannte aktualisierte Schwellentemperatur als eine Schwelle der Abgastemperatur, bei der der Temperaturerhöhungsprozess wieder aufgenommen werden soll, festgesetzt werden.
  • Der Kraftstofferhöhungsprozess durch das Zufuhrmengensteuerungsmittel kann durchgeführt werden, und zwar entweder nachdem es bestimmt wird, dass die Menge an Wärme, die in dem Oxidationskatalysator pro Einheit Zeit erzeugt wird, kleiner als der spezifische Wert nach dem Start des Temperaturerhöhungsprozesses ist, oder bevor einem Überprüfen der Menge an Wärme, die in dem Oxidationskatalysator pro Einheit Zeit nach dem Start des Temperaturerhöhungsprozesses erzeugt wird. So oder so kann die Möglichkeit, dass ein Mangel bei einem Erwärmen von dem Abgas durch den Oxidationskatalysator einem Mangel bei der Zufuhr von Kraftstoff an das Abgas durch die Kraftstoffzufuhreinrichtung zuzuschreiben ist, durch ein Durchführen des Kraftstofferhöhungsprozesses ausgeschlossen werden. Deshalb kann sich mit dem Mangel bei einem Erwärmen, der der Flüchtigkeit von dem Kraftstoff zuzuschreiben ist, geeignet befasst werden.
  • In dem oben beschriebenen Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor kann, wenn die Menge an Wärme, die in dem Oxidationskatalysator pro Einheit Zeit erzeugt wird, gleich dem vorgegebenen Wert oder größer als dieser ist, während der Kraftstofferhöhungsprozess während dem Temperaturerhöhungsprozess durchgeführt wird, das Temperaturerhöhungsmittel den Temperaturerhöhungsprozess fortsetzen, wobei der Kraftstofferhöhungsprozess durchgeführt wird. Falls die Menge an Wärme, die in dem Oxidationskatalysator pro Einheit Zeit erzeugt wird, gleich dem spezifischen Wert oder größer als dieser ist, während der Kraftstofferhöhungsprozess durchgeführt wird, ist es angemessen, zu schlussfolgern, dass die Möglichkeit, dass die tatsächliche Flüchtigkeit von dem Kraftstoff niedriger als die Flüchtigkeit von dem Kraftstoff ist, die auf der Grundlage der Cetanzahl geschätzt wird, niedrig ist. In jenem Fall kann ein Erwärmen des Filters durch ein Fortsetzen des Temperaturerhöhungsprozesses zufriedenstellend durchgeführt werden, und zwar während der Kraftstofferhöhungsprozess durchgeführt wird. In jenem Fall wird die Schwellenabgastemperatur für ein Starten der Zufuhr von Kraftstoff nicht geändert.
  • Vorteilhafte Effekte der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht einem Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor, das einen Filter und einen Oxidationskatalysator aufweist, eine zufriedenstellende Oxidation von Kraftstoff in dem Oxidationskatalysator in dem Prozess eines Erhöhens der Temperatur des Filters zu verursachen, damit ein Durchführen einer Kraftstoffzufuhr bei einer so niedrigen Temperatur wie möglich gestattet wird.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Diagramm, das die generelle Konfiguration eines Abgasreinigungssystems für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
    • 2 ist ein Graph, der ein Verhältnis zwischen der Cetanzahl von Kraftstoffen, die in einem Verbrennungsmotor verwendet werden, und einer Schwellentemperatur um die Abgastemperatur für ein Starten eines Filterregenerationsprozesses, die auf der Grundlage der Cetanzahl bestimmt wird, zeigt.
    • 3 ist ein Flussdiagramm von einem Cetanzahlfestsetzprozess, der in dem Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor, der in 1 zu sehen ist, ausgeführt wird.
    • 4 ist ein Flussdiagramm einer Filterregenerationssteuerung, die in dem Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor, der in 1 zu sehen ist, gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
    • 5 ist ein Flussdiagramm eines Prozesses für ein Festsetzen der Schwellentemperatur um die Abgastemperatur für ein Starten des Filterregenerationsprozesses, die ebenso als ein Parameter, der in dem Filterregenerationsprozess verwendet wird, dient.
    • 6A ist das erste Flussdiagramm des Filterregenerationsprozesses, der in dem Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor, der in 1 zu sehen ist, gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
    • 6B ist das zweite Flussdiagramm des Filterregenerationsprozesses, der in dem Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor, der in 1 zu sehen ist, gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • In dem Folgenden werden spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die Dimensionen bzw. Abmessungen, Materialien, Formen, relative Anordnungen und andere Merkmale der Komponenten, die in Zusammenhang mit den Ausführungsformen beschrieben werden, sind nicht gedacht, um den technischen Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung einzig auf diese zu beschränken, außer wenn es anders angegeben ist.
  • Ausführungsform 1
  • 1 ist ein Diagramm, das die generelle Konfiguration eines Abgasreinigungssystems für einen Verbrennungsmotor 1 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Verbrennungsmotor 1 ist ein Dieselmotor für ein Antreiben eines Fahrzeugs. Der Verbrennungsmotor 1 ist mit einem Auslassdurchgang 2 verbunden. Der Auslassdurchgang 2 ist mit einem Partikelfilter 4, der PM in dem Abgas fängt, bereitgestellt. Der Partikelfilter 4 wird im Nachfolgenden einfach als der „Filter“ bezeichnet. Der Auslassdurchgang 2 ist ebenso mit einem Oxidationskatalysator 3, der stromaufwärts des Filters 4 angeordnet ist, bereitgestellt. Der Oxidationsfilter 3 hat die Funktion eines Oxidierens von unverbrannten Kraftstoffkomponenten in dem Abgas, das in diesen hinein strömt.
  • Der Auslassdurchgang 2 ist ebenso mit einem Kraftstoffzufuhrventil 5, das stromaufwärts des Oxidationskatalysators 3 angeordnet ist, bereitgestellt. Das Kraftstoffzufuhrventil 5 liefert Kraftstoff (unverbrannten Kraftstoff) an das Abgas, das in den Oxidationskatalysator 3 hinein strömt. Der Auslassdurchgang 2 ist mit einem ersten Temperaturmesswertgeber 6 und einem zweiten Temperaturmesswertgeber 7 bereitgestellt. Der erste Temperaturmesswertgeber 6 ist stromaufwärts des Oxidationskatalysators 3 angeordnet, um die Temperatur von dem Abgas, das in den Oxidationskatalysator 3 hinein strömt, zu messen, und der zweite Temperaturmesswertgeber 7 ist stromabwärts des Oxidationskatalysators 3 angeordnet, um die Temperatur von dem Abgas, das aus dem Oxidationskatalysator 3 heraus strömt, zu messen. Der Auslassdurchgang 2 ist mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Messwertgeber 8 bereitgestellt, der stromabwärts des Oxidationskatalysators 3 angeordnet ist, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem Abgas, das aus dem Oxidationskatalysator 3 heraus strömt, zu messen. Der Auslassdurchgang 2 ist ebenso mit einem dritten Temperaturmesswertgeber 9 und einem Differentialdruckmesswertgeber 13, die nahe dem Filter 4 angeordnet sind, bereitgestellt. Der dritte Temperaturmesswertgeber 9 misst die Temperatur von dem Abgas, das in dem Auslassdurchgang 2 stromabwärts des Filters 4 strömt. Der Differentialdruckmesswertgeber 13 misst den Differentialdruck von dem Abgas über den Filter 4 oder die Differenz zwischen dem Abgasdruck in dem Auslassdurchgang 2 stromaufwärts des Filters 4 und dem Abgasdruck in dem Auslassdurchgang 2 stromabwärts des Filter 4.
  • Der Einlassdurchgang 15 des Verbrennungsmotors 1 ist mit einem Luftdurchflussmesser 10, der im Stande ist, die Flussrate der Ansaugluft zu messen, die in dem Einlassdurchgang 15 strömt, bereitgestellt. Eine elektronische Steuerungseinheit (ECU, electronic control unit) 20 ist für den Verbrennungsmotor 1 bereitgestellt. Das ECU 20 steuert den Betriebszustand des Verbrennungsmotors 1. Das ECU 20 ist mit dem Kraftstoffzufuhrventil 5, den Temperaturmesswertgebern 6, 7, 9, dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Messwertgeber 8, dem Differentialdruckmesswertgeber 13, dem Luftdurchflussmesser 10, einem Kurbelpositionsmesswertgeber 11 und einem Beschleunigeröffnungsgradmesswertgeber 12 elektrisch verbunden. Das Kraftstoffzufuhrventil 5 liefert Kraftstoff an das Abgas gemäß Anweisungen von dem ECU 20. Messwerte der Messwertgeber werden dem ECU 20 gegeben. Zum Beispiel misst der Kurbelpositionsmesswertgeber 11 den Kurbelwinkel des Verbrennungsmotors 1 und sendet diesen an das ECU 20. Der Beschleunigeröffnungsgradmesswertgeber 12 misst den Beschleunigeröffnungsgrad des Fahrzeugs, das mit dem Verbrennungsmotor 1 bereitgestellt ist, und sendet diesen an das ECU 20. Das ECU 20 berechnet die Motorgeschwindigkeit bzw. Motordrehzahl des Verbrennungsmotors 1 aus dem Messwert des Kurbelpositionsmesswertgebers 11 und berechnet die Motorlast des Verbrennungsmotors 1 aus dem Messwert des Beschleunigeröffnungsgradmesswertgebers 12. Zudem kann das ECU 20 die Temperatur von dem Abgas, das in den Oxidationskatalysator 3 hinein strömt, auf der Grundlage des Messwerts des ersten Temperaturmesswertgebers 6, die Temperatur des Oxidationskatalysators 3 auf der Grundlage des Messwerts des zweiten Temperaturmesswertgebers 7 und die Temperatur des Filters 4 auf der Grundlage des Messwerts des dritten Temperaturmesswertgebers 9 bestimmen. Das ECU 20 kann den Zustand einer Ablagerung von PM in dem Filter 4 auf der Grundlage des Messwerts des Differentialdruckmesswertgebers 13 bestimmen.
  • Der Verbrennungsmotor 1 hat eine Vielzahl von Zylindern, von denen jeder mit einem Kraftstoffeinspritzventil 1a bereitgestellt ist. Das Kraftstoffeinspritzventil 1a hat einen Druckmesswertgeber (nicht zu sehen), der in diesem eingebaut ist, und der Kraftstoffeinspritzdruck, der durch den Druckmesswertgeber gemessen wird, wird an das ECU 20 gesendet. Das ECU 20 sendet einen Antriebsbefehl an eine Ausstoßantriebseinheit (EDU, ejection drive unit) 21 auf der Grundlage der Motorlast und der Motorgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors 1, und dem Kraftstoffeinspritzdruck, der durch den Druckmesswertgeber gemessen wird, und das Kraftstoffeinspritzventil 1a wird durch ein Antriebssignal, das von dem EDU 21 gesendet wird, gesteuert.
  • Kraftstoff für den Verbrennungsmotor 1 wird in einem Kraftstoffbehälter 30 gespeichert und durch Kraftstoffzufuhrleitungen an das Kraftstoffeinspritzventil 1a und das Kraftstoffzufuhrventil 5 geliefert. Der Kraftstoffbehälter 30 ist mit einem Öffnen-und-Schließen-Messwertgeber 31, der ein Öffnen und Schließen einer Behälterkappe wahrnimmt bzw. misst, die für ein Auftanken geöffnet wird, bereitgestellt. Der Öffnen-und-Schließen-Messwertgeber 31 informiert das ECU 20 über den Öffnen-und-Schließen-Status der Behälterkappe.
  • In dem Abgasreinigungssystem des Verbrennungsmotors 1, das wie oben konfiguriert ist, wird Feinstaub (PM), der in dem Abgas enthalten ist, generell durch den Filter 4 gefangen, um Emissionen an die Umgebung zu reduzieren. Ein Abgasreinigungskatalysator (wie beispielsweise ein Katalysator für ein Entfernen von NOx), der in den Zeichnungen nicht zu sehen ist, kann zusätzlich bereitgestellt werden. Wenn PM durch den Filter 4 gefangen und in diesem abgelagert wird, erhöht sich der Staudruck in dem Auslassdurchgang 2. Wenn die in den Filter 4 abgelagerte Menge von PM eine Grenzablagerungsmenge erreicht, wird ein Filtertemperaturerhöhungsprozess durchgeführt, um das PM durch Oxidation zu entfernen. Solch ein Temperaturerhöhungsprozess (oder Erwärmungsprozess) für ein Entfernen von dem gefangenen PM durch Oxidation wird in dieser Beschreibung als der „Filterregenerationsprozess“ bezeichnet. Insbesondere wird in dem Filterregenerationsprozess eine bestimmte Menge von Kraftstoff durch das Kraftstoffzufuhrventil 5 an das Abgas geliefert und durch den Oxidationskatalysator 3 oxidiert, wodurch die Abgastemperatur erhöht wird. Infolgedessen erhöht sich die Temperatur des Filters 4 und wird das PM, das in dem Filter 4 abgelagert ist, durch Oxidation entfernt.
  • Wenn Kraftstoff durch das Kraftstoffzufuhrventil 5 an das Abgas geliefert wird, um die Temperatur des Filters 4 zu erhöhen, ist es erforderlich, dass der zugeführte Kraftstoff durch den Oxidationskatalysator 3 zufriedenstellend oxidiert wird. Falls die Oxidationsreaktion nicht zufriedenstellend durchgeführt wird, können Situationen, wie beispielsweise eine Verringerung bei der Aktivität des Oxidationskatalysators 3 aufgrund von Adhäsion von zugeführtem Kraftstoff an den Oxidationskatalysator 3, entstehen. Eine Flüchtigkeit von Kraftstoff ist wichtig, damit die Oxidationsreaktion von Kraftstoff durch den Oxidationskatalysator 3 zufriedenstellend durchgeführt wird. Spezieller ist, je höher die Flüchtigkeit von Kraftstoff ist, desto wahrscheinlicher die Oxidationsreaktion in dem Oxidationskatalysator 3 zufriedenstellend durchgeführt wird. Falls die Flüchtigkeit von Kraftstoff hoch ist, kann Kraftstoff an das Abgas ohne ein Verursachen der vorgenannten Situation geliefert werden, selbst wenn die Temperatur des Oxidationskatalysators 3 relativ niedrig ist, und zwar selbst wenn die Temperatur von dem Abgas, das in den Oxidationskatalysator 3 hinein strömt, relativ niedrig ist. Dann ist die Chance eines Durchführens des Prozesses für ein Erhöhen der Temperatur des Filters 4, wie beispielsweise des Filterregenerationsprozesses, erhöht.
  • Angesichts des oben beschriebenen Verhältnisses zwischen der Flüchtigkeit von Kraftstoff und der Oxidationsreaktion in dem Oxidationskatalysator 3 ist das Abgasreinigungssystem für den Verbrennungsmotor 1 gemäß der vorliegenden Erfindung konfiguriert, um eine Schwellentemperatur Tf gemäß der Cetanzahl von Kraftstoff einzustellen, die bis zu einem gewissen Ausmaß in Wechselbeziehung mit der Flüchtigkeit von Kraftstoff steht. Die Schwellentemperatur Tf ist ein Schwellenwert der Abgastemperatur (und zwar der Temperatur von dem Abgas, das in den Oxidationskatalysator 3 hinein strömt), über der ein Durchführen des Filterregenerationsprozesses gestattet wird. Im Allgemeinen tendiert, je kleiner die Cetanzahl ist, desto höher die Flüchtigkeit von Kraftstoff, zu sein. Deshalb wird in dem Abgasreinigungssystem für den Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung, je kleiner die Cetanzahl von Kraftstoff ist, desto kleiner der Wert der Schwellentemperatur Tf festgesetzt, wie es in 2 zu sehen ist. Durch ein Festsetzen von diesem Verhältnis zwischen der Schwellentemperatur Tf für den Filterregenerationsprozess und der Cetanzahl wird der Wert der Schwellentemperatur Tf klein gesetzt, wenn ein Kraftstoff, der eine hohe Flüchtigkeit hat (d.h., der eine kleine Cetanzahl hat), an den Verbrennungsmotor 1 geliefert wird, da die Oxidationsreaktion in dem Oxidationskatalysator 3 eine Tendenz aufweist, mit solch einem Kraftstoff vortrefflicher fortzuschreiten. Folglich ist es möglich, die Frequenz eines Durchführens des Filterregenerationsprozesses zu erhöhen.
  • Nun wird ein Festsetzen der Cetanzahl von Kraftstoff, die nötig ist, um den oben beschriebenen Filterregenerationsprozess gemäß der Cetanzahl von Kraftstoff durchzuführen, mit Bezug auf 3 beschrieben. 3 ist ein Flussdiagramm von dem Prozess eines Festsetzens der Cetanzahl von Kraftstoff, der in dem Verbrennungsmotor 1 verwendet wird. Dieser Cetanzahlfestsetzprozess ist ein Steuerungsprozess, der durch eine Ausführung eines bestimmten Steuerungsprogramms in dem ECU 20 wiederholt durchgeführt wird. Zunächst wird es in Schritt S101 bestimmt, ob die Bestimmung der Cetanzahl durch den Cetanzahlbestimmungsprozess, der in Schritt S106 ausgeführt wird (der später beschrieben wird), seit der Zufuhr von Kraftstoff an den Kraftstoffbehälter 30 (oder ein Auftanken) rückgängig gemacht worden ist oder nicht. Bei einem Detektieren der Zufuhr von Kraftstoff an den Kraftstoffbehälter 30 kann es bestimmt werden, dass die Zufuhr von Kraftstoff an den Kraftstoffbehälter 30 durchgeführt wird, wenn der Öffnen-und-Schließen-Messwertgeber 31 das Öffnen der Behälterkappe detektiert. Alternativ kann ein Auftanken durch ein Messen der Menge von Kraftstoff, die in dem Kraftstoffbehälter 30 enthalten ist, durch einen anderen Messwertgeber detektiert werden. Wenn die Zufuhr von Kraftstoff an den Kraftstoffbehälter 30 durchgeführt wird, gibt es eine Möglichkeit, dass die Cetanzahl von dem Kraftstoff in dem Kraftstoffbehälter 30 verschieden von der Cetanzahl, die vorher bekannt gewesen ist, ist, und zwar gibt es eine Möglichkeit, dass die Cetanzahl von dem Kraftstoff unbekannt wird. Wenn die Zufuhr von Kraftstoff an den Kraftstoffbehälter 30 durchgeführt wurde und die Bestimmung der Cetanzahl durch den Cetanzahlbestimmungsprozess in Schritt S106 daraufhin rückgängig gemacht worden ist, wird eine bestätigende Bestimmung in Schritt S101 gemacht und rückt der Prozess zu Schritt S102 vor. Wenn die Bestimmung einer Cetanzahl gemacht worden ist, wird eine negative Bestimmung in Schritt S101 gemacht und wird dieser Cetanzahlfestsetzprozess beendet.
  • In Schritt S102 wird, da die Cetanzahl von Kraftstoff nach einem Auftanken unbekannt ist, eine Standardcetanzahl als eine vorläufige Cetanzahl von Kraftstoff festgesetzt. Die Standardcetanzahl kann auf einen Wert gesetzt werden, und zwar in dem Bereich von Cetanzahlen, die übliche Kraftstoffe, die auf dem Markt verfügbar sind, haben können (z.B. zwischen 45 und 60), der die Schwellentemperatur Tf so hoch wie möglich macht, um eine Adhäsion von Kraftstoff an den Oxidationskatalysator 3 zu verhindern, und zwar die höchste Cetanzahl in diesem Bereich. Alternativ kann die Standardcetanzahl auf die Cetanzahl, die vor einem Auftanken verwendet wurde, und zwar die durch den Cetanzahlbestimmungsprozess, der nach dem vorherigen Mal eines Auftankens durchgeführt wurde, bestimmte Cetanzahl festgesetzt werden. Nach der Vervollständigung der Verarbeitung von Schritt S102 rückt der Prozess zu Schritt S103 vor.
  • In Schritt S103 wird es bestimmt, ob der Kraftstoff in der Kraftstoffzufuhrleitung (die den common rail bzw. die gemeinsame Kraftstoffleitung enthält) zwischen dem Kraftstoffbehälter 30 und dem Kraftstoffeinspritzventil 1a vollständig verbraucht worden ist oder nicht. Es ist wahrscheinlich, dass der Kraftstoff von der Art, der vor der Zufuhr von Kraftstoff an den Kraftstoffbehälter 30 verwendet wurde, in der Kraftstoffzufuhrleitung verbleibt. Wie es später beschrieben wird, wird in dem Cetanzahlbestimmungsprozess in Schritt S106 die Cetanzahl von dem neuen Kraftstoff auf der Grundlage der Rotationsschwankung, die vorkommt, wenn eine kleine Menge von Kraftstoff durch das Kraftstoffeinspritzventil 1a eingespritzt wird, bestimmt. Deshalb ist es unerwünscht, dass der alte (oder die vorhergehende Art von) Kraftstoff in der Kraftstoffzufuhrleitung verbleibt, wenn der Cetanzahlbestimmungsprozess durchgeführt wird. In Schritt S103 kann es, falls die integrierte Menge von Kraftstoff, die durch einen Betrieb des Verbrennungsmotors 1 nach der Zufuhr von Kraftstoff an den Kraftstoffbehälter 30 verbraucht wird, die Menge übersteigt, die gleich der Kapazität der Kraftstoffzufuhrleitung ist, bestimmt werden, dass der Kraftstoff in der Kraftstoffzufuhrleitung vollständig verbraucht worden ist. Falls eine bestätigende Bestimmung in Schritt S103 gemacht wird, rückt der Prozess zu Schritt S104 vor. Falls eine negative Bestimmung gemacht wird, wird der Cetanzahlfestsetzprozess beendet.
  • In Schritt S104 wird es bestimmt, ob ein Kraftstoffunterbrechungsprozess in dem Verbrennungsmotor 1 durchgeführt wird oder nicht. Der Kraftstoffunterbrechungsprozess ist der Prozess eines Aussetzens der Kraftstoffeinspritzung durch das Kraftstoffeinspritzventil 1a, zum Beispiel während einer Verlangsamung des Verbrennungsmotors 1. Falls eine bestätigende Bestimmung in Schritt S104 gemacht wird, rückt der Prozess zu Schritt S105 vor. Falls eine negative Bestimmung gemacht wird, wird der Cetanzahlfestsetzprozess beendet.
  • In Schritt S105 wird es bestimmt, ob Bedingungen für ein Bestimmen der Cetanzahl von Kraftstoff erfüllt sind oder nicht. Insbesondere sind die Bedingungen für ein Bestimmen der Cetanzahl erfüllt, wenn die folgenden zwei Bedingungen beide erfüllt sind. Die erste Bedingung ist, dass der Hochlastbetrieb oder der Niedriglastbetrieb in dem Verbrennungsmotor 1 nicht durchgeführt wurde, und zwar unmittelbar bevor der Kraftstoffunterbrechungsprozess durchgeführt wird. In dem Fall, in dem der Hochlastbetrieb unmittelbar vor dem Kraftstoffunterbrechungsprozess durchgeführt wurde, ist die Temperatur der Innenwand des Zylinders des Verbrennungsmotors 1 während dem Kraftstoffunterbrechungsprozess relativ hoch. Dann wird eine Umgebung, in der ein Verdampfen von Kraftstoff aufgrund von äußeren Faktoren geeigneter ist, festgelegt. Dies ist nicht eine Umgebung, die eine genaue Bestimmung der Cetanzahl gestattet, und zwar die sich auf die Flüchtigkeit von Kraftstoff bezieht. In dem Fall, in dem der Niedriglastbetrieb unmittelbar vor dem Kraftstoffunterbrechungsprozess durchgeführt wurde, ist die Temperatur der Innenwand des Zylinders des Verbrennungsmotors 1 während dem Kraftstoffunterbrechungsprozess relativ niedrig. Dann wird eine Umgebung, in der ein Verdampfen von Kraftstoff aufgrund von äußeren Faktoren weniger geeignet ist, festgelegt. Dies ist nicht eine Umgebung, die eine genaue Bestimmung der Cetanzahl gestattet, und zwar die sich auf die Flüchtigkeit von Kraftstoff bezieht. Folglich wird es in den obigen Fällen erachtet, dass die Bedingung für ein Bestimmen der Cetanzahl nicht erfüllt ist, da es schwierig ist, die innewohnende Flüchtigkeit von dem Kraftstoff in diesen Fällen genau zu bestimmen.
  • Die zweite Bedingung ist, dass die Motorgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors 1 niedriger als eine Standardmotorgeschwindigkeit ist. wie es später beschrieben wird, wird in dem Cetanzahlbestimmungsprozess in Schritt S106 die Cetanzahl von dem neuen Kraftstoff auf der Grundlage der Rotationsschwankung, die vorkommt, wenn eine kleine Menge von Kraftstoff durch das Kraftstoffeinspritzventil 1a eingespritzt wird, bestimmt. Deshalb kann es, wenn die Motorgeschwindigkeit zu der Zeit einer Bestimmung übermäßig hoch ist, schwierig sein, die Rotationsschwankung zu messen. Aus diesem Grund wird die zweite Bedingung über die Motorgeschwindigkeit festgesetzt. Falls es in Schritt S105 bestimmt wird, dass die Bedingungen für ein Bestimmen der Cetanzahl, die die ersten und zweiten Bedingungen enthalten, erfüllt sind, rückt der Prozess zu Schritt S106 vor. Falls es in Schritt S105 bestimmt wird, dass die Bedingungen für ein Bestimmen der Cetanzahl, die die ersten und zweiten Bedingungen enthalten, nicht erfüllt sind, wird der Cetanzahlfestsetzprozess beendet.
  • In Schritt S106 wird der Cetanzahlbestimmungsprozess durchgeführt. Insbesondere wird eine sehr kleine Menge von Kraftstoff durch das Kraftstoffeinspritzventil 1a in dem Verbrennungsmotor 1 in den Zylinder hinein eingespritzt, während der Kraftstoffunterbrechungsprozess durchgeführt wird, und wird die Cetanzahl auf der Grundlage der Schwankung der Motorgeschwindigkeit bzw. Motordrehzahl (oder Rotationsschwankung) mit der Verbrennung des so eingespritzten Kraftstoffs berechnet. Da die Menge von Kraftstoff, die eingespritzt wird, um die Cetanzahl zu bestimmen, sehr klein ist, wird die Kraftstoffeinspritzung, um die Cetanzahl zu bestimmen, unter Verwendung des Kraftstoffdrucks, der durch den Druckmesswertgeber gemessen wird, der in dem Kraftstoffeinspritzventil 1a bereitgestellt ist, wie es oben beschrieben wurde, gesteuert. Die Cetanzahl wird größer berechnet, wenn die Rotationsschwankung groß ist, im Vergleich dazu, wenn diese klein ist. In diesem Fall wird das Kraftstoffeinspritzungstiming in solch einer Weise eingestellt, dass die Zündung von Kraftstoff zu einer spezifischen Zeit stattfindet. Nach der Vervollständigung der Verarbeitung von Schritt S106 rückt der Prozess zu Schritt S107 vor.
  • In Schritt S107 wird es bestimmt, ob die Bestimmung der Cetanzahl von dem Kraftstoff durch den oben beschriebenen Cetanzahlbestimmungsprozess gemacht worden ist oder nicht. Falls eine bestätigende Bestimmung in Schritt S107 gemacht wird, rückt der Prozess zu Schritt S108 vor. Falls eine negative Bestimmung gemacht wird, wird der Cetanzahlfestsetzprozess beendet. In Schritt S108 wird die Cetanzahl von dem Kraftstoff, der in den Verbrennungsmotor 1 nach einem Auftanken verwendet wird, auf die Cetanzahl, die durch den oben beschriebenen Cetanzahlbestimmungsprozess bestimmt wird, festgesetzt und wird dann der Cetanzahlfestsetzprozess beendet.
  • Wie oben wird in dem Cetanzahlfestsetzprozess, der in 3 zu sehen ist, nachdem die Zufuhr von Kraftstoff an den Kraftstoffbehälter 30 in dem Verbrennungsmotor 1 durchgeführt wird, die Standardcetanzahl als eine vorläufige Cetanzahl von dem Kraftstoff bis zu der Vervollständigung von dem Cetanzahlbestimmungsprozess festgesetzt. Nach der Vervollständigung von dem Cetanzahlbestimmungsprozess wird die Cetanzahl, die durch den Cetanzahlbestimmungsprozess bestimmt wird, als die geeignete Cetanzahl von dem Kraftstoff festgesetzt. Die so festgesetzte Cetanzahl wird in einer Berechnung der Schwellentemperatur Tf für den Filterregenerationsprozess basierend auf dem Verhältnis, das in 2 zu sehen ist, verwendet.
  • Wie es oben beschrieben wurde, ist es generell möglich, das Verhältnis zwischen der Flüchtigkeit und der Cetanzahl von dem Kraftstoff des Verbrennungsmotors 1 zu bestimmen, jedoch gibt es Kraftstoffe, von denen die Flüchtigkeit nicht mit der Flüchtigkeit, die aus der Cetanzahl geschätzt wird, übereinstimmt. Das liegt daran, dass die Cetanzahl ursprünglich ein Indikator der Selbstendzündbarkeit von Kraftstoffen ist. Deshalb kann es, wenn die Schwellentemperatur Tf auf der Grundlage von dem Verhältnis, das in 2 zu sehen ist, berechnet wird, Fälle geben, in denen die Schwellentemperatur Tf nicht geeignet für die Flüchtigkeit des gegenwärtig verwendeten Kraftstoffs ist. In solchen Fällen gibt es eine Möglichkeit, dass der Kraftstoff, der durch das Kraftstoffzufuhrventil 5 zugeführt wird, um die Temperatur des Filters 4 zu erhöhen, nicht ausreichend in dem Oxidationskatalysator 3 oxidiert werden kann, sondern an den Oxidationskatalysator 3 anhaftet, um die Aktivität des Oxidationskatalysators zu verschlechtern. Das Abgasreinigungssystem für den Verbrennungsmotor 1 gemäß der vorliegenden Erfindung ist konfiguriert, um die Filterregenerationssteuerung, die in 4 zu sehen ist, durchzuführen, um die Adhäsion von Kraftstoff an den Oxidationskatalysator 3 zu verhindern, eine ausgezeichnete Oxidation von Kraftstoff in dem Oxidationskatalysator 3 zu ermöglichen und den Temperaturanstieg des Filters 4 zufriedenstellend zu fördern, und zwar selbst in Fällen, in denen die tatsächliche Flüchtigkeit von dem Kraftstoff nicht mit der Flüchtigkeit, die aus der Cetanzahl geschätzt wird, übereinstimmt, wie es oben beschrieben wurde. Dieser Filterregenerationsprozess ist ein Steuerungsprozess, der durch eine Ausführung eines bestimmten Steuerungsprogramms in dem ECU 20 wiederholt durchgeführt wird.
  • Zunächst wird in Schritt S201 bestimmt, ob die Gesamtmenge von PM, die in dem Filter 4 gefangen ist (die gefangene PM-Menge), eine vorgegebene Menge übersteigt oder nicht, um die Ausführung des Filterregenerationsprozesses zu erfordern. Mit anderen Worten wird es bestimmt, ob eine Filterregenerationsanforderung gestellt ist oder nicht. Insbesondere wird es, falls der Differentialdruck, der durch den Differentialdruckmesswertgeber 13 gemessen wird, einen vorgegebenen Differentialdruck übersteigt, bestimmt, dass die gefangene PM-Menge die vorgegebene Menge übersteigt. Falls eine bestätigende Bestimmung in Schritt S201 gemacht wird, rückt der Prozess zu Schritt S202 vor. Falls eine negative Bestimmung gemacht wird, wird die Filterregenerationssteuerung beendet.
  • In Schritt S202 wird die vorgenannte Schwellentemperatur Tf als der Schwellenwert der Abgastemperatur für ein Starten des Filterregenerationsprozesses aus dem Speicher von dem ECU 20 gelesen. Die Schwellentemperatur Tf wird durch einen in 5 gezeigten Schwellentemperaturfestsetzprozess, der getrennt von dieser Filterregenerationssteuerung ausgeführt wird und in dem Speicher von dem ECU 20 gespeichert ist, festgesetzt. Wie es oben beschrieben wurde, ist die Schwellentemperatur Tf ein Schwellenwert der Abgastemperatur, die festgesetzt wird, um ein Durchführen der Zufuhr von Kraftstoff bei einer so niedrigen Temperatur wie möglich zu gestatten, wobei die Oxidationsreaktion von Kraftstoff in dem Oxidationskatalysator 3 berücksichtigt wird. Der Schwellentemperaturfestsetzprozess wird insbesondere später beschrieben. Nach der Vervollständigung der Verarbeitung von Schritt S202 rückt der Prozess zu Schritt S203 vor.
  • In Schritt S203 wird es bestimmt, ob die gegenwärtige Temperatur von dem Abgas, das in den Oxidationskatalysator 3 hinein strömt, höher als die Schwellentemperatur Tf, die in Schritt S202 eingelesen wurde, ist oder nicht. Mit anderen Worten wird es in Schritt S203 bestimmt, ob die durch den ersten Temperaturmesswertgeber 6 gemessene Temperatur von dem Abgas, das in den Oxidationskatalysator 3 hinein strömt, geeignet für eine Oxidation von Kraftstoff in dem Oxidationskatalysator 3 ist oder nicht, um zu bestimmen, ob der Filterregenerationsprozess gestartet werden kann. Falls eine bestätigende Bestimmung in Schritt S203 gemacht wird, rückt der Prozess zu Schritt S204 vor. Falls eine negative Bestimmung gemacht wird, wird die Filterregenerationssteuerung beendet.
  • In Schritt S204 wird der Filterregenerationsprozess gestartet, der der Prozess eines Zuführens von Kraftstoff an das Abgas ist, um die Temperatur des Filters 4 zu erhöhen. In diesem Filterregenerationsprozess wird die Menge von Kraftstoff, die durch das Kraftstoffzufuhrventil 5 zugeführt wird, gemäß dem Anstieg der Temperatur des Filters 4, der erzielt werden soll, gesteuert. Zum Beispiel wird die Temperatur des Filters 4 aus der Temperatur, die durch den dritten Temperaturmesswertgeber 9 gemessen wird, geschätzt und wird die Menge von zugeführtem Kraftstoff gesteuert, so dass die Temperatur des Filters 4 eine Solltemperatur, die erzielt werden soll, erreichen wird. Da eine bestätigende Bestimmung in Schritt S203 gemacht wird, wird die Menge von zugeführtem Kraftstoff in der Annahme bestimmt, dass der zugeführte Kraftstoff in dem Oxidationskatalysator 3 oxidiert wird, während er eine ausgezeichnete Flüchtigkeit hat. Der durch das Kraftstoffzufuhrventil 5 an das Abgas gelieferte Kraftstoff strömt in den Oxidationskatalysator 3 hinein und wird darin oxidiert, um die Temperatur von dem Abgas zu erhöhen, so dass die Temperatur des Filters 4 schließlich erhöht wird. Nach der Vervollständigung der Verarbeitung von Schritt S204 rückt der Prozess zu Schritt S205 vor.
  • In Schritt S205 wird die Wärmemenge ΔTc, die in dem Oxidationskatalysator 3 durch den Filterregenerationsprozess in Schritt S204 pro Einheit Zeit erzeugt wird, berechnet. Die erzeugte Wärmemenge ΔTc ist ein Wert, der die Wärme einer Oxidationsreaktion von dem Kraftstoff in dem Oxidationskatalysator 3 repräsentiert. Insbesondere wird die Wärmemenge ΔTc, die in dem Oxidationskatalysator 3 pro Einheit Zeit erzeugt wird, aus der Änderung der durch den zweiten Temperaturmesswertgeber 7 pro Einheit Zeit gemessenen Temperatur von dem Abgas, das aus dem Oxidationskatalysator 3 heraus strömt, berechnet. Nach der Vervollständigung der Verarbeitung von Schritt S205 rückt der Prozess zu Schritt S206 vor.
  • In Schritt S206 wird es bestimmt, ob die erzeugte Wärmemenge ΔTc, die in Schritt S205 berechnet wird, kleiner als ein spezifischer Wert Tc0 ist oder nicht. Der vorgenannte spezifische Wert Tc0 ist die Wärmemenge, mit deren Erzeugen durch eine Oxidationsreaktion von Kraftstoff in dem Oxidationskatalysator 3 gerechnet wird, von der angenommen wird, mit dem Kraftstoff, der durch das Kraftstoffzufuhrventil 5 in dem Filterregenerationsprozess in Schritt S204 zugeführt wird, aufzutreten. Deshalb bedeutet eine in Schritt S206 gemachte bestätigende Bestimmung, dass der Kraftstoff entgegengesetzt zu der obigen Annahme eine ausreichende Flüchtigkeit nicht aufzeigt und die Oxidationsreaktion von Kraftstoff in dem Oxidationskatalysator 3 nicht zufriedenstellend fortgeschritten ist. Dann wird in Schritt S207 der Filterregenerationsprozess in Bearbeitung ausgesetzt, und zwar wird die Zufuhr von Kraftstoff an das Abgas durch das Kraftstoffzufuhrventil 5 gestoppt. Zudem wird in Schritt S208 eine Einstellungsanforderung für ein Einstallen der Schwellentemperatur Tf nach oben (d.h., auf eine höhere Temperatur) aus dem Grund gestellt, dass die Flüchtigkeit von dem Kraftstoff nicht ausreichend ist und die Oxidationsreaktion von Kraftstoff in dem Oxidationskatalysator 3 nicht zufriedenstellend fortgeschritten ist. Mit anderen Worten wird ein Ändern der Schwellentemperatur Tf auf eine höhere Temperatur für ein Starten des Filterregenerationsprozesses gefordert, um eine ausreichende Flüchtigkeit von dem Kraftstoff zu gewährleisten. In Erwiderung auf diese Anforderung wird eine aktualisierte Schwellentemperatur Tf in dem Speicher von dem ECU 20 durch den Schwellentemperaturfestsetzprozess, der später beschrieben wird, festgesetzt. Diese Anforderung wird gehalten, bis die Zufuhr von Kraftstoff an den Kraftstoffbehälter 30 nächstes Mal in dem Verbrennungsmotor 1 durchgeführt wird, und sie wird bei dem nächsten Auftanken zurückgesetzt (oder abgebrochen).
  • Eine in Schritt S206 gemachte negative Bestimmung bedeutet, dass der Kraftstoff eine ausreichende Flüchtigkeit aufzeigt, wie es angenommen wird, und die Oxidationsreaktion von Kraftstoff in dem Oxidationskatalysator 3 zufriedenstellend fortgeschritten ist. Dann verschiebt sich der Prozess von Schritt S206 zu Schritt S209. In diesem Fall wird der Filterregenerationsprozess fortgesetzt. In Schritt S209 wird es bestimmt, ob der in Schritt S204 gestartete Filterregenerationsprozess beendet werden soll oder nicht. Zum Beispiel wird es bestimmt, ob eine Zeitdauer, die lang genug ist, um die Temperatur des Filters 4 durch den Filterregenerationsprozess zu erhöhen und das in dem Filter 4 gefangene PM durch Oxidation zu entfernen, seit dem Start des Filterregenerationsprozesses verstrichen ist oder nicht. Falls eine bestätigende Bestimmung in Schritt S209 gemacht wird, rückt der Prozess zu Schritt S210, in dem der Filterregenerationsprozess gestoppt wird, vor. Falls eine negative Bestimmung in Schritt S209 gemacht wird, wird die Verarbeitung von Schritt S209 erneut ausgeführt.
  • Als Nächstes wird der Schwellentemperaturfestsetzprozess eines Festsetzens der Schwellentemperatur Tf als den Schwellenwert der Abgastemperatur, bei der der Filterregenerationsprozess gestartet werden soll, mit Bezug auf 5 beschrieben. Der Schwellentemperaturfestsetzprozess ist ein Steuerungsprozess, der durch eine Ausführung eines bestimmten Steuerungsprogramms in dem ECU 20 wiederholt durchgeführt wird. Dieser Steuerungsprozess wird unabhängig von der oben beschriebenen Filterregenerationssteuerung durchgeführt. Zunächst wird es in Schritt S301 bestimmt, ob die Standardcetanzahl (vgl. die Verarbeitung von Schritt S102 in dem Cetanzahlfestsetzprozess) in dem Speicher von dem ECU 20 als die Cetanzahl von dem Kraftstoff festgesetzt ist oder nicht. Falls eine bestätigende Bestimmung in Schritt S301 gemacht wird, rückt der Prozess zu Schritt S302 vor. In Schritt S302 wird auf der Grundlage von dem Verhältnis zwischen der Cetanzahl von dem Kraftstoff und der Schwellentemperatur Tf, das in 2 zu sehen ist, ein Wert der Schwellentemperatur, der der Standardcetanzahl zugeordnet ist, als die Schwellentemperatur Tf festgesetzt. Falls eine negative Bestimmung in Schritt S301 gemacht wird, rückt der Prozess zu Schritt S303 vor. In Schritt S303 wird es bestimmt, ob eine Anforderung für eine Nach-oben-Einstellung der Schwellentemperatur Tf gestellt ist oder nicht. Falls eine bestätigende Bestimmung in Schritt S303 gemacht wird, rückt der Prozess zu Schritt S304, in dem ein Wert der auf eine höhere Temperatur eingestellten Schwellentemperatur in Erwiderung auf die Anforderung als die Schwellentemperatur Tf festgesetzt wird, vor. Die Größe einer Änderung bei der Schwellentemperatur durch diese Einstellung kann zum Beispiel ein vorgegebener Wert sein. Nachdem das oben beschriebene Festsetzen der Schwellentemperatur Tf erledigt ist, wird die Anforderung für eine Nach-oben-Einstellung der Schwellentemperatur zurückgesetzt (oder abgebrochen). Falls eine negative Bestimmung in Schritt S303 gemacht wird, rückt der Prozess zu Schritt S305 vor, in dem ein Wert der Schwellentemperatur, der der Cetanzahl zugeordnet ist, die durch den Cetanzahlbestimmungsprozess in Schritt S106 bestimmt wird, als die Schwellentemperatur Tf auf der Grundlage von dem Verhältnis zwischen der Cetanzahl von dem Kraftstoff und der Schwellentemperatur Tf, das in 2 zu sehen ist, festgesetzt wird.
  • Wie oben wird durch ein Durchführen des Filterregenerationsprozesses, der in 4 zu sehen ist, wobei die Schwellentemperatur Tf durch den Schwellentemperaturfestsetzprozess festgesetzt wird, das Timing der Zufuhr von Kraftstoff an das Abgas durch das Kraftstoffzufuhrventil 5 für ein Erhöhen der Temperatur des Filters 4 geeignet eingestellt. Im Grunde wird der Schwellenwert der Abgastemperatur, bei der die Zufuhr von Kraftstoff für den Filterregenerationsprozess gestartet werden soll, eingestellt, wobei die Flüchtigkeit von Kraftstoff, die aus der Cetanzahl von dem Kraftstoff geschätzt wird, berücksichtigt wird. Zudem wird, wenn es eine Abweichung von dem Verhältnis zwischen der Cetanzahl und der Flüchtigkeit gibt, die auf eine unzureichende Flüchtigkeit von Kraftstoff hinweist, der Schwellenwert der Abgastemperatur auf eine höhere Temperatur geändert. Dann wird der Kraftstoff, der an das Abgas geliefert wird, um die Temperatur des Filters 4 zu erhöhen, in eine bzw. einer Umgebung geliefert, in der der Kraftstoff eine ausgezeichnete Flüchtigkeit aufzeigt. Deshalb kann die Zufuhr von Kraftstoff bei einer so niedrigen Temperatur wie möglich durchgeführt werden, ohne eine Verschlechterung der Aktivität des Oxidationskatalysators 3 aufgrund von Adhäsion von zugeführtem Kraftstoff an den Oxidationskatalysator 3 zu verursachen. In der Folge kann die Frequenz eines Durchführens des Filterregenerationsprozesses erhöht werden. Die Bestimmung der Cetanzahl von Kraftstoff und ein Festsetzen des Schwellenwerts der Abgastemperatur, der dieser entspricht, werden jedes Mal durchgeführt, wenn Kraftstoff an den Kraftstoffbehälter 30 des Verbrennungsmotors 1 geliefert wird. Deshalb kann, selbst wenn sich die Flüchtigkeit von dem Kraftstoff, der in dem Verbrennungsmotor 1 verwendet wird, durch ein Auftanken ändert, die Zufuhr von Kraftstoff an das Abgas für die Filterregeneration geeignet durchgeführt werden.
  • Ausführungsform 2
  • Als Nächstes wird eine Filterregenerationssteuerung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf Flussdiagramme, die in 6A und 6B zu sehen sind, beschrieben. Die Verarbeitungsschritte in der Filterregenerationssteuerung, die in 6A und 6B zu sehen sind, die dieselben wie diejenigen in der Filterregenerationssteuerung sind, die in 4 zu sehen ist, sind durch dieselben Bezugszeichen gekennzeichnet und werden nicht weiter beschrieben. In der Filterregenerationssteuerung gemäß der zweiten Ausführungsform wird die Verarbeitung der Schritte S207 und S208 in der Filterregenerationssteuerung, die in 4 zu sehen ist, durch die Verarbeitung der Schritte S401 bis S409 in 6B ersetzt. Insbesondere rückt, falls eine bestätigende Bestimmung in Schritt S206 gemacht wird, der Prozess zu Schritt S401 vor.
  • In Schritt S401 wird es bestimmt, ob das durch den Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Messwertgeber 8 gemessene Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem Abgas, das aus dem Oxidationskatalysator 3 heraus strömt, höher als ein spezifisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis Af0 ist oder nicht, und zwar ob dieses Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem Abgas magerer bzw. ärmer als das spezifische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist oder nicht. Das spezifische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem Abgas, mit dessen Bilden gerechnet wird, wobei die Zufuhr von Kraftstoff an das Abgas durch das Kraftstoffzufuhrventil 5 durch den in Schritt S204 gestarteten Filterregenerationsprozess berücksichtigt wird, und zwar ist es ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem Abgas, das dem Filterregenerationsprozess zugeordnet ist. Wenn Kraftstoff durch das Kraftstoffzufuhrventil 5 für den Filterregenerationsprozess zugeführt wird, wird die Abgastemperatur durch den Kraftstoff erhöht, und mit der Hinzufügung des zugeführten Kraftstoffs zu dem Abgas wird mit einem Ändern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von dem Abgas auf ein entsprechendes Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das das vorgenannte spezifische Luft-Kraftstoff-Verhältnis Af0 ist, gerechnet. Jedoch wird, falls das Kraftstoffzufuhrventil 5 in einigen Schwierigkeiten ist, und zwar falls eine Schwierigkeit das Kraftstoffzufuhrventil 5 davon abhält, eine geforderte Menge von Kraftstoff in Erwiderung auf eine Kraftstoffzufuhranforderung von dem ECU 20 zuzuführen, die Menge von zugeführtem Kraftstoff kleiner als die geforderte Menge sein. Dann kann die Menge an Wärme, die in dem Oxidationskatalysator 3 erzeugt wird, kleiner sein und kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem Abgas magerer bzw. ärmer sein. Um dies zu detektieren, wird die Bestimmung von Schritt S401 durchgeführt, wodurch es bestimmt wird, ob die Zufuhr von Kraftstoff durch das Kraftstoffzufuhrventil 5 in Schwierigkeiten ist oder nicht. Falls eine bestätigende Bestimmung in Schritt S401 gemacht wird, rückt der Prozess zu Schritt S402 vor. Falls eine negative Bestimmung gemacht wird, rückt der Prozess zu Schritt S407 vor.
  • In Schritt S402 wird, da das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem Abgas, das aus dem Oxidationskatalysator 3 heraus strömt, magerer bzw. ärmer als das spezifische Luft-Kraftstoff-Verhältnis Af0 ist, ein Kraftstofferhöhungsprozess eines Erhöhens der Menge von Kraftstoff, die durch das Kraftstoffzufuhrventil 5 in dem Filterregenerationsprozess zugeführt wird, gestartet. Dieser Kraftstofferhöhungsprozess ist ein Prozess eines Ausgleichens des Mangels aus der Menge, die gedacht ist, um in dem Filterregenerationsprozess zugeführt zu werden, und zwar durch ein Größermachen der Menge von Kraftstoff, die durch das Kraftstoffzufuhrventil 5 in dem Filterregenerationsprozess zugeführt wird, als die in dem Fall, in dem der Kraftstofferhöhungsprozess nicht durchgeführt wird. Nach der Vervollständigung der Verarbeitung von Schritt S402 rückt der Prozess zu Schritt S403 vor, in dem die Wärmemenge ΔTc, die in dem Oxidationskatalysator 3 erzeugt wird, wie in oben beschriebenem Schritt S205 berechnet wird. Dann wird es in Schritt S404 bestimmt, ob die erzeugte Wärmemenge ΔTc kleiner als ein spezifischer Wert Tc0 ist oder nicht, und zwar wie in Schritt S206. Falls eine bestätigende Bestimmung in Schritt S404 gemacht wird, rückt der Prozess zu Schritt S405 vor. Falls eine negative Bestimmung gemacht wird, rückt der Prozess zu Schritt S408 vor.
  • Falls eine bestätigende Bestimmung in Schritt S404 gemacht wird, dann bedeutet das, dass die Menge von Kraftstoff, die durch das Kraftstoffzufuhrventil 5 zugeführt wird, auf eine geeignete Menge korrigiert wird, jedoch die Oxidationsreaktion von Kraftstoff in dem Oxidationskatalysator 3 nicht zufriedenstellend fortschreitet. Dann wird es mit hoher Zuverlässigkeit bestätigt, dass die Flüchtigkeit von Kraftstoff nicht ausreichend zu der Zeit ist, wenn der Kraftstoff zugeführt wird. Deshalb werden, falls eine bestätigende Bestimmung in Schritt S404 gemacht wird und der Prozess zu Schritt S405 vorrückt, der Filterregenerationsprozess und der Kraftstofferhöhungsprozess in Bearbeitung gestoppt. Darauf wird in Schritt S406 eine Anforderung für ein Einstellen der Schwellentemperatur Tf nach oben gestellt, um eine ausreichende Flüchtigkeit von dem Kraftstoff zu gewährleisten, und zwar wie in Schritt S208.
  • Falls eine negative Bestimmung in Schritt S401 gemacht wird, rückt der Prozess in bzw. zu Schritt S407 vor. In Schritt S407 wird der Filterregenerationsprozess in Bearbeitung gestoppt, und zwar wie in Schritt S207 bzw. S210. Falls eine negative Bestimmung in Schritt S401 gemacht wird, dann bedeutet das, dass, obwohl das Erwärmen von dem Abgas durch den Oxidationskatalysator 3 nicht zufriedenstellend erzielt wird, die Menge von Kraftstoff, die durch das Kraftstoffzufuhrventil 5 zugeführt wird, geeignet für das Erwärmen von dem Abgas ist. In diesem Fall kann es in Betracht kommen, dass es nicht erforderlich ist, den Kraftstofferhöhungsprozess in Schritt S402 durchzuführen, und wird die Zufuhr von Kraftstoff in einem Zustand, in dem die Flüchtigkeit von Kraftstoff unzureichend ist, durchgeführt. Deshalb wird, falls eine negative Bestimmung in Schritt S401 gemacht wird, der Filterregenerationsprozess ohne ein Durchführen des Kraftstofferhöhungsprozesses gestoppt und wird die Verarbeitung von Schritt S406 zusätzlich durchgeführt.
  • Falls eine negative Bestimmung in Schritt S404 gemacht wird, dann bedeutet das, dass eine geeignete Menge von Kraftstoff dank dem Kraftstofferhöhungsprozess zugeführt wird und der Kraftstoff eine ausreichende Flüchtigkeit aufzeigt, so dass die Oxidationsreaktion von Kraftstoff in dem Oxidationskatalysator 3 zufriedenstellend durchgeführt wird. Dann rückt der Prozess von Schritt S404 zu Schritt S408 vor. In diesem Fall wird der Filterregenerationsprozess während einem Fortsetzen des Kraftstofferhöhungsprozesses durchgeführt. In Schritt S408 wird es bestimmt, ob der in Schritt S204 gestartete Filterregenerationsprozess beendet werden soll oder nicht, und zwar wie in Schritt S209. Falls eine bestätigende Bestimmung in Schritt S408 gemacht wird, rückt der Prozess zu Schritt S409, in dem der Filterregenerationsprozess und der Kraftstofferhöhungsprozess gestoppt wird bzw. werden, vor. Falls eine negative Bestimmung in Schritt S408 gemacht wird, wird die Verarbeitung von Schritt S408 erneut ausgeführt.
  • Wie oben wird in dem Filterregenerationsprozess gemäß der zweiten Ausführungsform die Nach-oben-Einstellung der Schwellentemperatur Tf hinsichtlich der Abgastemperatur für ein Starten des Filterregenerationsprozesses durchgeführt, nachdem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem Abgas, das aus dem Oxidationskatalysator 3 heraus strömt, überprüft wird und der Kraftstofferhöhungsprozess durchgeführt wird. Folglich wird die Nach-oben-Einstellung von der Schwellentemperatur Tf durchgeführt, nachdem die Möglichkeit eines unzureichenden Erwärmens von dem Abgas aufgrund einer Schwierigkeit von dem Kraftstoffzufuhrventil 5 ausgeschlossen ist. Deshalb kann die Zufuhr von Kraftstoff für den Filterregenerationsprozess bei einer so niedrigen Temperatur wie möglich durchgeführt werden und kann die Frequenz eines Durchführens des Filterregenrationsprozesses weiter erhöht werden.
  • Modifikation
  • In der Filterregenerationssteuerung gemäß 6A und 6B wird die Verarbeitung der Schritte S401 und S402, die sich auf den Ausgleich der durch das Kraftstoffzufuhrventil 5 zugeführten Menge von Kraftstoff beziehen, durchgeführt, nachdem der Filterregenerationsprozess gestartet ist und die Bestimmung in Bezug darauf, ob ein Erwärmen von dem Abgas durch den Oxidationskatalysator 3 zufriedenstellend ist, gemacht wird (d.h., die Verarbeitung von Schritt S206). Alternativ kann die Verarbeitung der Schritte S401 und S402, die sich auf den Ausgleich der durch das Kraftstoffzufuhrventil 5 zugeführten Menge von Kraftstoff beziehen, durchgeführt werden, nachdem der Filterregenerationsprozess gestartet ist, jedoch bevor die Bestimmung in Bezug darauf, ob ein Erwärmen von dem Abgas durch den Oxidationskatalysator 3 zufriedenstellend ist, gemacht wird. In diesem Fall wird die Bestimmung in Bezug darauf, ob das Erwärmen von dem Abgas durch den Oxidationskatalysator 3 geeignet ist (d.h., die Verarbeitung von Schritt S206 oder S404), nach einem Bestätigen der Abwesenheit bzw. des Fehlens einer Schwierigkeit des Kraftstoffzufuhrventils 5 und eines Ausgleichs der durch das Kraftstoffzufuhrventil 5 zugeführten Menge von Kraftstoff gemacht.
  • Obwohl der Oxidationskatalysator 3 und der Filter 4 in dem Abgasreinigungssystem für den Verbrennungsmotor 1, der in 1 zu sehen ist, getrennt bereitgestellt sind, können alternativ der Oxidationskatalysator 3 und der Filter 4 integriert sein, und zwar kann der Oxidationskatalysator 3 auf dem Filter 4 gestützt werden. In jenem Fall ist die Temperatur von dem Abgas, das in den Oxidationskatalysator 3 hinein strömt, die Temperatur von dem Abgas, das in den Filter 4 hinein strömt, auf dem der Oxidationskatalysator 3 gestützt wird, und ist das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem Abgas, das aus dem Oxidationskatalysator 3 heraus strömt, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem Abgas, das aus dem Filter 4 heraus strömt, auf dem der Oxidationskatalysator 3 gestützt wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 1:
    Verbrennungsmotor
    1a:
    Kraftstoffeinspritzventil
    2:
    Auslassdurchgang
    3:
    Oxidationskatalysator
    4:
    Filter
    5:
    Kraftstoffzufuhrventil
    6, 7, 9:
    Temperaturmesswertgeber
    8:
    Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Messwertgeber
    11:
    Kurbelpositionsmesswertgeber
    12:
    Beschleunigeröffnungsgradmesswertgeber
    15:
    Einlassdurchgang
    20:
    ECU
    30:
    Kraftstoffbehälter

Claims (3)

  1. Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor (1), das aufweist: einen Filter (4), der in einem Auslassdurchgang (2) eines Verbrennungsmotors (1) bereitgestellt ist, um Feinstaub (PM) in einem Abgas zu fangen, einen Oxidationskatalysator (3), der in dem Auslassdurchgang (2) stromaufwärts von dem Filter (4) bereitgestellt ist oder auf dem Filter (4) gestützt wird, eine Kraftstoffzufuhreinrichtung (5), die konfiguriert ist, um Kraftstoff an das Abgas stromaufwärts von dem Oxidationskatalysator (3) zu liefern, ein Cetanzahlbestimmungsmittel, das konfiguriert ist, um, nachdem Kraftstoff an einen Kraftstoffbehälter (30) des Verbrennungsmotors (1) geliefert wird, die Cetanzahl von dem Kraftstoff, der in dem Verbrennungsmotor (1) nach der Zufuhr von Kraftstoff verwendet wird, zu bestimmen (S106), und ein Temperaturerhöhungsmittel, das konfiguriert ist, um einen Temperaturerhöhungsprozess (S204) durchzuführen, der ein Prozess eines Erhöhens der Temperatur des Filters (4) durch Wärme einer Oxidationsreaktion von Kraftstoff in dem Oxidationskatalysator (3) ist, und zwar durch ein Zuführen von Kraftstoff an das Abgas durch die Kraftstoffzufuhreinrichtung (5), wenn die Temperatur von dem Abgas, das in den Oxidationskatalysator (3) hinein strömt, eine spezifische Schwellentemperatur (Tf) übersteigt (S203), die auf der Grundlage der Cetanzahl von dem Kraftstoff bestimmt wird, wobei die Schwellentemperatur (Tf) niedriger festgesetzt wird, wenn die Cetanzahl von dem Kraftstoff niedrig ist, im Vergleich dazu, wenn die Cetanzahl von dem Kraftstoff hoch ist, wobei wenn die Menge an Wärme (ΔTc), die in dem Oxidationskatalysator (3) pro Einheit Zeit erzeugt wird, kleiner als ein spezifischer Wert (Tc0) ist (S206), während der Temperaturerhöhungsprozess (S204) durchgeführt wird, das Temperaturerhöhungsmittel den Temperaturerhöhungsprozess (S204) in Bearbeitung aussetzt (S207) und den Temperaturerhöhungsprozess später wieder aufnimmt, wenn die Temperatur von dem Abgas, das in den Oxidationskatalysator (3) hinein strömt, eine aktualisierte Schwellentemperatur, die höher als die spezifische Schwellentemperatur (Tf) ist, übersteigt.
  2. Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor (1) gemäß Anspruch 1, das des Weiteren ein Zufuhrmengensteuerungsmittel aufweist, das konfiguriert ist, um, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem Abgas, an das Kraftstoff durch die Kraftstoffzufuhreinrichtung (5) geliefert worden ist, magerer als ein spezifisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis (Af0) ist, das dem Temperaturerhöhungsprozess (S204) zugeordnet ist, während der Temperaturerhöhungsprozess (S204) durchgeführt wird, einen Kraftstofferhöhungsprozess (S402) durchzuführen, der ein Prozess eines Erhöhens der Menge von Kraftstoff, die durch die Kraftstoffzufuhreinrichtung (5) in dem Temperaturerhöhungsprozess (S204) zugeführt wird, ist, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem Abgas gleich dem spezifischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis (Af0) zu machen, wobei wenn die Menge an Wärme (ΔTc), die in dem Oxidationskatalysator (3) pro Einheit Zeit erzeugt wird, kleiner als der spezifische Wert (Tc0) ist (S404), während der Kraftstofferhöhungsprozess (S402) durch das Zufuhrmengensteuerungsmittel während dem Temperaturerhöhungsprozess (S204) durchgeführt wird, das Temperaturerhöhungsmittel den Temperaturerhöhungsprozess (S204) und den Kraftstofferhöhungsprozess (S402) in Bearbeitung aussetzt (S405) und den Temperaturerhöhungsprozess später wieder aufnimmt, wenn die Temperatur von dem Abgas, das in den Oxidationskatalysator (3) hinein strömt, die aktualisierte Schwellentemperatur übersteigt.
  3. Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor (1) gemäß Anspruch 2, wobei wenn die Menge an Wärme (ΔTc), die in dem Oxidationskatalysator (3) pro Einheit Zeit erzeugt wird, gleich dem vorgegebenen Wert oder größer als dieser ist, während der Kraftstofferhöhungsprozess (S402) während dem Temperaturerhöhungsprozess (S204) durchgeführt wird, das Temperaturerhöhungsmittel den Temperaturerhöhungsprozess (S204) fortsetzt, wobei der Kraftstofferhöhungsprozess (S402) durchgeführt wird.
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