DE102018115773A1

DE102018115773A1 - Abgasinformationsverarbeitungsvorrichtung, Abgasinformationsvorrichtungssystem und Abgasinformationsverarbeitungsprogramm

Info

Publication number: DE102018115773A1
Application number: DE102018115773.8A
Authority: DE
Inventors: Masakazu Sakata; Manabu Yoshidome
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-09-12
Filing date: 2018-06-29
Publication date: 2019-03-14
Anticipated expiration: 2038-06-30
Also published as: JP2019052853A; JP6981121B2; DE102018115773B4

Abstract

Eine Steuereinheit (100) ist als ein Abgasinformationsverarbeitungsapparat bereitgestellt, der ein Ausgangssignal eines NOx-Sensors (50, 60) verarbeitet. Der NOx-Sensor (50, 60) umfasst einen NOx-Erfassungsteil (53) zum Erfassen von NOx und einem Sauerstoffentladungsteil (51). Die Steuereinheit (100) speichert Referenzcharakteristikdaten einer Erfassungscharakteristik, die eine Erfassungscharakteristik des NOx-Erfassungsteils (53) angeben, die mit einer NOx-Konzentration, die in dem Abgas enthalten ist, im Zusammenhang steht und sich mit einem Inhibitor (68) verändert, der sich von dem Sauerstoffentladungsteil (51) löst und dem NOx-Erfassungsteil (53) anhaftet. Die Steuereinheit (100) berechnet die Erfassungscharakteristik des NOx-Erfassungsteils (53) während eines verschlechterten Zustands durch Korrigieren der Referenzcharakteristikdaten basierend auf einem Zusammenhang zwischen einer erfassten NOx-Konzentration und einer geschätzten NOx-Konzentration.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Technologie, die einer Ausgabe eines Abgassensors zum Erfassen von Stickstoffoxiden verarbeitet.
Wie zum Beispiel in JP-A-2002-47979 offenbart, erfasst ein herkömmlicher Motorsteuerapparat Stickstoffoxide (bezeichnet als NOx), die im Abgas umfasst sind, durch einen NOx-Sensor und misst eine Konzentration, der in dem Abgas umfassten NOx. Die Ausgabe des NOx-Sensors variiert mit einer fortgesetzten Verwendung. Der Motorsteuerapparat ist daher mit einer Funktion des Korrigierens der Ausgabe des NOx-Sensors versehen.
Im Speziellen akquiriert der Motorsteuerapparat eine NOx-Konzentration (erfasste Konzentration), die von dem NOx-Sensor erfasst wird und schätzt eine NOx-Konzentration (geschätzte Konzentration) in dem Abgas basierend auf einem Betriebszustand des Motors. Der Motorsteuerapparat berechnet eine Ausgabecharakteristik des NOx-Sensors, der sich in einem verschlechterten Zustand befindet, durch Korrelieren der erfassten Konzentration und der geschätzten Konzentration, wenn die geschätzte Konzentration in einem bestimmten Zustand einer vergleichsweise hohen geschätzten Konzentration liegt.
In JP-A-2002-474979 korrigiert der Motorsteuerapparat die Ausgabe des NOx-Sensors während des verschlechterten Zustands durch mathematische Datenverarbeitung, zum Beispiel eine lineare Interpolation, basierend auf einem Zusammenhang zwischen der geschätzten Konzentration und der erfassten Konzentration. Aus diesem Grund reflektiert die erfasste Konzentration nach Korrektur nicht den verschlechterten Zustand eines Erfassungsteils des NOx-Sensors. Als ein Ergebnis ist es schwierig eine Erfassungscharakteristik des Erfassungsteils zu bestimmen, der sich in dem verschlechterten Zustand findet, wenn diese Information, die für die Korrektur nutzbar ist, begrenzt ist und die Genauigkeit der korrigierten Konzentration sicherzustellen.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine Abgasinformationsdatenverarbeitungstechnologie bereitzustellen, die eine genaue Ermittlung einer Erfassungscharakteristik eines Erfassungsteils eines NOx-Sensors ermöglicht, der sich in einem verschlechterten Zustand befindet, sogar wenn diese Information, die für die Korrektur nutzbar ist, begrenzt ist.
Nach der vorliegenden Erfindung werden ein Abgasinformationsverarbeitungsapparat, -system und -programm bereitgestellt, um eine Ausgabe eines Abgassensors zu verarbeiten, der einen Erfassungsteil und einen Entladungsteil umfasst, wobei der Erfassungsteil Stickstoffoxide erfasst, die in Abgas eines Motors enthalten sind und der Entladungsteil Sauerstoff entfernt, der in dem Abgas enthalten ist, das einen Inhibitor enthält, der eine Reduktion von Stickstoffoxiden inhibiert und das zu dem Erfassungsteil strömt. Der Abgasinformationsverarbeitungsapparat, das System und das Programm sind gekennzeichnet durch einen Signalakquisitionsteil, einen Konzentrationschätzteil, einen Charakteristikspeicherteil und einen Charakteristikberechnungsteil. Das Signalakquisitionsteil akquiriert ein Konzentrationssignal, das eine Konzentration der Stickstoffoxide angibt von dem Erfassungsteil. Der Konzentrationsschätzteil schätzt eine Konzentration, in der Stickstoffoxide, die in dem Abgas enthalten sind, basierend auf Betriebsinformationen, die einen Betriebszustand des Motors angibt. Der Charakteristikspeicher speichert Referenzdaten einer Erfassungscharakteristik des Erfassungsteils, die mit der Konzentration von Stickstoffoxiden im Zusammenhang stehen, die in dem Abgas enthalten sind und mit dem Inhibitor variieren, der sich von dem Entladungsteil löst und dem Erfassungsteil anhaftet. Der Charakteristikberechnungsteil korrigiert die Referenzdaten, die in dem Charakteristikspeicherteil gespeichert sind, durch Verwenden eines Zusammenhangs zwischen einer erfassten Konzentration, die durch das Konzentrationssignal angegeben wird und der geschätzten Konzentration, die durch den Konzentrationsschätzteil geschätzt wird und berechnet die Erfassungscharakteristik des Erfassungsteils in einem aufgrund von Anhaftung des Inhibitors verschlechterten Zustands.

1 ist eine schematische Ansicht, die einen Motor und ein Abgassystem zeigt, auf das ein Motorsteuersystem nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet ist;
2 ist ein Blockdiagramm, das eine elektrische Ausgestaltung des Motorsteuersystems zeigt;
3 ist eine Sektionsansicht, die eine mechanische Ausgestaltung eines Sauerstoffentladungsteils und eines NOx-Erfassungsteils in einem NOx-Sensor zeigt;
4 ist ein Graph der eine Erfassungscharakteristik des NOx-Erfassungsteils zeigt;
5 ist eine schematische Ansicht, die einen Mechanismus der Verschlechterung des NOx-Erfassungsteils des NOx-Sensors zeigt;
6 ist ein Graph der eine Korrelation zwischen einer tatsächlichen NOx-Konzentration und einer NOx-Erfassungsrate zeigt und der im Speziellen Referenzcharakteristikdaten des NOx-Erfassungsteils und korrigierte Charakteristikdaten zeigt;
7 ist ein Graph der Referenzkorrekturdaten und Konzentrationskorrekturdaten zeigt;
8 ist ein Flussdiagramm, das eine Verschlechterungserfassungsdatenverarbeitung zeigt, die durch einen Steuerschaltkreis ausgebildet wird;
9 ist ein Flussdiagramm, das eine NOx-Messungsdatenverarbeitung zeigt, die durch den Steuerschaltkreis ausgeführt wird;
10 ist ein Zeitdiagramm, das einen Ausführungszeitablauf der Verschlechterungserfassungsdatenverarbeitung zeigt;
11 ist ein Zeitdiagramm, das einen Zusammenhang zwischen einem geschätzten Fehler und einer Toleranz eines zulässigen oberen Grenzwerts in einem Versuchsbeispiel zeigt, in dem keine Korrekturdatenverarbeitung ausgeführt wird;
12 ist ein Zeitdiagramm, das einen Zusammenhang zwischen einem Fehler und einer Toleranz eines zulässigen oberen Grenzwerts der ersten Ausführungsform zeigt in der die Korrekturdatenverarbeitung ausgeführt wird;
13 ist ein Zeitdiagramm, das eine Wirkung der Korrekturdatenverarbeitung zeigt;
14 ist ein Graph, der schematisch einen Abgaszustand als eine Wirkung der Korrekturdatenverarbeitung in einem Fall zeigt, in dem eine Ausgestaltung einer Nachbehandlungsvorrichtung vereinfacht ist;
15 ist ein Graph, der schematisch einen Abgaszustand als eine Wirkung der Korrekturdatenverarbeitung in einem Fall zeigt, in dem eine Verbesserung der Treibstoffnutzungseffizienz beabsichtigt ist;
16 ist ein Graph, der ein Berechnungsverfahren zum Berechnen korrigierter Charakteristikdaten aus den Referenzcharakteristikdaten nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
17 ist ein Graph, der Referenzkorrekturdaten und Konzentrationskorrekturdaten in der zweiten Ausführungsform zeigt;
18 ist ein Graph, der eine Erfassungsratenkarte zeigt, die in einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
19 ist eine schematische Ansicht, die ein Motorsteuersystem nach einer ersten Modifikation der Ausführungsformen zeigt; und
20 ist eine schematische Ansicht, die ein Motorsteuersystem nach einer zweiten Modifikation der Ausführungsformen zeigt.

Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf mehrere Ausführungsformen beschrieben. Strukturelle Elemente, die einander zwischen einer Mehrzahl von Ausführungsformen entsprechen, sind mit den gleichen Referenzzeichen versehen, um dadurch die Beschreibung zu vereinfachen.
(Erste Ausführungsform)
Mit Bezug auf 1 und 2 ist ein Motorsteuersystem 10 nach einer ersten Ausführungsform in einem Fahrzeug mit einem Internverbrennungsmotor 1 montiert. Der Internverbrennungsmotor 1 ist ein Kompressionsselbstzündungstyp-Dieselmotor (im Folgenden einfach als Motor 1 bezeichnet), der einer Antriebsleistungsquelle für das Fahrzeug ist. Der Motor 1 erzeugt Bewegungskraft durch Verbrennung von Leichtöl. Ein Oxidationskatalysator 2 und ein Selektiv-katalytisch-reduktions-(SCR)-Katalysator 4 sind als Nachbehandlungsvorrichtungen in einer Abgasleitung 3 bereitgestellt.
Das Motorsteuersystem 10 ist zum Steuern des Motors 1. Das Motorsteuersystem 10 hat eine Funktion des Messens einer Konzentration von Stickstoffoxiden, die in dem Abgas enthalten sind, das in der Abgasleitung 3 strömt. Die Stickstoffoxide, die NO, NO₂ und dergleichen umfassen, werden im Folgenden einfach als NOx bezeichnet. Das Motorsteuersystem 10 ist mit zwei NOx-Sensoren 50 , 60 und einer elektronischen Steuereinheit 100 versehen.
Die NOx-Sensoren 50 und 60 sind an verschiedenen Positionen in der Abgasleitung 3 angeordnet. Der NOx-Sensor 50 ist an einer Stromauf-Position (Motor-1-Seite) des NOx-Sensors 60 und zwischen dem Oxidationskatalysator 2 und dem SCR-Katalysator 4 angeordnet. Der NOx-Sensor 50 ist näher an dem Oxidationskatalysator 2 als dem SCR-Katalysator 4 angeordnet und dient zum Erfassen von NOx, das in dem Abgas enthalten ist, das den Oxidationskatalysator 2 durchlaufen hat. Der NOx-Sensor 60 ist an einer Stromab-Seite des NOx-Sensors 50 und zwischen dem SCR-Katalysator 4 und einer Auslassöffnung der Abgasleitung 3 angeordnet. Der NOx-Sensor 60 ist bereitgestellt, um die NOx zu erfassen, die in dem Abgas enthalten sind, das den SCR-Katalysator 4 durchlaufen hat.
Die NOx-Sensoren 50 und 60, die in 2 und 3 gezeigt sind, umfassen jeweils Sensorelemente zum Erfassen von NOx. Das Sensorelement ist aus einem Festelektrolyt 61, einem Abstandshalter 62, einer Referenzelektrode 63, einer Pumpelektrode 64, einer Sensorelektrode 65 und dergleichen aufgebaut.
Der Festelektrolyt 61 wird zum Beispiel von einem Festelektrolytmaterial, wie Yttrium-Oxid-stabilisiertem-Zirkonium-Dioxid (YSZ) gebildet und zu einer rechteckigen Platte geformt. Der Festelektrolyt 61 zeigt Sauerstoffionenleitfähigkeit bei hohen Temperaturen, insbesondere bei Temperaturen von 600°C oder mehr, im Fall von YSZ. An einer ersten Oberfläche des Festelektrolyts 61 sind die Pumpelektrode 64 und die Sensorelektrode 65 bereitgestellt. An einer zweiten Oberfläche des Festelektrolyts 61, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt, ist die Referenzelektrode 63 bereitgestellt.
Der Abstandshalter 62 ist zum Beispiel aus einem Elektroisolationsmaterial wie Aluminiumoxid (Al₂O₃) gebildet. Der Abstandshalter 62 ist auf die erste Oberflächenseite des Festelektrolyts 61 gestapelt. Zwischen dem Abstandshalter 62 und dem Festelektrolyt 61 sind eine Gaskammer 57 und eine Einlassöffnung 59 unterteilt. In der Gaskammer 57 wird das Abgas, das durch die Abgasleitung 3 strömt, wie in 1 gezeigt ist, durch die Einlassöffnung 59 eingebracht.
Die Referenzelektrode 63 ist zum Beispiel aus einem leitfähigen Material gebildet, was Pt umfasst und zu einem rechteckigen dünnen Film von ungefähr 10 µm geformt. Die Referenzelektrode 63 ist an der zweiten Oberfläche des Festelektrolyts 61 angeordnet. Die Referenzelektrode 63 umschließt den Festelektrolyt 61 sandwichartig und überlappt beide von der Pumpelektrode 64 und der Sensorelektrode 64, das heißt, steht ihnen gegenüber.
Die Pumpelektrode 64 ist zum Beispiel aus einem leitfähigen Material gebildet, was Au und Pt umfasst, und zu einer rechteckigen Platte von ungefähr 10 µm geformt. In der Pumpelektrode 64 enthaltenes Au ist ein Inhibitor 68 (siehe 5) der den NOx-Reduktionsablauf der Pumpelektrode 64 inhibiert. Aufgrund des Au ist die Zersetzungsaktivierungskraft der Pumpelektrode 64 für ein NOx-Molekül gesenkt. Andererseits zeigt die Pumpelektrode 64 einen Reduktionsablauf für ein Sauerstoffmolekül. Die Pumpelektrode 64 ist an einer Position angeordnet, die mehr stromabseitig ist als die Einlassöffnung 59 und mehr stromaufseitig als die Sensorelektrode 64 in einer Gasströmungsrichtung F. Die Pumpelektrode 64 bildet einen Sauerstoffentladungsteil 51 zusammen mit dem Festelektrolyt 61 der Referenzelektrode 63 und dergleichen.
Der Sauerstoffentladungsteil 51 zeigt eine Wirkung des Regulierens einer Sauerstoffkonzentration, die in dem Abgas enthalten ist, das ein Messgas ist. Im Speziellen wird, durch die Steuereinheit 100, eine vorbestimmte Spannung zwischen der Pumpelektrode 64 und der Referenzelektrode 63 angelegt. Mit der angelegten Spannung wird das Sauerstoffmolekül in dem Messgas, das in die Gaskammer 57 eingebracht wird, an einer Adsorptionsoberfläche 64a adsorbiert, die eine Edelmetalloberfläche der Pumpelektrode 64 ist und durch Reduktion in Sauerstoffionen zersetzt. Die Sauerstoffionen bewegen sich von der Pumpelektrode 64 zu der Referenzelektrode 63 durch den Festelektrolyt 61. Durch einen zuvor beschriebenen Pumpablauf reguliert der Sauerstoffentladungsteil 51 die Sauerstoffkonzentration in dem Messgas, durch zumindest einen Teil der und bevorzugt alle Sauerstoffmoleküle, die in dem Messgas enthalten sind.
Die Sensorelektrode 65 ist zum Beispiel aus einem leitfähigen Material gebildet, was Pt und Rh (Rhodium) umfasst und zu einem rechteckigen Film von ungefähr 10 µm geformt. Pt und Rh, die in dem leitfähigen Material sind, steigern die Zersetzungsaktivierungskraft. Die Sensorelektrode 65 zeigt eine katalytische Eigenschaft für die NOx-Moleküle. Die Sensorelektrode 65 ist an einer Oberfläche angeordnet, die der Gaskammer 57 in dem Festelektrolyt 61 gegenübersteht. Die Sensorelektrode 65 ist an einer stromabwärtigeren Seite als die Pumpelektrode 64 in der Gasströmungsrichtung F angeordnet. Die Sensorelektrode 65 bildet einen NOx-Erfassungsteil 53 zusammen mit dem Festelektrolyt 61 der Referenzelektrode 63 und dergleichen.
Der NOx-Erfassungsteil 53 weist eine Funktion des Erfassens des NOx auf, die in dem Abgas, welches das Messgas ist, enthalten sind. Im Speziellen legt die Steuereinheit 100 eine vorbestimmte Spannung zwischen der Sensorelektrode 65 und der Referenzelektrode 63 an. Mit dieser angelegten Spannung wird das NOx-Molekül in dem Messgas, das in die Gaskammer 57 eingebracht wurde, an eine Erfassungsoberfläche 65a adsorbiert, die eine Edelmetalloberfläche der Sensorelektrode 65 ist und durch eine katalytische Reaktion zu einem Stickstoffion und Sauerstoffionen zersetzt. Die Sauerstoffionen bewegen sich zu der Referenzelektrode 63 von der Sensorelektrode 65 zu dem Festelektrolyt 61 sodass sie dadurch einen Sensorstrom verwirken. Der NOx-Erfassungsteil 53 gibt einen Sensorstrom als ein Konzentrationssignal an die Steuereinheit 100 aus, das die NOx-Konzentration, die in dem Messgas enthalten ist, angibt. Eine Größe des Sensorstroms steigt und fällt mit einer Menge der Sauerstoffionen und gibt die NOx-Konzentration an.
Ein Quotientenwert der durch Teilen der NOx-Konzentration, die durch den NOx-Erfassungsteil 53 erfasst wird, durch die tatsächliche NOx-Konzentration in dem Messgas erzeugt wird, ist als eine NOx-Erfassungsrate (%) definiert. Wie in 4 gezeigt, wird die NOx-Erfassungsrate im Wesentlichen als eine Rate ermittelt, die durch Teilen der NOx-Konzentration durch eine effektive Fläche der Erfassungsoberfläche 65a berechnet wird (NOx-Konzentration / effektive Fläche). Die NOx-Erfassungsrate ist im Wesentlichen eins in einem Bereich in dem die Rate der NOx-Konzentration in Relation zu der effektiven Fläche kleiner ist als ein vorbestimmter Wert. Die NOx-Erfassungsrate nimmt in einem Bereich in dem eine solche Rate größer ist als der vorbestimmte Wert, graduell mit einer Zunahme der Rate der NOx-Konzentration in Relation zu der effektiven Fläche zu.
Die NOx-Erfassungsrate nimmt ab, wenn die NOx-Sensoren 50 und 60 verschlechtern. Diese Verschlechterung wird vornehmlich durch einen Inhibitor 68 bewirkt, der in 5 gezeigt ist. Der Inhibitor 68 trennt sich von der Adsorptionsoberfläche 64a der Pumpelektrode 64 haftet der Sensorelektrode 64 an, die an der Stromabseite der Gasströmungsrichtung F angeordnet ist und bildet einen Film über der Erfassungsoberfläche 65a. Der durch den Inhibitor hervorgerufene Film 65 inhibiert die NOx-Reduktionsreaktion an der Sensorelektrode 65. Somit wird durch den Inhibitor 65 die effektive Fläche der Erfassungsoberfläche 65a bedeutend verringert. Als ein Ergebnis ist, wie in 4 gezeigt, die NOx-Erfassungsrate verringert, da die Rate der NOx-Konzentration in Relation zu der effektiven Fläche mit einem Übergang von einem anfänglichen Zustand zu einem verschlechterten Zustand steigt.
Die Steuereinheit 100, wie in 1 und 2 gezeigt ist, ist so ausgestaltet, dass sie als ein Teil der Funktion der Verarbeitung der Ausgaben der NOx-Sensoren 50 und 60 eine Abnahme der NOx-Erfassungsrate, die durch die Verschlechterung bewirkt wird, korrigiert. Die Steuereinheit 100 umfasst einen Steuerschaltkreis 30 der von einem Mikrocomputer oder einem Mikrocontroller als einem Hauptbauteil gebildet wird. Der Steuerschaltkreis 30 wird von einem Prozessor, einem RAM, einer wiederbeschreibbaren nicht-flüchtigen Speichervorrichtung und dergleichen gebildet. Die Steuereinheit 100 ist direkt oder indirekt elektrisch mit den NOx-Sensoren 50 und 60 verbunden. Die Steuereinheit 100 stellt eine Mehrzahl an Funktionsblöcken bereit, welche die Ausgaben der Sensoren 50 und 60 durch Ausführen eines Abgasinformationsverarbeitungsprogramms verarbeiten, das in der Speichervorrichtung durch den Prozess gespeichert ist. Im Speziellen stellt die Steuereinheit 100 als die Funktionsblöcke einen Signalakquisitionsteil 31, einen Konzentrationsschätzteil 32, einen Charakteristikspeicherteil 33, einen Charakteristikberechnungsteil 34, einen Konzentrationsberechnungsteil 35, eine Update-Steuerteil 36 und dergleichen bereit.
Der Signalakquisitionsteil 31 steuert das Anlegen vom Spannungen an den Sauerstoffentladungsteilen 51 und den NOx-Erfassungsteilen 53 vom jedem der NOx-Sensoren 50 und 60. Der Signalakquisitionsteil 31 akquiriert einen Sensorstromwert vom jedem NOx-Erfassungsteil 53 als das Konzentrationssignal.
In dem Konzentrationsschätzteil 32 akquiriert als eine Motorbetriebsinformation, die einen Betriebszustand des Motors 1 angibt, eine Treibstoffeinspritzmenge, einen Einspritzzeitpunkt, ein Einspritzmuster, eine Zuluft Menge, eine EGR-Rate, eine Zuluft Temperatur, eine Kühlwassertemperatur und dergleichen. Der Konzentrationsschätzteil 32 schätzt die NOx-Konzentration, die in dem Abgas enthalten ist (im Folgenden als eine geschätzte NOx-Konzentration bezeichnet) basierend auf der Motorbetriebsinformation. Zum Beispiel wird die Treibstoffeinspritzmenge mit hoher Genauigkeit basierend auf einem Ausgabewert eines Drucksensors der in einem Injektor bereitgestellt ist einer Wellenform eines am dem Injektor anliegenden Betriebssignals und dergleichen geschätzt. Ferner schätzt der Konzentrationsschätzteil 32 eine NOx-Ausreinigungsrate des Oxidationskatalysators 2 und des SCR-Katalysators 4 und berechnet individuell geschätzte NOx-Konzentrationen in dem Abgas, das zu den NOx-Sensoren 50 und 60 strömt. Die geschätzten NOx-Konzentrationen, die so berechnet werden sind jeweils unabhängig von den Ausgaben der NOx-Sensoren 50 und 60.
Der Charakteristikspeicherteil 3 speichert Referenzcharakteristikdaten, die eine Erfassungscharakteristik des NOx-Erfassungsteils 53 angeben, wie durch eine durchgezogene Linie in der 6 bezeichnet und Referenzkorrekturdaten, die durch eine durchgezogene Linie in 7 angegeben sind und verwendet werden um die tatsächliche NOx-Konzentration durch Korrigieren des Konzentrationssignals zu berechnen. Die Referenzcharakterisikdaten, die in 6 gezeigt sind, geben eine Erfassungscharakterstik bezüglich der NOx-Konzentration an. Im Speziellen geben die Referenzcharakteristikdaten einen Zusammenhang zwischen der NO-Konzentration, die in dem Abgas enthalten ist und der NOx-Erfassungsrate an. Die Referenzkorrekturdaten, die in 7 gezeigt sind, geben einen Zusammenhang zwischen der NOx-Konzentration, die durch das Konzentrationssignal angegeben wird, das durch den Signalakquisitionsteil 31 akquiriert wird (im Folgenden bezeichnet als eine erfasste NOx-Konzentration) und einer tatsächlichen NOx-Konzentration an. Jeder Datensatz begibt einen Zusammenhang in dem anfänglichen Zustand an, in dem der NOx-Erfassungsteil 53 nicht verschlechtert ist. Die Charakteristik des NOx-Erfassungsteils 53, die durch den jeweiligen Datensatz angegeben ist verändert sich mit der Anhaftung des Inhibitors 68, der sich vom der Absorbtionsoberfläche 64a löst an der Erfassungsoberfläche 65a. Jeder Datensatz kann als eine Datenkarte oder eine Modelgleichung, die eine Näherungskurve angibt bereitgestellt sein.
Der Charakterisikberechnungsteil 34 schätzt Verschlechterungslevels der NOx-Sensoren 50 und 60 und führt die in der 8 gezeigte Verschlechterungsprüfungsdatenverarbeitung durch, um dadurch beide von den Referenzcharakteristikdaten und den Referenzkorrekturdaten zu korrigieren, die dem Charakteristikspeicherbereich 3 gespeichert sind. Zuerst korrigiert der Charakteristikberechnungsteil 34 einen Nullpunkt der erfassten NOx-Konzentration (S11 in 8). Im Speziellen versieht der Charakteristikberechnungsteil 34 den Konzentrationssignalwert mit einem Offset, sodass die NOx-Erfassungsrate 1 wird oder die erfasste NOx-Konzentration 0 wird unter der Bedingung, dass die tatsächliche NOx-Konzentration im Wesentlichen 0 wird.
Der Charakteristikberechnungsteil 34 akquiriert unter einer bestimmten Bedingung die erfasste NOx-Konzentration D1, die durch das Konzentrationssignal angegeben wird und die geschätzt NOx-Konzentration E1, die durch den Charakteristikspeicherteil 33 geschätzt wird (S12 und S13 in 8). Der Charakteristikberechnungsteil 34 berechnet eine gegenwärtige NOx-Erfassungsrate R1 (=D1/E1) basierend auf einem akquirierten Set der erfassten NOx-Konzentration D1 und der geschätzten NOx-Konzentration E1 (S14 in 8). Der Charakteristikberechnungsteil 34 verändert die Referenzcharakteristikdaten um einen Kreuzungspunkt der geschätzten NOx-Konzentration E1 und der NOx-Erfassungsrate R1 zu passieren. Die somit akquirierte Erfassungscharakteristik entspricht den Korrekturcharakteristikdaten, welche die gegenwärtige Charakteristik des NOx-Erfassungsteils 53 in dem verschlechterten Zustand angeben. Die verschlechterte Erfassungscharakteristik in 6 mit einer gepunkteten Linie angegeben.
Der Charakteristikberechnungsteil 34 korrigiert ferner die Referenzkorrekturdaten basierend auf den korrigierten Charakteristikdaten. Im Speziellen berechnet der Charakteristikberechnungsteil 34 sequenziell die NOx-Konzentration E2 (S15 in 8), die der NOx-Erfassungsrate R1 in den Referenzcharakteristikdaten entspricht und einen Verschlechterungskorrekturkoeffizienten K, das heißt, E1/E2 (S16 in 8), der eine Veränderungsrate angibt die durch die Verschlechterung bewirkt wird. Der Charakteristikberechnungsteil 34 multipliziert die erfasste NOx-Konzentration (orizontalachsenwerte in 6) mit dem Verschlechterungskorrekturkoeffizient K (S17 in 8). Als ein Ergebnis werden wie durch die gepunktete Linie in 7 angezeigt, die Konzentrationskorrekturdaten erzeugt, die einen Entsprechungszusammenhang zwischen der erfassten NOx-Konzentration und der tatsächlichen NOx-Konzentration bei dem gegenwärtigen verschlechterten Zustand angeben (S18 in 8). Der Charakteristikberechnungsteil 34 erzeugt individuell die Konzentrationskorrekturdaten, die mit den NOx-Erfassungsteilen 53 der NOx-Sensoren 50 und 60 verbunden sind. In der ersten Ausführungsform werden die Konzentrationskorrekturdaten als eine Information in Kartendatenform in der Speichervorrichtung gespeichert. Die Konzentrationskorrekturdaten werden im Folgenden als eine Korrekturkarte bezeichnet. Die Konzentrationskorrekturdaten können als eine Modellgleichung definiert werden wie es die Referenzkorrekturdaten sind, die zuvor beschrieben wurden.
Der Konzentrationsberechnungsteil 35 führt die NOx-Messungsdatenverarbeitung durch, die während einer Zeitspanne des Betriebs des Motors 1 wie in 9 gezeigt, die in dem Abgas enthaltende NOx-Konzentration berechnet (im Folgenden als eine korrigierte NOx-Konzentration bezeichnet). Der Konzentrationsberechnungsteil 35 aquiriert die erfasste NOx-Konzentration basierend auf dem Konzentrationssignal jedes NOx-Erfassungsteils 53 (S21 in 9) und berechnet die korrigierte NOx-Konzentration durch Anwenden jener erfassten NOx-Konzentration auf die jeweilige Korrekturkarte (S22 in 9). Durch Wiederholen der zuvor beschriebenen Datenverarbeitung wird die NOx-Konzentration an der jeweiligen Position der NOx-Sensoren 50 und 60 kontinuierlich berechnet. Diese erfasste NOx-Konzentration gibt einen Wert an, der bereits der Nullschnittpunktkorrektur unterworfen wurde.
Der Aktualisierungssteuerteil 36 steuert einen Zeitpunkt des Ausführens der Verschlechterungskorrektur durch den Charakteristikberechnungsteil 34 und dergleichen, das heißt, einen Zeitpunkt des Aktualisierens der Rerferenzkorrekturdaten und der Korrekturkarte (Konzentrationskorrekturdaten). Der Aktualisierungssteuerteil 36 berechnet den Charakteristikberechnungsteil 34 so, dass er die Verschlechterungserfassungsdatenverarbeitung ausführt, welche die Referenzkorrekturdaten und die Korrekturkarte (Konzentrationskorrekturdaten) in einem Zustand aktualisiert, in dem der Motor 1 ausreichend aufgewärmt wurde und normal betrieben wird. Die Verschlechterungserfassungsdatenverarbeitung wird bei jedem Intervall ausgeführt, das basierend auf vorab festgelegter Betriebsinformation ermittelt wird. Wenn eine Betriebsperiode als die Betriebsinformation verwendet wird, steuert der Aktualisierungssteuerteil 36 den Charakteristikberechnungsteil 34 so, dass er die Verschlechterungserfassungsdatenverarbeitung durchführt, wenn eine akkumulierte Zeitspanne kontinuierlichen Betriebs gezielt ab einer vorherigen Ausführungsform der Verschlechterungserfassungsdatenverarbeitung einen Ausführungsprüfschwellenwert th erreicht, wie in 10 dargestellt. Das Intervall der Ausführung der Verschlechterungserfassungsdatenverarbeitung ist nicht auf einen festen Wert beschränkt, sondern kann durch Anheben oder Lenken des Ausführungsprüfschwellenwertes th verändert werden.
Wie zuvor beschrieben, ist es, da der Mechanismus der Verschlechterung des NOx-Erfassungsteils 53 definiert ist wie mit Bezug auf 5 beschrieben, möglich, eine Veränderung der Verschlechterungscharakteristik des NOx-Erfassungsteils 53 vorab zu schätzen. Im Speziellen werden in der ersten Ausführungsform die Referenzcharakteristikdaten in der Erfassungscharakteristik, die sich mit der Anhaftung des Inhibitors 68 verändern, in dem Charakteristikspeicherteil 33 gespeichert. Zusätzlich wird der Verschlechterungslevel, das heißt das Verschlechterungsfortschreiten des NOx-Erfassungsteils 53 durch den Charakteristikberechnungsteil 34 basierend auf der erfassten NOx-Konzentration und der geschätzten NOx-Konzentration ermittelt. Der Charakteristikberechnungsteil 34 berechnet die korrigierten Charakteristikdaten, welche die Erfassungscharakteristik angeben durch Korrigieren der Referenzcharakteristikdaten, welche den gegenwärtigen verschlechterten Zustand des NOx-Erfassungsteils 53 reflektieren. Somit reflektieren die korrigierten Charakteristikdaten korrekt den verschlechterten Zustand des NOx-Erfassungsteils 53. Aus diesem Grund ist es sogar in dem Fall, dass keine Information zum Verwenden für die Korrektur verfügbar ist, möglich, die Verschlechterungscharakteristik des NOx-Erfassungsteils 53, der sich in dem verschlechterten Zustand befindet, mit hoher Genauigkeit zu beschreiben.
Außerdem werden in der ersten Ausführungsform die Referenzcharakteristikdaten, welche den Entsprechungszusammenhang zwischen der tatsächlichen NOx-Konzentration und der NOx-Erfassungsrate angeben, als eine Karte gespeichert, welche die Erfassungscharakteristik des NOx-Erfassungsteils 53 angibt. Wie zuvor beschrieben beeinflusst die Abnahme der effektiven Fläche, die durch die Anhaftung des Inhibitors 68 bewirkt wird, direkt die NOx-Erfassungsrate in Relation zu der NOx-Konzentration. Aus diesem Grund ist es beim Ausführen der Datenverarbeitung des Beschreibens der Veränderung in der Erfassungscharakteristik des NOx-Erfassungsteils 53, während der Mechanismus der Verschlechterung von dem Inhibitor 68 herrührt, reflektiert wird, der neu gefunden wurde, angemessen die Referenzcharakteristikdaten zu verwenden, die den Entsprechungszusammenhang zwischen der tatsächlichen NOx-Konzentration und der NOx-Erfassungsrate angeben.
Ferner berechnet der Konzentrationsberechnungsteil 35 die korrigierte NOx-Konzentration durch Korrigieren der erfassten NOx-Konzentration basierend auf der Korrekturkarte, die durch Verwenden der korrigierten Charakteristikdaten erzeugt wird. Durch Korrigieren der erfassten NOx-Konzentration basierend auf der Korrekturkarte, welche die Erfassungscharakteristik während des verschlechterten Zustands reflektiert, ist es möglich, einen Fehler zwischen der korrigierten NOx-Konzentration und der tatsächlichen NOx-Konzentration zu verringern. Eine vorteilhafte Wirkung des Korrigierens der Verschlechterung des NOx-Sensoren 50 und 60 wird im Folgenden mit Bezug auf 11 bis 15 beschrieben.
Bei einer herkömmlichen in 11 als ein Vergleichsbeispiel dargestellten Technologie wird jegliche Datenverarbeitung, die eine Veränderung der Erfassungscharakteristik reflektiert, nicht ausgeführt. Aus diesem Grund steigt ein Fehler einer erfassten NOx-Konzentration in Relation zu einer tatsächlichen NOx-Konzentration akkumulierend während einer Zeitspanne der Verwendung eines NOx-Sensors steigt. Als ein Ergebnis war es erforderlich einen Zielsteuerwert einer Nachbehandlungsvorrichtung, der in 11 durch eine durchgezogene Linie angegeben wird, so festzulegen, dass er ausreichend niedriger lag als ein tolerierbarer hoher Grenzwert, der in 11 durch eine Ein-Punkt-Kettenlinie angegeben ist, so dass die erfasste NOx-Konzentration einschließlich der Toleranz und des Fehlers nicht den tolerierbaren oberen Grenzwert überschreitet und die tatsächliche NOx-Konzentration nicht den tolerierbaren oberen Grenzwert überschreitet (zum Beispiel einen gesetzlich vorgegebenen Regierungswert).
Nach der ersten Ausführungsform hingegen ist es möglich, den Fehler zwischen der korrigierten NOx-Konzentration und der tatsächlichen NOx-Konzentration durch die Korrekturdatenverarbeitung unter Verwendung der Korrekturdatenkarte zu verringern, wie in 12 dargestellt. Als ein Ergebnis wird die tatsächliche NOx-Konzentration so reguliert, dass sie ausreichend niedriger liegt als der tolerierbare obere Grenzwert. Aus diesem Grund ist es sogar, wenn der Zielsteuerwert der Datenverarbeitungsvorrichtung so festgelegt wird, dass er näher an dem tolerierbaren oberen Grenzwert liegt als bei dem Vergleichsbeispiel, das in 11 gezeigt ist, wie in 13 dargestellt, möglich, eine im Allgemeinen gleiche Toleranz wie bei dem Vergleichsbeispiel sicherzustellen. Diese Relaxierungsausmaß des Zielsteuerwertes, das oben beschrieben wurde, trägt zu einer Vereinfachung der Nachbehandlungsvorrichtung und einer Verbesserung der Treibstoffeffizienz bei.
Im Speziellen ist es wie in 14 dargestellt, da die NOx-Ausstoßmenge durch Datenverarbeitung verringert wird, möglich, die Fähigkeit der Nachbehandlungsvorrichtung zu verringern. Das heißt es ist möglich, die Größen des Oxidationskatalysators 2 und des SCR-Katalysators 4 zu verringern. Ferner ist es möglich eine Verbrauchsmenge des Reduktionsmittels wie einer Menge an Harnstoffwasser, die dem SCR-Katalysator 4 zugeführt wird, und eine Menge an Treibstoff, die dem LNT (Magerstickstoffoxidfallen)-Katalysator, der NOx abfängt und okkludiert, zu verringern. Es ist daher möglich anfängliche Kosten und Betriebskosten der Nachbehandlungsvorrichtung zu verringern.
Wenn die Reinigungsleistung der Nachbehandlungsvorrichtung aufrecht erhalten wird, es ist es möglich, die vorteilhafte Wirkung zu nutzen, die durch verbesserte Genauigkeit geboten wird, um eine Leistungsabgabe des Motors 1 wie in 15 dargestellt, zu steigern. Im Speziellen ist es möglich, die Treibstoffeffizienz durch adaptives Steuern des Einspritzzeitpunkts des Injektors zu einer vorgeschobenen Seite zu steuern, wobei ein gesteigerter Ausstoß an NOx zugelassen wird.
Ferner ist es unter Annahme einer Verringerung der effektiven Fläche der Erfassungsoberfläche 65a möglich, den NOx-Erfassungsteil 53 basierend auf einer Annahme der Verschlechterung zu entwerfen. Das heißt, es ist möglich, den NOx-Erfassungsteil 53 zu realisieren, bei dem die Fläche der Erfassungsoberfläche 65a schmaler ist als die in der herkömmlichen Vorrichtung. Es ist ferner möglich die Produktlebensdauer der NOx-Sensoren 50, 60 zu verlängern, solange die Erfassung und Korrektur der Verschlechterung möglich ist.
Außerdem wird nach der ersten Ausführungsform die korrigierte NOx-Konzentration durch Anwenden der erfassten NOx-Konzentration auf die Korrekturkarte, die durch Verwenden der korrigierten Charakteristikdaten erzeugt wird, berechnet. Nach dieser Datenverarbeitung ist die Steuereinheit 100 in die Lage versetzt, die Berechnung zum Akquirieren der korrigierten NOx-Konzentration aus dem Konzentrationssignal mit hoher Genauigkeit auszuführen, ohne dass die Datenverarbeitungslast stark gesteigert wird.
Ferner werden nach der ersten Ausführungsform die Korrekturcharakteristikdaten aus den Referenzcharakteristikdaten durch Verwenden des Zusammenhangs des Sets der erfassten NOx-Konzentration und der geschätzten NOx-Konzentration berechnet. Nach dieser Datenverarbeitung ist es möglich, die Erfassungscharakteristik des NOx-Erfassungsteils 53 während des verschlechterten Zustandes mit einer geringen Last und hoher Geschwindigkeit zu beschreiben.
Weiterhin wird nach der ersten Ausführungsform jedes Ausgangssignal der NOx-Sensoren 50 und 60 so korrigiert, dass die durch das Konzentrationssignal angezeigte erfasste NOx-Konzentration null (0) unter der Bedingung ist, dass die Konzentration an NOx im Wesentlichen 0 ist. Mit dieser Null-Punkt-Korrektur berechnet der Charakteristikberechnungsteil 34 die korrigierten Charakteristikdaten basierend auf der Referenzcharakteristik. Somit reflektieren die korrigierten Charakteristikdaten akkurat die Erfassungscharakteristik des NOx-Erfassungsteils 53 während des verschlechterten Zustandes.
In der ersten Ausführungsform wirkt der Steuerschaltkreis 30 als ein Steuerteil und der Konzentrationsberechnungsteil 35 wirkt als ein Konzentrationsberechnungsteil. Der NOx-Sensor 50, 60 wirkt als ein Abgassensor, der Sauerstoffausstoßteil 51 wirkt als ein Ausstoßteil und der NOx-Erfassungsteil 53 wirkt als ein Erfassungsteil. Das Motorsteuersystem 10 wirkt als ein Abgasinformationsdatenverarbeitungssystem und die Steuereinheit 100 wirkt als ein Abgasinformationsdatenverarbeitungsapparat. Die Referenzcharakteristikdaten entsprechen Referenzdaten, die Konzentrationskorrekturdaten entsprechen Korrekturdaten, die erfasste NOx-Konzentration entspricht einer erfassten Konzentration und die geschätzte NOx-Konzentration entspricht einer geschätzten Konzentration.
(Zweite Ausführungsform)
In einer zweiten Ausführungsform akquiriert der Charakteristikberechnungsteil 34 das Konzentrationssignal in der Verschlechterungserfassungsdatenverarbeitung während eines Zustandes, bei dem der Betriebszustand des Motors 1 verändert wird. Als ein Ergebnis akquiriert, wie in 16 dargestellt, der Charakteristikberechnungsteil 34 als Informationen zur Korrektur mehrere (zwei) Sets erfasster NOx-Konzentrationen D1 und D2 und die geschätzten NOx-Konzentrationen E21 und E22. Der Charakteristikberechnungsteil 34 berechnet die NOx-Erfassungsraten R1 (= D1/E21) und R2 (= D2/E22) und ermittelt Koordinatenpunkte P1 (E21, R1) und P2 (E22, R2) der zwei Sets von Informationen. Der Charakteristikberechnungsteil 34 kontraktiert dann die Referenzcharakteristikdaten in dem Horizontalachsenwert (NOx-Konzentration) und sucht nach einem Skalenkontraktionswert, der die Quadrate der Fehler zwischen einer kontraktierten Datenlinie und den Koordinatenpunkten P1 und P2 minimiert. Der Charakteristikberechnungsteil 34 akquiriert als die korrigierten Charakteristikdaten, welche die gegenwärtige Erfassungscharakteristiklinie angeben, die Datenlinie, mit der die Quadrate der Fehler in Relation zu den Koordinatenpunkten P1 und P2 minimiert werden, und eine Skalenrate (Rate der Kontraktion) der korrigierten Charakteristikraten in Relation zu den Referenzcharakteristikdaten wird als ein Verschlechterungskorrekturkoeffizient K ermittelt.
Der Charakteristikberechnungsteil 34 multipliziert den Horizontalachsenwert (erfasste NOx-Konzentrationsachse) der Referenzkorrekturdaten, die den Anfangszustand angeben mit dem Verschlechterungskorrekturkoeffizienten K. Als ein Ergebnis werden die Konzentrationskorrekturdaten, welche die Erfassungscharakteristik des NOx-Erfassungsteils 53 während des verschlechterten Zustandes reflektieren, akquiriert. Der Konzentrationsberechnungsteil 35 berechnet somit in Relation zu der erfassten NOx-Konzentration D1 eine korrigierte NOx-Konzentration DC1, die dem verschlechterten Zustand entspricht anstelle einer korrigierten NOx-Konzentration C1 während des Anfangszustandes.
Nach der zweiten Ausführungsform, die zuvor beschrieben wurde, bietet die Steuereinheit 100 die ähnliche vorteilhafte Wirkung wie nach der ersten Ausführungsform. Es ist ferner möglich durch genaues Beschreiben der Erfassungscharakteristik des NOx-Erfassungsteils 53 während des verschlechterten Zustandes, die korrigierte NOx-Konzentration zu berechnen, deren Abweichung von der tatsächlichen NOx-Konzentration gering ist. Außerdem geben nach der zweiten Ausführungsform die korrigierten Charakteristikdaten durch Verwenden der mehreren (zwei) Sets von Informationen über die erfasste NOx-Konzentration und die geschätzte NOx-Konzentration in der Datenverarbeitung des Erzeugens der korrigierten Charakteristikdaten aus den Referenzcharakteristikdaten genau die Erfassungscharakteristik des NOx-Erfassungsteils 53 während des verschlechterten Zustandes an.
(Dritte Ausführungsform)
In einer dritten Ausführungsform erzeugt das Charakteristikberechnungsteil 34 eine Erfassungsratendatenkarte, die in 18 dargestellt ist, als die Korrekturdaten zur Verwendung beim Korrigieren der erfassten NOx-Konzentration. Die Erfassungsratendatenkarte enthält Daten, die einen Entsprechungszusammenhang zwischen der erfassten NOx-Konzentration und er NOx-Erfassungsrate angeben. Der Charakteristikberechnungsteil 34 erzeugt die Erfassungsratendatenkarte, die den gegenwärtigen verschlechterten Zustand reflektiert, durch Multiplizieren des Horizontalachsenwerts (erfasste NOx-Konzentration) der Referenzkorrekturdaten, die den Anfangszustand wiedergeben mit dem Verschlechterungskoeffizient K.
Der Konzentrationsberechnungsteil 35 berechnet die NOx-Erfassungsrate R1 durch Anwenden der erfassten NOx-Konzentration D1 auf die Erfassungsratendatenkarte. Der Konzentrationsberechnungsteil 35 berechnet die korrigierte NOx-Konzentration (=D1/R1) durch Teilen der erfassten der NOx-Konzentration D1 durch die NOx-Erfassungsrate R1. Die dritte Ausführungsform, welche die korrigierte NOx-Konzentration durch Verwenden der Erfassungsratendaten als die Korrekturdaten berechnet bietet auch die ähnliche vorteilhafte Wirkung wie die erste Ausführungsform.
(Vierte Ausführungsform)
In einer vierten Ausführungsform erzeugt der Charakteristikberechnungsteil 34 den Verschlechterungskorrekturkoeffizienten K als die Korrekturdaten zur Verwendung zum Korrigieren der erfassten NOx-Konzentration. Der Konzentrationsberechnungsteil 35 berechnet die korrigierte NOx-Konzentration durch Anwenden eines Wertes (=D1/K), der durch Teilen der erfassten NOx-Konzentration durch den Verschlechterungskorrekturkoeffizienten K berechnet wird, auf die Referenzkorrekturdaten, die durch die durchgezogene Linie in 7 angegeben sind. Wie zuvor beschrieben, bietet die vierte Ausführungsform, welche die korrigierte NOx-Konzentration durch Verwenden des Verschlechterungskorrekturkoeffizienten K berechnet, auch die ähnliche vorteilhafte Wirkung wie die erste Ausführungsform. Es ist ferner möglich, ein Volumen an Datenspeicherung zu verringern, das erforderlich ist, die erfasste NOx-Konzentration durch Verwenden der zuvor beschriebenen Datenverarbeitung, bei welcher der Verschlechterungskorrekturkoeffizient K verwendet wird, zu verringern.
(Andere Ausführungsform)
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsformen beschränkt sondern kann mit anderen Modifikationen implementiert werden.
In den zuvor beschriebenen Ausführungsformen ist das Motorsteuersystem 10 mit mehreren (zwei) NOx-Sensoren 50 und 60 versehen. Die Anzahl und die Positionierung der NOx-Sensoren 50 und 60 sind veränderbar. Zum Beispiel können drei oder mehr NOx-Sensoren in der Abgasleitung 3 bereitgestellt sein. Ferner kann als eine erste in 19 gezeigte Modifikation nur ein NOx-Sensor 50 an der Stromauf-Seite des SCR-Katalysators 4 in einem Motorsteuersystem 510 bereitgestellt sein. Andernfalls kann, als eine zweite Modifikation, die in 20 gezeigt ist, nur ein NOx-Sensor 60 an der Stromab-Seite des SCR-Katalysators 4 in einem Motorsteuersystem 610 bereitgestellt sein.
In den zuvor beschriebenen Ausführungsformen werden die Referenzcharakteristikdaten, welche den Entsprechungszusammenhang zwischen der tatsächlichen NOx-Konzentration und der NOx-Verschlechterungsrate angeben als die Referenzdaten verwendet, welche die Erfassungscharakteristik des NOx-Erfassungsteils 53 angeben. Die Referenzdaten sind nicht auf solche Informationen beschränkt. Die Null-Punkt-Korrektur zum Korrigieren eines Offsets des Konzentrationssignals kann weggelassen werden.
In den zuvor beschriebenen Ausführungsformen verwendet der Aktualisierungssteuerteil 36 die Betriebszeitspanne des Fahrzeugs als die Betriebsinformation. Allerdings kann der Aktualisierungssteuerteil 36 einen akkumulierten Temperaturwert, eine Fahrzeugfahrdistanz und dergleichen als die Betriebsinformation verwenden. Der akkumulierte Temperaturwert wird durch Integrieren einer Abgastemperatur über einen Betriebszeitraum berechnet. Es ist somit möglich, die korrigierten Charakteristikdaten und die Konzentrationskorrekturdaten zu einem passenden Zeitpunkt entsprechend des verschlechterten Zustands des NOx-Erfassungsteils 53 zu korrigieren.
In den zuvor beschriebenen Ausführungsformen wird Au als der Inhibitor 68 verwendet, der in dem Sauerstoffausstoßteil 51 enthalten ist. Der Inhibitor 68 ist nicht auf Au beschränkt. Der Inhibitor 68 entspricht jeglichen Materialien, die wahrscheinlich die Entladung von NOx von der Pumpelektrode 64 unterdrücken und von der Pumpelektrode 64 zu der Sensorelektrode 65 in dem Sauerstoffentladungsteil 51 streuen. Ferner kann der Inhibitor 68 ein Material sein, das in der Pumpelektrode 64 enthalten ist oder ein Material das über eine Oberfläche der Pumpelektrode 64 geschichtet ist.
In den Ausführungsformen, die zuvor beschrieben wurden können die Funktionen, die durch den Steuerschaltkreis 30 oder die Steuereinheit 100 ausgeführt werden, durch Hardware oder Software bereitgestellt werden, was sich von dem zuvor beschriebenen unterscheidet oder durch eine Kombination durch Hardware und Software. Zum Beispiel berechnet in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Konzentrationsberechnungsteil 35 die NOx-Konzentration durch Korrigieren der NOx-Konzentration unter Verwendung der Konzentrationskorrekturdaten. Allerdings kann die NOx-Messungsdatenverarbeitung, welche die korrigierte NOx-Konzentration berechnet durch eine Ausgestaltung ausgeführt werden, die sich von der Steuereinheit 100 unterscheidet. Ferner kann separat von der Steuereinheit 100, welche eine integrierte Steuerung für einen Gesamtbetrieb des Motors 1 ausführt ein Steuerschaltkreis exklusiv für die Nachbehandlung als die Abgasinformationsdatenverarbeitungsvorrichtung für einen Teil oder die Gesamtheit der Verschlechterungserfassungsdatenverarbeitung der NOx-Messungsdatenverarbeitung bereitgestellt sein.
Die Speichervorrichtung zum Speichern des Abgasinformationsdatenverarbeitungsprogramm kann ein nicht-flüchtiges stoffliches Medium, wie ein Flashspeicher und eine Festplatte sein. Zusätzlich ist das Speichermedium zum Speichern des Abgasinformationsdatenverarbeitungsprogramms nicht auf ein Speichermedium beschränkt, das in der Steuereinheit 100 bereitgestellt ist, die in dem Fahrzeug montiert ist sondern es kann eine Datenquelle, wie eine optisch abtastbare Disk oder ein Festplattenlaufwerk sein, von dem das Programm und die Daten auf das Speichermedium kopiert werden.
In den zuvor beschriebenen Ausführungsformen ist die zuvor beschriebene Korrekturdatenverarbeitung beispielhaft auf das Motorsteuersystem 10 und die Steuereinheit 100 für den Dieselmotor 1 der in dem Fahrzeug montiert ist, angewendet. Allerdings kann die zuvor beschriebene Korrekturdatenverarbeitung auch auf ein Motorsteuersystem und eine Steuereinheit für einen Motor mit interner Verbrennung oder einen Motor mit externer Verbrennung angewendet werden, der in einem Schiff, einem Schienenfahrzeug oder einem Flugzeug montiert ist. Außerdem kann ferner die zuvor beschriebene Korrekturdatenverarbeitung auf ein Motorsteuersystem und eine Steuereinheit für einen Motor für die Erzeugung elektrischen Stroms angewendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2002047979 A [0002]
JP 2002474979 A [0004]

Claims

Abgasinformationsverarbeitungsapparat zum Verarbeiten eines Ausgangssignals eines Abgassensors (50, 60), der einen Erfassungsteil (53) und einen Entladungsteil (51) umfasst, wobei der Erfassungsteil (53) Stickstoffoxide erfasst, die in einem Abgas eines Motors (1) enthalten sind und der Entladungsteil (51) Sauerstoff entfernt, der in dem Abgas enthalten ist, das einen Inhibitor (68) enthält, der die Reduktion von Stickstoffoxiden inhibiert, und in den Erfassungsteil (53) strömt, wobei der Abgasinformationsverarbeitungsapparat dadurch gekennzeichnet ist, dass er umfasst: einen Signalakquisitionsteil (31) zum Akquirieren eines Konzentrationssignals, das eine Konzentration von Stickstoffoxiden angibt, von dem Erfassungsteil (53); einen Konzentrationsschätzteil (32) zum Schätzen einer Konzentration von Stickstoffoxiden, die in dem Abgas enthalten sind, basierend auf einer Betriebsinformation, die einen Betriebszustand des Motors (1) angibt; einen Charakteristikspeicherteil (33) zum Speichern von Referenzdaten einer Erfassungscharakteristik des Erfassungsteils (53), die mit der Konzentration von Stickstoffoxiden im Zusammenhang steht, die in dem Abgas enthalten sind und mit dem Inhibitor (68) variiert, der sich von dem Entladungsteil (51) löst und dem Erfassungsteil (53) anhaftet; und einen Charakteristikberechnungsteil (34) zum Korrigieren der Referenzdaten, die in dem Charakteristikspeicherteil (33) gespeichert sind, durch Verwenden eines Zusammenhangs zwischen einer erfassten Konzentration, die durch das Konzentrationssignal angezeigt wird, und der geschätzten Konzentration, die durch den Konzentrationsschätzteil (32) geschätzt wird, und berechnen der Erfassungscharakteristik des Erfassungsteils (53) während eines aufgrund der Anhaftung des Inhibitors (68) verschlechterten Zustands.
Abgasinformationsverarbeitungsapparat nach Anspruch 1, wobei: der Charakteristikspeicherteil (33), als die Referenzdaten der Erfassungscharakteristik, einen Entsprechungszusammenhang zwischen der Konzentration der Stickstoffoxide in dem Abgas und einer Erfassungsrate der Stickstoffoxide durch den Erfassungsteil (53) speichert.
Abgasinformationsverarbeitungsapparat nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend: einen Konzentrationskorrekturteil (35) zum Korrigieren der erfassten Konzentration, die durch das Konzentrationssignal angegeben wird, durch Verwenden von Korrekturdaten, welche die Erfassungscharakteristik während des Verschlechterungszustands reflektieren, wobei die Korrekturdaten durch den Charakteristikberechnungsteil (34) berechnet werden.
Abgasinformationsverarbeitungsapparat nach Anspruch 3, wobei: der Charakteristikberechnungsteil (34), als die Korrekturdaten eine Korrekturdatenkarte zum Korrigieren der erfassten Konzentration erzeugt; und der Konzentrationskorrekturteil (35) die Konzentration der Stickstoffoxide, die in dem Abgas enthalten sind, durch Anwenden der erfassten Konzentration auf die Korrekturdatenkarte berechnet.
Abgasinformationsverarbeitungsapparat nach Anspruch 3, wobei: der Charakteristikberechnungsteil (34) als die Korrekturdaten einen Korrekturkoeffizienten zum Korrigieren der erfassten Konzentration erzeugt; und der Konzentrationskorrekturteil (35) die Konzentration der Stickstoffoxide, die in dem Abgas enthalten sind, durch Korrigieren des Konzentrationssignals durch Verwenden des Korrekturkoeffizienten berechnet.
Abgasinformationsverarbeitungsapparat nach Anspruch 3, wobei: der Charakteristikberechnungsteil (34) als die Korrekturdaten einer Erfassungsratenkarte erzeugt, die einen Entsprechungszusammenhang zwischen der erfassten Konzentration und einer Erfassungsrate der Stickstoffoxide angibt; und der Konzentrationsberechnungsteil (35) eine Konzentration der Stickstoffoxide, die in dem Abgas enthalten sind, durch Anwenden der erfassten Konzentration auf die Erfassungsratenkarte berechnet.
Abgasinformationsverarbeitungsapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei: der Charakteristikberechnungsteil (34) die Referenzdaten durch Verwenden eines Zusammenhangs zwischen einem Set der erfassten Konzentration und der geschätzten Konzentration korrigiert und die Erfassungscharakteristik des Erfassungsteils (53) während eines verschlechterten Zustands berechnet.
Abgasinformationsverarbeitungsapparat nach Anspruch 1, wobei: der Charakteristikberechnungsteil (34) die Referenzdaten durch Verwenden von Zusammenhängen zwischen mehreren Sets der erfassten Konzentration und der geschätzten Konzentrationen berechnet und die Erfassungscharakteristik des Erfassungsteils (53) während eines verschlechterten Zustands berechnet.
Abgasinformationsverarbeitungsapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei: der Charakteristikberechnungsteil (34) die Erfassungscharakteristik des Erfassungsteils (53) während eines verschlechterten Zustands berechnet, nachdem er das Ausgangssignal des Abgassensors (50, 60) korrigiert hat, sodass die erfasste Konzentration die durch das Konzentrationssignal angezeigt wird, in einem Zustand in dem die Konzentration von Stickstoffoxiden im Wesentlichen Null ist, Null anzeigt.
Abgasinformationsverarbeitungssystem, das einen Abgasinformationsverarbeitungsapparat (100) zum Verarbeiten eines Ausgangssignals eines Abgassensors (50, 60) umfasst, der einen Erfassungsteil (53) und einen Entladungsteil (51) umfasst, wobei der Erfassungsteil (53) in dem Abgas eines Motors (1) enthaltene Stickstoffoxide erfasst und der Entladungsteil (51) Sauerstoff entfernt, der in dem Abgas enthalten ist, das einen Inhibitor (68) enthält, der die Reduktion der Stickstoffoxide hemmt, und zu dem Erfassungsteil (53) strömt, wobei der Abgasinformationsverarbeitungsapparat dadurch gekennzeichnet ist, dass er umfasst: einen Signalakquisitionsteil (31) zum Akquirieren eines Konzentrationssignals das eine Konzentration von Stickstoffoxiden zeigt von dem Erfassungsteil (53); einen Konzentrationsschätzteil (32) zum Schätzen einer Konzentration von Stickstoffoxiden, die in dem Abgas enthalten sind, basierend auf Betriebsinformation, die einen Betriebszustand des Motors (1) angibt; einen Charakteristikspeicherteil (33) zum Speichern von Referenzdaten einer Erfassungscharakteristik des Erfassungsteils (53), die mit einer Konzentration von Stickstoffoxiden, die in dem Abgas enthalten sind, im Zusammenhang steht und sich mit dem Inhibitor (68) verändert, der sich von dem Entladungsteil (51) löst und an dem Entladungsteil (53) anhaftet; und einen Charakteristikberechnungsteil (34) zum Korrigieren der Referenzdaten, die in dem Charakteristikspeicherteil (33) gespeichert sind, durch Verwenden eines Zusammenhangs zwischen einer erfassten Konzentration, die durch das Konzentrationssignal angegeben wird und der geschätzten Konzentration, die durch den Konzentrationsschätzteil (32) geschätzt wird und berechnen der Erfassungscharakteristik des Erfassungsteils (53) während eines aufgrund einer Anhaftung des Inhibitors (68) verschlechterten Zustands.
Abgasinformationsverarbeitungsprogramm zum Verarbeiten eines Ausgangssignals des Abgassensors (50, 60), der einen Erfassungsteil (53) und einen Entladungsteil (51) umfasst, wobei der Erfassungsteil (53) Stickstoffoxide erfasst, die in einem Abgas eines Motors (1) enthalten sind und der Entladungsteil (51) Sauerstoff entfernt, der in dem Abgas enthalten ist, das einen Inhibitor (68) enthält, der die Reduktion der Stickstoffoxide hemmt und zu dem Erfassungsteil (53) strömt, wobei das Abgasinformationsverarbeitungsprogramm dadurch gekennzeichnet ist, dass es bewirkt, dass zumindest eine Steuereinheit (100) wirkt als: ein Signalakquisitionsteil (31) zum Akquirieren eines Konzentrationssignals, das eine Konzentration von Stickstoffoxiden angibt von dem Erfassungsteil (53); einen Konzentrationsschätzteil (32) zum Schätzen einer Konzentration von in dem Abgas enthaltenen Stickstoffoxiden basierend auf einer Betriebsinformation, die einen Betriebszustand des Motors (1) angibt; ein Charakteristikspeicherteil (33) zum Speichern von Referenzdaten einer Erfassungscharakteristik des Erfassungsteils (53), die mit der Konzentration von Stickstoffoxiden, die in dem Abgas enthalten sind, im Zusammenhang steht und sich mit dem Inhibitor (68) verändert, der sich von dem Entladungsteil (51) löst und dem Erfassungsteil (53) anhaftet; und ein Charakteristikberechnungsteil (34) zum Korrigieren der Referenzdaten, die in dem Charakteristikspeicherteil (33) gespeichert sind, durch Verwenden eines Zusammenhangs zwischen einer erfassten Konzentration, die durch das Konzentrationssignal angegeben wird und der geschätzten Konzentration, die durch den Konzentrationsschätzteil (32) geschätzt wird und berechnen der Erfassungscharakteristik des Erfassungsteils (53) während eines aufgrund einer Anhaftung des Inhibitors (68) verschlechterten Zustands.