DE102018121695A1

DE102018121695A1 - Einspritzsteuerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102018121695A1
Application number: DE102018121695.5A
Authority: DE
Inventors: Eiji Takemoto; Tomomi Oshima
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-01-09
Filing date: 2018-09-05
Publication date: 2019-07-11
Also published as: CN110017196B; JP2019120209A; US20190211727A1; JP7010003B2; US10753256B2; CN110017196A

Abstract

Vorgesehen ist eine Einspritzsteuerungsvorrichtung, welche auf ein Abgasreinigungssystem angewendet wird, das einen Injektor (50), der in einem Auslassdurchlass (31a) einer Verbrennungskraftmaschine (30) angeordnet ist und eine Einspritzung durchführt, um ein Reduktionsmittel in einem flüssigen Zustand hin zu einem NOx-Reinigungskatalysator zu führen, der NOx in einem Abgas reinigt, und eine Pumpe (44), welche das Reduktionsmittel verdichtet und über einen Reduktionsmitteldurchlass (42) hin zu dem Injektor fördert, umfasst. Die Einspritzsteuerungsvorrichtung umfasst eine Erlangungseinheit (S28), welche derart konfiguriert ist, dass diese ein Variationsmaß einer Drehzahl der Pumpe, das im Ansprechen auf eine Einspritzung des Injektors hervorgerufen wird, oder einen Korrelationswert, der einem Wert entspricht, welcher mit dem Variationsmaß korreliert, als einen Rotationsvariationsparameter (ΔN) erlangt, und eine Bestimmungseinheit (S30), welche derart konfiguriert ist, dass diese basierend auf dem Rotationsvariationsparameter bestimmt, ob bei dem Reduktionsmitteldurchlass eine Luftbeimischung vorliegt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Einspritzsteuerungsvorrichtung, welche bestimmt, ob Luft in einen Reduktionsmitteldurchlass in einem Abgasreinigungssystem mit einem Injektor, dem Reduktionsmitteldurchlass und einer Pumpe eindringt.
Hintergrund
Jüngst wurde bei einer auf ein Fahrzeug angewendeten Maschine, wie einem Dieselmotor, ein Harnstoffsystem für eine selektive katalytische Reduktion (Harnstoff-SCR-System) entwickelt und als ein Abgasreinigungssystem produziert, welches Stickoxide (NOx) in einem Abgas mit einer hohen Reinigungsrate reinigt.
Das Harnstoff-SCR-System umfasst eine Pumpe, welche ein in einem Tank gespeichertes Harnstoffwasser als ein Reduktionsmittel hin zu einem Reduktionsmitteldurchlass fördert, und einen Injektor, welcher das durch den Reduktionsmitteldurchlass geförderte Harnstoffwasser in ein Auslass- bzw. Abgasrohr des Motors einspritzt.
Bei dem Harnstoff-SCR-System wird das Abgas durch eine Reduktionsreaktion von NOx bei einem NOx-Reinigungskatalysator, welcher einem SCR-Katalysator entspricht, in dem Abgasrohr gereinigt. Bei der Reduktionsreaktion von NOx wird das von dem Injektor in das Abgasrohr eingespritzte Harnstoffwasser durch eine Abgaswärme hydrolysiert, um Ammoniak (NH3) zu erzeugen, und das Ammoniak wird bei dem SCR-Katalysator adsorbiert. Das NOx in dem Abgas wird bei dem SCR-Katalysator durch eine durch das Ammoniak ausgeführte Reduktionsreaktion reduziert, um gereinigt zu werden.
Bei dem Harnstoff-SCR-System kann Luft in den Reduktionsmitteldurchlass eindringen. Mit anderen Worten, bei dem Reduktionsmitteldurchlass kann eine Luftvermischung bzw. Luftbeimischung vorliegen. Beispielsweise wird bei dem Hamstoff-SCR-System eine Ansaug- und Rückführverarbeitung ausgeführt, um das Harnstoffwasser in dem Reduktionsmitteldurchlass anzusaugen und zu dem Tank zurückzuführen, um das Harnstoffwasser in dem Reduktionsmitteldurchlass nicht gefroren zu halten, wenn der Motor gestoppt ist. Daher wird bei dem Harnstoff-SCR-System der Reduktionsmitteldurchlass mit dem Harnstoffwasser gefüllt, wenn der Motor startet. In diesem Fall kann die Luft in den Reduktionsmitteldurchlass eindringen. Wenn die Luft in den Reduktionsmitteldurchlass eindringt, wird eine Einspritzmenge des von dem Injektor bei der Auslassleitung eingespritzten Harnstoffwassers instabil.
Die JP 5338696 B2 offenbart eine Technologie, um aus einem Kraftstoffdruck in einem Kraftstoffdurchlass zu erfassen, ob die Luft in den Kraftstoffdurchlass eindringt. Durch Anwenden der Technologie auf das Harnstoff-SCR-System kann aus einem Druck des Harnstoffwassers in dem Reduktionsmitteldurchlass bestimmt werden, ob die Luftbeimischung bei dem Reduktionsmitteldurchlass vorliegt.
Kurzfassung
Gemäß der Technologie in der JP 5338696 B2 wird aus dem Druck des Harnstoffwassers in dem Reduktionsmitteldurchlass bestimmt, ob die Luftbeimischung bei dem Reduktionsmitteldurchlass vorliegt. Daher kann aus dem Druck des Harnstoffwassers in dem Reduktionsmitteldurchlass nicht mit hoher Genauigkeit bestimmt werden, ob die Luftbeimischung bei dem Reduktionsmitteldurchlass vorliegt, wenn der Druck des Harnstoffwassers in dem Reduktionsmitteldurchlass durch eine Druck-Feedback-Steuerung konstant gehalten wird. Es ist eine Technologie erforderlich, um geeignet zu bestimmen, ob die Luftbeimischung bei dem Reduktionsmitteldurchlass vorliegt. Das Vorstehende ist nicht auf das Harnstoffwasser beschränkt und entspricht einem gemeinsamen Inhalt für einen Fall, in welchem eine andere Flüssigkeit als ein Reduktionsmittel verwendet wird.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Einspritzsteuerungsvorrichtung bereitzustellen, die geeignet erfassen kann, ob Luft in einem Reduktionsmitteldurchlass vorliegt.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird die Einspritzsteuerungsvorrichtung auf ein Abgasreinigungssystem angewendet, das einen Injektor, der in einem Auslassdurchlass einer Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist und eine Einspritzung durchführt, um ein Reduktionsmittel in einem flüssigen Zustand hin zu einem NOx-Reinigungskatalysator zu führen, der NOx in einem Abgas reinigt, und eine Pumpe, welche das Reduktionsmittel verdichtet und über einen Reduktionsmitteldurchlass hin zu dem Injektor fördert, umfasst. Die Einspritzsteuerungsvorrichtung umfasst eine Erlangungseinheit, welche derart konfiguriert ist, dass diese ein Variationsmaß bzw. einen Variationsbetrag einer Drehzahl der Pumpe, der im Ansprechen auf eine Einspritzung des Injektors hervorgerufen wird, oder einen Korrelationswert, der einem Wert entspricht, der mit dem Variationsmaß korreliert, als einen Rotationsvariationsparameter erlangt, und eine Bestimmungseinheit, welche derart konfiguriert ist, dass diese basierend auf dem Rotationsvariationsparameter bestimmt, ob bei dem Reduktionsmitteldurchlass eine Luftbeimischung vorliegt.
Wenn der Injektor das Reduktionsmittel zu der Auslassleitung führt, variiert der Druck in dem Reduktionsmitteldurchlass. Wenn der Druck in dem Reduktionsmitteldurchlass variiert, variiert eine Pumpendrehzahl. Wenn die Luft in den Reduktionsmitteldurchlass eindringt, wird das Variationsmaß der Pumpendrehzahl durch eine elastische Verformung der Luft im Ansprechen auf eine Druckvariation in dem Reduktionsmitteldurchlass im Vergleich zu einem Fall, in welchem die Luft in den Reduktionsmitteldurchlass nicht eindringt, größer. Mit anderen Worten, da das Variationsmaß der Pumpendrehzahl und eine Luftmenge, die einer Menge der bei dem Reduktionsmitteldurchlass eingedrungenen Luft entspricht, eine Korrelation aufweisen, kann basierend auf dem Variationsmaß des Pumpenrotationsmaßes geeignet bestimmt werden, ob die Luftbeimischung bei dem Reduktionsmitteldurchlass vorliegt.
Figurenliste
Die Vorstehenden und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen ausgeführt ist, ersichtlicher. In den Abbildungen sind:

1 eine schematische Abbildung, welche einen Umriss eines Abgasreinigungssystems einer Maschine bzw. eines Motors zeigt;
2 ein Flussdiagramm, welches eine Einspritzsteuerungsverarbeitung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
3 ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen einem Variationsmaß bzw. -betrag einer Einspritzdrehzahl und einer Luftbeimischungsmenge zeigt;
4 ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen der Luftbeimischungsmenge und einem Sammeltastverhältnis zeigt;
5A, 5B, 5C und 5D Abbildungen, die ein Harnstoffwasser bei der Einspritzsteuerungsverarbeitung im Zeitverlauf zeigen;
6 ein Diagramm, welches eine Drehzahl einer Pumpe bei der Einspritzsteuerungsverarbeitung im Zeitverlauf zeigt;
7 ein Diagramm, welches die Drehzahl der Pumpe im Ansprechen auf eine Einspritzung eines Injektors im Zeitverlauf zeigt;
8 ein Diagramm, welches eine Einstellung des Sammeltastverhältnisses zeigt; und
9 ein Flussdiagramm, welches die Einspritzsteuerungsverarbeitung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.

Beschreibung von Ausführungsformen
(Erste Ausführungsform)
Nachfolgend wird ein Auslass- bzw. Abgasreinigungssystem 10 unter Bezugnahme auf die Abbildungen beschrieben, auf welches eine Pumpensteuerungseinheit 70, die mit einer Einspritzsteuerungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung in Verbindung steht, angewendet ist. Das Abgasreinigungssystem 10 reinigt NOx in einem Abgas unter Verwendung eines Katalysators für eine selektive katalytische Reduktion (SCR-Katalysator), und dieses ist als ein Harnstoff-SCR-System aufgebaut. Das Abgasreinigungssystem 10 kann auf verschiedene Fahrzeuge angewendet werden, bei welchen ein Dieselmotor 30 montiert ist, der einer Verbrennungskraftmaschine entspricht. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Dieselmotor 30 als eine Maschine bzw. ein Motor 30 bezeichnet. Das Abgasreinigungssystem 10 kann außerdem auf eine Baumaschine, wie einen Kranwagen, und eine landwirtschaftliche Maschine, wie einen Traktor, angewendet werden.
Wie in 1 gezeigt ist, umfasst das Abgasreinigungssystem 10 ein Motorauslasssystem. Bei dem Motorauslasssystem ist eine Auslassleitung bzw. ein Abgasrohr 31, das einen Auslassdurchlass 31a definiert, mit dem Motor 30 verbunden. Ein Dieselpartikelfilter (DPF) 32 und der SCR-Katalysator 32 sind ausgehend von einem stromaufwärtigen Ende der Auslassleitung 31 in dieser Reihenfolge in der Auslassleitung 31 angeordnet.
Ein Harnstoffwasserinjektor 50, welcher eine Einspritzung durchführt, um ein Harnstoffwasser hin zu dem Auslassdurchlass 31a zu führen, ist bei einer Position in der Auslassleitung 31 zwischen dem DPF 32 und dem SCR-Katalysator 33 angeordnet. In diesem Fall liegt das Harnstoffwasser, das einem Reduktionsmittel entspricht, in einem flüssigen Zustand vor und entspricht außerdem einer Harnstoffwasserlösung. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Harnstoffwasserinjektor 50 als ein Injektor 50 bezeichnet. Der Injektor 50 ist angebracht, um lediglich einen Spitzenendteil des Injektors 50 in der Auslassleitung 31 anzuordnen, um einen Wärmeeinfluss von dem Abgas mit einer hohen Temperatur, wie 600 °C, zu verhindern. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der SCR-Katalysator 33 äquivalent zu einem NOx-Reinigungskatalysator.
Der DPF 32 entspricht einem Filter, welcher Partikel (PM) in dem Abgas sammelt, um die PM zu entfernen. Der DPF 32 trägt einen Oxidationskatalysator einer Platingruppe und entfernt einen löslichen organischen Anteil (SOF), der einer Komponente der PM, HC und CO entspricht. Die durch den DPF 32 gesammelten PM können durch eine Verbrennung entfernt werden, die durch eine Nacheinspritzung nach einer Haupteinspritzung bei dem Motor 30 hervorgerufen wird. Daher kann der DPF 32 kontinuierlich verwendet werden.
Der SCR-Katalysator 33 fördert eine Reduktionsreaktion von NOx, was einer Abgasreinigungsreaktion entspricht. Beispielsweise reinigt der SCR-Katalysator 33 NOx in dem Abgas durch Fördern von Reaktionen, die durch die Gleichungen (1), (2) und (3) angegeben sind. 4NO + 4NH3 + O2 -> 4N2 + 6H2O (1) 6NO2 + 8NH3 -> 7N2 + 12H2O (2) NO + NO2 + 2NH3 -> 2N2 + 3H2O (3)
Der bei einer Position stromaufwärts des SCR-Katalysators 33 angeordnete Injektor 50 führt eine Einspritzung durch, um das Harnstoffwasser zuzuführen, um Ammoniak (NH3) zu erzeugen, das einem Reduktionsmittel des NOx bei den vorstehenden Reaktionen entspricht.
Ein Oxidationskatalysator als eine Ammoniakentfernungsvorrichtung kann bei einer Position in der Auslassleitung 31 stromabwärts des SCR-Katalysators 33 angeordnet sein. In diesem Fall entfernt der Oxidationskatalysator überschüssiges Ammoniak, das dem von dem SCR-Katalysator 33 abgegebenen Ammoniak entspricht.
Nachfolgend wird ein Aufbau eines Reduktionsmitteleinspritzsystems 20 bei dem Abgasreinigungssystem 10 beschrieben. Das Reduktionsmitteleinspritzsystem 20 spritzt das Harnstoffwasser durch eine Einspritzung des Injektors 50 ein. Wenn gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Harnstoffwasser von einem Harnstoffwassertank 40 des Abgasreinigungssystems 10 hin zu dem Injektor 50 geführt wird, ist ein Bereich nahe an dem Harnstoffwassertank 40 als ein stromaufwärtiger Bereich bezeichnet und ein Bereich dicht an dem Injektor 50 ist als ein stromabwärtiger Bereich bezeichnet. Ferner ist der Harnstoffwassertank 40 als ein Tank 40 bezeichnet.
Wie in 1 gezeigt ist, ist der Tank 40 durch einen abgedichteten Behälter mit einer Zuführkappe aufgebaut. Der Tank 40 speichert das Harnstoffwasser bei einer normalen vorbestimmten Konzentration. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform entspricht eine Harnstoffwasserkonzentration, die einer Konzentration des Harnstoffwassers entspricht, 32,5 %, was einer Konzentration entspricht, bei welcher ein Gefrierpunkt am niedrigsten ist. Wenn das Harnstoffwasser 32,5 % beträgt, gefriert das Harnstoffwasser bei -11 °C.
Der Tank 40 und der Injektor 50 sind über eine Zuführleitung 42 miteinander verbunden. Die Zuführleitung 42 umfasst einen stromaufwärtigen Endteil, welcher mit einer Bodenfläche des Tanks 40 verbunden ist. Das in dem Tank 40 gespeicherte Harnstoffwasser strömt in die Zuführleitung 42. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Zuführleitung 42 äquivalent zu einem Reduktionsmitteldurchlass.
Eine Harnstoffwasserpumpe 44, die als eine Pumpe 44 bezeichnet ist, ist in der Zuführleitung 42 angeordnet. Die Pumpe 44 entspricht einer elektrischen Pumpe, die durch einen von der Pumpensteuerungseinheit 70 zugeführten Strom rotierend angetrieben wird. Die Pumpe 44 verdichtet und fördert das Harnstoffwasser über die Zuführleitung 42 zu dem Injektor 50.
Die Pumpe 44 umfasst ein Zahnrad 45. Die Pumpe 44 führt das Harnstoffwasser im Ansprechen auf eine Drehzahl des Zahnrads 45 zu. In der Pumpe 44 kann das Zahnrad 45 in einer normalen Richtung und in einer umgekehrten Richtung rotieren. Wenn das Zahnrad 45 in der normalen Richtung rotiert, befindet sich die Pumpe 44 nachfolgend in einer normalen Rotation. Wenn das Zahnrad 45 in der umgekehrten Richtung rotiert, befindet sich die Pumpe 44 in einer Umkehr- bzw. Rückwärtsrotation. Ein Ansaugen des Harnstoffwassers von dem Tank 40 wird durch die normale Rotation der Pumpe 44 ausgeführt, und durch die Rückwärtsrotation der Pumpe 44 wird ein Zurückführen des Harnstoffwassers zu dem Tank 40 ausgeführt.
Eine Rotationserfassungseinheit 46 ist an der Pumpe 44 angebracht. Die Rotationserfassungseinheit 46 erfasst eine Drehzahl N, welche einer Rotationszahl der Pumpe 44 pro Zeiteinheit entspricht. Beispielsweise erfasst die Rotationserfassungseinheit 46 eine Abgabegeschwindigkeit, die einer durch die Pumpe 44 hervorgerufenen Fördergeschwindigkeit des Harnstoffwassers entspricht.
Eine Druckerfassungseinheit 48 ist in der Zuführleitung 42 stromabwärts der Pumpe 44 angeordnet. Die Druckerfassungseinheit 48 erfasst einen Leitungsdruck P, welcher einem Druck in der Zuführleitung 42 entspricht. Die Druckerfassungseinheit 48 erfasst beispielsweise einen durch die Pumpe 44 hervorgerufenen Abgabedruck des Harnstoffwassers. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Druckerfassungseinheit 48 äquivalent zu der Druckerfassungseinheit.
Der Injektor 50 ist mit einem stromabwärtigen Endteil der Zuführleitung 42 verbunden. Der Injektor 50 entspricht einem Injektor mit einem Aufbau, der im Wesentlichen gleich einem bekannten Injektor ist. Der Injektor 50, welcher einem elektromagnetischen An-Aus-Ventil entspricht, umfasst eine Antriebseinheit mit einem elektromagnetischen Solenoid und eine Ventilkörpereinheit mit einer Nadel 52, welche eine bei einem Spitzenende des Injektors 50 angeordnete Einspritzöffnung öffnet und schließt. Der Injektor 50 öffnet und schließt sich basierend auf einem von der Pumpensteuerungseinheit 70 übertragenen Antriebssignal Sm. Mit anderen Worten, wenn das elektromagnetische Solenoid basierend auf dem Antriebssignal Sm bestromt wird, bewegt sich die Nadel 52 im Ansprechen auf eine Bestromung des elektromagnetischen Solenoids in einer Ventilöffnungsrichtung, und die Einspritzöffnung wird durch eine Bewegung der Nadel 52 geöffnet und das Harnstoffwasser wird eingespritzt.
Eine Luftfreigabeleitung 54 ist mit der Zuführleitung 42 verbunden. Die Luftfreigabeleitung 54 ist mit einem Verzweigungsteil B in der Zuführleitung 42 stromabwärts der Pumpe 44 verbunden und mit dem Tank 44 verbunden. Die Druckerfassungseinheit 48 ist in der Zuführleitung 42 zwischen der Pumpe 44 und dem Verzweigungsteil B angeordnet. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Luftfreigabeleitung 54 äquivalent zu einem Luftfreigabedurchlass.
Die Luftfreigabeleitung 54 umfasst ein Ende, das bei der Oberfläche des Tanks 40 mit dem Tank 40 in Verbindung steht. Ein Luftfreigabeventil 60 ist bei dem Ende der Luftfreigabeleitung 54 angeordnet. Das Luftfreigabeventil 60 öffnet und schließt die Luftfreigabeleitung 54 basierend auf einem von der Pumpensteuerungseinheit 70 übertragenen Steuerungssignal Sc. Nachfolgend ist eine Zeitdauer, in welcher das Steuerungssignal Sc bei dem Luftfreigabeventil 60 eingegeben wird, als eine Steuerungszeitdauer Tc bezeichnet, wie in 8 gezeigt ist. Wenn das Luftfreigabeventil 60 in der Steuerungszeitdauer Tc basierend auf dem Steuerungssignal Sc geöffnet wird, wird das von der Zuführleitung 42 hin zu der Luftfreigabeleitung 54 strömende Harnstoffwasser zu dem Tank 40 zurückgeführt (angezogen).
Das Luftfreigabeventil 60 dient ebenso als ein Sperrventil in einer Steuerungs-Stopp-Zeitdauer Tn, in welcher das Steuerungssignal Sc von der Pumpensteuerungseinheit 70 nicht eingegeben wird, wie in 8 gezeigt ist. In der Steuerungs-Stopp-Zeitdauer Tn wird das Luftfreigabeventil 60 im Ansprechen auf einen Druck in der Luftfreigabeleitung 54, der größer bzw. höher als ein vorbestimmter Druck ist, geöffnet, und das Luftfreigabeventil 60 wird im Ansprechen auf den Druck in der Luftfreigabeleitung 54, der niedriger als der vorbestimmte Druck ist, geschlossen.
In dem Tank 40 ist ein erstes Heizelement angeordnet. Das erste Heizelement 62 entspricht beispielsweise einem Heizer vom elektrischen Typ. Das erste Heizelement 62 taut das in dem Tank 40 gefrorene Harnstoffwasser dadurch, dass dieses basierend auf einem von der Pumpensteuerungseinheit 70 übertragenen Anweisungssignal bestromt wird, auf. Es ist vorzuziehen, dass das erste Heizelement 62 bei einer Position angeordnet ist, bei welcher das erste Heizelement 62 das gefrorene Harnstoffwasser auftauen kann. Das erste Heizelement 62 kann insbesondere in der Umgebung eines Einlasses der Zuführleitung 42 angeordnet sein.
Ein zweites Heizelement 64 ist in der Umgebung einer Außenperipherie der Zuführleitung 42 angeordnet. Das zweite Heizelement 64 entspricht beispielsweise einem Heizer vom elektrischen Typ. Das zweite Heizelement 64 taut das in der Zuführleitung 42 gefrorene Harnstoffwasser dadurch, dass dieses basierend auf einem von der Pumpensteuerungseinheit 70 übertragenen Anweisungssignal bestromt wird, auf.
In dem Tank 40 ist ein Temperatursensor 66 angeordnet. Der Temperatursensor 66 ist beispielsweise eine temperaturempfindliche Diode oder ein Thermistor. Der Temperatursensor 66 erfasst eine Temperatur des Harnstoffwassers in dem Tank 40. Ein Umgebungstemperatursensor 68 ist bei einer Position außerhalb des Tanks 40 angeordnet. Der Umgebungstemperatursensor 68 ist beispielsweise eine temperaturempfindliche Diode oder ein Thermistor. Der Umgebungstemperatursensor 68 ist bei einer von dem Tank 40 getrennten Position angeordnet und erfasst eine Umgebungstemperatur um ein Fahrzeug, auf welchem der Motor 30 montiert ist.
Die Pumpensteuerungseinheit 70 entspricht einer elektronischen Steuerungseinheit (ECU), welche eine Steuerung mit Bezug auf eine Auslassreinigung ausführt. Die Pumpensteuerungseinheit 70 ist durch einen Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM, einem RAM und einer Eingangs-Ausgangs-Schnittstelle aufgebaut.
Die Pumpensteuerungseinheit 70 erlangt die Drehzahl N von der Rotationserfassungseinheit 46, erlangt den Leitungsdruck P von der Druckerfassungseinheit 48, erlangt die Temperatur des Harnstoffwassers in dem Tank 40 von dem Temperatursensor 66 und erlangt die Umgebungstemperatur von dem Umgebungstemperatursensor 68. Die Pumpensteuerungseinheit 70 steuert verschiedene Komponenten des Reduktionsmitteleinspritzsystems 20 durch erlangte Werte.
Insbesondere wenn das Harnstoffwasser hin zu dem Injektor 50 gefördert wird, wird die Pumpe 44 dadurch, dass diese bestromt wird, in einer normalen Richtung rotierend angetrieben. Daher wird das Harnstoffwasser in dem Tank 40 angesaugt, um in stromabwärtiger Richtung zu strömen. Die Pumpe 44 fördert das Harnstoffwasser, um das Harnstoffwasser hin zu dem Injektor 50 zu führen. Das überschüssige Harnstoffwasser wird über das Luftfreigabeventil 60 zu dem Tank 40 zurückgeführt.
Wenn das Harnstoffwasser zu dem Tank 40 zurückgeführt wird, wird die Pumpe 44 in einer Rückwärtsrotationsrichtung rotierend angetrieben. Daher wird das Harnstoffwasser in der Zuführleitung 42 hin zu dem Tank 40 gezogen. Es wird verhindert, dass das Harnstoffwasser nach wie vor in der Zuführleitung 42 zurückbleibt, wenn das Fahrzeug geparkt ist, nachdem der Motor 30 gestoppt wird, und eine Beschädigung der Zuführleitung 42 wird unterdrückt, die durch ein Gefrieren oder eine Ausdehnung des Harnstoffwassers hervorgerufen wird.
In einem Fall, in welchem das Fahrzeug geparkt ist, während das Harnstoffwasser in der Zuführleitung 42 zu dem Tank 40 zurückgeführt wird, nachdem der Motor 30 gestoppt ist, wird die Zuführleitung 42 mit dem Harnstoffwasser gefüllt, wenn der Motor 30 startet. In diesem Fall dringend die Luft Ar, die einer Blasengestalt entspricht, in die Zuführleitung 42 ein, wie in den 5A, 5B, 5C und 5D gezeigt ist. Wenn die Luft Ar in die Zuführleitung 42 eindringt, ist es möglich, dass eine Einspritzmenge des durch den Injektor 50 eingespritzten Harnstoffwassers, welches zu der Auslassleitung 31a geführt werden soll, instabil wird.
Insbesondere wenn der Injektor 50 das Harnstoffwasser einspritzt, variiert der Leitungsdruck P. Um eine Druckvariation des Leitungsdrucks P zu korrigieren, nimmt die Drehzahl N zu und das Harnstoffwasser wird zu der Zuführleitung 42 geführt. Wenn die Luft Ar in die Zuführleitung 42 eindringt, wiederholt bzw. wechselt die Luft Ar abwechselnd zwischen einer elastischen Ausdehnung und einer elastischen Kontraktion im Ansprechen auf die Druckvariation des Leitungsdrucks P. Folglich ist ein Variationsbetrag bzw. Variationsmaß ΔN der Drehzahl N größer als dieses, wenn die Luft Ar nicht in die Zuführleitung 42 eindringt. Da eine Zuführmenge des zu der Zuführleitung 42 geführten Harnstoffwassers instabil wird, wenn das Variationsmaß ΔN der Drehzahl N größer wird, wird die Einspritzmenge des durch den Injektor 50 eingespritzten Harnstoffwassers, das hin zu der Auslassleitung 31a geführt werden soll, instabil.
In diesem Fall kann aus der Druckvariation des Leitungsdrucks P bestimmt werden, ob die Luft Ar in der Zuführleitung 42 vorliegt. Beispielsweise bei dem Abgasreinigungssystem 10, welches den Leitungsdruck P durch eine Druck-Feedback-Steuerung steuert, um konstant zu sein, kann dieses aus dem Leitungsdruck P jedoch nicht bestimmen, ob die Luft Ar in der Zuführleitung 42 vorliegt, da das Variationsmaß des Leitungsdrucks P gesteuert wird, um in einem vorbestimmten Bereich zu liegen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform führt die Pumpensteuerungseinheit 70 eine Einspritzsteuerungsverarbeitung aus, um die vorstehenden Probleme zu lösen. Bei der Einspritzsteuerungsverarbeitung erlangt die Pumpensteuerungseinheit 70 das Variationsmaß ΔN der Drehzahl N im Ansprechen auf die Einspritzung des Injektors 50, und bestimmt basierend auf dem Variationsmaß ΔN, ob die Luft Ar in der Zuführleitung 42 vorliegt. Mit anderen Worten, die Pumpensteuerungseinheit 70 bestimmt basierend auf dem Variationsmaß ΔN, ob eine Beimischung der Luft Ar in der Zuführleitung 42 vorliegt. Daher kann das Vorliegen einer Luftbeimischung in der Zuführleitung 42 basierend auf dem Variationsmaß ΔN der Drehzahl N geeignet bestimmt werden. Die Luftbeimischung in der Zuführleitung 42 entspricht der Beimischung der Luft Ar in der Zuführleitung 42.
2 ist ein Flussdiagramm der Einspritzsteuerungsverarbeitung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Die Pumpensteuerungseinheit 70 führt die Einspritzsteuerungsverarbeitung aus, wenn der Motor 30 in Betrieb ist.
Wenn der Motor 30 startet, das heißt, wenn ein Zündschalter des Fahrzeugs, auf welchem der Motor 30 montiert ist, angeschaltet wird, startet die Pumpensteuerungseinheit 70 die Einspritzsteuerungsverarbeitung. Wenn die Pumpensteuerungseinheit 70 die Einspritzsteuerungsverarbeitung startet, öffnet die Pumpensteuerungseinheit 70 bei S10 den Injektor 50 vollständig und bestromt die Pumpe 44, um einen Rotationsantrieb der Pumpe 44 in einer normalen Rotationsrichtung zu starten. Daher startet eine Zuführung des Harnstoffwassers hin zu der Zuführleitung 42. Wenn die Einspritzsteuerungsverarbeitung startet, dient das Luftfreigabeventil 60 als das Sperrventil, ohne das Steuerungssignal Sc aufzunehmen.
Bei S12 führt die Pumpensteuerungseinheit 70 eine Drehzahl-Feedback-Steuerung aus, um einen Antrieb der Pumpe 44 zu steuern, um die durch die Rotationserfassungseinheit 46 erfasste Drehzahl N auf eine vorbestimmten Solldrehzahl Ntg zu steuern, wie in 6 gezeigt ist. Die Solldrehzahl Ntg entspricht einer Maximaldrehzahl der Pumpe 44.
Bei S14 bestimmt die Pumpensteuerungseinheit 70, ob der Leitungsdruck P einen Referenzdruck Po erreicht, wie in 6 gezeigt ist. Der Referenzdruck Po ist auf einen Druck eingestellt, bei welchem das zu der Zuführleitung 42 geleitete Harnstoffwasser eine Position in der Umgebung des Injektors 50 erreicht. Wenn die Pumpensteuerungseinheit 70 bei S14 eine negative Bestimmung ermittelt, kehrt die Pumpensteuerungseinheit 70 zu S12 zurück. Wenn die Pumpensteuerungseinheit 70 bei S14 eine positive Bestimmung ermittelt, schließt die Pumpensteuerungseinheit 70 den Injektor 50 und schreitet zu S16 voran. Daher wird unterdrückt, dass ein Teil des in die Zuführleitung 42 gefüllten Harnstoffwassers zu der Auslassleitung 31 austritt und das Harnstoffwasser bei der Auslassleitung 31 hervorgerufen wird.
Bei S16 führt die Pumpensteuerungseinheit 70 die Druck-Feedback-Steuerung aus, um den Antrieb der Pumpe 44 zu steuern, um den durch die Druckerfassungseinheit 48 erfassten Leitungsdruck P auf einen vorbestimmten Solldruck Ptg zu steuern, wie in 6 gezeigt ist. Der Solldruck Ptg entspricht dem Leitungsdruck P, wenn sich der Injektor 50 in einem Einspritzzustand befindet. Der Solldruck Ptg ist größer bzw. höher als der Referenzdruck Po. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Verarbeitung bei S16 äquivalent zu einer Feedback-Steuerungseinheit.
Bei S18 bestimmt die Pumpensteuerungseinheit 70, ob der Leitungsdruck P den Solldruck Ptg erreicht. Wenn der Leitungsdruck P für eine vorbestimmte Zeitdauer in einem Bereich liegt, welcher unter Verwendung des Solldrucks Ptg als ein Mittelwert vorbestimmt ist, bestimmt die Pumpensteuerungseinheit 70, dass der Leitungsdruck P den Solldruck Ptg erreicht. Wenn die Pumpensteuerungseinheit 70 bei S18 eine negative Bestimmung ermittelt, kehrt die Pumpensteuerungseinheit 70 zu S16 zurück. Wenn die Pumpensteuerungseinheit 70 bei S18 eine positive Bestimmung ermittelt, führt die Pumpensteuerungseinheit 70 eine Erlangungsverarbeitung aus, um das Variationsmaß ΔN der Drehzahl N bei S20, S22, S24, S26 und S28 zu erlangen.
Bei der Erlangungsverarbeitung stellt die Pumpensteuerungseinheit 70 bei S20 das Antriebssignal Sm ein.
Das Antriebssignal Sm entspricht einem Signal, das zwei Werte umfasst, die einer An-Spannung und einer Aus-Spannung entsprechen. Wenn das Antriebssignal Sm zu der Aus-Spannung wird, wird der Injektor 50 geschlossen und die durch den Injektor 50 hervorgerufene Einspritzung des Harnstoffwassers wird gestoppt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine Zeitdauer, in welcher das Antriebssignal Sm zu der Aus-Spannung wird, als eine Einspritz-Stopp-Zeitdauer Ts bezeichnet, wie in 7 gezeigt ist. Wenn das Antriebssignal Sm zu der An-Spannung wird, wird der Injektor 50 geöffnet und der Injektor 50 spritzt das Harnstoffwasser ein. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine Zeitdauer, in welcher das Antriebssignal Sm zu der An-Spannung wird, als eine Einspritzzeitdauer Tp bezeichnet.
Das Antriebssignal Sm wird bei einem normalen Zyklus Tk, welcher vorbestimmt ist, zwischen der An-Spannung und der Aus-Spannung umgeschaltet. Die Pumpensteuerungseinheit 70 kann ein Tastverhältnis Dm, welches einem Einspritztastverhältnis Dm entspricht, variabel steuern. Das Einspritztastverhältnis Dm entspricht einem Wert, der durch Dividieren der Einspritzzeitdauer Tp durch den normalen Zyklus Tk erhalten wird. Das Einspritztastverhältnis Dm ist proportional zu der durch den Injektor 50 pro Zeiteinheit eingespritzten Einspritzmenge Q. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Einspritztastverhältnis Dm äquivalent zu der Einspritzmenge pro Zeiteinheit. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der normale Zyklus Tk auf 2 Hz eingestellt.
Die Pumpensteuerungseinheit 70 berechnet die Einspritzmenge Q bei dem Injektor 50 gemäß einem Betriebszustand des Motors 30 zu einer vorliegenden Zeit, wie einer Last und einer Drehzahl. Die Pumpensteuerungseinheit 70 stellt das Antriebssignal Sm durch Einstellen des Einspritztastverhältnisses Dm, welches die Einspritzmenge Q erreicht, während eine durch einen nicht gezeigten Temperatursensor erlangte Temperatur des SCR-Katalysators 33 berücksichtigt wird, ein. Bei S22 überträgt die Pumpensteuerungseinheit 70 das bei S20 eingestellte Antriebssignal Sm hin zu dem Injektor 50, um den Injektor 50 anzutreiben.
Bei S24 stellt die Pumpensteuerungseinheit 70 eine Zunahmeschwelle Ru und eine Abnahmeschwelle Rd ein, welche verwendet werden, um die Luftbeimischung zu bestimmen. Die Zunahmeschwelle Ru entspricht einem Minimalwert des Variationsmaßes der Drehzahl N, die im Ansprechen auf die bei der Zuführleitung 42 eingetretene Luft Ar zunimmt. In diesem Fall entspricht das Variationsmaß einem Zunahmevariationsmaß. Die Abnahmeschwelle Rd entspricht einem Minimalwert des Variationsmaßes der Drehzahl N, die im Ansprechen auf die bei der Zuführleitung 42 eingetretene Luft abnimmt. In diesem Fall entspricht das Variationsmaß einem Abnahmevariationsmaß. Mit anderen Worten, die Zunahmeschwelle Ru und die Abnahmeschwelle Rd korrelieren mit der Einspritzung des Injektors 50. Daher stellt die Pumpensteuerungseinheit 70 die Zunahmeschwelle Ru und die Abnahmeschwelle Rd gemäß dem bei S20 eingestellten Einspritztastverhältnis Dm ein und schreitet zu S26 voran. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Verarbeitung bei S24 äquivalent zu einer Einstelleinheit.
Bei S26 erlangt die Pumpensteuerungseinheit 70 eine Einspritzdrehzahl Np unter Verwendung der Rotationserfassungseinheit 46, welche der Drehzahl N in der Einspritzzeitdauer Tp entspricht, wie in 7 gezeigt ist. Insbesondere erlangt die Pumpensteuerungseinheit 70 die Einspritzdrehzahl Np als ein Stromwert eines durch die Pumpe 44 fließenden Erregungsstroms, wenn die Pumpe 44 bestromt wird. Bei S28 führt die Pumpensteuerungseinheit 70 eine Berechnungsverarbeitung aus, um einen Rotationsvariationsparameter zu berechnen, der eine Variation der Einspritzdrehzahl Np angibt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Stromwert des durch die Pumpe 44 fließenden Erregungsstroms, wenn die Pumpe 44 bestromt wird, äquivalent zu einem Korrelationswert.
Bei der Berechnungsverarbeitung erlangt die Pumpensteuerungseinheit 70 zunächst eine Referenzdrehzahl No bei einem Start der Einspritzzeitdauer Tp, wie in 7 gezeigt ist. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Referenzdrehzahl No niedriger als die Solldrehzahl Ntg. Nachfolgend erlangt die Pumpensteuerungseinheit 70 eine Maximaldrehzahl Nu und eine Minimaldrehzahl Nd der Einspritzdrehzahl Np.
Die Pumpensteuerungseinheit 70 berechnet einen Absolutwert einer Differenz zwischen der Maximaldrehzahl Nu und der Referenzdrehzahl No, und diese erlangt anschließend den Absolutwert als ein Zunahmevariationsmaß ΔNu. Die Pumpensteuerungseinheit 70 berechnet einen Absolutwert einer Differenz zwischen der Minimaldrehzahl Nd und der Referenzdrehzahl No, und diese erlangt anschließend den Absolutwert als ein Abnahmevariationsmaß ΔNd. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind das Zunahmevariationsmaß ΔNu und das Abnahmevariationsmaß ΔNd äquivalent zu dem Rotationsvariationsparameter, und die Verarbeitung bei S28 ist äquivalent zu einer Erlangungseinheit.
Bei S30 vergleicht die Pumpensteuerungseinheit 70 das bei S28 erlangte Zunahmevariationsmaß ΔNu mit der bei S24 eingestellten Zunahmeschwelle Ru, und vergleicht das bei S28 erlangte Abnahmevariationsmaß ΔNd mit der bei S24 eingestellten Abnahmeschwelle Rd.
Wenn das Zunahmevariationsmaß ΔNu kleiner als die Zunahmeschwelle Ru ist und das Abnahmevariationsmaß ΔNd kleiner als die Abnahmeschwelle Rd ist, ermittelt die Pumpensteuerungseinheit 70 eine positive Bestimmung. Wenn die Pumpensteuerungseinheit 70 bei S30 die positive Bestimmung ermittelt, schreitet die Pumpensteuerungseinheit 70 zu S34 voran. Bei S34 bestimmt die Pumpensteuerungseinheit 70, dass die Luft nicht in die Zuführleitung 42 eindringt. Mit anderen Worten, die Pumpensteuerungseinheit 70 bestimmt, dass die Luftbeimischung bei der Zuführleitung 42 nicht vorliegt.
Wenn das Zunahmevariationsmaß ΔNu größer als die Zunahmeschwelle Ru ist und das Abnahmevariationsmaß ΔNd größer als die Abnahmeschwelle Rd ist, ermittelt die Pumpensteuerungseinheit 70 eine negative Bestimmung. Wenn die Pumpensteuerungseinheit 70 bei S30 die negative Bestimmung ermittelt, schreitet die Pumpensteuerungseinheit 70 zu S36 voran. Bei S36 bestimmt die Pumpensteuerungseinheit 70, dass die Luft in die Zuführleitung 42 eindringt. Mit anderen Worten, die Pumpensteuerungseinheit 70 bestimmt, dass die Luftbeimischung bei der Zuführleitung 42 vorliegt. Die Pumpensteuerungseinheit 70 bestimmt basierend auf dem Rotationsvariationsparameter, genauer gesagt, basierend auf einem Vergleichsergebnis des Rotationsvariationsparameters und den Schwellen Ru und Rd, ob die Luftbeimischung bei der Zuführleitung 42 vorliegt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Verarbeitung bei S30 äquivalent zu einer Bestimmungseinheit.
Wenn die Pumpensteuerungseinheit bei S34 bestimmt, dass die Luft nicht in die Zuführleitung 42 eindringt, schreitet die Pumpensteuerungseinheit 70 zu S38 voran. Bei S38 veranlasst die Pumpensteuerungseinheit 70, dass das Luftfreigabeventil 60 stoppt. Mit anderen Worten, die Pumpensteuerungseinheit 70 hält einen Zustand aufrecht, in welchem das Steuerungssignal Sc nicht hin zu dem Luftfreigabeventil 60 übertragen wird.
Wenn die Pumpensteuerungseinheit 70 bei S36 bestimmt, dass die Luft in die Zuführleitung 42 eindringt, führt die Pumpensteuerungseinheit 70 bei S40, S42 und S44 eine Entfernungsverarbeitung aus, um die in die Zuführleitung 42 eingedrungene Luft zu entfernen.
Bei der Entfernungsverarbeitung schätzt die Pumpensteuerungseinheit 70 bei S40 zunächst eine Luftbeimischungsmenge Ax in der Zuführleitung 42 ab. Wie in 3 gezeigt ist, speichert die Pumpensteuerungseinheit 70 eine erste Umwandlungstabelle, die eine Beziehung zwischen den Variationsmaßen ΔNu, ΔNd der Einspritzdrehzahl Np und der Luftbeimischungsmenge Ax angibt. Die erste Umwandlungstabelle besitzt eine Beziehung, bei welcher die Luftbeimischungsmenge Ax gemäß einer Zunahme der Variationsmaße ΔNu, ΔNd der Einspritzdrehzahl Np zunimmt. Die Pumpensteuerungseinheit 70 wandelt das größere Maß aus dem Zunahmevariationsmaß ΔNu und dem Abnahmevariationsmaß ΔNd, wie bei S28 erlangt, unter Verwendung der ersten Umwandlungstabelle zu der Luftbeimischungsmenge Ax um, um die Luftbeimischungsmenge Ax abzuschätzen. Mit anderen Worten, die Pumpensteuerungseinheit 70 schätzt die Luftbeimischungsmenge Ax basierend auf dem Rotationsvariationsparameter ab. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Verarbeitung bei S40 äquivalent zu einer Schätzeinheit.
Nachfolgend stellt die Pumpensteuerungseinheit 70 bei S42 das Steuerungssignal Sc ein.
Das Steuerungssignal Sc entspricht einem Signal einschließlich zwei Werten, die einer An-Spannung und einer Aus-Spannung entsprechen. Wenn das Steuerungssignal Sc zu der Aus-Spannung wird, wird das Luftfreigabeventil 60 geschlossen und eine Rückführung des Harnstoffwassers zu dem Tank 40, welche durch das Luftfreigabeventil 60 hervorgerufen wird, wird gestoppt. Wenn das Steuerungssignal Sc zu der An-Spannung wird, wird das Luftfreigabeventil 60 geöffnet und das Harnstoffwasser und die Luft Ar werden über das Luftfreigabeventil 60 zu dem Tank 40 zurückgeführt.
Das Steuerungssignal Sc wird ähnlich zu dem Antriebssignal Sm bei dem normalen Zyklus Tk zwischen der An-Spannung und der Aus-Spannung umgeschaltet. Die Pumpensteuerungseinheit 70 kann ein Tastverhältnis Dc, welches einem Sammeltastverhältnis Dc entspricht, variabel steuern. Das Sammeltastverhältnis Dc entspricht einem Wert, der durch Dividieren einer Zeitdauer, in welcher das Steuerungssignal Sc zu der An-Spannung wird, durch den normalen Zyklus Tk erhalten wird. Das Sammeltastverhältnis Dc ist proportional zu einer Luftfreigabemenge, die einer Menge der Luft Ar entspricht, die über das Luftfreigabeventil 60 pro Zeiteinheit zu dem Tank 40 zurückgeführt wird. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Sammeltastverhältnis Dc äquivalent zu der Luftfreigabemenge pro Zeiteinheit.
Wie in 4 gezeigt ist, speichert die Pumpensteuerungseinheit 70 eine zweite Umwandlungstabelle, die eine Beziehung zwischen der Luftbeimischungsmenge Ax und dem Sammeltastverhältnis Dc angibt. Die zweite Umwandlungstabelle besitzt eine Beziehung, bei welcher das Sammeltastverhältnis Dc gemäß einer Zunahme der Luftbeimischungsmenge Ax zunimmt. Die Pumpensteuerungseinheit 70 wandelt die bei S40 abgeschätzte Luftbeimischungsmenge Ax unter Verwendung der zweiten Umwandlungstabelle zu dem Sammeltastverhältnis Dc um, um das Steuerungssignal Sc einzustellen. Mit anderen Worten, die Pumpensteuerungseinheit 70 stellt das Sammeltastverhältnis Dc basierend auf der Luftbeimischungsmenge Ax ein. Nachfolgend gibt die Pumpensteuerungseinheit 70 bei S44 das bei S20 eingestellte Steuerungssignal Sc zu dem Luftfreigabeventil 60 aus, um das Luftfreigabeventil 60 anzutreiben. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Verarbeitung bei S42 äquivalent zu einer Steuerungseinheit.
In der zweiten Umwandlungstabelle ist das Sammeltastverhältnis Dc eingestellt, um gemäß einer Zunahme der Luftbeimischungsmenge Ax zuzunehmen, und ein Minimalwert des Sammeltastverhältnisses Dc ist größer eingestellt als ein Maximalwert eines Sperrtastverhältnisses Dr, welches einem Tastverhältnis Dr des Luftfreigabeventils 60 entspricht, das als das Sperrventil dient. Da das Sammeltastverhältnis Dc unter Verwendung der zweiten Umwandlungstabelle eingestellt wird, ist das Sammeltastverhältnis Dc somit größer eingestellt als das Sperrtastverhältnis Dr. Mit anderen Worten, das Tastverhältnis des Luftfreigabeventils 60, wenn die Pumpensteuerungseinheit 70 bestimmt, dass die Luft in die Zuführleitung 42 eindringt, wird derart gesteuert, dass dieses größer ist als das Tastverhältnis des Luftfreigabeventils 60, wenn die Pumpensteuerungseinheit 70 bestimmt, dass die Luft nicht in die Zuführleitung 42 eindringt.
Bei S38 stoppt die Pumpensteuerungseinheit 70 das Luftfreigabeventil 60 für eine vorbestimmte Zeitdauer und schreitet anschließend zu S46 voran. Bei S44 treibt die Pumpensteuerungseinheit 70 das Luftfreigabeventil 60 für eine vorbestimmte Zeitdauer an und schreitet anschließend zu S46 voran. Bei S46 bestimmt die Pumpensteuerungseinheit 70, ob die Maschine bzw. der Motor 30 gestoppt ist. Wenn der Zündschalter des Fahrzeugs, auf welchem der Motor 30 montiert ist, nach wie vor angeschaltet ist, ermittelt die Pumpensteuerungseinheit 70 bei S46 eine negative Bestimmung und kehrt zu S16 zurück.
Wenn der Zündschalter des Fahrzeugs, auf welchem der Motor 30 montiert ist, auf Aus geschaltet bzw. abgeschaltet ist, ermittelt die Pumpensteuerungseinheit 70 eine positive Bestimmung bei S46 und schreitet zu S48 voran. Bei S48 kehrt die Pumpensteuerungseinheit 70 eine Rotation der Pumpe 44 um, führt eine Anziehverarbeitung aus, um das Harnstoffwasser in der Zuführleitung 42 zu dem Tank 40 anzuziehen, und beendet die Einspritzsteuerungsverarbeitung.
Die 5A, 5B, 5C, 5D und 6 zeigen ein Beispiel der Einspritzsteuerungsverarbeitung. Insbesondere zeigen die 5A, 5B, 5C und 5D das Harnstoffwasser bei der Einspritzsteuerungsverarbeitung im Zeitverlauf. 5A zeigt das Reduktionsmitteleinspritzsystem 20 bei einem Start der Einspritzsteuerungsverarbeitung, 5B zeigt das Reduktionsmitteleinspritzsystem 20 nachdem das Harnstoffwasser eingefüllt ist, 5C zeigt das Reduktionsmitteleinspritzsystem 20 bei der Entfernungsverarbeitung und 5D zeigt das Reduktionsmitteleinspritzsystem 20 nach der Entfernungsverarbeitung.
6 zeigt die Drehzahl N bei der Einspritzsteuerungsverarbeitung im Zeitverlauf. 6 zeigt den Leitungsdruck P, die Drehzahl N und das Einspritztastverhältnis Dm im Zeitverlauf. Wie in 6 gezeigt ist, ist eine durch eine andere Störung als die Einspritzung des Injektors 50 und eine elastische Verformung der Luft Ar hervorgerufene Pulsation bzw. Schwankung aus der Drehzahl N und dem Leitungsdruck P in der Zuführleitung 42 entfernt. Die 7 und 8 zeigen Ähnliches.
Wie in 5A gezeigt ist, sind bei dem Start der Einspritzsteuerungsverarbeitung ein Bereich in der Zuführleitung 42 stromabwärts der Pumpe 44 und die Luftfreigabeleitung 54 mit überschüssiger Luft gefüllt. Wenn der Motor 30 startet, während der Zündschalter des Fahrzeugs zu einem Zeitpunkt t1 angeschaltet wird, startet zu einem Zeitpunkt t2 die Einspritzsteuerungsverarbeitung, die Pumpe 44 wird veranlasst, sich in der normalen Rotation zu befinden bzw. normal zu rotieren, und die Zuführleitung 42 und die Luftfreigabeleitung 54 werden mit dem Harnstoffwasser gefüllt (S 10), wie in 6 gezeigt ist.
Insbesondere füllt die Pumpensteuerungseinheit 70 zu dem Zeitpunkt t2 das Harnstoffwasser durch die Drehzahl-Feedback-Steuerung in einem Zustand, in welchem der Injektor 50 geöffnet ist, ein (S12). Dann, wenn der Leitungsdruck P den Referenzdruck Po erreicht (S14: positive Bestimmung), füllt die Pumpensteuerungseinheit 70 zu einem Zeitpunkt t3 das Harnstoffwasser durch die Druck-Feedback-Steuerung in einem Zustand, in welchem der Injektor 50 geschlossen ist, ein. Dann, wenn der Leitungsdruck P den Solldruck Ptg erreicht (S16: positive Bestimmung), beendet die Pumpensteuerungseinheit 70 ein Befüllen des Harnstoffwassers bei der Zuführleitung 42 und der Luftfreigabeleitung 54 zu einem Zeitpunkt t4.
Wie in 5B gezeigt ist, dringt die Luft Ar nach der Befüllung des Harnstoffwassers in die Zuführleitung 42 ein. Daher wird, wenn die durch den Injektor 50 hervorgerufene Einspritzung des Harnstoffwassers startet, während eine Ausgabe des Antriebssignals Sm startet, das Variationsmaß ΔN der Drehzahl Np zu einem Zeitpunkt t5 groß.
7 zeigt die Drehzahl N im Ansprechen auf die Einspritzung des Injektors 50 im Zeitverlauf. 7 zeigt das Antriebssignal Sm, die Drehzahl N, wenn die Luft Ar nicht in die Zuführleitung 42 eindringt, den Leitungsdruck P, wenn die Luft Ar nicht in die Zuführleitung 42 eindringt, und die Drehzahl N, wenn die Luft Ar in die Zuführleitung 42 eindringt, im Zeitverlauf.
Wie in 7 gezeigt ist, wird in der Einspritz-Stopp-Zeitdauer Ts die Drehzahl N durch die Druck-Feedback-Steuerung der Pumpe 44 auf die Referenzdrehzahl No gesteuert. In der Einspritzzeitdauer Tp nimmt der Leitungsdruck P im Ansprechen auf die Einspritzung ausgehend von dem Solldruck Ptg ab. Um eine Druckabnahme im Ansprechen auf die Einspritzung zu korrigieren, wird eine Harnstoffwassermenge, die einer durch die Druck-Feedback-Steuerung von der Pumpe 44 abgegebenen Menge des Harnstoffwassers entspricht, erhöht, und die Einspritzdrehzahl Np nimmt im Ansprechen auf eine Erhöhung der Harnstoffwassermenge zu. Das Variationsmaß ΔN der Drehzahl N entspricht einer Variation der Einspritzdrehzahl Np ausgehend von der Referenzdrehzahl No im Ansprechen auf die Einspritzung.
Wie in 7 gezeigt ist, nimmt die Einspritzdrehzahl Np im Ansprechen auf die Einspritzung des Injektors 50 monoton zu, wenn die Luft Ar nicht in die Zuführleitung 42 eindringt. Wenn die Einspritzdrehzahl Np die Maximaldrehzahl Nu erreicht, nimmt die Einspritzdrehzahl Np monoton ab, um auf die Referenzdrehzahl No zurückzukehren. Daher ist die Minimaldrehzahl Nd im Wesentlichen gleich der Referenzdrehzahl No.
Wie in 7 gezeigt ist, wird die Luft Ar durch eine Variation des Leitungsdrucks P im Ansprechen auf die Einspritzung des Injektors 50 elastisch verformt und die Einspritzdrehzahl Np schwankt, wenn die Luft Ar in die Zuführleitung 42 eindringt. Folglich wird beim Vergleich eines Falles, in welchem die Luft Ar in die Zuführleitung 42 eindringt, mit einem Fall, in welchem die Luft Ar nicht in die Zuführleitung 42 eindringt, die Maximaldrehzahl Nu größer und die Minimaldrehzahl Nd wird kleiner. Wenn die Variationsmaße ΔNu und ΔNd der Einspritzdrehzahl Np, die aus der Maximaldrehzahl Nu und der Minimaldrehzahl Nd berechnet werden, größer als die Schwellen Ru bzw. Rd sind, führt die Pumpensteuerungseinheit 70 die Entfernungsverarbeitung aus (S40, S42 und S44).
Wie in 5C gezeigt ist, wird bei der Entfernungsverarbeitung das Steuerungssignal Sc ausgegeben und das Luftfreigabeventil 60 wird in einem Zustand, in welchem die Pumpe 44 veranlasst wird, sich in der normalen Rotation zu befinden, angetrieben. Das Sammeltastverhältnis Dc des Steuerungssignals Sc wird basierend auf der Luftbeimischungsmenge Ax in der Zuführleitung 42 eingestellt (S42).
8 zeigt einen Einstellablauf des Sammeltastverhältnisses Dc. 8 zeigt das Antriebssignal Sm, die Drehzahl N und das Sammeltastverhältnis Dc des Steuerungssignals Sc im Zeitverlauf. Ferner geben, wie in 8 gezeigt ist, gestrichelte Linien F1 einen Fall an, in welchem die Luftbeimischungsmenge Ax relativ klein ist, und durchgehende Linien F2 geben einen Fall an, in welchem die Luftbeimischungsmenge Ax relativ groß ist.
Wie bei den in 8 gezeigten gestrichelten Linien F1 werden die Variationsmaße ΔNu , ΔNd der Einspritzdrehzahl Np relativ klein, wenn die Luftbeimischungsmenge Ax relativ klein bzw. gering ist. Wenn die Variationsmaße ΔNu, ΔNd der Einspritzdrehzahl Np relativ klein sind, bestimmt die Pumpensteuerungseinheit 70, dass die Luftbeimischungsmenge Ax relativ klein ist, und stellt das Sammeltastverhältnis Dc des Steuerungssignals Sc auf ein erstes Sammeltastverhältnis Dclein. In diesem Fall ist das erste Sammeltastverhältnis Dc1 größer als null und kleiner als eins.
Wie die in 8 gezeigten durchgehenden Linien F2 werden die Variationsmaße ΔNu, ΔNd der Einspritzdrehzahl Np relativ groß, wenn die Luftbeimischungsmenge Ax relativ groß ist. Wenn die Variationsmaße ΔNu, ΔNd der Einspritzdrehzahl Np relativ groß sind, bestimmt die Pumpensteuerungseinheit 70, dass die Luftbeimischungsmenge Ax relativ groß ist, und stellt das Sammeltastverhältnis Dc des Steuerungssignals Sc auf ein zweites Sammeltastverhältnis Dc2 ein. In diesem Fall ist das zweite Sammeltastverhältnis Dc2 größer als das erste Sammeltastverhältnis Dc1 und kleiner als eins.
Das Steuerungssignal Sc mit dem wie vorstehend eingestellten Sammeltastverhältnis Dc wird zu dem Luftfreigabeventil 60 ausgegeben und das Luftfreigabeventil 60 wird angetrieben. Folglich wird, wie in 5D gezeigt ist, die in die Zuführleitung 42 eingedrungene Luft Ar geeignet entfernt.
Wenn der Motor 30 gestoppt ist, während der Zündschalter des Fahrzeugs abgeschaltet ist, stoppt die Pumpensteuerungseinheit 70 außerdem die durch den Injektor 50 hervorgerufene Einspritzung des Harnstoffwassers durch Stoppen der Ausgabe des Antriebssignals Sm, und führt die Anziehverarbeitung (S48) zu einem Zeitpunkt t6 aus. Bei der Anziehverarbeitung bewirkt die Pumpensteuerungseinheit 70 eine Umkehrung der Rotation der Pumpe 44.
Anschließend stoppt die Pumpensteuerungseinheit 70 die Umkehrung der Rotation der Pumpe 44 zu einem Zeitpunkt t7 und öffnet den Injektor 50 zu einem Zeitpunkt t8. Daher wird der durch die umgekehrte Rotation bzw. Rückwärtsrotation der Pumpe 44 verringerte Leitungsdruck P auf den atmosphärischen Druck zurückgeführt. Anschließend schließt die Pumpensteuerungseinheit 70 den Injektor 50 und beendet die Einspritzsteuerungsverarbeitung zu einem Zeitpunkt t9. Wie in 5A gezeigt ist, wird das Harnstoffwasser in der Zuführleitung 42 zu dem Tank 40 zurückgeführt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform können die nachfolgenden Effekte erreicht werden.
Die Variationsmaße ΔNu, ΔNd der Einspritzdrehzahl Np der Pumpe 44, die im Ansprechen auf die Einspritzung des Injektors 50 erzeugt werden, und die Luftbeimischungsmenge Ax in der Zuführleitung 42 weisen eine Beziehung auf. Daher kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform basierend auf den Variationsmaßen ΔNu, ΔNd der Einspritzdrehzahl Np geeignet bestimmt werden, ob die Luftbeimischung bei der Zuführleitung 42 vorliegt.
Der Leitungsdruck P variiert ebenso im Ansprechen auf die Einspritzung des Injektors 50. Da das Variationsmaß des Leitungsdrucks P derart gesteuert wird, dass dieses in dem vorbestimmten Bereich einschließlich des Solldrucks Ptg als eine Mitte liegt, wenn die Pumpe 44 durch die Druck-Feedback-Steuerung gesteuert wird, kann basierend auf dem Leitungsdruck P nicht geeignet bestimmt werden, ob die Luftbeimischung bei der Zuführleitung 42 vorliegt. Da gemäß der vorliegenden Ausführungsform basierend auf den Variationsmaßen ΔNu, ΔNd der Einspritzdrehzahl Np bestimmt wird, ob die Luftbeimischung bei der Zuführleitung 42 vorliegt, wenn die Pumpe 44 durch die Druck-Feedback-Steuerung gesteuert wird, kann geeignet bestimmt werden, ob die Luftbeimischung bei der Zuführleitung 42 vorliegt.
Da gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Variationsmaße ΔNu, ΔNd der Einspritzdrehzahl Np und das Einspritztastverhältnis Dm des Injektors 50 eine Beziehung aufweisen, sind die Schwellen Ru, Rd gemäß dem Einspritztastverhältnis Dm eingestellt. Daher kann basierend auf einem Vergleichsergebnis der Variationsmaße ΔNu, ΔNd der Einspritzdrehzahl Np und der Schwellen Ru, Rd mit einer hohen Präzision bestimmt werden, ob die Luftbeimischung bei der Zuführleitung 42 vorliegt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Sammeltastverhältnis Dc des Luftfreigabeventils 60, wenn bestimmt wird, dass die Luft Ar in die Zuführleitung 42 eindringt, größer als das Sperrtastverhältnis Dr, wenn bestimmt wird, dass die Luft Ar nicht in die Zuführleitung 42 eindringt. Daher kann bei einem Vergleich eines Falles, in welchem das Sammeltastverhältnis Dc größer als das Sperrtastverhältnis Dr ist, mit einem Fall, in welchem das Sammeltastverhältnis Dc kleiner als das Sperrtastverhältnis Dr ist, die in die Zuführleitung 42 eingedrungene Luft Ar über das Luftfreigabeventil 60 in einer frühen Stufe zu dem Tank 40 zurückgeführt werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die Luftbeimischungsmenge Ax in der Zuführleitung 42 unter Verwendung der Variationsmaße ΔNu, ΔNd der Einspritzdrehzahl Np abgeschätzt, und das Sammeltastverhältnis Dc wird basierend auf dem abgeschätzten Luftbeimischungsverhältnis Ax eingestellt. Es kann unterdrückt werden, dass das Luftfreigabeventil 60 unzureichend geöffnet wird, auch wenn die abgeschätzte Luftbeimischungsmenge Ax relativ groß ist. Daher kann die bei der Zuführleitung 42 eingedrungene Luft Ar über das Luftfreigabeventil 60 zu einer frühen Stufe zu dem Tank 40 zurückgeführt werden. Ferner kann unterdrückt werden, dass das Luftfreigabeventil 60 übermäßig geöffnet wird, obwohl die abgeschätzte Luftbeimischungsmenge Ax relativ gering ist. Daher kann eine bei der Entfernungsverarbeitung notwendige Leistung, die einer Antriebsleistung des Luftfreigabeventils 60 oder einer Antriebsleistung der Pumpe 44 im Ansprechen auf eine Zunahme der Einspritzdrehzahl Np entspricht, die durch eine Öffnung des Luftfreigabeventils 60 hervorgerufen wird, unterdrückt werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die in die Zuführleitung 42 eingedrungene Luft Ar durch Steuern des Öffnens und eines Schließens des als das Sperrventil dienenden Luftfreigabeventils 60 zu dem Tank 40 zurückgeführt. Daher kann im Vergleich zu einem Aufbau, bei welchem ein An-Aus-Ventil, welches die in die Zuführleitung 42 eingedrungene Luft Ar zu dem Tank 40 zurückführt, und eine Leitung, an welcher lediglich das An-Aus-Ventil angebracht ist, individuell zu dem als das Sperrventil dienenden Luftfreigabeventil 60 und der Luftfreigabeleitung 54, an welcher das Luftfreigabeventil 60 angebracht ist, vorgesehen sind, der Aufbau des Reduktionsmitteleinspritzsystems 20 vereinfacht werden.
(Zweite Ausführungsform)
Die Pumpensteuerungseinheit 70 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. Die Pumpensteuerungseinheit 70 gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der Pumpensteuerungseinheit 70 gemäß der ersten Ausführungsform in der Einspritzsteuerungsverarbeitung. Nachfolgend wird die Einspritzsteuerungsverarbeitung gemäß der zweiten Ausführungsform beschrieben.
Wie in 9 gezeigt ist, unterscheidet sich die Einspritzsteuerungsverarbeitung gemäß der zweiten Ausführungsform von der Einspritzsteuerungsverarbeitung gemäß der ersten Ausführungsform hinsichtlich einer Einstellung des Antriebssignals Sm. Zusätzlich sind die im Wesentlichen gleichen Verarbeitungen wie bei der ersten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen angegeben und die gleiche Beschreibung wird weggelassen.
Wenn die Pumpensteuerungseinheit 70 bei S18 eine positive Bestimmung ermittelt, schreitet die Pumpensteuerungseinheit 70 zu S62 voran. Bei S62 stellt die Pumpensteuerungseinheit 70 das Einspritztastverhältnis Dm gemäß dem Betriebszustand des Motors 30 ein. Bei S64 bestimmt die Pumpensteuerungseinheit 70, ob das eingestellte Einspritztastverhältnis Dm größer als ein vorbestimmtes Referenztastverhältnis Do ist. Das Referenztastverhältnis Do entspricht einem minimalen Einspritztastverhältnis Dm, welches verwendet wird, um unter Verwendung der Variationsmaße ΔNu, ΔNd der Einspritzdrehzahl Np geeignet zu bestimmen, ob die Luftbeimischung bei der Zuführleitung 42 vorliegt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Referenztastverhältnis Do auf 50 % eingestellt. Ferner ist das Referenztastverhältnis Do gemäß der vorliegenden Ausführungsform äquivalent zu einer Referenzeinspritzmenge.
Wenn die Pumpensteuerungseinheit 70 bei S64 eine positive Bestimmung ermittelt, schreitet die Pumpensteuerungseinheit 70 zu S20 voran. Bei S20 stellt die Pumpensteuerungseinheit 70 das Antriebssignal Sm unter Verwendung des bei S62 eingestellten Einspritztastverhältnisses Dm ein. Anschließend stellt die Pumpensteuerungseinheit 70 bei S24 die Schwellen Ru, Rd gemäß dem bei S62 eingestellten Einspritztastverhältnis Dm ein.
Wenn die Pumpensteuerungseinheit 70 bei S64 eine negative Bestimmung ermittelt, schreitet die Pumpensteuerungseinheit 70 zu S66 voran. Bei S66 setzt die Pumpensteuerungseinheit 70 das Einspritztastverhältnis Dm auf ein Solltastverhältnis Dtg zurück, welches vorbestimmt ist und größer als das Referenztastverhältnis Do ist. Das Solltastverhältnis Dtg entspricht dem Einspritztastverhältnis Dm, bei welchem die Variationsmaße ΔNu, ΔNd der Einspritzdrehzahl Np ausreichend erzeugt werden, um geeignet zu bestimmen, ob die Luftbeimischung bei der Zuführleitung 42 vorliegt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Solltastverhältnis Dtg auf 80 % eingestellt. Mit anderen Worten, wenn das Einspritztastverhältnis Dm kleiner als das Referenztastverhältnis Do ist, stellt die Pumpensteuerungseinheit 70 das Einspritztastverhältnis Dm ein, um größer als das Referenztastverhältnis Do zu sein.
Wenn die Pumpensteuerungseinheit 70 das Einspritztastverhältnis Dm bei S66 einstellt, schreitet die Pumpensteuerungseinheit 70 zu S20 voran. Bei S20 stellt die Pumpensteuerungseinheit 70 das Antriebssignal Sm unter Verwendung des bei S66 eingestellten Einspritztastverhältnisses Dm ein. Anschließend stellt die Pumpensteuerungseinheit 70 bei S24 die Schwellen Ru, Rd gemäß dem bei S66 eingestellten Einspritztastverhältnis Dm ein.
Wie bei der vorstehenden Beschreibung wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Einspritztastverhältnis Dm gemäß dem Betriebszustand des Motors 30 mit dem Referenztastverhältnis Do verglichen. Wenn das Einspritztastverhältnis Dm kleiner als das Referenztastverhältnis Do ist, wird das Einspritztastverhältnis Dm auf das Solltastverhältnis Dtg eingestellt, das größer als das Referenztastverhältnis Do ist.
Das Einspritztastverhältnis Dm und das Variationsmaß ΔN der Einspritzdrehzahl Np weisen eine Beziehung auf, bei welcher das Variationsmaß ΔN der Einspritzdrehzahl Np gemäß einer Zunahme des Einspritztastverhältnisses Dm zunimmt. Daher kann unter Verwendung der Variationsmaße ΔNu, ΔNd der Einspritzdrehzahl Np nicht mit hoher Präzision bestimmt werden, ob die Luftbeimischung bei der Zuführleitung 42 vorliegt, wenn das Einspritztastverhältnis Dm kleiner als das Referenztastverhältnis Do ist.
Wenn das Einspritztastverhältnis Dm gemäß dem Betriebszustand des Motors 30 kleiner als das Referenztastverhältnis Do ist, ist das Einspritztastverhältnis Dm gemäß der vorliegenden Ausführungsform auf das Solltastverhältnis Dtg eingestellt, das größer als das Referenztastverhältnis Do ist. Daher kann mit einer hohen Präzision bestimmt werden, ob die Luftbeimischung bei der Zuführleitung 42 vorliegt, obwohl das Einspritztastverhältnis Dm gemäß dem Betriebszustand des Motors 30 kleiner als das Referenztastverhältnis Do ist.
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen beschränkt und kann beispielsweise auf das Nachfolgende angewendet werden.
Das in einem flüssigen Zustand vorliegende Reduktionsmittel ist nicht auf das Harnstoffwasser beschränkt. Beispielsweise kann eine von dem Harnstoffwasser abweichende Verbindung, die aus Ammoniak erhalten wird, als das Reduktionsmittel eingespritzt werden.
Das Zunahmevariationsmaß ΔNu und das Abnahmevariationsmaß ΔNd werden als der Rotationsvariationsparameter berechnet und dies ist nicht beschränkt. Beispielsweise kann eine Größe aus dem Zunahmevariationsmaß ΔNu und dem Abnahmevariationsmaß ΔNd als der Rotationsvariationsparameter berechnet werden. Alternativ können das Zunahmevariationsmaß ΔNu, das Abnahmevariationsmaß ΔNd und ein Absolutwert einer Differenz zwischen der Maximaldrehzahl Nu und der Minimaldrehzahl Nd der Einspritzdrehzahl Np als der Rotationsvariationsparameter berechnet werden. Alternativ kann anstelle des Zunahmevariationsmaßes ΔNu und des Abnahmevariationsmaßes ΔNd der Absolutwert der Differenz zwischen der Maximaldrehzahl Nu und der Minimaldrehzahl Nd der Einspritzdrehzahl Np als der Rotationsvariationsparameter berechnet werden. In den vorstehenden Fällen kann die Referenzdrehzahl No nicht erlangt werden.
Alternativ können das Zunahmevariationsmaß ΔNu, das Abnahmevariationsmaß ΔNd und eine Schwankungszeitdauer, in welcher die Einspritzdrehzahl Np schwankt, als der Rotationsvariationsparameter erlangt werden. Alternativ kann die Schwankungszeitdauer, in welcher die Einspritzdrehzahl Np schwankt, anstelle des Zunahmevariationsmaßes ΔNu und des Abnahmevariationsmaßes ΔNd als der Rotationsvariationsparameter erlangt werden. Wenn die Luftbeimischungsmenge Ax in der Zuführleitung 42 relativ groß ist, wird eine Zeitdauer, in welcher die in die Zuführleitung 42 eingedrungene Luft Ar freigegeben wird, länger, und die Schwankungszeitdauer wird länger. Mit anderen Worten, die Schwankungszeitdauer und die Luftbeimischungsmenge Ax weisen eine Beziehung auf, bei welcher die Luftbeimischungsmenge Ax gemäß einer Zunahme der Schwankungszeitdauer zunimmt. Daher kann basierend auf der Schwankungszeitdauer, in welcher die Einspritzdrehzahl Np schwankt, bestimmt werden, ob die Luftbeimischung bei der Zuführleitung 42 vorliegt.
Die Einspritzmenge pro Zeiteinheit wird durch das Einspritztastverhältnis Dm angepasst und dies ist nicht beschränkt. Beispielsweise kann ein Öffnungsgrad des Injektors 50, welcher ein Freigabeniveau des Injektors 50 angibt, angepasst werden. Die Luftfreigabemenge pro Zeiteinheit wird durch das Sammeltastverhältnis Dc angepasst und dies ist nicht beschränkt. Beispielsweise kann ein Öffnungsgrad des Luftfreigabeventils 60, welcher ein Freigabeniveau des Luftfreigabeventils 60 angibt, angepasst werden.
Die Pumpensteuerungseinheit 70 kann die Variationsmaße ΔNu, ΔNd der Einspritzdrehzahl Np in einer Zeitdauer, in welcher das Luftfreigabeventil 60 angetrieben wird, kontinuierlich erlangen. Wenn die Variationsmaße ΔNu, ΔNd der Einspritzdrehzahl Np entsprechend kleiner als die Schwellen Ru, Rd sind, kann das Luftfreigabeventil 60 im Ansprechen darauf, dass die bei der Zuführleitung 42 eingedrungene Luft Ar durch einen Antrieb des Luftfreigabeventils 60 zu dem Tank 40 zurückgeführt ist, gestoppt werden.
Die vorliegende Offenbarung wurde unter Bezugnahme auf die Beispiele beschrieben, die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf die Beispiele oder die Strukturen beschränkt. Die vorliegende Offenbarung umfasst verschiedene Modifikationsbeispiele und Modifikationen in dem gleichen Bereich. Zusätzlich liegen neben den bevorzugten verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen weitere Kombinationen und Konfigurationen mit mehr, weniger oder lediglich einem einzelnen Element ebenso in dem Grundgedanken und Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 5338696 B2 [0006, 0007]

Claims

Einspritzsteuerungsvorrichtung, welche auf ein Abgasreinigungssystem angewendet wird, das einen Injektor (50), der in einem Auslassdurchlass (31a) einer Verbrennungskraftmaschine (30) angeordnet ist und eine Einspritzung durchführt, um ein Reduktionsmittel in einem flüssigen Zustand hin zu einem NOx-Reinigungskatalysator zu führen, der NOx in einem Abgas reinigt, und eine Pumpe (44), welche das Reduktionsmittel verdichtet und über einen Reduktionsmitteldurchlass (42) hin zu dem Injektor fördert, umfasst, wobei die Einspritzsteuerungsvorrichtung aufweist: eine Erlangungseinheit (S28), welche derart konfiguriert ist, dass diese ein Variationsmaß einer Drehzahl der Pumpe, das im Ansprechen auf eine Einspritzung des Injektors hervorgerufen wird, oder einen Korrelationswert, der einem Wert entspricht, welcher mit dem Variationsmaß korreliert, als einen Rotationsvariationsparameter (ΔN) erlangt; und eine Bestimmungseinheit (S30), welche derart konfiguriert ist, dass diese basierend auf dem Rotationsvariationsparameter bestimmt, ob bei dem Reduktionsmitteldurchlass eine Luftbeimischung vorliegt.
Einspritzsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner aufweisend: eine Einstelleinheit (S24, S66), welche derart konfiguriert ist, dass diese eine Schwelle (Ru, Rd) zum Bestimmen der Luftbeimischung gemäß einer Einspritzmenge (Dm) des Injektors pro Zeiteinheit einstellt, wobei die Bestimmungseinheit basierend auf einem Vergleichsergebnis zwischen dem durch die Erlangungseinheit erlangten Rotationsvariationsparameter und der durch die Einstelleinheit eingestellten Schwelle bestimmt, ob die Luftbeimischung bei dem Reduktionsmitteldurchlass vorliegt.
Einspritzsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Abgasreinigungssystem ferner einen Tank (40), welcher das Reduktionsmittel speichert, einen Luftfreigabedurchlass (54), welcher mit dem Reduktionsmitteldurchlass verbunden ist und mit dem Tank kommuniziert, und ein Luftfreigabeventil (60), welches an dem Luftfreigabedurchlass angebracht ist und den Luftfreigabedurchlass öffnet und schließt, umfasst, die Einspritzsteuerungsvorrichtung ferner aufweist: eine Steuerungseinheit (S42), welche derart konfiguriert ist, dass diese eine Luftfreigabemenge (Dc) pro Zeiteinheit variabel steuert, wobei die Steuerungseinheit die Luftfreigabemenge dahingehend steuert, dass diese, wenn die Bestimmungseinheit bestimmt, dass die Luftbeimischung bei dem Reduktionsmitteldurchlass vorliegt, größer ist als die Luftfreigabemenge, wenn die Bestimmungseinheit bestimmt, dass die Luftbeimischung bei dem Reduktionsmitteldurchlass nicht vorliegt.
Einspritzsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 3, ferner aufweisend: eine Schätzeinheit (S40), welche derart konfiguriert ist, dass diese eine Luftbeimischungsmenge (Ax) in dem Reduktionsmitteldurchlass basierend auf dem durch die Erlangungseinheit erlangten Rotationsvariationsparameter abschätzt, wenn die Bestimmungseinheit bestimmt, dass die Luftbeimischung bei dem Reduktionsmitteldurchlass vorliegt, wobei die Steuerungseinheit die Luftfreigabemenge basierend auf der durch die Schätzeinheit abgeschätzten Luftbeimischungsmenge einstellt, wenn die Bestimmungseinheit bestimmt, dass die Luftbeimischung bei dem Reduktionsmitteldurchlass vorliegt.
Einspritzsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Einstelleinheit die Einspritzmenge pro Zeiteinheit im Ansprechen auf einen Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine größer einstellt als eine vorbestimmte Referenzeinspritzmenge (Do), wenn die Einspritzmenge pro Zeiteinheit geringer ist als die Referenzeinspritzmenge, und die Einstelleinheit die Schwelle im Ansprechen auf die durch die Einstelleinheit eingestellte Einspritzmenge pro Zeiteinheit einstellt.
Einspritzsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Abgasreinigungssystem ferner eine Druckerfassungseinheit (48) umfasst, welche einen Druck in dem Reduktionsmitteldurchlass erfasst, die Einspritzsteuerungsvorrichtung ferner aufweist: eine Feedback-Steuerungseinheit (S16), welche derart konfiguriert ist, dass diese eine Feedback-Steuerung eines Antriebs der Pumpe ausführt, um den durch die Druckerfassungseinheit erfassten Druck des Reduktionsmittels bei der Einspritzung des Injektors auf einen vorbestimmten Solldruck (Ptg) zu steuern, wobei die Erlangungseinheit den Rotationsvariationsparameter erlangt, wenn der Druck in dem Reduktionsmitteldurchlass durch die Feedback-Steuerungseinheit auf den Solldruck gesteuert ist.