DE102019110452A1

DE102019110452A1 - Partikelfilterabnormalitätsbestimmungssystem

Info

Publication number: DE102019110452A1
Application number: DE102019110452.1A
Authority: DE
Inventors: Minoru Toyoshima
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2018-04-25
Filing date: 2019-04-23
Publication date: 2019-10-31
Also published as: JP2019190368A

Abstract

Ein Partikelfilterabnormalitätsbestimmungssystem hat eine Differentialdruckerfassungseinrichtung (35), die gestaltet ist, um einen Differentialdruck zwischen einem Druck in einem Abgasrohr stromaufwärts eines Partikelfilters (43), der in einem Abgasdurchgang (12) einer Brennkraftmaschine (10) angeordnet ist und Partikel in einem Abgas sammelt, und einem Druck in dem Abgasrohr stromabwärts des Partikelfilters (43) zu messen, und eine Steuerungseinrichtung (50), die gestaltet ist, um einen Betriebszustand der Brennkraftmaschine (10) zu erfassen, um eine Untersuchung des Partikelfilters (43) während des Betriebs der Brennkraftmaschine (10) auszuführen und um zu bestimmen, dass der Partikelfilter (43) in einem abnormalen Zustand ist, falls der Differentialdruck, der durch die Differentialdruckerfassungseinrichtung (35) erfasst wird, geringer als ein bestimmter Differentialdruck ist.

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Partikelfilterabnormalitätsbestimmungssystem einer Brennkraftmaschine.
In einer Dieselmaschine, die eine Bauart von Brennkraftmaschinen ist, ist ein Partikelfilter (Dieselpartikelfilter oder DPF), der Partikel in dem Abgas sammelt, in einem Abgasdurchgang angeordnet. Im Hinblick auf den Umweltschutz gibt es eine Anforderung zum Erfassen einer Abnormalität in einem Partikelfilter in einem Fall, in dem der Partikelfilter nicht korrekt montiert ist. Es sei angemerkt, dass ein nichtkorrektes Montieren des Partikelfilters einen Fall, in dem der Partikelfilter von dem Abgasdurchgang entfernt ist, und einen Fall umfasst, in dem ein Filterbasismaterial von einem Gehäuse des Partikelfilters entfernt ist.
Die japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2011-252423 offenbart eine Partikelfilteruntersuchungsvorrichtung, die einen Differentialdrucksensor, der einen Differentialdruck zwischen der vorderen Seite und der hinteren Seite des Partikelfilters erfasst, einen Ansaugluftmengenerhaltteil, der die Menge einer Ansaugluft der Brennkraftmaschine erhält, einen Zwangsregenerationsprozessausführungsteil, der einen Zwangsregenerationsprozess ausführt, um Partikel, die in dem Partikelfilter gesammelt sind, zu verbrennen und zu entfernen, und einen Bestimmungsteil für eine kontinuierliche Regeneration hat, der bestimmt, ob die Bedingungen, die die kontinuierliche Regeneration gestatten, bei der ein Verbrennen und Entfernen der Partikel stattfindet, erfüllt sind oder nicht. In einem Fall, wenn es während der Zwangsregenerationsstoppzeitspanne ist und wenn die Bedingungen für die kontinuierliche Regeneration nicht erfüllt sind, bestimmt die Untersuchungsvorrichtung, dass es eine Abnormalität in dem Partikelfilter gibt, falls es eine Zeitspanne ist, während der die Ansaugluft der Brennkraftmaschine zu einer Erhöhung neigt, und der Gradient des Differentialdrucks, der einem Verhältnis einer Erhöhung des Erfassungswerts, der durch den Differentialdrucksensor erfasst wird, zu einer Erhöhung der Menge von Ansaugluft in solch einer Zeitspanne entspricht, gleich wie oder geringer als ein bestimmter Wert ist. In der Partikelfilteruntersuchungsvorrichtung der Veröffentlichung gestattet das vorstehend beschriebene Abnormalitätsuntersuchungsverfahren ein Bestimmen einer Abnormalität in einem Fall, in dem der Partikelfilter von dem Abgasdurchgang entfernt ist, und in einem Fall, in dem das Filterbasismaterial von dem Gehäuse des Partikelfilters entfernt ist, als einen vollständigen Fehler des Filters.
Gemäß dem Abnormalitätsuntersuchungsverfahren der vorstehend genannten Veröffentlichung, da eine Erhöhung des Erfassungswerts des Differentialdrucksensors für die Zeitspanne stattfindet, während der die Menge einer Ansaugluft zu einer Erhöhung neigt, kann es sein, dass eine Abnormalität nicht erfasst wird, während das Fahrzeug in einem Zustand betrieben wird, bei dem die Menge einer Ansaugluft im Wesentlichen konstant bleibt. Zusätzlich, um einen genaueren Gradienten des Differentialdrucks zu erhalten, muss die Maschine bei einem Zustand betrieben werden, bei dem eine Erhöhung der Menge der Ansaugluft, die als ein Nenner dient, erhöht ist. Des Weiteren wird die Abnormalitätsuntersuchung nur dann ausgeführt, wenn es eine Zeit während der Zwangsregenerationsprozessstoppzeitspanne ist und wenn die Bedingungen für eine kontinuierliche Regeneration nicht erfüllt sind, so dass die Abnormalitätsuntersuchung nicht häufig ausgeführt wird. Da es die Berechnung des Gradienten des Differentialdrucks erfordert, der einem Verhältnis einer Erhöhung des Erfassungswerts des Differentialdrucksensors zu einer Erhöhung der Menge der Ansaugluft entspricht, wird der Prozess komplex.
Die vorliegende Offenbarung ist auf ein Vorsehen eines Partikelfilterabnormalitätsbestimmungssystems gerichtet, das die Abnormalitätsuntersuchung häufig ausführen kann und eine Abnormalität in dem Partikelfilter in geeigneter Weise bestimmen kann wie in einem Fall, in dem der Partikelfilter von dem Abgasdurchgang entfernt ist, und in einem Fall, in dem ein Filtermaterial von dem Gehäuse des Partikelfilters entfernt ist, ohne eine komplexe mathematische Operation.
Zusammenfassung
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Partikelfilterabnormalitätsbestimmungssystem vorgesehen, das eine Differentialdruckerfassungseinrichtung, die einen Differentialdruck zwischen einem Druck in einem Abgasrohr stromaufwärts eines Partikelfilters, der in einem Abgasdurchgang einer Brennkraftmaschine angeordnet ist und Partikel in einem Abgas sammelt, und einem Druck in dem Abgasrohr stromabwärts des Partikelfilters misst, und eine Steuerungseinrichtung hat, die gestaltet ist, um einen Betriebszustand der Brennkraftmaschine zu erfassen, um eine Untersuchung des Partikelfilters während des Betriebs der Brennkraftmaschine auszuführen, und um zu bestimmen, dass der Partikelfilter in einem abnormalen Zustand ist, falls der Differentialdruck, der durch die Differentialdruckerfassungseinrichtung erfasst wird, geringer als ein spezifizierter Differentialdruck ist.
Andere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden offensichtlich von der folgenden Beschreibung zusammengenommen mit den begleitenden Zeichnungen, die beispielhaft die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung darstellen.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung zusammen mit Aufgaben und Vorteilen von dieser kann am besten durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiele zusammen mit den begleitenden Zeichnungen verstanden werden.

1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Gestaltung einer Brennkraftmaschine zeigt, an der ein Partikelfilterabnormalitätsbestimmungssystem der vorliegenden Offenbarung montiert ist;
2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Gestaltung der Brennkraftmaschine, in der ein Oxidationskatalysator und ein Partikelfilter separat vorgesehen sind, als einen Vergleich mit der Brennkraftmaschine von 1 zeigt;
3 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel (ein erstes Beispiel) des Steuerungsprozesses beschreibt, der durch eine Steuerungsvorrichtung (Steuerungseinrichtung) des Abnormalitätsbestimmungssystems ausgeführt wird;
4 ist ein Diagramm, das Beispiele der Abgasströmungsrate und der Differentialdruckcharakteristiken beschreibt, wenn der Partikelfilter (DPF) korrekt montiert ist (normaler Zustand) und wenn der DPF entfernt ist (abnormaler Zustand);
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel (ein zweites Beispiel) des Steuerungsprozesses beschreibt, der durch die Steuerungsvorrichtung (Steuerungseinrichtung) des Abnormalitätsbestimmungssystems ausgeführt wird; und
6 ist ein Diagramm, das Beispiele der Charakteristiken der Drehzahl der Maschine und der Befehlskraftstoffeinspritzmenge relativ zu den Strömungsraten des Abgases (M1, M2) beschreibt.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
[Die Gestaltung einer Brennkraftmaschine, in der ein Partikelfilterabnormalitätsbestimmungssystem angeordnet ist (Figur 1)]
Das Folgende beschreibt Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen. 1 zeigt ein Beispiel der Gestaltung einer Brennkraftmaschine, die ein Partikelfilterabnormalitätsbestimmungssystem hat. Eine Brennkraftmaschine 10 ist durch beispielsweise eine Dieselmaschine vorgesehen. In der folgenden Beschreibung entspricht ein Dieselpartikelfilter (DPF) 43 einem Partikelfilter. Darüber hinaus sind Bauteile, die stromabwärts des DPF in dem Abgasdurchgang angeordnet sind, wie ein selektiver Reduktionskatalysator, der Stickstoffoxide (NOx) reinigt, in den Zeichnungen nicht gezeigt. Das Partikelfilterabnormalitätsbestimmungssystem hat eine Differentialdruckerfassungseinrichtung 35 und eine Steuerungsvorrichtung 50 (die der Steuerungseinrichtung entspricht).
In einem Beispiel, das in 1 gezeigt ist, ist ein integrierter Oxidationskatalysator 41 in einem Abgasdurchgang 12 der Brennkraftmaschine 10 angeordnet. Der integrierte Oxidationskatalysator 41 hat in sich einen Oxidationskatalysator 42 und den DPF 43, die in dieser Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite mit Bezug auf die Richtung angeordnet sind, in der das Abgas strömt. Der Oxidationskatalysator 42 reinigt Kohlenwasserstoff (HC) und Kohlenmonoxid (CO), und der DPF 43 ist ein Filter, der Partikel in dem Abgas sammelt.
Ein Kraftstoffzugabeventil 28 und eine Abgastemperaturerfassungseinrichtung 36A (beispielsweise ein Abgastemperatursensor) sind stromaufwärts des Oxidationskatalysators 42 (des integrierten Oxidationskatalysators 41) angeordnet. Beim Regenerieren des DPF 43, in dem sich Partikel angesammelt haben (beim Verbrennen von Partikeln, die sich in dem DPF angesammelt haben, um diese von dem DPF zu entfernen), spritzt das Kraftstoffzugabeventil 28 Kraftstoff ein, so dass solch ein Kraftstoff mit dem Abgas in dem Oxidationskatalysators 42 reagiert, um die Temperatur des Abgases zu erhöhen. Eine Abgastemperaturerfassungseinrichtung 36B (beispielsweise ein Abgastemperatursensor) ist stromabwärts des Oxidationskatalysators 42 und stromaufwärts des DPF 43 angeordnet.
Eine Abgastemperaturerfassungseinrichtung 36C (Abgastemperatursensor) ist stromabwärts des DPF 43 (stromabwärts des integrierten Oxidationskatalysators 41) angeordnet. Darüber hinaus ist die Differentialdruckerfassungseinrichtung 35 (beispielsweise ein Differentialdrucksensor) vorgesehen und misst den Differentialdruck (Druckdifferenz) zwischen dem Druck in dem Abgasrohr stromabwärts des Oxidationskatalysators 42 und stromaufwärts des DPF 43 und dem Druck in dem Abgasrohr stromabwärts des DPF 43.
Das Kraftstoffzugabeventil 28 wird in Erwiderung auf ein Steuerungssignal von der Steuerungsvorrichtung 50 betrieben. Die Abgastemperaturerfassungseinrichtung 36A gibt ein Erfassungssignal, das die Temperatur des Abgases in dem Abgasrohr anzeigt, das stromaufwärts des Oxidationskatalysators 42 angeordnet ist, zu der Steuerungsvorrichtung 50 aus. Die Abgastemperaturerfassungseinrichtung 36B gibt ein Erfassungssignal, das die Temperatur des Abgases in dem Abgasrohr anzeigt, das stromabwärts des Oxidationskatalysators 42 und stromaufwärts des DPF 43 angeordnet ist, zu der Steuerungsvorrichtung 50 aus. Die Abgastemperaturerfassungseinrichtung 36C gibt ein Erfassungssignal, das die Temperatur des Abgases in dem Abgasrohr anzeigt, das stromabwärts des DPF 43 angeordnet ist, zu der Steuerungsvorrichtung 50 aus. Die Differentialdruckerfassungseinrichtung 35 gibt ein Erfassungssignal, das den Differentialdruck zwischen dem Druck des Abgases stromabwärts des Oxidationskatalysators 42 und stromaufwärts des DPF 43 (der Druck in dem Abgasrohr) und dem Druck in dem Abgasrohr stromabwärts des DPF 43 anzeigt, zu der Steuerungsvorrichtung 50 aus.
Die Steuerungsvorrichtung 50 (entspricht der Steuerungseinrichtung) empfängt ein Erfassungssignal von der Ansaugluftströmungsratenerfassungseinrichtung 31, die in dem Ansaugdurchgang 11 angeordnet ist, ein Erfassungssignal von der Beschleunigeröffnungsgraderfassungseinrichtung 33 und ein Erfassungssignal von der Drehungserfassungseinrichtung 34. Darüber hinaus empfängt die Steuerungsvorrichtung 50 die Erfassungssignale von den Abgastemperaturerfassungseinrichtungen 36A, 36B, 36C und der Differentialdruckerfassungseinrichtung 35. Die Steuerungsvorrichtung 50 ist gestaltet, um den Betriebszustand der Brennkraftmaschine 10 auf der Basis dieser Erfassungssignale zu erfassen. Die Steuerungsvorrichtung 50 steuert die Menge von Kraftstoff, die in die Zylinder der Brennkraftmaschine 10 von Einspritzeinrichtungen 14A, 14B, 14C, 14D eingespritzt wird, und die Menge von Kraftstoff, die von dem Kraftstoffzugabeventil 28 eingespritzt wird, in Erwiderung auf eine Anforderung von einem Fahrer, die auf der Basis des erfassten Betriebszustands der Brennkraftmaschine 10 und des Erfassungssignals von der Beschleunigeröffnungsgraderfassungseinrichtung 33 bestimmt wird. Die Steuerungsvorrichtung 50 ist gestaltet, um eine Untersuchung des DPF 43 während des Betriebs der Brennkraftmaschine 10 auszuführen.
Die Ansaugluftströmungsratenerfassungseinrichtung 31 (beispielsweise ein Ansaugluftströmungsratensensor) ist in dem Ansaugdurchgang 11 der Brennkraftmaschine 10 angeordnet und gibt ein Signal, das die Strömungsrate der Ansaugluft anzeigt, die in die Brennkraftmaschine 10 gesaugt wird, zu der Steuerungsvorrichtung 50 aus. Die Beschleunigeröffnungsgraderfassungseinrichtung 33 (beispielsweise ein Beschleunigeröffnungsgradsensor) gibt ein Erfassungssignal, das den Öffnungsgrad des Beschleunigers anzeigt, der durch den Fahrer betätigt wird (d.h. die Fahreranforderungslast), zu der Steuerungsvorrichtung 50 aus. Die Drehungserfassungseinrichtung 34 (beispielsweise ein Drehungssensor) gibt ein Erfassungssignal, das beispielsweise die Drehzahl der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 10 (d.h. die Drehzahl der Maschine) anzeigt, zu der Steuerungsvorrichtung 50 aus.
Gemäß dem Beispiel der Gestaltung, die in 1 gezeigt ist, ist die Steuerungsvorrichtung 50 gestaltet, um eine Alarmlampe 15, die eingeschaltet wird, wenn verschiedene Abnormalitäten, einschließlich einer Abnormalität in dem DPF 43, erfasst werden, ein- und auszuschalten. Beispielsweise ist die Alarmlampe 15 in einer Instrumententafel des Fahrzeugs angeordnet. Die Steuerungsvorrichtung 50 ist mit einem Verbinder 16 verbunden, um mit einem Fahrzeuguntersuchungswerkzeug T verbunden zu werden, das separat vorgesehen ist. Verschiedene Informationen und Befehle können zwischen der Steuerungsvorrichtung 50 und dem Fahrzeuguntersuchungswerkzeug T übertragen werden, wenn das Fahrzeuguntersuchungswerkzeug T mit dem Verbinder 16 verbunden ist.
[Ein Beispiel von Ausführungsbeispielen, in denen der Oxidationskatalysator 42 und der DPF 43 separat vorgesehen sind (Figur 2)]
2 zeigt ein Beispiel der Gestaltung, in der der Oxidationskatalysator 42 und der DPF 43 separat vorgesehen sind, im Vergleich zu der Gestaltung der Brennkraftmaschine 10, die in 1 gezeigt ist. Die Gestaltung der Brennkraftmaschine 10, die in 2 gezeigt ist, unterscheidet sich von der Brennkraftmaschine 10, die in 1 gezeigt ist, darin, dass der integrierte Oxidationskatalysator 41 (der in sich den Oxidationskatalysator 42 und den DPF 43 hat) mit dem Oxidationskatalysator 42 und dem DPF 43 ersetzt ist, die separat vorgesehen sind. Eine andere Gestaltung der Brennkraftmaschine 10 in 2 ist im Wesentlichen die gleiche wie die in 1.
[Das erste Beispiel des Steuerungsprozesses der Steuerungsvorrichtung 50 (Abnormalitätsbestimmungsvorrichtung) (Figur 3)]
Das Folgende beschreibt ein erstes Beispiel des Steuerungsprozesses, der durch die Steuerungsvorrichtung 50 (die Steuerungseinrichtung) zum Bestimmen einer Abnormalität in dem DPF 43 ausgeführt wird, mit Bezug auf das Flussdiagramm, das in 3 gezeigt ist. Gemäß der Abnormalitätsbestimmung des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird bestimmt, dass der DPF 43 in einem abnormalen Zustand ist, wenn beispielsweise der DPF 43 selbst von dem Abgasdurchgang 12 entfernt ist und wenn ein Filterbasismaterial von dem Gehäuse des DPF 43 entfernt ist. Es sei angemerkt, dass der Steuerungsprozess, der in 3 gezeigt ist, allgemein auf die Gestaltung der Brennkraftmaschine 10, die in 1 gezeigt ist, und auch auf die Gestaltung der Brennkraftmaschine 10, die in 2 gezeigt ist, angewendet werden kann. Die Steuerungsvorrichtung 50 aktiviert den Prozess, der in 3 gezeigt ist, bei einem bestimmten Zeitintervall (beispielsweise mehrere Millisekunden bis mehrere 100 Millisekunden) und geht weiter zu Schritt S010.
In Schritt S010 bestimmt die Steuerungsvorrichtung 50, ob eine Abnormalität in der Differentialdruckerfassungseinrichtung 35 auftritt oder nicht (1 und 2). Falls bestimmt wird, dass eine Abnormalität in der Differentialdruckerfassungseinrichtung 35 auftritt (JA in Schritt S010), geht die Steuerungsvorrichtung 50 weiter zu Schritt S055C. Falls bestimmt wird, dass keine Abnormalität in der Differentialdruckerfassungseinrichtung 35 auftritt (NEIN in Schritt S010), geht die Steuerungsvorrichtung 50 weiter zu Schritt S015. Die Steuerungsvorrichtung 50 bestimmt, ob eine Abnormalität (ein Fehler) in der Differentialdruckerfassungseinrichtung 35 auftritt oder nicht, durch einen Prozess (nicht dargestellt) und speichert ein Ergebnis dieser Bestimmung. In Schritt S010 wird solch ein Ergebnis, das durch die Steuerungsvorrichtung 50 durch solch einen Prozess erhalten wird, verwendet.
In Schritt S015 bestimmt die Steuerungsvorrichtung 50, ob der Differentialdruck gelernt worden ist oder nicht. Falls bestimmt wird, dass der Differentialdruck gelernt worden ist (JA in Schritt S015), geht die Steuerungsvorrichtung 50 zu Schritt S020. Falls bestimmt wird, dass der Differentialdruck nicht gelernt worden ist (NEIN in Schritt S015), geht die Steuerungsvorrichtung 50 zu Schritt S055C. Die Steuerungsvorrichtung 50 empfängt ein Erfassungssignal von der Differentialdruckerfassungseinrichtung 35, während die Maschine bei einem Stopp ist (bei dem der Differentialdruck bei 0 ist), berechnet einen Differentialdrucklernwert auf der Basis des erfassten Werts, wenn der Differentialdruck bei 0 ist, und speichert solch einen Differentialdrucklernwert, und speichert ein Ergebnis darüber, ob der Differentialdruck durch einen Prozess (nicht gezeigt) gelernt worden ist oder nicht. In Schritt S015 wird die Bestimmung, ob der Differentialdruck gelernt worden ist oder nicht, verwendet.
In Schritt S020 bestimmt die Steuerungsvorrichtung 50, ob eine Abnormalität in der Drehungserfassungseinrichtung 34 auftritt oder nicht (1 und 2). Falls bestimmt wird, dass eine Abnormalität in der Drehungserfassungseinrichtung 34 auftritt (JA in Schritt S020), geht die Steuerungsvorrichtung 50 weiter zu Schritt S055C. Falls bestimmt wird, dass in der Drehungserfassungseinrichtung 34 keine Abnormalität auftritt (NEIN in Schritt S020), geht die Steuerungsvorrichtung 50 weiter zu Schritt S030. Es sei angemerkt, dass die Steuerungsvorrichtung 50 bestimmt, ob eine Abnormalität in der Drehungserfassungseinrichtung 34 auftritt oder nicht, durch einen Prozess (nicht gezeigt) und ein Ergebnis von solch einer Bestimmung speichert. In Schritt S020 wird solch ein Ergebnis der Bestimmung verwendet.
In Schritt S030 bestimmt die Steuerungsvorrichtung 50, ob die Drehzahl der Maschine größer ist als eine Untersuchungsausführungsdrehzahl (eine bestimmte Drehzahl) oder nicht. Falls bestimmt wird, dass die Drehzahl der Maschine größer ist als die Untersuchungsausführungsdrehzahl (JA in Schritt S030), geht die Steuerungsvorrichtung 50 weiter zu Schritt S050. Falls bestimmt wird, dass die Drehzahl der Maschine gleich wie oder niedriger als die Untersuchungsausführungsdrehzahl ist (NEIN in Schritt S050), beendet die Steuerungsvorrichtung den Prozess. Mit anderen Worten gesagt führt die Steuerungsvorrichtung 50 die Untersuchung des DPF 43 aus, falls die Drehzahl der Maschine größer ist als die bestimmte Drehzahl, die anzeigt, dass die Brennkraftmaschine 10 in Betrieb ist (während des Betriebs der Brennkraftmaschine). Die Steuerungsvorrichtung 50 berechnet die Drehzahl der Maschine auf der Basis des Erfassungssignals von der Drehungserfassungseinrichtung 34 (1 und 2). Die Untersuchungsausführungsdrehzahl ist auf beispielsweise 1500 U/min festgelegt und ist bevorzugt auf einen Wert festgelegt, der ein Vermeiden eines Fehlers in der Untersuchung gestattet und der so niedrig wie möglich ist, um die Häufigkeit der Untersuchung zu erhöhen. Das Festlegen der Untersuchungsausführungsdrehzahl wird später besch rieben.
In Schritt S050 bestimmt die Steuerungsvorrichtung 50, ob der Differentialdruck geringer ist als ein abnormaler Differentialdruck (der der spezifizierten Druckdifferenz entspricht). Falls bestimmt wird, dass der Differentialdruck geringer als der abnormale Differentialdruck ist (JA in Schritt S050), geht die Steuerungsvorrichtung 50 weiter zu Schritt S055A. Falls bestimmt wird, dass der Differentialdruck gleich wie oder größer als der abnormale Differentialdruck ist (NEIN in Schritt S050), geht die Steuerungsvorrichtung 50 weiter zu Schritt S055B. Die Steuerungsvorrichtung 50 erhält den Differentialdruck auf der Basis des Erfassungssignals von der Differentialdruckerfassungseinrichtung 35 (1 und 2) und des vorstehend beschriebenen Differentialdrucklernwerts. Der abnormale Differentialdruck ist auf beispielsweise 1 kPa festgelegt, was ein Vermeiden eines Fehlers bei einer Untersuchung gestattet und zuverlässig ein Unterscheiden zwischen einer Abnormalität und einer Normalität gestattet. Das Festlegen des abnormalen Differentialdrucks wird später beschrieben.
In Schritt S055A stellt die Steuerungsvorrichtung 50 den normalen Zähler zurück und zählt den abnormalen Zähler hoch und geht weiter zu Schritt S060A. Mit anderen Worten gesagt akkumuliert die Steuerungsvorrichtung 50 die Dauer der Abnormalität oder die Anzahl der Abnormalität, die gezählt wird, in Schritt S055A.
In Schritt S060A bestimmt die Steuerungsvorrichtung 50, ob die gezählte Abnormalität gleich wie oder größer als ein Abnormalitätsbestimmungsschwellenwert (eine erste bestimmte Zeit oder eine erste bestimmte Zählerzahl) ist. Falls bestimmt wird, dass die gezählte Abnormalität gleich wie oder größer als der Abnormalitätsbestimmungsschwellenwert ist (JA in Schritt S060A), geht die Steuerungsvorrichtung 50 zu Schritt S065A. Falls bestimmt wird, dass die gezählte Abnormalität geringer als der Abnormalitätsbestimmungsschwellenwert ist (NEIN bei Schritt S060A), beendet die Steuerungsvorrichtung 50 den Prozess. Mit anderen Worten gesagt bestimmt die Steuerungsvorrichtung 50, ob die akkumulierte Zeit, in der der Differentialdruck, der durch die Differentialdruckerfassungseinrichtung 35 erfasst wird, geringer als der bestimmte Differentialdruck ist, die erste bestimmte Zeit während der Untersuchung des DPF 43 erreicht, oder ob die akkumulierte Zählerzahl, bei der der Differentialdruck, der durch die Differen-tialdruckerfassungseinrichtung 35 erfasst wird, geringer als der bestimmte Differentialdruck ist, die erste bestimmte Zählerzahl erreicht, während der Untersuchung des DPF 43.
In Schritt S065A setzt die Steuerungsvorrichtung 50 das DPF-Abnormal-Flag auf AN und beendet den Prozess. Mit anderen Worten gesagt bestimmt die Steuerungsvorrichtung 50, dass der DPF 43 in einem abnormalen Zustand ist. Falls das DPF-Abnormal-Flag auf AN ist, schaltet die Steuerungsvorrichtung 50 die Alarmlampe 15 (1 und 2) durch einen Prozess (nicht gezeigt) ein. Das DPF-Abnormal-Flag wird auf AUS gesetzt durch einen DPF-Abnormal-Flag-Rücksetzbefehl von dem Fahrzeuguntersuchungswerkzeug T, wenn das Fahrzeuguntersuchungswerkzeug T mit dem Verbinder 16 verbunden ist (1 und 2).
In Schritt S055B setzt die Steuerungsvorrichtung 50 den abnormalen Zähler zurück, zählt den normalen Zähler hoch und geht weiter zu Schritt S060B. Mit anderen Worten gesagt zählt die Steuerungsvorrichtung 50 die Zeit oder die Anzahl der Normalität, die gezählt wird, in Schritt S055B hoch.
In Schritt S060B bestimmt die Steuerungsvorrichtung 50, ob der normale Zähler gleich wie oder größer als ein normaler Bestimmungsschwellenwert (entsprechend der zweiten bestimmten Zeit oder der zweiten bestimmten Zählerzahl) ist oder nicht. Falls bestimmt wird, dass der normale Zähler gleich wie oder größer als der normale Bestimmungsschwellenwert ist (JA in Schritt S060B), geht die Steuerungsvorrichtung 50 weiter zu Schritt S065B. Falls bestimmt wird, dass der normale Zähler geringer als der normale Bestimmungsschwellenwert ist (NEIN in Schritt S060B), beendet die Steuerungsvorrichtung 50 den Prozess. Mit anderen Worten gesagt bestimmt die Steuerungsvorrichtung 50, ob die akkumulierte Zeit, in der der Differentialdruck, der durch die Differentialdruckerfassungseinrichtung 35 erfasst wird, gleich wie oder größer verbleibt als die zweite bestimmte Zeit während der Untersuchung des DPF 43, oder ob die akkumulierte Zählerzahl, bei der der Differentialdruck, der durch die Differentialdruckerfassungseinrichtung 35 erfasst wird, gleich wie oder größer als die zweite bestimmte Zählerzahl während der Untersuchung des DPF ist.
In Schritt S065B setzt die Steuerungsvorrichtung 50 das DPF-Normal-Flag auf AN und beendet den Prozess. Mit anderen Worten gesagt bestimmt die Steuerungsvorrichtung 50, dass der DPF 43 in einem normalen Zustand ist. Es sei angemerkt, dass das DPF-Normal-Flag auf AUS gesetzt wird durch beispielsweise Ausschalten eines Zündungs(IG)-Schlüssels oder des Zündschalters.
In Schritt S055C setzt die Steuerungsvorrichtung 50 den abnormalen Zähler und den normalen Zähler zurück und beendet den Prozess.
[Die Abgasströmungsrate und die Differentialdruckcharakteristiken (Figur 4)]
4 zeigt Beispiele von Strömungsraten des Abgases und von Differentialdruckcharakteristiken und zeigt Messergebnisse an dem tatsächlichen Fahrzeug bezüglich der Abgasströmungsrate und des Differentialdrucks (der unter Verwendung der Differentialdruckerfassungseinrichtung erfasst wird) an, wenn das Basismaterial von dem DPF 43 entfernt ist (abnormaler Zustand) und wenn das Basismaterial in dem DPF 43 angeordnet ist (normaler Zustand). Wenn das Basismaterial von dem DPF 43 entfernt ist, ändert sich der Differentialdruck nicht mit Bezug auf die Änderung der Abgasströmungsrate, und somit ist der Differentialdruck bei 0. Wenn das Basismaterial in dem DPF angeordnet ist, erhöht sich der Differentialdruck in Erwiderung auf eine Erhöhung der Abgasströmungsrate. Es sei angemerkt, dass der Differentialdruck bei 0 ist bei einem Stopp der Maschine (die Abgasströmungsrate ist 0), entweder wenn das Basismaterial von dem DPF entfernt ist, oder wenn das Basismaterial in dem DPF angeordnet ist.
In 4 zeigt die Abgasströmungsrate, die gleich zu M1 ist, dass der Betriebszustand der Maschine bei einem Leerlauf ist, nachdem die Maschine aufgewärmt ist. Um einen Fehler bei der Bestimmung zu vermeiden und die Häufigkeit der Erfassung zu erhöhen, ist der Differentialdruck P1 als der abnormale Differentialdruck festgelegt, der niedriger ist als der Differentialdruck, der erfasst wird, wenn das Basismaterial in dem DPF angeordnet ist, selbst bei der Abgasströmungsrate M1. Es ist wünschenswert, eine Abgasströmungsrate M2 geringfügig höher festzulegen als die Abgasströmungsrate M1, um die normale Bestimmungsregion As für die Region festzulegen, wo die Abgasströmungsrate größer ist als die Abgasströmungsrate M2 und der Differentialdruck größer ist als der Differentialdruck P1, und um die Abnormalitätsbestimmungsregion Ae für die Region festzulegen, wo die Abgasströmungsrate größer ist als die Abgasströmungsrate M2 und der Differentialdruck gleich wie oder geringer als der Differentialdruck P1 ist. Es sei angemerkt, dass die Abgasströmungsrate M2 wird, wenn die Drehzahl der Maschine bei N1 ist. Diese Drehzahl der Maschine N1 entspricht der Untersuchungsausführungsdrehzahl in Schritt S030. Beispielsweise sind die Abgasströmungsrate M2, die Drehzahl der Maschine N1 und der Differentialdruck P1 auf 40 g/s, 1500 U/min bzw. 1 kPa festgelegt.
Die Steuerungsvorrichtung 50 bestimmt, dass der DPF 43 in einem normalen Zustand ist, falls bestimmt wird, dass die akkumulierte Zeit der Abgasströmungsrate (die durch die Drehzahl der Maschine ersetzt werden kann) und der Differentialdruck innerhalb der normalen Bestimmungsregion As für die zweite bestimmte Zeit (beispielsweise ungefähr 500 Sekunden) sind, oder falls bestimmt wird, dass die akkumulierte Zählerzahl der Abgasströmungsrate und des Differentialdrucks innerhalb der normalen Bestimmungsregion As bei der zweiten bestimmten Zählerzahl sind. Die Steuerungsvorrichtung 50 bestimmt, dass der DPF 43 in einem abnormalen Zustand ist, falls bestimmt wird, dass die akkumulierte Zeit oder die akkumulierte Zählerzahl der Abgasströmungsrate (durch die Drehzahl der Maschine ersetzt) und des Differentialdrucks innerhalb der Abnormalitätsbestimmungsregion Ae für eine erste bestimmte Zeit (beispielsweise ungefähr 500 Sekunden) oder bei der ersten bestimmten Zählerzahl sind. Demzufolge wird die Abnormalität in dem DPF zuverlässig ohne einen Fehler bestimmt, und daher wird die Normalität in dem DPF zuverlässiger bestimmt.
[Zweites Beispiel des Steuerungsprozesses der Steuerungsvorrichtung 50 (Abnormalitätserfassungsvorrichtung) (Figur 5)]
Das Folgende beschreibt ein zweites Beispiel des Steuerungsprozesses, der durch die Steuerungsvorrichtung 50 (die Steuerungseinrichtung) zum Bestimmen einer Abnormalität in dem DPF 43 ausgeführt wird, mit Bezug auf das Flussdiagramm, das in 5 gezeigt ist. Das Flussdiagramm, das in 5 gezeigt ist, unterscheidet sich von dem Flussdiagramm, das in 3 gezeigt ist, darin, dass das Flussdiagramm in 5 Schritt S040 hat. Der Rest des Flussdiagramms 5 ist im Wesentlichen gleich wie das Flussdiagramm, das in 3 gezeigt ist. Das Folgende beschreibt hauptsächlich den Unterschied gegenüber dem Flussdiagramm, das in 3 gezeigt ist.
In Schritt S030 bestimmt die Steuerungsvorrichtung 50, ob die Drehzahl der Maschine größer ist als eine Untersuchungsausführungsdrehzahl (die der bestimmten Drehzahl entspricht) oder nicht. Falls bestimmt wird, dass die Drehzahl der Maschine größer ist als die Untersuchungsausführungsdrehzahl (JA bei Schritt S030), geht die Steuerungsvorrichtung 50 weiter zu Schritt S040. Falls bestimmt wird, dass die Drehzahl der Maschine gleich wie oder niedriger als die Untersuchungsausführungsdrehzahl ist (NEIN in Schritt S030), beendet die Steuerungsvorrichtung 50 den Prozess. Die Untersuchungsausführungsdrehzahl ist die gleiche wie bei Schritt S030 in 3.
In Schritt S040 bestimmt die Steuerungsvorrichtung 50, ob die Befehlskraftstoffeinspritzmenge, die der Kraftstoffeinspritzmenge entspricht, die von den Einspritzeinrichtungen 14A, 14B, 14C, 14D (1 und 2) eingespritzt wird, größer ist als die Untersuchungsausführungskraftstoffeinspritzmenge oder nicht. Falls bestimmt wird, dass die Befehlskraftstoffeinspritzmenge größer ist als die Untersuchungsausführungskraftstoffeinspritzmenge (eine bestimmte Kraftstoffeinspritzmenge) (JA in Schritt S040), geht die Steuerungsvorrichtung 50 weiter zu Schritt S050. Falls bestimmt wird, dass die Befehlskraftstoffeinspritzmenge gleich wie oder geringer als die Untersuchungsausführungskraftstoffeinspritzmenge ist (NEIN in Schritt S040), beendet die Steuerungsvorrichtung 50 den Prozess. Mit anderen Worten gesagt führt die Steuerungsvorrichtung 50 die Untersuchung des DPF aus, falls die Drehzahl der Maschine größer ist als die bestimmte Drehzahl und die Menge von Kraftstoff, der in den Zylinder der Brennkraftmaschine 10 eingespritzt wird, größer als die bestimmte Kraftstoffeinspritzmenge ist, die anzeigt, dass die Brennkraftmaschine 10 in Betrieb ist (während des Betriebs der Brennkraftmaschine 10). Es sei angemerkt, dass die Steuerungsvorrichtung 50 die Befehlskraftstoffeinspritzmenge in Abhängigkeit des Betriebszustands der Brennkraftmaschine und des Niederdrückbetrags des Beschleunigers durch die Bedienperson, der unter Verwendung der Beschleunigeröffnungsgraderfassungseinrichtung 33 (1 und 2) erfasst wird, berechnet. Die Untersuchungsausführungskraftstoffeinspritzmenge ist auf beispielsweise 30 mm³ pro Hub festgelegt und ist bevorzugt auf einen Wert festgelegt, der ein Vermeiden eines Fehlers bei der Bestimmung gestattet und der so niedrig wie möglich ist, um die Häufigkeit der Untersuchung zu erhöhen. Das Festlegen der Untersuchungsausführungskraftstoffeinspritzmenge wird später beschrieben.
[Charakteristiken der Drehzahl der Maschine und der Befehlskraftstoffeinspritzmenge (Figur 6)]
Die Charakteristiken der Drehzahl der Maschine und der Befehlseinspritzmenge, die in 6 gezeigt sind, kennzeichnen die Beziehung zwischen der Drehzahl der Maschine, der Befehlskraftstoffeinspritzmenge und der Abgasströmungsrate. Die Kurve, die der Abgasströmungsrate M2 (die Abgasströmungsrate = M2) entspricht, kennzeichnet die Beziehung zwischen der Drehzahl der Maschine und der Befehlskraftstoffeinspritzmenge, wenn die Abgasströmungsrate bei M2 verbleibt (bei M2 fixiert ist). Wenn beispielsweise die Drehzahl der Maschine und die Befehlskraftstoffeinspritzmenge N1 bzw. V1 sind (die Drehzahl der Maschine = N1 und die Befehlskraftstoffeinspritzmenge = V1), wird die Abgasströmungsrate M2 (die Abgasströmungsrate = M2). Es sei angemerkt, dass die Strömungsraten des Abgases M2, M1, die in 6 gezeigt sind, den Strömungsraten des Abgases M2, M1 entsprechen, die in 4 gezeigt sind. Wenn die Abgasströmungsrate größer ist als M2, werden die Drehzahl der Maschine und die Befehlskraftstoffeinspritzmenge Werte, die bei dem oberen rechten Bereich der Kurve positioniert sind, die die Abgasströmungsrate M2 anzeigt, die in 6 gezeigt ist. Beispielsweise sind die Abgasströmungsrate bei M2, die Drehzahl der Maschine bei N1 und die Befehlskraftstoffeinspritzmenge V1 auf 40 g/s, 1500 U/min bzw. 30 mm³ pro Hub festgelegt.
Falls es beispielsweise gewünscht ist, dass die Abgasströmungsrate bei M2 aufrechterhalten wird und die Drehzahl der Maschine auf N2 verringert wird, wenn die Drehzahl N1 und die Befehlskraftstoffeinspritzmenge V1 bei 1500 U/min bzw. 30 mm³ sind, kann die Befehlskraftstoffeinspritzmenge auch auf V2 erhöht werden. Mit anderen Worten gesagt wird die Abgasströmungsrate M2 (die Abgasströmungsrate = M2) gewährleistet, falls die Untersuchungsausführungsdrehzahl N1 (U/min) und die Untersuchungsausführungskraftstoffeinspritzmenge V1 (mm³ pro Hub) zu der Untersuchungsausführungsdrehzahl M2 (U/min) bzw. der Untersuchungsausführungskraftstoffeinspritzmenge V2 (mm³ pro Hub) geändert werden.
[Wirkungen der vorliegenden Offenbarung]
Das vorstehend beschriebene Abnormalitätsbestimmungssystem des DPF 43 bestimmt die Abnormalität in dem DPF 43 durch Verwenden des Differentialdrucks und erfordert keine Erhöhung der Menge der Ansaugluft und keine Erhöhung des Differentialdrucks, so dass die Abnormalität in dem DPF 43 selbst in einem Zustand erfasst werden kann, in dem die Menge einer Ansaugluft im Wesentlichen konstant ist und während der Zwangsregenerationsprozess ausgeführt wird. Somit kann die Abnormalitätsuntersuchung häufig und ohne eine komplexe mathematische Operation ausgeführt werden. Darüber hinaus kann die Abnormalität in geeigneter Weise bestimmt werden, wenn der Partikelfilter von dem Abgasdurchgang entfernt ist und wenn das Filterbasismaterial von dem Gehäuse des Partikelfilters entfernt ist.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird bestimmt, dass die Brennkraftmaschine 10 in Betrieb ist (während des Betriebs der Brennkraftmaschine 10), bei dem die Untersuchung des Partikelfilters ausgeführt wird, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine größer als die bestimmte Drehzahl ist, was ein häufigeres Ausführen der Untersuchung gestattet. Darüber hinaus kann ein Fehler bei der Untersuchung durch Festlegen der bestimmten Drehzahl auf einen geeigneten Wert vermieden werden.
Des Weiteren wird gemäß der vorliegenden Offenbarung bestimmt, dass die Brennkraftmaschine 10 in einem Betrieb ist (während des Betriebs der Brennkraftmaschine 10), bei dem die Untersuchung des Partikelfilters ausgeführt wird, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine größer ist als die bestimmte Drehzahl und die Menge von Kraftstoff, die in den Zylinder der Brennkraftmaschine 10 eingespritzt wird, größer ist als die bestimmte Kraftstoffeinspritzmenge, was ein häufigeres Ausführen der Untersuchung gestattet. Durch Festlegen der bestimmten Kraftstoffeinspritzung auf eine geeignete Kraftstoffeinspritzmenge kann ein Fehler bei der Untersuchung weiter zuverlässig vermieden werden.
Das Partikelfilterabnormalitätsbestimmungssystem der vorliegenden Offenbarung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Gestaltung, die vorstehend beschriebene Struktur, die vorstehend beschriebene Form und die vorstehend beschriebenen Prozessabläufe beschränkt und Modifikation, Hinzufügungen oder Weglassungen können in verschiedenen Weisen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung durchgeführt werden.
Die Charakteristiken der Abgasströmungsrate und des Differentialdrucks sind nicht auf die Beispiele beschränkt, die in 4 gezeigt sind. Die Charakteristiken der Drehzahl der Maschine und der Befehlskraftstoffeinspritzmenge sind nicht auf ein Beispiel beschränkt, das in 6 gezeigt ist.
Einige Realisierungen sind hierin in Verbindung mit Schwellenwerten und/oder anderen Typen von Werten beschrieben. Wie es hierin verwendet wird, kann sich ein Erfüllen auf Folgendes beziehen: größer als, mehr als, höher als oder größer als oder gleich wie, geringer als, niedriger als oder gleich wie. Werte, die in der Beschreibung des vorliegenden Ausführungsbeispiels verwendet werden, sind Beispiele, und es ist nicht beabsichtigt, dass sie den Umfang der vorliegenden Offenbarung beschränken.
Ein Partikelfilterabnormalitätsbestimmungssystem hat eine Differentialdruckerfassungseinrichtung (35), die gestaltet ist, um einen Differentialdruck zwischen einem Druck in einem Abgasrohr stromaufwärts eines Partikelfilters (43), der in einem Abgasdurchgang (12) einer Brennkraftmaschine (10) angeordnet ist und Partikel in einem Abgas sammelt, und einem Druck in dem Abgasrohr stromabwärts des Partikelfilters (43) zu messen, und eine Steuerungseinrichtung (50), die gestaltet ist, um einen Betriebszustand der Brennkraftmaschine (10) zu erfassen, um eine Untersuchung des Partikelfilters (43) während des Betriebs der Brennkraftmaschine (10) auszuführen und um zu bestimmen, dass der Partikelfilter (43) in einem abnormalen Zustand ist, falls der Differentialdruck, der durch die Differentialdruckerfassungseinrichtung (35) erfasst wird, geringer als ein bestimmter Differentialdruck ist.

Claims

Partikelfilterabnormalitätsbestimmungssystem, dadurch gekennzeichnet, dass es Folgendes aufweist: eine Differentialdruckerfassungseinrichtung (35), die gestaltet ist, um einen Differentialdruck zwischen einem Druck in einem Abgasrohr stromaufwärts eines Partikelfilters (43), der in einem Abgasdurchgang (12) einer Brennkraftmaschine (10) angeordnet ist und Partikel in einem Abgas sammelt, und einem Druck in dem Abgasrohr stromabwärts des Partikelfilters (43) zu messen; und eine Steuerungseinrichtung (50), die gestaltet ist, um einen Betriebszustand der Brennkraftmaschine (10) zu erfassen, um eine Untersuchung des Partikelfilters (43) während des Betriebs der Brennkraftmaschine (10) auszuführen und um zu bestimmen, dass der Partikelfilter (43) in einem abnormalen Zustand ist, falls der Differentialdruck, der durch die Differentialdruckerfassungseinrichtung (35) erfasst wird, geringer als ein bestimmter Differentialdruck ist.
Partikelfilterabnormalitätsbestimmungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (50) die Untersuchung des Partikelfilters (43) ausführt, falls eine Drehzahl der Brennkraftmaschine (10) größer ist als eine bestimmte Drehzahl.
Partikelfilterabnormalitätsbestimmungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (50) die Untersuchung des Partikelfilters (43) ausführt, falls eine Drehzahl der Brennkraftmaschine (10) größer ist als eine bestimmte Drehzahl und eine Kraftstoffmenge, die in einen Zylinder der Brennkraftmaschine (10) eingespritzt wird, größer ist als eine bestimmte Kraftstoffeinspritzmenge.
Partikelfilterabnormalitätsbestimmungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (50) bestimmt, dass der Partikelfilter (43) in einem abnormalen Zustand ist, falls eine akkumulierte Zeit, in der der Differentialdruck, der durch die Differentialdruckerfassungseinrichtung (35) erfasst wird, geringer als der bestimmte Differentialdruck ist, eine erste bestimmte Zeit während der Untersuchung des Partikelfilters (43) erreicht, oder falls eine akkumulierte Zählerzahl, bei der der Differentialdruck, der durch die Differentialdruckerfassungseinrichtung (35) erfasst wird, geringer als der bestimmte Differentialdruck ist, eine erste bestimmte Zählerzahl während der Untersuchung des Partikelfilters (43) erreicht.
Partikelfilterabnormalitätsbestimmungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (50) bestimmt, dass der Partikelfilter (43) in einem normalen Zustand ist, falls eine akkumulierte Zeit, in der der Differentialdruck, der durch die Differentialdruckerfassungseinrichtung (35) erfasst wird, gleich wie oder größer als eine zweite bestimmte Zeit während der Untersuchung des Partikelfilters (43) verbleibt, oder falls eine akkumulierte Zählerzahl, bei der der Differentialdruck, der durch die Differentialdruckerfassungseinrichtung (35) erfasst wird, gleich wie oder größer als eine zweite bestimmte Zählerzahl während der Untersuchung des Partikelfilters (43) ist.