DE102019119061A1

DE102019119061A1 - Abgasbehandlungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102019119061A1
Application number: DE102019119061.4A
Authority: DE
Inventors: Fumiya Morita
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2018-07-17
Filing date: 2019-07-15
Publication date: 2020-01-23
Anticipated expiration: 2039-07-16
Also published as: JP2020012400A; DE102019119061B4; JP6969513B2

Abstract

Eine ECU führt eine Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung in Folge eines Empfangens eines zweiten Signals durch. Im Speziellen beginnt die ECU 100 eine PM-Regenerationsbehandlung (S405) und legt eine Maschinendrehzahl auf eine Drehzahl N2 fest (S410). Wenn eine vorgeschriebene Zeitspanne verstrichen ist (JA in S415), erfasst die ECU eine Filterdruckdifferenz Pd (S420) und bestimmt, ob die erfasste Filterdruckdifferenz Pd kleiner ist als ein Reinigungsbestimmungsschwellenwert Pwth (S425). Die ECU setzt ein Reinigungsflag auf AUS/AN auf der Basis eines Bestimmungsergebnisses in S425 (S430, S435), schließt die PM-Regenerationsbehandlung ab, nachdem eine erste Zeitspanne seit dem Beginn der PM-Regenerationsbehandlung verstrichen ist (S445), und verringert die Maschinendrehzahl auf eine Leerlaufdrehzahl N1 (S450).

Description

Diese nicht provisorische Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2018-134112 , die am 17. Juli 2018 bei dem japanischen Patentamt eingereicht wurde und deren gesamte Inhalte hierdurch durch Bezugnahme aufgenommen sind.
Hintergrund
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Abgasbehandlungsvorrichtung, die einen Dieselpartikelfilter (DPF) hat, der Partikel (PM) sammelt, die in einem Abgas von einer Maschine enthalten sind.
Beschreibung des Stands der Technik
Im Allgemeinen ist ein Abgasdurchgang einer Dieselmaschine mit einer Abgasbehandlungsvorrichtung versehen, die einen Dieselpartikelfilter (DPF), der PM sammelt, die in einem Abgas enthalten sind, und einen Dieseloxidationskatalysator (DOC) hat, der stromaufwärts von dem Filter in einer Abgasströmung gelegen ist. Eine PM-Regenerationsbehandlung wird in einigen von solchen Abgasbehandlungsvorrichtungen durchgeführt. Die „PM-Regenerationsbehandlung“ bezieht sich auf eine Behandlung, in der eine Maschinendrehzahl auf eine Drehzahl festgelegt ist, die höher als eine vorbestimmte Leerlaufdrehzahl ist, und eine Kraftstoffeinspritzung zum Verbrennen und Entfernen von PM, die in dem Filter angesammelt sind, durchgeführt wird. Der Kraftstoff wird in das Abgas eingespritzt, was bewirkt, dass unverbrannter Kraftstoff mit dem Oxidationskatalysator reagiert, und die Wärme dieser Reaktion erhöht die Temperatur des Abgases auf eine Temperatur, bei der die PM verbrannt werden. Das Abgas, das die erhöhte Temperatur hat, geht durch den Filter hindurch, um dadurch die PM zu verbrennen und zu entfernen.
Es sei angemerkt, dass nicht nur PM sondern auch Asche in einem Filter angesammelt ist. Die Asche sind hauptsächlich Metallkomponenten, die in einem Maschinenöl enthalten sind, das abgegeben wird, ohne in einer Maschine verbrannt zu werden. Die PM, die in dem Filter angesammelt sind, können verbrannt und entfernt werden, aber die Asche kann durch die PM-Regenerationsbehandlung nicht entfernt werden. Um ein Verstopfen des Filters zu vermeiden, das durch die Asche verursacht wird, um eine Verringerung einer Abgasreinigungsfunktion zu verhindern, ist es deshalb erwünscht, die Ansammlung von Asche in dem Filter zu bestimmen.
In einigen Dieselfahrzeugen, an denen eine Abgasbehandlungsvorrichtung montiert ist, wenn beispielsweise die Menge von PM und Asche, die in einem Filter angesammelt sind, ein gewisses Niveau oder mehr erreicht, kann eine manuelle PM-Regenerationssteuerung gemäß einem Benutzerbetrieb durchgeführt werden. Bei der manuellen PM-Regenerationssteuerung wird eine PM-Regenerationsbehandlung durchgeführt, eine Maschinendrehzahl wird auf eine Leerlaufdrehzahl festgelegt, nach dem Abschluss der PM-Regenerationsbehandlung, eine Druckdifferenz zwischen einem Abgas stromaufwärts des Filters und einem Abgas stromabwärts des Filters (nachstehend auch als „Filterdruckdifferenz“ bezeichnet) wird erfasst, während die Maschinendrehzahl bei der Leerlaufdrehzahl aufrechterhalten wird, und die Ansammlung von Asche in dem Filter wird auf der Basis dieser Filterdruckdifferenz bestimmt.
Die japanische Patentoffenlegung Nr. 2009-270503 offenbart eine Abgasbehandlungsvorrichtung mit einer verbesserten Genauigkeit des Bestimmens der Ansammlung von Asche in einem Filter. In dieser Abgasbehandlungsvorrichtung wird, nachdem eine PM-Regenerationsbehandlung für eine Zeitspanne durchgeführt worden ist, während der PM, die in einem Filter angesammelt sind, entfernt werden können, die PM-Regenerationsbehandlung ausgedehnt, um die Situation einer hohen Maschinendrehzahl (die Situation einer hohen Abgasströmungsrate) aufrechtzuerhalten, und eine Filterdruckdifferenz wird während dieser Ausdehnung erfasst. Durch Erfassen der Filterdruckdifferenz, während die Situation einer hohen Maschinendrehzahl aufrechterhalten wird, hat die erfasste Filterdruckdifferenz einen erhöhten Wert, und der Effekt eines Erfassungsfehlers, der durch die Erfassungsgenauigkeit eines Sensors und dergleichen verursacht wird, auf diese Filterdruckdifferenz wird verringert, wodurch die Genauigkeit des Bestimmens der Ascheanhäufung verbessert ist.
Zusammenfassung
Wenn durch die Abgasbehandlungsvorrichtung bestimmt wird, dass eine vorgeschriebene Menge oder mehr von Asche in einem Filter angesammelt ist, die in der japanischen Patentoffenlegung Nr. 2009-270503 offenbart ist, kann die Asche beispielsweise durch Reinigen des Filters bei einem Händler oder dergleichen entfernt werden. Nach dem Filterreinigen ist es wünschenswert, zu bestimmen, ob die Asche durch das Reinigen ausreichend entfernt worden ist oder nicht (die Bestimmung dahingehend, ob angesammelte Asche durch Reinigen eines Filters ausreichend entfernt worden ist oder nicht, wird nachstehend als „Nachreinigungsentfernungsbestimmung“ bezeichnet). Es ist somit möglich, beispielsweise die manuelle PM-Regenerationssteuerung durchzuführen, die eine bestehende Steuerung ist, um die Nachreinigungsentfernungsbestimmung zu machen. Jedoch wird angenommen, dass eine Filterdruckdifferenz, die erfasst wird, nachdem die Asche von dem Filter durch das Reinigen zum größten Teil entfernt worden ist, einen kleineren Wert hat als eine Filterdruckdifferenz, die erfasst wird, wenn die Asche angesammelt ist (vor dem Filterreinigen).
In der manuellen PM-Regenerationssteuerung wird eine Filterdruckdifferenz erfasst, während eine Maschinendrehzahl bei einer Leerlaufdrehzahl aufrechterhalten wird, was zu einer niedrigen Strömungsrate von Abgas durch einen Filter führt, und auch zu einem kleinen Wert der erfassten Filterdruckdifferenz. Die Verwendung der manuellen PM-Regenerationssteuerung dort, wo eine erfasste Filterdruckdifferenz einen kleinen Wert hat, für die Postreinigungsentfernungsbestimmung, wo angenommen wird, dass eine erfasste Filterdruckdifferenz einen kleinen Wert hat, kann zu einem noch kleineren Wert der erfassten Filterdruckdifferenz führen, wodurch in nachteiliger Weise eine Verringerung einer Bestimmungsgenauigkeit verursacht wird.
Während es möglich ist, unter Verwendung der Abgasbehandlungsvorrichtung, die in der japanischen Patentoffenlegung Nr. 2009-270503 offenbart ist, auch in der Nachreinigungsentfernungsbestimmung zu bestimmen, ob die Asche entfernt worden ist oder nicht, ist diese Vorrichtung nicht zur Verwendung in der Nachreinigungsentfernungsbestimmung gedacht und hat keine Festlegung von geeigneten Schwellenwerten für die Bestimmung und dergleichen und kann daher nicht direkt angewendet werden. Darüber hinaus kann in der Abgasbehandlungsvorrichtung, die in der japanischen Patentoffenlegung Nr. 2009-270503 offenbart ist, die Ausdehnung der PM-Regenerationsbehandlung in nachteiliger Weise eine ausgedehnte Zeitspanne, die für die Nachreinigungsentfernungsbestimmung erfordert ist, und einen erhöhten Kraftstoffverbrauch verursachen.
Wie vorstehend beschrieben ist, gibt es herkömmlich keine geeignete Steuerung zum Bestimmen, ob Asche, die in einem Filter angesammelt ist, durch Reinigen des Filters entfernt worden ist oder nicht.
Die vorliegende Offenbarung ist in Anbetracht der vorstehenden Probleme gemacht, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, schnell und genau zu bestimmen, ob angehäufte Asche durch Reinigen eines Filters entfernt worden ist oder nicht.
Eine Abgasbehandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung hat: einen Filter, der in einem Abgasdurchgang einer Maschine vorgesehen ist und gestaltet ist, um Partikel in einem Abgas von der Maschine zu sammeln; einen Differenzialdrucksensor, der gestaltet ist, um eine Druckdifferenz zwischen einem Abgas stromaufwärts des Filters und dem Abgas stromabwärts des Filters zu erfassen; und eine Steuerungseinrichtung, die gestaltet ist, um wahlweise eine erste Regenerationssteuerung und eine zweite Regenerationssteuerung in Abhängigkeit einer manuellen Betätigung durch einen Benutzer durchzuführen. In der ersten Regenerationssteuerung ist die Steuerungseinrichtung gestaltet, um eine Regenerationsbehandlung durchzuführen, um eine Drehzahl der Maschine auf einen Wert festzulegen, der höher ist als eine vorbestimmte Leerlaufdrehzahl, und einen Kraftstoff zum Verbrennen und Entfernen der Partikel, die in dem Filter angesammelt sind, einzuspritzen, die Drehzahl der Maschine auf die Leerlaufdrehzahl in Folge eines Abschlusses der Regenerationsbehandlung festzulegen, und eine Ansammlung von Asche in dem Filter auf der Basis der Druckdifferenz zu bestimmen, die erfasst wird, während die Drehzahl der Maschine bei der Leerlaufdrehzahl aufrechterhalten wird. In der zweiten Regernationssteuerung ist die Steuerungseinrichtung gestaltet, um die Regenerationsbehandlung durchzuführen und um zu bestimmen, ob die Asche, die in dem Filter angesammelt ist, durch Reinigen des Filters entfernt worden ist oder nicht, auf der Basis der Druckdifferenz, die vor dem Abschluss der Regernationsbehandlung erfasst wird.
Gemäß der vorstehenden Gestaltung ist die Abgasbehandlungsvorrichtung in charakteristischer Weise gestaltet, um wahlweise die zweite Regenerationssteuerung zusätzlich zu der ersten Regenerationssteuerung durchzuführen. In der ersten Regenerationssteuerung wird die Maschinendrehzahl auf die Leerlaufdrehzahl in Folge eines Abschlusses der Regenerationsbehandlung festgelegt, und die Filterdruckdifferenz wird erfasst, während die Maschinendrehzahl bei der Leerlaufdrehzahl aufrechterhalten wird. Im Gegensatz dazu wird in der zweiten Regenerationssteuerung die Filterdruckdifferenz vor dem Abschluss der Regenerationsbehandlung erfasst (und zwar während der Ausführung der Regenerationsbehandlung). Und zwar wird in der zweiten Regenerationssteuerung die Filterdruckdifferenz erfasst, während die Maschinendrehzahl bei dem Wert aufrechterhalten wird, der höher ist als die Leerlaufdrehzahl.
Wenn die Regenerationsbehandlung vor dem Filterreinigen durchgeführt wird, kann beispielsweise die erste Regenerationssteuerung ausgewählt werden. Dies liegt daran, weil es vor dem Filterreinigen wünschenswert ist, die erste Regenerationssteuerung auszuwählen, bei der die Regenerationsbehandlung für eine gewisse Zeitspanne durchgeführt wird, um die Partikel, die in dem Filter angesammelt sind, zu verbrennen und zu entfernen, die Druckdifferenz erfasst wird, ohne durch die Partikel beeinflusst zu werden, und die Ascheansammlung bestimmt wird.
Wenn die Nachreinigungsentfernungsbestimmung nach dem Filterreinigen durchgeführt wird, kann die zweite Regenerationssteuerung ausgewählt werden. Nach dem Filterreinigen sind die Partikel und die Asche von dem Filter durch das Reinigen zu größten Teilen entfernt worden. Es wird somit angenommen, dass, selbst falls eine kleine Menge von Partikeln in dem Filter verbleibt, die Partikel, die in dem Filter angesammelt sind, vor dem Abschluss der Regenerationsbehandlung bereits verbrannt und entfernt worden sind. Somit wird die Filterdruckdifferenz, die vor dem Abschluss (während der Ausführung) der Regenerationsbehandlung erfasst wird, durch die Partikel nicht beeinflusst, wodurch bestimmt werden kann, ob die Asche entfernt worden ist oder nicht. Als eine Folge ist es nicht notwendig, nach dem Abschluss der Regenerationsbehandlung die Maschinendrehzahl auf die Leerlaufdrehzahl festzulegen und die Nachreinigungsentfernungsbestimmung auf der Basis der Filterdruckdifferenz durchzuführen, die in diesem Zustand erfasst wird, wie in der ersten Regenerationssteuerung, wodurch die Zeitspanne, die für diese Bestimmung erfordert ist, unterdrückt werden kann.
Darüber hinaus kann durch Erfassen der Filterdruckdifferenz vor dem Abschluss der Regenerationsbehandlung die Filterdruckdifferenz in einem Zustand einer hohen Maschinendrehzahl erfasst werden, und somit kann die Filterdruckdifferenz in einem Zustand einer hohen Strömungsrate eines Abgases durch den Filter erfasst werden. Somit ist ein Wert der erfassten Filterdruckdifferenz erhöht, wodurch die Bestimmungsgenauigkeit in der Nachreinigungsentfernungsbestimmung verbessert werden kann. Durch Auswählen der zweiten Regenerationssteuerung, wenn die Nachreinigungsentfernungsbestimmung durchgeführt wird, kann die Bestimmungsgenauigkeit verbessert werden, während die Zeitspanne, die für die Bestimmung erfordert ist, unterdrückt wird, im Vergleich dazu, wenn die erste Regenerationssteuerung ausgewählt wird.
Das Vorstehende und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden offensichtlicher von der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Offenbarung, zusammengenommen mit den begleitenden Zeichnungen.
Figurenliste

1 zeigt schematisch ein Beispielgesamtgestaltungsdiagramm einer Abgasbehandlungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
2 stellt eine manuelle PM-Regenerationssteuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel dar.
3 stellt eine Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel dar.
4 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozessablauf zeigt, der in einer ECU durchgeführt wird.
5 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozessablauf in der manuellen PM-Regenerationssteuerung zeigt, der in der ECU durchgeführt wird.
6 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozessablauf in der Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung zeigt, der in der ECU durchgeführt wird.
7 stellt die manuelle PM-Regenerationssteuerung und die Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung gemäß einer ersten Variation dar.
8 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozessablauf in der Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung zeigt, der in der ECU gemäß der ersten Variation durchgeführt wird.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Das vorliegende Ausführungsbeispiel wird nachstehend im Detail mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die gleichen oder entsprechenden Teile sind mit den gleichen Zeichen in den Zeichnungen bezeichnet und werden nicht wiederholt beschrieben.
<Gesamtgestaltung >
1 zeigt schematisch ein Beispielgesamtgestaltungsdiagramm einer Abgasbehandlungsvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Diese Abgasbehandlungsvorrichtung ist eine Vorrichtung, die ein Abgas von einer Maschine 10 reinigt, und hat einen Dieseloxidationskatalysator (DOC) 13, einen Dieselpartikelfilter (DPF) 14, ein Kraftstoffzugabeventil 30, eine elektronische Steuerungseinheit (nachstehend als „ECU“ bezeichnet) 100, ein Display 150 und einen Schalter SW für eine manuelle PM-Regeneration. Das vorliegende Ausführungsbeispiel beschreibt ein Beispiel, in dem die Abgasbehandlungsvorrichtung an einem Fahrzeug montiert ist.
Die Maschine 10 ist eine übliche Dieselmaschine. Die Maschine 10 kann eine Benzinmaschine sein. Die Maschine 10 ist mit einem Maschinendrehzahlsensor 50 versehen. Der Maschinendrehzahlsensor 50 erfasst eine Drehzahl Ne der Maschine 10 und gibt ein Erfassungsergebnis zu der ECU 100 aus.
Jeder Zylinder der Maschine 10 ist mit einem Kraftstoffeinspritzventil 20 versehen. Kraftstoff von einem Kraftstofftank wird zu jedem Kraftstoffeinspritzventil 20 über eine Kraftstoffpumpe, die in der Figur nicht gezeigt ist, zugeführt. Jedes Kraftstoffeinspritzventil 20 arbeitet (öffnet) in Erwiderung auf ein Steuerungssignal von der ECU 100 und spritzt den Kraftstoff in jeden Zylinder ein.
Ein Ansaugdurchgang 11 und ein Abgasdurchgang 12 sind mit der Maschine 10 verbunden. Der Abgasdurchgang 12 ist mit dem Dieseloxidationskatalysator (DOC) 13 versehen, der Kohlenwasserstoff (HC) und Kohlenmonoxid (CO) in einem Abgas oxidiert und reinigt. Der Abgasdurchgang 12 ist auch, stromabwärts von dem Oxidationskatalysator 13, mit dem Dieselpartikelfilter (DPF) 14 versehen, der PM in dem Abgas sammelt. Der Filter 14 ist aus einer porösen Keramikstruktur gebildet und sammelt PM in dem Abgas, wenn das Abgas durch diese poröse Wand hindurchgeht.
Der Abgasdurchgang 12 ist, stromaufwärts von dem Oxidationskatalysator 13, mit dem Kraftstoffzugabeventil 30 versehen. Kraftstoff von einem Kraftstofftank wird zu dem Kraftstoffzugabeventil 30 über eine Kraftstoffpumpe zugeführt, die in der Figur nicht gezeigt ist. Das Kraftstoffzugabeventil 30 arbeitet (öffnet) in Erwiderung auf ein Steuerungssignal von der ECU 100 und spritzt den Kraftstoff in den Abgasdurchgang 12 stromaufwärts von dem Oxidationskatalysator 13 ein.
Der Abgasdurchgang 12 ist des Weiteren mit einem Diffenzialdrucksensor 60 versehen. Der Differenzialdrucksensor 60 erfasst eine Druckdifferenz (Filterdruckdifferenz) Pd zwischen einem Abgas an der stromaufwärtigen (Einlass-)Seite und einem Abgas an der stromabwärtigen (Auslass-)Seite des Filters 14 und gibt ein Ergebnis der Erfassung zu der ECU 100 aus.
Das Display 150 ist beispielsweise ein Kombiinstrument oder eine Navigationsvorrichtung des Fahrzeugs. Das Display 150 gibt verschiedene Typen von Informationen auf der Basis von Steuerungssignalen von der ECU 100 aus. Beispielformen einer Ausgabe von dem Display 150 umfassen ein Anzeigen eines Symbols auf einem Displayschirm.
Der Schalter SW für eine manuelle PM-Regeneration ist ein Schalter zum Beginnen der Ausführung der manuellen PM-Regenerationssteuerung, die später beschrieben wird. Der Schalter SW für eine manuelle PM-Regeneration ist beispielsweise in einem Fahrzeuginneren vorgesehen und ist gestaltet, um zu der ECU 100 ein erstes Signal auszugeben, das anzeigt, dass der Schalter SW gemäß einer Druckbetätigung eines Benutzers gedrückt worden ist. Die Druckbetätigung des Schalters SW für eine manuelle PM-Regeneration durch den Benutzer entspricht einer „ersten manuellen Betätigung“ gemäß der vorliegenden Offenbarung.
Die ECU 100 ist gestaltet, um eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit), einen Speicher (im Speziellen einen ROM (Nur-Lese-Speicher) und einen RAM (Speicher mit wahlfreiem Zugriff)) und einen Eingangs-/Ausgangs-Anschluss zum Eingeben/Ausgeben verschiedener Signale zu haben (nichts ist gezeigt). Die ECU 100 steuert jede Vorrichtung auf der Basis eines Signals von jedem Sensor und jeder Vorrichtung, einem Programm, das in dem Speicher gespeichert ist, und dergleichen. Jeder Typ einer Steuerung kann nicht nur durch Software, sondern auch durch dafür vorgesehene Hardware (elektronische Schaltung) verarbeitet werden.
<PM-Regenerationsbehandlung>
Wenn PM in dem Filter 14 angesammelt sind, ist die Sammelfunktion des Filters 14 verringert, und die verringerte Sammelfunktion bewirkt eine verringerte Reinigungsfunktion der Abgasbehandlungsvorrichtung. Demzufolge ist die ECU 100 gestaltet, um eine Behandlung durchzuführen, bei der die Drehzahl der Maschine 10 auf eine Drehzahl erhöht wird, die höher als eine vorbestimmte Laufdrehzahl ist, und eine Kraftstoffeinspritzung zum Verbrennen und Entfernen der PM, die in dem Filter 14 angesammelt sind, wird durchgeführt (nachstehend auch als „PM-Regenerationsbehandlung“ bezeichnet). Die Sammelfunktion des Filters 14 wird durch die Ausführung der PM-Regenerationsbehandlung regeneriert.
Um die PM zu verbrennen und zu entfernen, die in dem Filter 14 angesammelt sind, ist es wünschenswert, die Temperatur des Abgases, das durch den Filter 14 hindurchgeht, innerhalb eines geeigneten Temperaturbereichs festzulegen (gleich wie oder höher als eine Temperatur, bei der die PM verbrannt werden, und gleich wie oder niedriger als eine Temperatur, bei der der Filter 14 verschlechtert wird). Dies wird durch die Verwendung des vorstehend beschriebenen Kraftstoffzugabeventils 30 realisiert. Im Speziellen bewirkt die ECU 100, dass das Kraftstoffzugabeventil 30 einen Kraftstoff für eine PM-Regeneration nach einer Hauptkraftstoffeinspritzung durch das Kraftstoffeinspritzventil 20 einspritzt. Der Kraftstoff, der von dem Kraftstoffzugabeventil 30 eingespritzt wird, erfährt eine Oxidationsreaktion mit dem Oxidationskatalysator 13, um Wärme zu erzeugen, und die Wärme erhöht die Temperatur des Abgases stromaufwärts des Filters 14. Das Abgas, das die erhöhte hohe Temperatur hat, wird zu dem Filter 14 zugeführt, wodurch die PM, die in dem Filter 14 angesammelt sind, verbrannt und entfernt werden, und die Sammelfunktion des Filters 14 wird regeneriert.
Die Kraftstoffeinspritzung für eine PM-Regeneration ist nicht notwendigerweise beschränkt, um unter Verwendung des Kraftststoffzugabeventils 30 durchgeführt zu werden. Die Kraftstoffeinspritzung für eine PM-Regeneration kann auch beispielsweise unter Verwendung des Kraftstoffeinspritzventils 20 durchgeführt werden. Und zwar kann die PM-Regenerationsbehandlung auch in einer Gestaltung durchgeführt werden, die das Kraftstoffzugabeventil 30 nicht hat.
<Manuelle PM-Regenerationssteuerung>
Die ECU 100 ist gestaltet, um eine manuelle PM-Regenerationssteuerung durchzuführen, um die PM-Regenerationsbehandlung gemäß der Druckbetätigung des Schalters SW für eine manuelle PM-Regeneration zu beginnen. Die „manuelle PM-Regenerationssteuerung“ bezieht sich auf eine Steuerung, in der die PM-Regenerationsbehandlung für eine erste Zeitspanne durchgeführt wird, die Drehzahl der Maschine 10 auf eine Leerlaufdrehzahl in Folge eines Abschlusses der PM-Regenerationsbehandlung festgelegt wird, und die Ansammlung von Asche in dem Filter 14 auf der Basis der Filterdruckdifferenz Pd bestimmt wird, die erfasst wird, während die Drehzahl der Maschine 10 bei der Leerlaufdrehzahl aufrechterhalten wird.
Nicht nur PM, sondern auch Asche, ist in dem Filter 14 angesammelt. Die Asche sind hauptsächlich Metallkomponenten, die in einem Maschinenöl enthalten sind, das abgegeben wird, ohne in der Maschine verbrannt zu werden. Die PM, die in dem Filter 14 angesammelt sind, können verbrannt und entfernt werden, aber die Asche kann durch die Ausführung der PM-Regenerationsbehandlung nicht entfernt werden. Um ein Verstopfen des Filters 14 zu vermeiden, das durch die Asche verursacht wird, um eine Verringerung einer Abgasreinigungsfunktion der Abgasbehandlungsvorrichtung zu verhindern, ist es wünschenswert, die Ascheansammlung zu bestimmen. Demzufolge wird in der manuellen PM-Regenerationssteuerung die Ascheansammlung nach dem Abschluss der PM-Regenerationsbehandlung bestimmt.
Die Ausführung der manuellen PM-Regenerationssteuerung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird durch eine Druckbetätigung des Schalters SW für eine manuelle PM-Regeneration begonnen, wenn sich die Maschine 10 im Leerlauf befindet. Die Bedingungen zum Beginnen der Ausführung der manuellen PM-Regenerationssteuerung können, zusätzlich zu dem Vorstehenden, eine weitere Bedingung umfassen, beispielsweise, dass die Schaltposition die Parkposition ist.
2 stellt die manuelle PM-Regenerationssteuerung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dar. In 2 und 3, die später beschrieben werden, zeigt die horizontale Achse eine Zeit t an, und die vertikale Achse zeigt die Drehzahl Ne der Maschine 10 an. Eine durchgehende Linie L1 in 2 zeigt eine Änderung der Drehzahl Ne der Maschine 10 in der manuellen PM-Regenerationssteuerung an.
Eine Leerlaufdrehzahl N1 zeigt eine Drehzahl an, wenn sich die Maschine 10 im Leerlauf befindet. Wenn beispielsweise die ECU 100 das erste Signal durch die Benutzerdruckbetätigung des Schalters SW für eine manuelle PM-Regeneration (erste manuelle Betätigung) zu einer Zeit t1 empfängt, führt die ECU 100 die manuelle PM-Regenerationssteuerung durch. Im Speziellen beginnt die ECU 100 die PM-Regenerationsbehandlung zu der Zeit t1, legt die Drehzahl Ne der Maschine 10 von der Leerlaufdrehzahl N1 auf eine Drehzahl N2 fest, die höher ist als die Leerlaufdrehzahl N1 (N2>N1), und führt eine Kraftstoffeinspritzung zum Verbrennen und Entfernen der PM durch. Die ECU 100 führt die PM-Regenerationsbehandlung für die erste Zeitspanne (von der Zeit t1 bis zu der Zeit t4) durch, schließt die PM-Regenerationsbehandlung zu der Zeit t4 ab und legt die Drehzahl Ne der Maschine 10 auf die Leerlaufdrehzahl N1 fest. Zu der Zeit t5 erfasst die ECU 100 die Filterdruckdifferenz Pd, während die Drehzahl Ne der Maschine 10 bei der Leerlaufdrehzahl N1 aufrechterhalten wird, und bestimmt die Ansammlung von Asche in dem Filter 14 auf der Basis dieser Filterdruckdifferenz Pd. Als eine Folge der Ausführung der PM-Regenerationsbehandlung für die erste Zeitspanne werden die PM, die in dem Filter 14 angesammelt sind, verbrannt und entfernt. Demzufolge kann, nach dem Abschluss der PM-Regenerationsbehandlung, die Fiterdruckdifferenz Pd erfasst werden, ohne durch die PM beeinflusst zu werden, und die Ascheansammlung kann auf der Basis der erfassten Filterdruckdifferenz Pd bestimmt werden. Eine erste Ausführungszeit (von der Zeit t1 bis zu der Zeit t5) ist als eine Ausführungszeit für die manuelle PM-Regenerationssteuerung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erfordert.
Die erste Zeitspanne, während der die PM-Regenerationsbehandlung durchgeführt wird, ist auf eine Zeitspanne festgelegt, während der die PM, deren Ansammlung in dem Filter 14 angenommen wird, durch die PM-Regenerationsbehandlung verbrannt und entfernt werden können. Beispielsweise ist die Ausführung der manuellen PM-Regenerationssteuerung anzufragen, wenn geschätzt wird, dass eine gewisse Menge oder mehr von PM angesammelt ist, und eine Zeitspanne, während der diese gewisse Menge von PM ausreichend verbrannt und entfernt werden kann, ist als die erste Zeitspanne festgelegt.
Die ECU 100 überwacht die Filterdruckdifferenz Pd in beispielsweise einem vorgeschriebenen Steuerungszyklus. Wenn die Filterdruckdifferenz Pd einen gewissen Schwellenwert oder höher erreicht, bestimmt die ECU 100, dass die gewisse Menge oder mehr von PM angesammelt ist und dass die PM-Regenerationsbehandlung durchgeführt werden muss, und fordert den Benutzer auf, die manuelle PM-Regenerationssteuerung durchzuführen. Im Speziellen überträgt die ECU 100 zu dem Display 150 ein Steuerungssignal zum Vorsehen einer Anzeige, die die Ausführung der manuellen PM-Regenerationssteuerung anfordert. Das Display 150, das dieses Steuerungssignal empfangen hat, zeigt beispielsweise ein Symbol an oder schaltet dieses ein, das die Ausführung der manuellen PM-Regenerationssteuerung anfordert.
<Bezüglich der Reinigung des Filters>
Wenn Asche in dem Filter 14 angesammelt ist, fällt die erfasste Filterdruckdifferenz Pd nicht unter den gewissen Schwellenwert und hält einen großen Wert selbst dann aufrecht, wenn die manuelle PM-Regenerationssteuerung durchgeführt worden ist. Demzufolge, wenn die ECU 100 bestimmt, dass eine vorgeschriebene Menge oder mehr von Asche noch immer angehäuft ist, nachdem die PM-Regenerationsbehandlung durchgeführt worden ist, sieht die ECU 100 eine Benachrichtigung vor, die das Reinigen des Filters 14 anfragt. Im Speziellen, wenn die Filterdruckdifferenz Pd, die in der manuellen PM-Regenerationssteuerung erfasst wird (die Filterdruckdifferenz Pd nach dem Abschluss der PM-Regenerationsbehandlung), größer ist als ein Ascheansammlungsschwellenwert Path, bestimmt die ECU 100, dass die vorgeschriebene Menge oder mehr von Asche in dem Filter 14 angesammelt ist und überträgt zu dem Display 150 ein Steuerungssignal zum Vorsehen einer Anzeige einer Reinigungsbenachrichtigung, die das Reinigen des Filters 14 anfordert. Das Display 150, das dieses Steuerungssignal empfangen hat, zeigt beispielsweise ein Symbol, das das Reinigen des Filters 14 anfordert, als die Reinigungsbenachrichtigung an oder schaltet dieses ein. Beispielsweise ist eine Beziehung zwischen der Menge von angesammelter Asche in dem Filter und der Filterdruckdifferenz im Voraus durch ein Experiment und dergleichen bestimmt, und ein Wert der Filterdruckdifferenz entsprechend der Menge von angesammelter Asche, der als eine Referenz zum Anfordern der Reinigung dient, ist als der Ascheansammlungsschwellenwert Path festgelegt.
Wenn das Symbol, das die Reinigung des Filters 14 anfordert (Reinigungsbenachrichtigung), angezeigt wird, kann der Benutzer den Filter 14 bei einem Händler des Fahrzeugs oder dergleichen reinigen, um die Asche zu entfernen. Nach dem Reinigen des Filters 14 ist es wünschenswert, zu bestimmen, ob die Asche entfernt worden ist oder nicht (Nachreinigungsentfernungsbestimmung), um eine Auslieferung zu dem Benutzer mit dem in geeigneter Weise gereinigten Filter 14 durchzuführen.
< Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung >
Es ist somit möglich, beispielsweise die manuelle PM-Regenerationssteuerung durchzuführen, die eine bestehende Steuerung ist, um zu bestimmen, ob die Asche durch das Reinigen des Filters 14 entfernt worden ist oder nicht. Nach dem Filterreinigen sind jedoch die PM und die Asche größtenteils entfernt worden, und deshalb wird angenommen, dass die Filterdruckdifferenz Pd, die erfasst werden kann, einen kleinen Wert im Vergleich zu vor dem Filterreinigen hat, wenn die Asche angesammelt ist.
Es sei angemerkt, dass in der manuellen PM-Regenerationssteuerung die PM-Regenerationsbehandlung für die erste Zeitspanne durchgeführt wird, um die PM zu verbrennen und zu entfernen, um die Ansammlung von Asche in dem Filter 14 zu bestimmen. Dann ist die Drehzahl Ne der Maschine 10 auf die Leerlaufdrehzahl N1 in Folge eines Abschlusses der PM-Regenerationsbehandlung festgelegt, und die Filterdruckdifferenz Pd wird in diesem Zustand erfasst. Wenn die Drehzahl Ne der Maschine 10 auf die Leerlaufdrehzahl N1 festgelegt ist, ist die Strömungsrate des Abgases durch den Filter 14 im Vergleich dazu verringert, wenn die Drehzahl der Maschine 10 die Drehzahl N2 ist, was zu einem kleinen Wert der erfassten Filterdruckdifferenz Pd führt.
Die Verwendung der manuellen PM-Regenerationssteuerung, wo die erfasste Filterdruckdifferenz Pd einen kleinen Wert für die Nachreinigungsentfernungsbestimmung hat, wo angenommen wird, dass die Filterdruckdifferenz Pd, die erfasst werden kann, einen kleinen Wert hat, kann zu einem noch kleineren Wert der erfassten Filterdruckdifferenz Pd führen. Als eine Folge kann der Effekt des Erfassungsfehlers, der durch die Erfassungsgenauigkeit des Differenzialdrucksensors 60 und dergleichen verursacht wird, auf die erfasste Filterdruckdifferenz Pd erhöht sein, wodurch in nachteiliger Weise eine Verringerung der Bestimmungsgenauigkeit in der Nachreinigungsentfernungsbestimmung verursacht wird.
Demzufolge ist die ECU 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gestaltet, um eine „Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung“ durchzuführen, die für die Nachreinigungsentfernungsbestimmung geeignet ist. Die „Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung“ bezieht sich auf eine Steuerung, bei der die PM-Regenerationsbehandlung für die erste Zeitspanne durchgeführt wird, und es auf der Basis der Filterdruckdifferenz Pd, die unmittelbar vor dem Abschluss der PM-Regenerationsbehandlung erfasst wird, bestimmt wird, ob die Asche, die in dem Filter 14 angesammelt ist, durch das Reinigen des Filters 14 entfernt worden ist oder nicht.
3 stellt die Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dar. Eine durchgehende Linie L2 in 3 kennzeichnet eine Variation der Drehzahl Ne der Maschine 10 in der Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung. Zu einer Zeit t1a wird die Ausführung der Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung durch eine zweite manuelle Betätigung begonnen, die die Ausführung der Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung anfordert. Die zweite manuelle Betätigung bezieht sich beispielsweise auf eine Betätigung des Verbindens eines Servicewerkzeugs (wie eines Personal Computers) ST, der bei einem Händler des Fahrzeugs verwendet wird, oder dergleichen mit dem Fahrzeug und des Übertragens eines zweiten Signals, das die Ausführung der Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung anfordert, von dem Servicewerkzeug ST zu dem Fahrzeug. In Folge eines Empfangens des zweiten Signals, das die Ausführung der Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung anfordert, von dem Servicewerkzeug ST, führt die ECU 100 die Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung durch. Im Speziellen beginnt die ECU 100 die PM-Regenerationsbehandlung zu einer Zeit t1a, legt die Drehzahl Ne der Maschine 10 von der Leerlaufdrehzahl N1 auf die Drehzahl N2 fest, die höher ist als die Leerlaufdrehzahl N1 (N2>N1) und führt eine Kraftstoffeinspritzung zum Verbrennen und Entfernen der PM durch. Die ECU 100 führt die PM-Regenerationsbehandlung für die erste Zeitspanne durch (von einer Zeit t1a bis zu einer Zeit t4a).
Der Grund dafür, dass die PM-Regenerationsbehandlung selbst nach dem Reinigen des Filters 14 durchgeführt wird, ist beispielsweise eine geringe Menge von PM zu verbrennen und zu entfernen, die durch das Reinigen des Filters nicht entfernt werden konnten und in dem Filter 14 verbleiben, um Wasser zu entfernen, das aufgrund des Reinigens an dem Filter 14 angehaftet hat, und dergleichen.
Es sei angemerkt, dass, nach dem Reinigen des Filters 14, die PM und die Asche, die in dem Filter 14 angesammelt sind, durch das Reinigen größtenteils entfernt worden sind. Es wird somit angenommen, dass, selbst falls eine kleine Menge von PM in dem Filter 14 verbleibt, die PM unmittelbar vor dem Abschluss der PM-Regenerationsbehandlung bereits verbrannt und entfernt worden sind. „Unmittelbar vor dem Abschluss der PM-Regenerationsbehandlung“ bezieht sich beispielsweise auf eine Zeitspanne entsprechend zu ungefähr den letzten mehreren % bis 10 % der ersten Zeitspanne, während der die PM-Regenerationsbehandlung durchgeführt wird. Jedoch sind die vorstehend genannten mehreren % bis 10 % lediglich ein Beispiel, und die Zeitspanne kann festgelegt werden, wie es geeignet ist, in Abhängigkeit der festgelegten ersten Zeitspanne oder beispielsweise den Charakteristiken des Filters 14.
Demzufolge wird in der Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung die Filterdruckdifferenz Pd unmittelbar vor dem Abschluss der PM-Regenerationsbehandlung (Zeit t3a) erfasst, und auf der Basis dieser Filterdruckdifferenz Pd wird bestimmt, ob die Asche, die in dem Filter 14 angesammelt ist, durch das Reinigen entfernt worden ist oder nicht (Nachreinigungsentfernungsbestimmung). Mit anderen Worten gesagt führt die ECU 100 die Nachreinigungsentfernungsbestimmung durch, wenn eine vorgeschriebene Zeitspanne seit dem Beginn der PM-Regenerationsbehandlung (von einer Zeit t1a bis zu der Zeit t3a) verstrichen ist. Selbst falls die Filterdruckdifferenz Pd erfasst wird und die Bestimmung unmittelbar vor dem Abschluss der PM-Regenerationsbehandlung gemacht wird, wird angenommen, dass die PM nicht in dem Filter 14 angesammelt sind, und deshalb kann bestimmt werden, ob die Asche entfernt werden konnte oder nicht, ohne durch die PM beeinflusst zu werden. Im Speziellen bestimmt die ECU 100, ob die Filterdruckdifferenz Pd kleiner ist als ein Reinigungsbestimmungsschwellenwert Pwth. Der Reinigungsbestimmungsschwellenwert Pwth ist festgelegt, um kleiner zu sein als der Ascheansammlungsschwellenwert Path. Dies liegt daran, weil, nach dem Reinigen des Filters 14, die PM und die Asche, die in dem Filter 14 angesammelt waren, größtenteils entfernt worden sind, und deshalb wird angenommen, dass die erfasste Filterdruckdifferenz Pd einen kleineren Wert hat als die Filterdruckdifferenz, die in der manuellen PM-Regenerationssteuerung erfasst wird, die vor dem Reinigen des Filters 14 durchgeführt wird. Der Reinigungsbestimmungsschwellenwert Pwth kann festgelegt werden, wie es angemessen ist, durch beispielsweise Bestimmen im Voraus durch ein Experiment und dergleichen einer Filterdruckdifferenz, wenn wenig PM und Asche in dem Filter 14 angesammelt ist.
Dann wird die Filterdruckdifferenz Pd unmittelbar vor dem Abschluss der PM-Regenerationsbehandlung erfasst, wodurch eine Erfassung der Filterdruckdifferenz Pd gestattet wird, während die Drehzahl Ne der Maschine 10 die Drehzahl N2 ist, die höher ist als die Leerlaufdrehzahl N1, und zwar in einem Zustand einer hohen Strömungsrate eines Abgases durch den Filter 14. Somit kann die erfasste Filterdruckdifferenz Pd einen großen Wert haben. Als eine Folge kann, selbst nach dem Reinigen des Filters 14, wenn angenommen wird, dass die Filterdruckdifferenz Pd, die erfasst werden kann, einen kleinen Wert hat, die Filterdruckdifferenz Pd genau erfasst werden, wodurch genau bestimmt werden kann, ob die Asche durch das Reinigen entfernt werden konnte oder nicht.
Die ECU 100 führt die PM-Regernationsbehandlung für die erste Zeitspanne durch, schließt die PM-Regenerationsbehandlung zu der Zeit t4a ab und legt die Drehzahl Ne der Maschine 10 auf die Leerlaufdrehzahl N1 fest. Der Grund dafür, dass die PM-Regenerationsbehandlung in der Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung für die erste Zeitspanne durchgeführt wird, in ähnlicher Weise wie die PM-Regenerationsbehandlung in der manuellen PM-Regenerationssteuerung, ist es, die bestehende Steuerung mit so geringer Änderung wie möglich zu verwenden, um dadurch eine Verkomplizierung der Steuerung zu vermeiden, eine Steuerungsänderung zu erleichtern, und dergleichen.
Eine zweite Ausführungszeit (von der Zeit t1a bis zu der Zeit t4a) ist erfordert, um die Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durchzuführen. Diese ist kürzer als die erste Ausführungszeit, die erfordert ist, um die manuelle PM-Regenerationssteuerung durchzuführen. Die Zeitspanne, die erfordert ist, um die Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung durchzuführen, kann unterdrückt werden, da es nicht notwendig ist, die Drehzahl Ne der Maschine 10 auf die Leerlaufdrehzahl N1 nach dem Abschluss der PM-Regenerationsbehandlung festzulegen und eine Bestimmung auf der Basis der Filterdruckdifferenz Pd zu machen, die erfasst wird, während die Drehzahl Ne der Maschine 10 bei der Leerlaufdrehzahl N1 aufrechterhalten wird, wie in der manuellen PM-Regenerationssteuerung.
<Prozess, der in der ECU durchgeführt wird>
4 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozessablauf zeigt, der in der ECU 100 durchgeführt wird. Jeder Schritt, der in diesem Flussdiagramm gezeigt ist, wird von einer Hauptroutine (nicht gezeigt) aufgerufen und ausgeführt, wenn eine vorgeschriebene Bedingung erfüllt ist. Die vorgeschriebene Bedingung ist beispielsweise, dass die ECU 100 ein Signal empfängt, dass das erste Signal oder das zweite Signal umfasst. Während die Schritte des Flussdiagramms, das in 4 gezeigt ist, so beschrieben sind, dass sie durch Softwareverarbeitung durch die ECU 100 realisiert sind, können einige oder alle der Schritte durch Hardware (elektrische Schaltung), die innerhalb der ECU 100 angefertigt ist, realisiert werden. Dies ist auch der Fall bei 5 und 6.
Die ECU 100 bestimmt, ob sie das erste Signal empfangen hat oder nicht, das die Ausführung der manuellen PM-Regenerationssteuerung anfordert, das in Folge einer Druckbetätigung des Schalters SW für die manuelle PM-Regeneration übertragen wird (Schritt 100; Schritt wird nachstehend als „S“ abgekürzt).
Wenn die ECU 100 das erste Signal empfangen hat (JA in S100), führt die ECU 100 die manuelle PM-Regenerationssteuerung durch (S200). Die Details des Prozesses in der manuellen PM-Regenerationssteuerung, der in der ECU 100 durchgeführt wird, werden später mit Bezug auf 5 beschrieben.
Wenn die ECU 100 das erste Signal nicht empfangen hat (NEIN in S100), bestimmt die ECU 100, ob sie das zweite Signal empfangen hat oder nicht, das die Ausführung der Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung anfordert (S300). Wenn die ECU 100 das zweite Signal nicht empfangen hat, und zwar wenn sie keines von dem ersten Signal und von dem zweiten Signal empfangen hat (NEIN in S300), bewirkt die ECU, dass der Prozess zu der Hauptroutine zurückkehrt.
Wenn die ECU 100 das zweite Signal empfangen hat (JA in S300), führt die ECU 100 andererseits die Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung durch (S400). Die Details des Prozesses in der Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung, die in der ECU 100 durchgeführt wird, werden später mit Bezug auf 6 besch rieben.
Nach Durchführen der manuellen PM-Regenerationssteuerung S200 oder nach Durchführen der Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung in S400, gibt die ECU 100 ein Steuerungssignal auf der Basis eines Flags, das in jedem Schritt festgelegt wird, zu dem Display 150 aus (S500). Wenn beispielsweise ein Reinigungsflag auf AN festgelegt ist, überträgt die ECU 100 zu dem Display 150 ein Steuerungssignal zum Anzeigen oder Einschalten eines Symbols, das das Reinigen des Filters 14 anfordert. Wenn das Reinigungsflag auf AUS festgelegt ist, überträgt die ECU 100 zu dem Display 150 ein Steuerungssignal zum Nichtanzeigen oder zum Ausschalten des Symbols, das das Reinigen des Filters 14 anfordert.
<<Manuelle PM-Regenerationssteuerung>>
5 ist ein Flussdiagramm, das einen Ablauf eines Prozesses in der manuellen PM-Regenerationssteuerung (S200) zeigt, der in der ECU 100 durchgeführt wird. In Folge eines Empfangens des ersten Signals beginnt die ECU 100 die PM-Regenerationsbehandlung (S205) und legt die Drehzahl Ne der Maschine auf die Drehzahl N2 fest, die höher ist als die Leerlaufdrehzahl N1 (S210). Die ECU 100 führt eine Kraftstoffeinspritzung zum Verbrennen und Entfernen der PM durch, während die Drehzahl Ne der Maschine 10 bei der Drehzahl N2 aufrechterhalten wird.
Die ECU 100 bestimmt, ob die erste Zeitspanne seit dem Start der PM-Regenerationsbehandlung verstrichen ist oder nicht (S215). Wenn die erste Zeitspanne seit dem Beginn der PM-Regenerationsbehandlung nicht verstrichen ist (NEIN in S215), führt die ECU 100 die PM-Regenerationsbehandlung fort, bis nach Verstreichen der ersten Zeitspanne. Und zwar führt die ECU 100 die PM-Regenerationsbehandlung für die erste Zeitspanne durch.
Wenn die erste Zeitspanne seit dem Beginn der PM-Regenerationsbehandlung verstrichen ist (JA in S215), schließt die ECU 100 die PM-Regenerationsbehandlung ab (S220). Dann verringert die ECU 100 die Drehzahl Ne der Maschine 10 von der Drehzahl N2 auf die Leerlaufdrehzahl N1 (S225).
Dann erfasst die ECU 100 die Filterdruckdifferenz Pd, während die Drehzahl Ne der Maschine 10 bei der Leerlaufdrehzahl N1 aufrechterhalten wird (S230). Die ECU 100 bestimmt, ob die erfasste Filterdruckdifferenz Pd kleiner ist als der Ascheansammlungsschwellenwert Path oder nicht (S235). Wenn die Filterdruckdifferenz Pd gleich wie oder größer als der Ascheansammlungsschwellenwert Path ist (NEIN in S235), bestimmt die ECU 100, dass eine vorgeschriebene Menge oder mehr von Asche in dem Filter 14 angesammelt ist und das Reinigen des Filters 14 notwendig ist, und legt das Reinigungsflag auf AN fest (S245).
Wenn die Filterdruckdifferenz Pd kleiner ist als ist der Ascheansammlungsschwellenwert Path (JA in S235), bestimmt die ECU 100 andererseits, dass die vorgeschriebene Menge oder mehr von Asche nicht in dem Filter 14 angesammelt ist und die Asche nicht zu einem Ausmaß angesammelt ist, das das Reinigen des Filters 14 erfordert, und legt das Reinigungsflag auf AUS fest (S240).
<<Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung>>
6 ist ein Flussdiagramm, das einen Ablauf eines Prozesses in der Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung (S400) zeigt, der in der ECU 100 durchgeführt wird. In Folge eines Empfangens des zweiten Signals beginnt die ECU 100 die PM-Regenerationsbehandlung (S405) und legt die Drehzahl Ne der Maschine auf die Drehzahl N2 fest, die höher ist als die Leerlaufdrehzahl N1 (S410). Die ECU 100 führt eine Kraftstoffeinspritzung zum Verbrennen und Entfernen der PM durch, während die Drehzahl Ne der Maschine 10 bei der Drehzahl N2 aufrechterhalten wird.
Die ECU 100 bestimmt, ob eine vorgeschriebene Zeitspanne seit dem Beginn der PM-Regenerationsbehandlung verstrichen ist oder nicht (S415). Wenn die vorgeschriebene Zeitspanne seit dem Beginn der PM-Regenerationsbehandlung nicht verstrichen ist (NEIN in S415), führt die ECU 100 die PM-Regenerationsbehandlung fort, bis die vorgeschriebene Zeitspanne verstrichen ist.
Wenn die vorgeschriebene Zeitspanne seit dem Beginn der PM-Regenerationsbehandlung verstrichen ist (JA in S415), erfasst die ECU 100 die Filterdruckdifferenz Pd, während die Drehzahl Ne der Maschine 10 bei der Drehzahl N2 aufrechterhalten wird (S420).
Die ECU 100 bestimmt, ob die erfasste Filterdruckdifferenz Pd kleiner ist als der Reinigungsbestimmungsschwellenwert Pwth oder nicht (S425). Wenn die Filterdruckdifferenz Pd kleiner ist als der Reinigungsbestimmungsschwellenwert Pwth (JA in S425), bestimmt die ECU 100, dass die Asche, die in dem Filter 14 angesammelt ist, durch das Reinigen entfernt werden konnte und setzt das Reinigungsflag auf AUS (S430). Wenn die Filterdruckdifferenz Pd gleich oder größer als der Reinigungsbestimmungsschwellenwert Pwth ist (NEIN in S425), bestimmt die ECU 100 andererseits, dass die Asche, die in dem Filter 14 angesammelt ist, durch das Reinigen nicht ausreichend entfernt werden konnte und setzt das Reinigungsflag weiterhin auf AN (S435).
Nach Festlegen des Reinigungsflags auf AUS/AN in S430 oder S435, bestimmt die ECU 100, ob die erste Zeitspanne seit dem Beginn der PM-Regenerationsbehandlung verstrichen ist oder nicht (S440). Wenn die erste Zeitspanne seit dem Beginn der PM-Regenerationsbehandlung nicht verstrichen ist (NEIN in S440), führt die ECU 100 die PM-Regenerationsbehandlung fort, bis die erste Zeitspanne verstrichen ist. Der Grund, dass die PM-Regenerationsbehandlung in der Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung für die erste Zeitspanne in dieser Weise durchgeführt wird, in ähnlicher Weise wie die PM-Regenerationsbehandlung in der manuellen PM-Regenerationssteuerung, ist es, die bestehende Steuerung zu verwenden mit einer so geringen Änderung wie möglich, um dadurch eine Verkomplizierung der Steuerung zu vermeiden, eine Steuerungsänderung zu erleichtern und dergleichen.
Wenn die erste Zeitspanne seit dem Beginn der PM-Regenerationsbehandlung verstrichen ist (JA in S440), schließt die ECU 100 die PM-Regenerationsbehandlung ab (S445) und verringert die Drehzahl Ne der Maschine 10 von der Drehzahl N2 auf die Leerlaufdrehzahl N1 (S450).
Wie vorstehend beschrieben ist, ist die Abgasbehandlungsvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gestaltet, um wahlweise die manuelle PM-Regenerationssteuerung und die Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung in Abhängigkeit der manuellen Betätigung des Benutzers durchzuführen. Wenn ein Display, das die Ausführung der manuellen PM-Regenerationssteuerung anfordert, vorgesehen ist, wird die manuelle PM-Regenerationssteuerung beispielsweise durch eine Druckbetätigung des Schalters SW für eine manuelle PM-Regeneration durchgeführt. Wenn nach dem Reinigen des Filters 14 bestimmt wird, ob die Asche durch das Reinigen entfernt werden konnte oder nicht, wird beispielsweise die Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung durch eine Betätigung, die die Ausführung der Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung anfordert, unter Verwendung des Servicewerkzeugs ST durchgeführt. In dieser Weise kann eine Steuerung, die für die Situation geeignet ist, durchgeführt werden.
In der Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung ist der Reinigungsbestimmungsschwellenwert Pwth zum Bestimmen festgelegt, ob die Asche, die in dem Filter 14 angesammelt ist, durch das Reinigen entfernt worden ist oder nicht, und der Prozess für die Nachreinigungsentfernungsbestimmung, der nach dem Reinigen des Filters 14 angemessen ist, wird ausgeführt. Als eine Folge kann schnell und genau bestimmt werden, ob die angesammelte Asche durch das Filterreinigen entfernt worden ist oder nicht.
[Erste Variation]
Das Ausführungsbeispiel hat ein Beispiel beschrieben, in dem die Ausführungszeit für die PM-Regenerationsbehandlung in der Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung und die Ausführungszeit für die PM-Regenerationsbehandlung in der manuellen PM-Regenerationssteuerung die gleiche erste Zeitspanne sind. Dies vermeidet eine Verkomplizierung der Steuerung und dergleichen. Jedoch kann die Ausführungszeit für die PM-Regenerationsbehandlung in der Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung festgelegt sein, um kürzer zu sein als die Ausführungszeit für die PM-Regenerationsbehandlung in der manuellen PM-Regenerationssteuerung. Dies liegt daran, weil angenommen wird, dass die PM-Regenerationsbehandlung in einem kürzeren Zeitumfang in der Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung, die durchgeführt wird, nachdem die PM und die Asche, die in dem Filter 14 angesammelt sind, größtenteils durch das Reinigen entfernt worden sind, abgeschlossen werden kann als in der manuellen PM-Regenerationssteuerung, die durchgeführt wird, wenn große Mengen von PM und Asche in dem Filter 14 angesammelt sind. Die erste Variation beschreibt ein Beispiel, in dem die Ausführungszeit für die PM-Regenerationsbehandlung in der Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung festgelegt ist, um kürzer zu sein als die Ausführungszeit für die PM-Regenerationsbehandlung in der manuellen PM-Regenerationssteuerung.
7 stellt die manuelle PM-Regenerationssteuerung und die Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung gemäß der ersten Variation dar. In 7 zeigt die horizontale Achse eine Zeit t an, und die vertikale Achse zeigt die Drehzahl Ne der Maschine 10 an. Eine Strichpunktlinie L4 in 7 kennzeichnet eine Änderung der Drehzahl Ne der Maschine 10 in der manuellen PM-Regenerationssteuerung, die in 2 beschrieben ist (durchgehende Linie in 2). Eine durchgehende Linie L3 in 7 zeigt eine Änderung der Drehzahl Ne der Maschine 10 in der Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung gemäß der ersten Variation an. Während die durchgehende Linie L3 und die Strichpunktlinie L4 als geringfügig voneinander versetzt in 7 dargestellt sind, um eine Visualisierung zu erleichtern, zeigen beide Linien beispielsweise an, dass sich die Drehzahl Ne der Maschine 10 zu der Zeit t1b von der Leerlaufdrehzahl N1 zu der Drehzahl N2 ändert.
Die manuelle PM-Regenerationssteuerung ist ähnlich zu der des Ausführungsbeispiels und wird somit nicht wiederholt beschrieben. Zu der Zeit t1b, wenn die ECU 100 das zweite Signal, das die Ausführung der Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung anfordert, von dem Servicewerkzeug ST empfängt, wird die Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung begonnen. Im Speziellen beginnt die ECU 100 die PM-Regenerationsbehandlung zu der Zeit t1b, legt die Drehzahl Ne der Maschine 10 von der Leerlaufdrehzahl N1 auf die Drehzahl N2 fest, die höher ist als die Leerlaufdrehzahl N1, und führt eine Kraftstoffeinspritzung zum Verbrennen und Entfernen der PM durch.
Die ECU 100 führt die PM-Regenerationsbehandlung für eine zweite Zeitspanne (von der Zeit t1b bis zu der Zeit t2b) durch, und zu der Zeit t2b erfasst sie die Filterdruckdifferenz Pd und bestimmt, auf der Basis dieser Filterdruckdifferenz Pd, ob die Asche, die in dem Filter 14 angesammelt ist, durch das Reinigen entfernt worden ist oder nicht (Nachreinigungsentfernungsbestimmung). Die zweite Zeitspanne ist kürzer als die erste Zeitspanne und die vorgeschriebene Zeitspanne, während der die Filterdruckdifferenz Pd in dem Ausführungsbeispiel erfasst wurde. Die zweite Zeitspanne ist auf beispielsweise eine Zeitspanne festgelegt, während der eine kleine Menge von PM, die in dem Filter 14 nach dem Reinigen verbleiben, verbrannt und entfernt werden können, und Wasser, das an dem Filter 14 angehaftet hat, entfernt werden kann. Die zweite Zeitspanne kann durch Berechnen einer geeigneten Zeitspanne im Voraus durch ein Experiment und dergleichen festgelegt werden.
Dann schließt die ECU 100 die PM-Regenerationsbehandlung ab und legt die Drehzahl Ne der Maschine 10 auf die Leerlaufdrehzahl N1 fest. Die ECU 100 schließt die Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung in Folge eines Abschlusses der PM-Regenerationsbehandlung ab. Eine dritte Ausführungszeit, während der die Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung durchgeführt wird, ist gleich zu der zweiten Zeitspanne. Die dritte Ausführungszeit ist kürzer als die erste Ausführungszeit, während der die manuelle PM-Regenerationssteuerung durchgeführt wird. Die dritte Ausführungszeit ist auch kürzer als die zweite Ausführungszeit, während der die Nachreinigungs-PM-Steuerung in dem Ausführungsbeispiel durchgeführt wird.
Durch Durchführen der PM-Regenerationsbehandlung nur für eine erforderte Zeitspanne (zweite Zeitspanne: von der Zeit t1b bis zu der Zeit t2b) in dieser Weise, kann die Zeitspanne verkürzt werden, die für die Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung erfordert ist. Mit der verkürzten Ausführungszeit für die PM-Regenerationsbehandlung kann ein Kraftstoffverbrauch in der Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung auch unterdrückt werden.
8 ist ein Flussdiagramm, das einen Ablauf eines Prozesses in der Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung zeigt, der in der ECU 100 gemäß der ersten Variation durchgeführt wird. Das Flussdiagramm von 8 hat S515 anstelle von S415 und hat, im Vergleich zu dem Flussdiagramm von 6, nicht S440. Schritte, die ähnlich zu denjenigen in dem Flussdiagramm von 6 sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen wie diejenigen in dem Flussdiagramm von 6 bezeichnet und werden nicht wiederholt beschrieben.
Die ECU 100 bestimmt, ob die zweite Zeitspanne seit dem Beginn der PM-Regenerationsbehandlung verstrichen ist oder nicht (S515). Wenn die zweite Zeitspanne seit dem Beginn der PM-Regenerationsbehandlung nicht verstrichen ist (NEIN in S515), führt die ECU 100 die PM-Regenerationsbehandlung fort, bis die zweite Zeitspanne verstrichen ist.
Wenn die zweite Zeitspanne seit dem Beginn der PM-Regenerationsbehandlung verstrichen ist (JA in S515), erfasst die ECU 100 die Filterdruckdifferenz Pd, während die Drehzahl Ne der Maschine 10 bei der Drehzahl N2 aufrechterhalten wird (S420).
Nach Festlegen des Reinigungsflags auf AUS/AN in S425 bis S435 schließt die ECU 100 die PM-Regenerationsbehandlung ab (S445) und verringert die Drehzahl Ne der Maschine 10 von der Drehzahl N2 auf die Leerlaufdrehzahl N1 (S450).
Wie vorstehend beschrieben ist, wird in der Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung gemäß der ersten Variation die PM-Regenerationsbehandlung für die zweite Zeitspanne durchgeführt, und die Erfassung der Filterdruckdifferenz Pd und die Nachreinigungsentfernungsbestimmung werden innerhalb der zweiten Zeitspanne durchgeführt. In der Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel wird andererseits die PM-Regenerationsbehandlung für die erste Zeitspanne durchgeführt, in ähnlicher Weise zu der Ausführungszeit für die PM-Regenerationsbehandlung in der manuellen PM-Regenerationssteuerung. In der ersten Variation wird die PM-Regenerationsbehandlung nur für eine erforderte Zeitspanne nach dem Reinigen des Filters 14 durchgeführt, wodurch die Zeitspanne, die für die Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung erfordert ist, verkürzt werden kann. Mit anderen Worten gesagt kann eine unnötige Ausführung der PM-Regenerationsbehandlung in der Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung unterdrückt werden, wodurch die Zeitspanne, die für die Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung erfordert ist, optimiert werden kann. Mit der optimierten Zeitspanne, die für die Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung erfordert ist, kann ein Kraftstoffverbrauch in der Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung auch unterdrückt werden.
[Zweite Variation]
In der manuellen PM-Regenerationssteuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel und der ersten Variation wird das Reinigungsflag auf AN festgelegt, wenn die erfasste Filterdruckdifferenz Pd gleich wie oder größer ist als der Ascheansammlungsschwellenwert Path (S235, S245 in 5). Und zwar wird das Reinigungsflag durch einen einzelnen Bestimmungsprozess in S235 auf AN festgelegt. Jedoch kann das Reinigungsflag auf AN festgelegt werden, wenn beispielsweise die Anzahl von Malen, bei denen bestimmt wird, dass die erfasste Filterdruckdifferenz Pd gleich wie oder größer als der Ascheansammlungsschwellenwert Path ist, eine vorgeschriebene kumulative Zahl (beispielsweise mehrere Male) erreicht.
In der manuellen PM-Regenerationssteuerung wird die Filterdruckdifferenz Pd erfasst, während die Drehzahl Ne der Maschine 10 auf die Leerlaufdrehzahl N1 festgelegt ist, wie vorstehend beschrieben ist. In diesem Fall wird die Filterdruckdifferenz Pd in einem Zustand einer niedrigen Strömungsrate eines Abgases durch den Filter 14 erfasst, und es wird deshalb angenommen, dass die erfasste Filterdruckdifferenz Pd einen kleinen Wert hat. Somit, wenn die Filterdruckdifferenz Pd einen Wert nahe dem Ascheansammlungsschwellenwert Path hat, kann beispielsweise die Bestimmung in S235 in 5, dass die Filterdruckdifferenz Pd kleiner ist als der Ascheansammlungsschwellenwert Path oder dass die Filterdruckdifferenz Pd gleich wie oder größer als der Ascheansammlungsschwellenwert Path ist, durch einen Erfassungsfehler beeinflusst werden, der durch die Erfassungsgenauigkeit des Differenzialdrucksensors 60 und dergleichen verursacht wird. Demzufolge wird die Anzahl von Malen, bei denen bestimmt wird, dass die Filterdruckdifferenz Pd gleich wie oder größer als der Ascheansammlungsschwellenwert Path ist, kumuliert, und wenn die kumulierte Zahl die vorgeschriebene kumulierte Zahl erreicht, wird bestimmt, dass das Reinigen des Filters 14 notwendig ist, und das Reinigungsflag wird auf AN festgelegt. Alternativ, wenn fortlaufend für eine vorgeschriebene Anzahl von Malen bestimmt wird, dass die Filterdruckdifferenz Pd gleich wie oder größer als der Ascheansammlungsschwellenwert Path ist, kann bestimmt werden, dass das Reinigen des Filters 14 notwendig ist, und das Reinigungsflag kann auf AN festgelegt werden.
Wenn die ECU 100 die PM-Regenerationsbehandlung während eines Fahrens des Fahrzeugs automatisch durchführen soll, können beispielsweise ein Ergebnis des Prozesses des Bestimmens der Filterdruckdifferenz Pd und der Ascheansammlungsschwellenwert Path nach dem Abschluss der PM-Regenerationsbehandlung in der vorstehend genannten kumulativen Zahl umfasst sein.
Eine Abgasbehandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung hat: einen Filter, der in einem Abgasdurchgang einer Maschine vorgesehen ist und gestaltet ist, um Partikel in einem Abgas von der Maschine zu sammeln; einen Differenzialdrucksensor, der gestaltet ist, um eine Druckdifferenz zwischen einem Abgas stromaufwärts des Filters und dem Abgas stromabwärts des Filters zu erfassen; und eine Steuerungseinrichtung, die gestaltet ist, um wahlweise eine erste Regenerationssteuerung und eine zweite Regenerationssteuerung in Abhängigkeit einer manuellen Betätigung durch einen Benutzer durchzuführen. In der ersten Regenerationssteuerung ist die Steuerungseinrichtung gestaltet, um eine Regenerationsbehandlung durchzuführen, eine Drehzahl der Maschine auf einen Wert festzulegen, der höher ist als eine vorbestimmte Leerlaufdrehzahl, und einen Kraftstoff zum Verbrennen und Entfernen der Partikel, die in dem Filter angesammelt sind, einzuspritzen, die Drehzahl der Maschine auf die Leerlaufdrehzahl in Folge eines Abschlusses der Regenerationsbehandlung festzulegen, und eine Ansammlung von Asche in dem Filter auf der Basis der Druckdifferenz zu bestimmen, die erfasst wird, während die Drehzahl der Maschine bei der Leerlaufdrehzahl aufrechterhalten wird. In der zweiten Regenerationssteuerung ist die Steuerungseinrichtung gestaltet, um die Regenerationsbehandlung durchzuführen und um zu bestimmen, ob die Asche, die in dem Filter angesammelt ist, durch Reinigen des Filters entfernt worden ist oder nicht, auf der Basis der Druckdifferenz, die vor dem Abschluss der Regenerationsbehandlung erfasst worden ist.
Gemäß der vorstehenden Gestaltung ist die Abgasbehandlungsvorrichtung in charakteristischer Weise gestaltet, um wahlweise die zweite Regenerationssteuerung zusätzlich zu der ersten Regenerationssteuerung durchzuführen. In der ersten Regenerationssteuerung wird die Maschinendrehzahl auf die Leerlaufdrehzahl in Folge eines Abschließens der Regenerationsbehandlung festgelegt, und die Filterdruckdifferenz wird erfasst, während die Maschinendrehzahl bei der Leerlaufdrehzahl aufrechterhalten wird. Im Gegensatz dazu wird in der zweiten Regenerationssteuerung die Filterdruckdifferenz vor dem Abschluss der Regenerationsbehandlung erfasst (und zwar während der Ausführung der Regenerationsbehandlung). Und zwar wird in der zweiten Regenerationssteuerung die Filterdruckdifferenz erfasst, während die Maschinendrehzahl bei dem Wert aufrechterhalten wird, der höher ist als die Leerlaufdrehzahl.
Wenn die Regenerationsbehandlung vor dem Filterreinigen durchgeführt wird, kann beispielsweise die erste Regenerationssteuerung ausgewählt werden. Dies liegt daran, weil es vor dem Filterreinigen wünschenswert ist, die erste Regenerationssteuerung auszuwählen, bei der die Regenerationsbehandlung für eine gewisse Zeitspanne durchgeführt wird, um die Partikel, die in dem Filter angesammelt sind, zu verbrennen und zu entfernen, die Filterdruckdifferenz erfasst wird, ohne durch die Partikel beeinflusst zu werden, und die Ascheansammlung bestimmt wird.
Wenn die Nachreinigungsentfernungsbestimmung nach dem Filterreinigen durchgeführt wird, kann die zweite Regenerationssteuerung ausgewählt werden. Nach dem Filterreinigen sind die Partikel und die Asche von dem Filter durch das Reinigen größtenteils entfernt worden. Es wird daher angenommen, dass, selbst falls eine kleine Menge der Partikel in dem Filter verbleibt, die Partikel, die in dem Filter angesammelt sind, vor dem Abschluss der Regenerationsbehandlung bereits verbrannt und entfernt worden sind. Somit wird die Filterdruckdifferenz, die vor dem Abschluss (während der Ausführung) der Regenerationsbehandlung erfasst wird, durch die Partikel nicht beeinflusst, wodurch bestimmt werden kann, ob die Asche entfernt worden ist oder nicht. Als eine Folge ist es nicht notwendig, die Maschinendrehzahl auf die Leerlaufdrehzahl nach dem Abschluss der Regenerationsbehandlung festzulegen und die Nachreinigungsentfernungsbestimmung auf der Basis der Filterdruckdifferenz durchzuführen, die in diesem Zustand erfasst wird, wie in der ersten Regenerationssteuerung, wodurch die Zeitspanne, die für diese Bestimmung erfordert ist, unterdrückt werden kann.
Darüber hinaus kann durch Erfassen der Filterdruckdifferenz vor dem Abschluss der Regenerationsbehandlung die Filterdruckdifferenz in einem Zustand einer hohen Maschinendrehzahl erfasst werden, und somit kann die Filterdruckdifferenz in einem Zustand einer hohen Strömungsrate eines Abgases durch den Filter erfasst werden. Somit hat die erfasste Filterdruckdifferenz einen großen Wert, wodurch die Bestimmungsgenauigkeit in der Nachreinigungsentfernungsbestimmung verbessert werden kann. Durch Auswählen der zweiten Regenerationssteuerung, wenn die Nachreinigungsentfernungsbestimmung durchgeführt wird, kann die Bestimmungsgenauigkeit verbessert werden, während die Zeitspanne, die für die Bestimmung erfordert ist, unterdrückt wird, im Vergleich zu dem Fall, wenn die erste Regenerationssteuerung ausgewählt wird.
In einem Ausführungsbeispiel ist die Steuerungseinrichtung gestaltet, um, in der ersten Regenerationssteuerung, zu bestimmen, dass die Reinigung des Filters notwendig ist, wenn die Druckdifferenz größer ist als ein erster Schwellenwert. Die Steuerungseinrichtung ist gestaltet, um, in der zweiten Regenerationssteuerung, zu bestimmen, dass die Asche, die in dem Filter angesammelt ist, durch das Reinigen des Filters entfernt worden ist, wenn die Druckdifferenz kleiner ist als ein zweiter Schwellenwert. Der zweite Schwellenwert ist kleiner als der erste Schwellenwert.
Gemäß der vorstehenden Gestaltung werden unterschiedliche Schwellenwerte für eine Bestimmung zwischen der ersten Regenerationssteuerung, die vor dem Filterreinigen ausgewählt werden kann, und der zweiten Regenerationssteuerung verwendet, die nach dem Filterreinigen ausgewählt werden kann. Vor dem Filterreinigen wird angenommen, dass die Asche in dem Filter nach dem Abschluss der Regenerationsbehandlung noch angesammelt ist. Andererseits wird nach dem Filterreinigen angenommen, dass die Partikel und die Asche, die in dem Filter angesammelt waren, größtenteils durch das Reinigen entfernt worden sind. Es wird deshalb angenommen, dass die Filterdruckdifferenz, die nach dem Filterreinigen erfasst wird, einen kleineren Wert hat als die Filterdruckdifferenz, die vor dem Filterreinigen erfasst wird. Demzufolge ist der zweite Schwellenwert festgelegt, um kleiner zu sein als der erste Schwellenwert. Durch Festlegen eines Schwellenwerts, der für die Steuerung geeignet ist, die in dieser Weise ausgewählt werden kann, kann die Ascheansammlung in der ersten Regenerationssteuerung genau bestimmt werden, und das Ascheentfernen durch das Reinigen kann in der zweiten Regenerationssteuerung genau bestimmt werden.
In einem Ausführungsbeispiel ist die Steuerungseinrichtung gestaltet, um die Regenerationsbehandlung für eine erste Zeitspanne in der ersten Regenerationssteuerung durchzuführen. Die Steuerungseinrichtung ist gestaltet, um die Regenerationsbehandlung für eine zweite Zeitspanne in der zweiten Regenerationssteuerung durchzuführen. Die zweite Zeitspanne ist kürzer als die erste Zeitspanne.
In der ersten Regenerationssteuerung wird die Regenerationsbehandlung für die erste Zeitspanne durchgeführt, um die Partikel zu verbrennen und zu entfernen, die in dem Filter angesammelt sind. Als eine Folge können die Partikel, die in dem Filter angesammelt sind, größtenteils verbrannt und entfernt werden. Somit kann die Filterdruckdifferenz nachfolgend erfasst werden, ohne durch die Partikel beeinflusst zu werden, wodurch die Ascheansammlung genau bestimmt werden kann. In der zweiten Regenerationssteuerung wird die Regenerationsbehandlung für die zweite Zeitspanne durchgeführt, um die kleine Menge von Partikeln zu verbrennen und zu entfernen, die in dem gereinigten Filter angesammelt sein können, und um das Wasser zu entfernen, das an dem Filter durch das Reinigen anhaftet. Es wird angenommen, dass eine Zeitspanne für die Regenerationsbehandlung, die erfordert ist, um die kleine Menge von Partikeln zu verbrennen und zu entfernen, die in dem gereinigten Filter angesammelt sein können, und um das Wasser zu entfernen, kürzer ist als eine Zeitspanne für die Regenerationsbehandlung, die erfordert ist, um die Partikel, die in dem ungereinigten Filter angesammelt sind, in der ersten Regenerationssteuerung zu verbrennen und zu entfernen. Demzufolge kann die Zeitspanne (zweite Zeitspanne) für die Regenerationsbehandlung in der zweiten Regenerationssteuerung festgelegt werden, um kürzer zu sein als die Zeitspanne (erste Zeitspanne) für die Regenerationsbehandlung in der ersten Regenerationssteuerung. Als eine Folge wird, in der Nachreinigungsentfernungsbestimmung, die Regenerationsbehandlung nicht für eine unnötig lange Zeitspanne durchgeführt, und die Zeitspanne, die für die Bestimmung erfordert ist, kann verkürzt werden. Mit der verkürzten Ausführungszeit für die Regenerationsbehandlung kann auch ein Kraftstoffverbrauch in der Regenerationsbehandlung unterdrückt werden.
In einem Ausführungsbeispiel ist die Steuerungseinrichtung gestaltet, um die erste Regenerationssteuerung durchzuführen, wenn der Benutzer eine erste manuelle Betätigung durchführt, die eine Ausführung der ersten Regenerationssteuerung anfordert. Die Steuerungseinrichtung ist gestaltet, um die zweite Regenerationssteuerung durchzuführen, wenn der Benutzer eine zweite manuelle Betätigung durchführt, die eine Ausführung der zweiten Regenerationssteuerung anfordert.
Gemäß der vorstehenden Gestaltung kann der Benutzer wahlweise die erste manuelle Betätigung und die zweite manuelle Betätigung in Abhängigkeit der Situation durchführen, um wahlweise die erste Regenerationssteuerung oder die zweite Regenerationssteuerung, die für die Situation geeignet ist, durchzuführen. Die erste manuelle Betätigung bezieht sich beispielsweise auf eine Druckbetätigung eines Schalters, der in einem Fahrzeug vorgesehen ist, und dergleichen zum Beginnen der Ausführung der ersten Regenerationssteuerung, um die Ausführung der ersten Regenerationssteuerung anzufordern. Die zweite manuelle Betätigung bezieht sich beispielsweise auf eine Betätigung des Verbindens eines Servicewerkzeugs (wie eines Personal Computers), das bei einem Händler des Fahrzeugs verwendet wird, oder dergleichen mit dem Fahrzeug, um die Ausführung der zweiten Regenerationssteuerung von dem Servicewerkzeug zu dem Fahrzeug anzufordern.
Obwohl die vorliegende Offenbarung im Detail beschrieben und dargestellt worden ist, ist es klar zu verstehen, dass diese lediglich veranschaulichend und nur beispielhaft und nicht als beschränkend zu verstehen ist, wobei der Umfang der vorliegenden Offenbarung mittels der anhängten Ansprüche zu interpretieren ist.
Eine ECU führt eine Nachreinigungs-PM-Regenerationssteuerung in Folge eines Empfangens eines zweiten Signals durch. Im Speziellen beginnt die ECU 100 eine PM-Regenerationsbehandlung (S405) und legt eine Maschinendrehzahl auf eine Drehzahl N2 fest (S410). Wenn eine vorgeschriebene Zeitspanne verstrichen ist (JA in S415), erfasst die ECU eine Filterdruckdifferenz Pd (S420) und bestimmt, ob die erfasste Filterdruckdifferenz Pd kleiner ist als ein Reinigungsbestimmungsschwellenwert Pwth (S425). Die ECU setzt ein Reinigungsflag auf AUS/AN auf der Basis eines Bestimmungsergebnisses in S425 (S430, S435), schließt die PM-Regenerationsbehandlung ab, nachdem eine erste Zeitspanne seit dem Beginn der PM-Regenerationsbehandlung verstrichen ist (S445), und verringert die Maschinendrehzahl auf eine Leerlaufdrehzahl N1 (S450).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2018134112 [0001]
JP 2009270503 [0009]

Claims

Abgasbehandlungsvorrichtung mit: einem Filter (14), der in einem Abgasdurchgang (12) einer Maschine (10) vorgesehen ist und gestaltet ist, um Partikel in einem Abgas von der Maschine (10) zu sammeln; einem Diffenzialdrucksensor (60), der gestaltet ist, um eine Druckdifferenz zwischen dem Abgas stromaufwärts des Filters (14) und dem Abgas stromabwärts des Filters (14) zu erfassen; und einer Steuerungseinrichtung (100), wobei die Steuerungseinrichtung (100) gestaltet ist, um wahlweise eine erste Regenerationssteuerung und eine zweite Regenerationssteuerung in Abhängigkeit einer manuellen Betätigung durch einen Benutzer durchzuführen, wobei, in der ersten Regenerationssteuerung, die Steuerungseinrichtung gestaltet ist, um eine Regenerationsbehandlung durchzuführen, um eine Drehzahl der Maschine (10) auf einen Wert festzulegen, der höher ist als eine vorbestimmte Leerlaufdrehzahl, und einen Kraftstoff zum Verbrennen und Entfernen der Partikel, die in dem Filter (14) angesammelt sind, einzuspritzen, die Drehzahl der Maschine (10) auf die Leerlaufdrehzahl in Folge eines Abschlusses der Regenerationsbehandlung festzulegen, und eine Ansammlung von Asche in dem Filter (14) auf der Basis der Druckdifferenz zu bestimmen, die erfasst wird, während die Drehzahl der Maschine (10) bei der Leerlaufdrehzahl aufrechterhalten wird, und wobei, in der zweiten Regenerationssteuerung, die Steuerungseinrichtung gestaltet ist, um die Regenerationsbehandlung durchzuführen, und zu bestimmen, ob die Asche, die in dem Filter (14) angesammelt ist, durch Reinigen des Filters (14) entfernt worden ist oder nicht, auf der Basis der Druckdifferenz, die vor dem Abschluss der Regenerationsbehandlung erfasst wird.
Abgasbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuerungseinrichtung (100) gestaltet ist, um in der ersten Regenerationssteuerung zu bestimmen, dass das Reinigen des Filters (14) notwendig ist, wenn die Druckdifferenz größer ist als ein erster Schwellenwert, und in der zweiten Regenerationssteuerung zu bestimmen, dass die Asche, die in dem Filter (14) angesammelt ist, durch das Reinigen des Filters (14) entfernt worden ist, wenn die Druckdifferenz kleiner ist als ein zweiter Schwellenwert, und der zweite Schwellenwert kleiner ist als der erste Schwellenwert.
Abgasbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuerungseinrichtung (100) gestaltet ist, um die Regenerationsbehandlung für eine erste Zeitspanne in der ersten Regenerationssteuerung durchzuführen, und die Regenerationsbehandlung für eine zweite Zeitspanne in der zweiten Regenerationssteuerung durchzuführen, und die zweite Zeitspanne kürzer ist als die erste Zeitspanne.
Abgasbehandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuerungseinrichtung (100) gestaltet ist, um die erste Regenerationssteuerung durchzuführen, wenn der Benutzer eine erste manuelle Betätigung durchführt, die eine Ausführung der ersten Regenerationssteuerung anfordert, und die zweite Regenerationssteuerung durchzuführen, wenn der Benutzer eine zweite manuelle Betätigung durchführt, die eine Ausführung der zweiten Regenerationssteuerung anfordert.