-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Abgasreinigungssystem.
-
HINTERGRUND
-
Bezüglich eines Abgasreinigungssystems ist die in der
JP 2006 - 161 718 A beschriebene Technologie bekannt. Das in der
JP 2006 - 161 718 A beschriebene Abgasreinigungssystem umfasst einen Filter, der Feinstaub im Abgas eines Verbrennungsmotors auffängt, und einen Oxidationskatalysator, der den Filter durch Oxidation von Kraftstoff reproduziert / wiederherstellt. Wenn in einem solchen Abgasreinigungssystem eine Verstopfung im Oxidationskatalysator auftritt, kann Kraftstoff, der dem Oxidationskatalysator zugeführt wurde, zum Filter strömen, ohne ausreichend in einem Prozess der Reproduktion des Filters oxidiert zu werden. In diesem Fall steigt die Temperatur des zum Filter strömenden Abgases nicht ausreichend an. Infolgedessen neigt eine Temperaturdifferenz zwischen einem vorderen Endabschnitt und einem hinteren Endabschnitt des Filters aufzutreten. In dem in
JP 2006 - 161 718 A beschriebenen Abgasreinigungssystem wird, ausgehend von einer solchen Tendenz / Neigung, das Auftreten von einer Verstopfung im Oxidationskatalysator auf der Grundlage der vorgenannten Temperaturdifferenz bestimmt.
-
ZUSAMMENFASSUNG
-
In dem oben beschriebenen Abgasreinigungssystem kann sich jedoch im Allgemeinen, da der Filter eine vergleichsweise große Wärmekapazität hat, die vorgenannte Temperaturdifferenz später als das Auftreten von einer Verstopfung im Oxidationskatalysator manifestieren. In diesem Fall ist zu befürchten, dass es schwierig sein kann, das Auftreten von einer Verstopfung im Oxidationskatalysator genau zu bestimmen.
-
Ein Ziel der vorliegenden Offenbarung ist es, ein Abgasreinigungssystem bereitzustellen, in dem das Auftreten von einer Verstopfung in einem Oxidationskatalysator genau bestimmt werden kann.
-
Ein Abgasreinigungssystem gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst einen Filter, der so konfiguriert ist, dass er in einem Abgas-Strömungskanal eines Verbrennungsmotors bereitgestellt ist und Feinstaub im / aus dem Abgas des Verbrennungsmotors auffängt / einfängt / sammelt, einen Oxidationskatalysator, der so konfiguriert ist, dass er in dem Abgas-Strömungskanal bereitgestellt ist, um auf einer stromaufwärtigen Seite des Filters positioniert zu sein und den Filter durch Oxidation von Kraftstoff zu reproduzieren / wiederherzustellen, einen Temperatursensor, der so konfiguriert ist, dass er eine Temperatur sowohl an einem vorderen Endabschnitt des Filters als auch an einem hinteren Endabschnitt des Filters detektiert, einen Filterreproduktionsabschnitt / Filterwiederherstellungsabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er eine Reproduktionssteuerung / Wiederherstellungssteuerung des Filters durch Hinzufügen / Zugabe des Kraftstoffs zu dem Oxidationskatalysator ausführt, und einen Bestimmungsabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er das Auftreten von einer Verstopfung in dem Oxidationskatalysator bestimmt. Der Filterreproduktionsabschnitt führt die Reproduktionssteuerung des Filters aus, wenn eine erste Bedingung, dass ein geschätzter Wert des vom Filter eingefangenen Feinstaubs größer als ein erster Schwellenwert ist, erfüllt ist, oder wenn eine zweite Bedingung bezüglich eines Verhältnisses zwischen einem vorbestimmten Index in Bezug auf den Filter und einem zweiten Schwellenwert erfüllt ist. Der Bestimmungsabschnitt stellt fest, dass eine Verstopfung im Oxidationskatalysator aufgetreten ist, wenn die Reproduktionssteuerung des Filters ausgeführt wurde, weil die zweite Bedingung erfüllt ist, bevor die erste Bedingung erfüllt ist, und wenn eine dritte Bedingung, dass eine Temperaturdifferenz zwischen dem hinteren Endabschnitt und dem vorderen Endabschnitt größer ist als ein dritter Schwellenwert, erfüllt ist.
-
In diesem Abgasreinigungssystem führt der Filterreproduktionsabschnitt eine Reproduktionssteuerung des Filters aus, wenn die erste Bedingung, dass der geschätzte Wert des Feinstaubs größer als der erste Schwellenwert ist, erfüllt ist oder wenn die zweite Bedingung bezüglich des Verhältnisses zwischen dem auf den Filter bezogenen vorbestimmten Index und dem zweiten Schwellenwert erfüllt ist. Wenn die Reproduktionssteuerung des Filters durchgeführt wurde, bevor die erste Bedingung erfüllt ist, besteht eine vergleichsweise hohe Wahrscheinlichkeit, dass eine Verstopfung im Oxidationskatalysator aufgetreten ist. Das heißt, wenn eine Verstopfung im Oxidationskatalysator aufgetreten ist, wie oben beschrieben, kann Kraftstoff, der dem Oxidationskatalysator zugeführt wurde, zum Filter strömen, ohne ausreichend oxidiert zu werden. In diesem Fall steigt im vorderen Endabschnitt des Filters die Temperatur des zum Filter strömenden Abgases nicht ausreichend an. Infolgedessen ist es unwahrscheinlich, dass der Feinstaub entfernt wird. Andererseits führt im hinteren Endabschnitt des Filters Kraftstoff, der im Oxidationskatalysator nicht ausreichend oxidiert wurde, zu einer Verbrennungsreaktion in Bezug auf den Feinstaub. Infolgedessen wir der Feinstaub mit größerer Wahrscheinlichkeit entfernt als der im vorderen Endabschnitt. Wenn nämlich eine Verstopfung im Oxidationskatalysator aufgetreten ist, neigt der Feinstaub dazu, sich bevorzugt im vorderen Endabschnitt des Filters anzusammeln, und die Reproduktionssteuerung des Filters kann ausgeführt werden, bevor die erste Bedingung erfüllt ist. Der Bestimmungsabschnitt stellt fest, dass eine Verstopfung im Oxidationskatalysator aufgetreten ist, wenn die Reproduktionssteuerung des Filters ausgeführt wurde, weil die zweite Bedingung erfüllt ist, bevor die erste Bedingung erfüllt ist, und wenn die dritte Bedingung, dass die Temperaturdifferenz zwischen dem hinteren Endabschnitt und dem vorderen Endabschnitt größer als der dritte Schwellenwert ist, erfüllt ist. Dementsprechend kann das Auftreten von einer Verstopfung im Oxidationskatalysator auf der Basis der ersten Bedingung und der zweiten Bedingung schnell bestimmt werden und eine Verstopfung im Oxidationskatalysator kann auf der Basis der dritten Bedingung zuverlässig bestimmt werden. Somit kann gemäß diesem Abgasreinigungssystem das Auftreten von einer Verstopfung im Oxidationskatalysator genau bestimmt werden.
-
Das Abgasreinigungssystem kann ferner einen Drucksensor umfassen, der so konfiguriert ist, dass er einen Druck sowohl auf der stromaufwärtigen Seite des Filters als auch auf einer stromabwärtigen Seite des Filters erfasst. Der vorbestimmte Index kann eine Druckdifferenz zwischen der stromaufwärtigen Seite des Filters und der stromabwärtigen Seite des Filters sein. Die zweite Bedingung kann eine Bedingung sein, dass die Druckdifferenz größer ist als der zweite Schwellenwert. Wenn eine Verstopfung im Oxidationskatalysator aufgetreten ist, wie oben beschrieben, neigt der Feinstaub dazu, sich bevorzugt im vorderen Endabschnitt des Filters anzusammeln. In diesem Fall tendiert die Druckdifferenz dazu, größer zu werden als der zweite Schwellenwert, bevor die erste Bedingung erfüllt ist. Gemäß der vorstehenden Konstitution kann das Auftreten von einer Verstopfung im Oxidationskatalysator einfach und schnell unter Verwendung der Druckdifferenz als zweite Bedingung bestimmt werden.
-
Das Abgasreinigungssystem kann ferner einen Katalysator-Reproduktionsabschnitt / -Wiederherstellungsabschnitt umfassen, der zur Ausführung einer Reproduktionssteuerung / Wiederherstellungssteuerung des Oxidationskatalysators konfiguriert ist. Wenn der Bestimmungsabschnitt feststellt, dass eine Verstopfung im Oxidationskatalysator aufgetreten ist, kann der Oxidationskatalysator dementsprechend schnell reproduziert werden.
-
Der Katalysator-Reproduktionsabschnitt kann die Reproduktionssteuerung des Oxidationskatalysators während einer Zeitspanne durchführen, während der Filterreproduktionsabschnitt die Reproduktionssteuerung des Filters durchführt. Da es also eine Zeitspanne gibt, in der die Reproduktionssteuerung des Filters und die Reproduktionssteuerung des Oxidationskatalysators gleichzeitig ausgeführt werden, kann die Effizienz der Reproduktion / Wiederherstellung des Filters und des Oxidationskatalysators verbessert werden.
-
Der Bestimmungsabschnitt kann in einem Fahrzeug vorgesehen sein, das den Verbrennungsmotor aufweist. Dementsprechend kann das Auftreten von einer Verstopfung im Oxidationskatalysator des Fahrzeugs zuverlässig bestimmt werden.
-
Der Bestimmungsabschnitt kann von einem den Verbrennungsmotor enthaltenden Fahrzeug entfernt sein und kann in einer Vorrichtung, die mit dem Fahrzeug kommunizieren kann, vorgesehen sein. Dementsprechend kann auch an einem vom Fahrzeug entfernten Ort das Auftreten von einer Verstopfung im Oxidationskatalysator bestimmt werden und somit ist es möglich, die Auflösung der eine Verstopfung im Oxidationskatalysator flexibel zu handhaben.
-
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, ein Abgasreinigungssystem bereitzustellen, in dem das Auftreten von einer Verstopfung in einem Oxidationskatalysator genau bestimmt werden kann.
-
Figurenliste
-
- 1 ist eine Ansicht, die einen schematischen Aufbau eines Abgasreinigungssystems gemäß einer Ausführungsform zeigt.
- 2 ist ein Blockdiagramm, das einen funktionellen Aufbau des Abgasreinigungssystems zeigt.
- 3 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für einen Prozess von einem Filterreproduktionsabschnitt zeigt.
- 4 ist ein Bilddiagramm, das eine Verteilung von Feinstaub zeigt, der von einem Filter eingefangen wird.
- 5 ist ein Diagramm, das jeweils einen normalen und einen abnormalen Zustand eines Oxidationskatalysators zeigt.
- 6 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für einen Prozess von einem Katalysator-Reproduktionsabschnitt zeigt.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
-
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben. In jeder der Abbildungen werden die gleichen Bezugszeichen für gleiche oder gleichartige Elemente verwendet und eine doppelte Beschreibung derselben entfällt.
-
1 ist eine Ansicht, die einen schematischen Aufbau eines Abgasreinigungssystems gemäß der Ausführungsform zeigt. Wie in 1 dargestellt, ist ein Abgasreinigungssystem 10 in ein Fahrzeug 1 eingebaut. Bei dem Fahrzeug 1 handelt es sich beispielsweise um einen Pkw, einen Gabelstapler oder dergleichen. Das Fahrzeug 1 umfasst einen Motor (Verbrennungsmotor) 2, einen Ansaugkrümmer 3, einen Abgaskrümmer 4, einen Einlassabschnitt 5, ein Abgasrohr 6 und das Abgasreinigungssystem 10.
-
Bei dem Motor 2 handelt es sich beispielsweise um einen Vierzylinder-Reihendieselmotor vom Common-Rail-Typ (Speichereinspritzungstyp). Der Motor 2 hat einen Zylinderblock, einen Zylinderkopf und dergleichen. Der Motor 2 ist mit einer Einspritzvorrichtung (nicht dargestellt) versehen, die Kraftstoff in jede der Brennkammern einspritzt. Die Einspritzvorrichtung ist an ein Common Rail (gemeinsame Rohrleitung) angeschlossen. Der im Common Rail gespeicherte Hochdruck-Kraftstoff wird der Einspritzvorrichtung zugeführt. Der Kraftstoff ist zum Beispiel Dieselkraftstoff.
-
Der Ansaugkrümmer 3 steht in Verbindung mit den Brennkammern des Motors 2. Der Ansaugkrümmer 3 lässt Luft in die Brennkammern des Motors 2 strömen. Der Abgaskrümmer 4 steht mit den Brennkammern des Motors 2 in Verbindung. Der Abgaskrümmer 4 lässt das aus den Brennkammern des Motors 2 austretende Abgas abströmen.
-
Der Einlassabschnitt 5 ist auf einer stromaufwärtigen Seite des Ansaugkrümmers 3 in einem Strömungskanal für Luft vorgesehen. Beispielsweise ist der Einlassabschnitt 5 eine Drosselklappe oder dergleichen. Im Motor 2 wird die in die Brennkammern strömende Luftmenge durch Einstellen / Anpassen des Öffnungsgrads des Einlassabschnitts 5 eingestellt. Das Abgasrohr 6 steht mit dem Abgaskrümmer 4 in Verbindung. Das Abgasrohr 6 lässt Abgas, das aus dem Abgaskrümmer 4 ausgetreten ist, nach außen aus dem Motor 2 strömen. Der Strömungskanal des Abgaskrümmers 4 und ein Strömungskanal 6a des Abgasrohrs 6 bilden Abgas-Strömungskanäle des Motors 2.
-
Das Abgasreinigungssystem 10 umfasst einen Filter (Dieselpartikelfilter: DPF) 11, einen Oxidationskatalysator (Dieseloxidationskatalysator: DOC) 12, einen Zugabeabschnitt / Hinzufügeabschnitt 13, ein Paar Drucksensoren 14, ein Paar Temperatursensoren 15, einen Temperatursensor 16 und eine elektronische Steuereinheit (ECU) 17.
-
Der DPF 11 ist im Abgas-Strömungskanal des Motors 2 vorgesehen. Der DPF 11 ist im Strömungskanal 6a des Abgasrohrs 6 angeordnet. Der DPF 11 entfernt Feinstaub (PM) aus dem Abgas, indem er PM aus dem Abgas einfängt.
-
Der DOC 12 ist in dem Abgas-Strömungskanal des Motors 2 vorgesehen. Der DOC 12 ist im Strömungskanal 6a des Abgasrohrs 6 angeordnet. Der DOC 12 ist auf der stromaufwärtigen Seite des DPFs 11 im Abgas-Strömungskanal angeordnet. Der DOC 12 reinigt das Abgas durch Oxidation von HC, CO und ähnlichem, das im Abgas enthalten ist. Der DOC 12 erhöht die Temperatur des zum DPF 11 strömenden Abgases durch Oxidation von Kraftstoff. Der DPF 11 wird durch das in den DPF 11 strömende Abgas mit hoher Temperatur (Hochtemperaturabgas) reproduziert.
-
Der Zugabeabschnitt 13 hat ein im Abgasrohr 6 vorgesehenes Kraftstoffzugabeventil 131. Das Kraftstoffzugabeventil 131 ist auf der stromaufwärtigen Seite des DOCs 12 im Abgas-Strömungskanal vorgesehen. Der Zugabeabschnitt 13 fügt dem DOC 12 Kraftstoff hinzu. Der durch den Zugabeabschnitt 13 hinzugefügte Kraftstoff ist derselbe wie der der vorstehenden Einspritzvorrichtung zugeführte Kraftstoff.
-
Jeder der Drucksensoren 14 und jeder der Temperatursensoren 15 und 16 ist jeweils im Strömungskanal 6a des Abgasrohrs 6 vorgesehen. Die Drucksensoren 14 sind jeweils auf einer stromaufwärtigen Seite und auf einer stromabwärtigen Seite des DPFs 11 im Abgas-Strömungskanal vorgesehen. Ein Drucksensor 14 ist zwischen dem DPF 11 und dem DOC 12 vorgesehen und erfasst den Druck auf der stromaufwärtigen Seite des DPFs 11. Der andere Drucksensor 14 befindet sich in Bezug auf den DPF 11 auf einer dem DOC 12 gegenüberliegenden Seite und erfasst den Druck auf der stromabwärtigen Seite des DPFs 11. Jeder der Drucksensoren 14 überträgt in Echtzeit ein auf einen erfassten Druck bezogenes Signal an die ECU 17.
-
Die Temperatursensoren 15 sind jeweils auf der stromaufwärtigen Seite und auf der stromabwärtigen Seite des DPFs 11 im Abgas-Strömungskanal vorgesehen. Ein Temperatursensor 15 ist zwischen dem DPF 11 und dem DOC 12 vorgesehen und erfasst die Temperatur des Abgases auf der stromaufwärtigen Seite des DPFs 11 als Temperatur eines vorderen Endabschnitts 11a des DPFs 11. Der andere Temperatursensor 15 ist in Bezug auf den DPF 11 auf einer dem DOC 12 gegenüberliegenden Seite angebracht und erfasst die Temperatur des Abgases auf der stromabwärtigen Seite des DPFs 11 als Temperatur eines hinteren Endabschnitts 11b des DPFs 11. Jeder der Temperatursensoren 15 ist näher an der Seite des DPFs 11 angeordnet als jeder der Drucksensoren 14. Jeder der Temperatursensoren 15 überträgt ein Signal bezüglich einer erfassten Temperatur in Echtzeit an die ECU 17.
-
Der Temperatursensor 16 ist auf der stromaufwärtigen Seite des DOCs 12 im Abgas-Strömungskanal vorgesehen. Der Temperatursensor 16 ist in Bezug auf den DOC 12 auf einer dem DPF 11 gegenüberliegenden Seite angeordnet. Der Temperatursensor 16 erfasst die Temperatur des Abgases auf der stromaufwärtigen Seite des DOCs 12 als Temperatur eines vorderen Endabschnitts 12a des DOCs 12. Der Temperatursensor 16 überträgt ein auf eine erfasste Temperatur bezogenes Signal in Echtzeit an die ECU 17.
-
Die ECU 17 ist eine elektronische Steuereinheit mit einer zentralen Prozesseinheit (CPU), einem Festwertspeicher (ROM), einem Direktzugriffsspeicher (RAM), einer CAN-Kommunikationsschaltung (Controller Area Network) und dergleichen. Die ECU 17 realisiert verschiedene Funktionen, indem sie veranlasst, dass ein im ROM gespeichertes Programm in den RAM geladen wird und dass das in den RAM geladene Programm von der CPU ausgeführt wird. Die ECU 17 kann aus einer Vielzahl von elektronischen Steuereinheiten ausgebildet sein. Die ECU 17 ist in dem Fahrzeug 1 vorgesehen, das den Motor 2 aufweist. Die ECU 17 ist in dem Motor 2 vorgesehen.
-
2 ist ein Blockdiagramm, das einen funktionalen Aufbau des Abgasreinigungssystems 10 zeigt. Wie in 2 dargestellt, hat die ECU 17 als funktionale Bestandteile einen Berechnungsabschnitt 171, einen Filterreproduktionsabschnitt 172, einen Bestimmungsabschnitt 173 und einen Katalysator-Reproduktionsabschnitt 174.
-
Der Berechnungsabschnitt 171 berechnet einen geschätzten Wert von PM, der durch den DPF 11 erfasst wird (der im Folgenden als „geschätzter Wert von PM“ bezeichnet wird), und zwar auf der Grundlage von Daten, die sich auf PM beziehen und im Voraus gespeichert wurden, und auf der Grundlage von Betriebsbedingungen, wie bspw. einer Drehfrequenz und einer Betriebszeit des Motors 2. Bei den PM-bezogenen Daten handelt es sich beispielsweise um ein Kennfeld oder ähnliches, das eine Korrelation zwischen den Betriebsbedingungen, wie bspw. der Drehfrequenz und der Betriebszeit des Motors 2, und dem tatsächlichen Gewicht des vom DPF 11 eingefangenen PM anzeigt. Der geschätzte Wert von PM ist ein Gewicht an PM, der sich im DPF 11 ansammeln kann.
-
Der Filterreproduktionsabschnitt 172 führt die Reproduktionssteuerung des DPFs 11 durch. Konkret fügt der Filterreproduktionsabschnitt 172 z.B. Kraftstoff zum DOC 12 hinzu, indem er den Zugabeabschnitt 13 steuert. Der Filterreproduktionsabschnitt 172 steuert die Menge an Kraftstoff, die vom Zugabeabschnitt 13 hinzugefügt wird. Der Filterreproduktionsabschnitt 172 überträgt ein Signal, das sich auf den Öffnungsgrad des Kraftstoffzugabeventils 131 des Zugabeabschnitts 13 bezieht, an den Zugabeabschnitt 13.
-
Der Filterreproduktionsabschnitt 172 führt die Reproduktionssteuerung des DPFs 11 auf der Grundlage des vom Berechnungsabschnitt 171 berechneten geschätzten Wertes von PM oder auf Grundlage eines von jedem der Drucksensoren 14 übertragenen Signals durch. Insbesondere führt der Filterreproduktionsabschnitt 172 die Reproduktionssteuerung des DPFs 11 aus, wenn der geschätzte Wert von PM größer ist als ein erster Schwellenwert (wenn eine erste Bedingung erfüllt ist), oder wenn eine zweite Bedingung bezüglich einer Beziehung zwischen einem vorbestimmten Index in Bezug auf den DPF 11 und einem zweiten Schwellenwert erfüllt ist. Der vorbestimmte Index ist eine Druckdifferenz zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite des DPFs 11 (der im Folgenden als „Druckdifferenz im DPF 11“ bezeichnet wird). Die zweite Bedingung ist eine Bedingung, bei der die Druckdifferenz im DPF 11 größer als der zweite Schwellenwert ist. Die Druckdifferenz im DPF 11 ist eine Druckdifferenz für jede Strömungsrate des Abgases, das im DPF 11 strömt. Die Druckdifferenz im DPF 11 ist nämlich ein Wert, der sich aus der Division eines tatsächlichen Messwerts der Druckdifferenz im DPF 11 durch die Strömungsrate des Abgases ergibt.
-
Die Druckdifferenz im DPF 11 ist ein Wert, der sich aus der Subtraktion des Drucks auf der stromabwärtigen Seite des DPFs 11 vom Druck auf der stromaufwärtigen Seite des DPFs 11 ergibt. In der vorliegenden Ausführungsform ist der zweite Schwellenwert Null oder größer. Das heißt, die zweite Bedingung ist eine Bedingung, bei der der Druck auf der stromaufwärtigen Seite des DPFs 11 größer ist als der Druck auf der stromabwärtigen Seite des DPFs 11. Zum Beispiel beträgt der erste Schwellenwert etwa 30 g. Zum Beispiel beträgt der zweite Schwellenwert etwa 0,1 kPa/(g/s).
-
Der Filterreproduktionsabschnitt 172 führt die Reproduktionssteuerung des DPFs 11 aus, wenn die erste Bedingung oder die zweite Bedingung erfüllt ist. Der Filterreproduktionsabschnitt 172 führt die Reproduktionssteuerung des DPFs 11 in jedem Fall aus, wenn die erste Bedingung erfüllt ist, bevor die zweite Bedingung erfüllt ist, und die zweite Bedingung erfüllt ist, bevor die erste Bedingung erfüllt ist.
-
Der Bestimmungsabschnitt 173 bestimmt das Auftreten von einer Verstopfung im DOC 12. Das Auftreten von einer Verstopfung im DOC 12 bedeutet, dass Strömungskanäle um mehr als einen vorbestimmten Wert in den Strömungskanälen verstopft sind, in denen Abgas in den DOC 12 strömt. Der Bestimmungsabschnitt 173 bestimmt das Auftreten von einer Verstopfung im DOC 12 auf der Grundlage der Reproduktionssteuerung des DPFs 11 durch den Filterreproduktionsabschnitt 172 und auf der Grundlage eines von jedem der Temperatursensoren 15 übermittelten Signals. Insbesondere bestimmt der Bestimmungsabschnitt 173, dass eine Verstopfung im DOC 12 aufgetreten ist, wenn die Reproduktionssteuerung des DPFs 11 ausgeführt wurde, weil die zweite Bedingung erfüllt ist, bevor die erste Bedingung erfüllt ist, und wenn eine Temperaturdifferenz zwischen dem vorderen Endabschnitt 11a und dem hinteren Endabschnitt 11b des DPFs 11 (die im Folgenden als „eine Temperaturdifferenz im DPF 11“ bezeichnet wird) größer als ein dritter Schwellenwert ist (wenn eine dritte Bedingung erfüllt ist).
-
Die Temperaturdifferenz im DPF 11 ist ein Wert, der durch Subtraktion der Temperatur des vorderen Endabschnitts 11a des DPFs 11 von der Temperatur des hinteren Endabschnitts 11b des DPFs 11 erhalten wird. In der vorliegenden Ausführungsform ist der dritte Schwellenwert Null oder größer. Die dritte Bedingung ist nämlich eine Bedingung, bei der die Temperatur des vorderen Endabschnitts 11a des DPFs 11 niedriger ist als die Temperatur des hinteren Endabschnitts 11b des DPFs 11. Die Temperaturdifferenz im DPF 11 ist ein Wert zum Zeitpunkt der Beendigung der Reproduktion während einer Zeitspanne, in der der DPF 11 reproduziert wird. Zum Beispiel beträgt der dritte Schwellenwert etwa 100°C.
-
Der Katalysator-Reproduktionsabschnitt 174 führt die Reproduktionssteuerung des DOCs 12 durch. Konkret steuert der Katalysator-Reproduktionsabschnitt 174 beispielsweise die in die Brennkammern des Motors 2 einströmende Luftmenge, indem er den Öffnungsgrad des Einlassabschnitts 5 steuert. Der Katalysator-Reproduktionsabschnitt 174 erhöht die Temperatur des zum DOC 12 strömenden Abgases, indem er die in die Brennkammern des Motors 2 einströmende Luftmenge reduziert. Der DOC 12 wird durch das in den DOC 12 strömende Abgas mit hoher Temperatur reproduziert. Der Katalysator-Reproduktionsabschnitt 174 führt die Reproduktionssteuerung des DOCs 12 aus, bis die Temperatur des vorderen Endabschnitts 12a des DOCs 12 höher als ein vorbestimmter Wert wird, und zwar auf der Grundlage eines vom Temperatursensor 16 übermittelten Signals.
-
Der Katalysator-Reproduktionsabschnitt 174 führt die Reproduktionssteuerung des DOCs 12 während einer Zeitspanne durch, während der Filterreproduktionsabschnitt 172 die Reproduktionssteuerung des DPFs 11 durchführt. Insbesondere dann, wenn der Bestimmungsabschnitt 173 feststellt, dass eine Verstopfung im DOC 12 aufgetreten ist, führt der Katalysator-Reproduktionsabschnitt 174 die Reproduktionssteuerung des DOCs 12 nach der Feststellung während einer Zeitspanne aus, während der die Reproduktionssteuerung des DPFs 11 ausgeführt wird.
-
Als Nächstes wird der Prozess, der durch die ECU 17 ausgeführt wird, beschrieben. 3 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für den Prozess vom Filterreproduktionsabschnitt 172 zeigt. Wie in 3 dargestellt, wird zunächst festgestellt, ob der geschätzte Wert von PM größer als der erste Schwellenwert ist oder nicht (Schritt S1). Wenn in Schritt S1 festgestellt wurde, dass der geschätzte Wert von PM größer als der erste Schwellenwert ist, wird die Reproduktionssteuerung des DPFs 11 ausgeführt (Schritt S2). In Schritt S1 wird, wenn festgestellt wurde, dass der geschätzte Wert von PM gleich oder kleiner als der erste Schwellenwert ist, festgestellt, ob die Druckdifferenz im DPF 11 größer als der zweite Schwellenwert ist oder nicht (Schritt S3). In Schritt S3 wird, wenn festgestellt wurde, dass die Druckdifferenz im DPF 11 größer als der dritte Schwellenwert ist, der Prozess von Schritt S2 ausgeführt. Wenn festgestellt wurde, dass die Druckdifferenz im DPF 11 gleich oder kleiner als der dritte Schwellenwert ist, endet in Schritt S3 der Prozess.
-
4 ist ein Bilddiagramm, das eine Verteilung der vom DPF 11 aufgefangenen PM zeigt. Wie in 4A dargestellt, ist PM 9 im DPF 11 in seiner Gesamtheit im Wesentlichen gleichmäßig verteilt, wenn keine Verstopfung im DOC 12 aufgetreten ist (Normalfall). Wenn jedoch eine Verstopfung im DOC 12 aufgetreten ist (abnormaler Fall), sammelt sich PM 9 vorzugsweise im vorderen Endabschnitt 11a des DPFs 11 an, wie in 4B dargestellt.
-
Das heißt, dass in einem System, wie bspw. einem Abgasreinigungssystem 10, wenn eine Verstopfung im DOC 12 auftritt, Kraftstoff, der dem DOC 12 zugeführt wurde, in den DPF 11 strömen kann, ohne in einem Prozess der Reproduktion des DPF 11 ausreichend oxidiert zu werden. In diesem Fall steigt im vorderen Endabschnitt 11a des DPFs 11 die Temperatur des zum DPF 11 strömenden Abgases nicht ausreichend an. Infolgedessen ist es unwahrscheinlich, dass PM 9 entfernt wird. Andererseits führt im hinteren Endabschnitt 11b des DPFs 11 Kraftstoff, der im DOC 12 nicht ausreichend oxidiert wurde, zu einer Verbrennungsreaktion in Bezug auf die PM 9. Infolgedessen wird PM 9 mit größerer Wahrscheinlichkeit entfernt als PM im vorderen Endabschnitt 11a. Wenn also eine Verstopfung im DOC 12 aufgetreten ist, neigt PM 9 dazu, sich bevorzugt im vorderen Endabschnitt 11a des DPFs 11 anzusammeln.
-
Wenn außerdem eine Verstopfung im DOC 12 aufgetreten ist, wie oben beschrieben, steigt die Temperatur des Abgases, das zum DPF 11 strömt, im vorderen Endabschnitt 11a des DPFs 11 nicht ausreichend an und Kraftstoff, der im DOC 12 nicht ausreichend oxidiert wurde, verursacht eine Verbrennungsreaktion in Bezug auf PM 9 im hinteren Endabschnitt 11 b des DPFs 11. Daher ist die Temperatur des vorderen Endabschnitts 11a tendenziell niedriger als die Temperatur des hinteren Endabschnitts 11b.
-
5 ist ein Diagramm, das jeweils einen normalen und einen abnormalen Zustand des DOCs 12 zeigt. Wie in 5 dargestellt, erreicht die Druckdifferenz im DPF 11 bei normalem Zustand des DOCs 12 den zweiten Schwellenwert fast zur gleichen Zeit, zu der der geschätzte Wert von PM 9 den ersten Schwellenwert erreicht. Wenn jedoch der DOC 12 abnormal ist, kann die Druckdifferenz im DPF 11 den zweiten Schwellenwert erreichen, bevor der geschätzte Wert von PM 9 den ersten Schwellenwert erreicht. Wenn die Druckdifferenz im DPF 11 größer als der zweite Schwellenwert wird, bevor der geschätzte Wert von PM 9 größer als der erste Schwellenwert wird, besteht mit anderen Worten die Wahrscheinlichkeit, dass im DOC 12 eine Verstopfung aufgetreten ist.
-
6 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für einen Prozess vom Katalysator-Reproduktionsabschnitt 174 zeigt. Wie in 6 dargestellt, wird zunächst festgestellt, ob die Reproduktionssteuerung des DPFs 11 aufgrund der Druckdifferenz im DPF 11, die größer als der zweite Schwellenwert ist, ausgeführt wurde oder nicht (Schritt S11). In Schritt S11 wird, wenn festgestellt wurde, dass die Reproduktionssteuerung des DPFs 11 ausgeführt wurde, weil die Druckdifferenz im DPF 11 größer als der zweite Schwellenwert ist, festgestellt, ob die Temperaturdifferenz im DPF 11 größer als der dritte Schwellenwert ist oder nicht (Schritt S12).
-
In Schritt S12 wird, wenn festgestellt wurde, dass die Temperaturdifferenz im DPF 11 größer als der dritte Schwellenwert ist, eine Flag für eine Verstopfung im DOC 12 eingeschaltet (Schritt S13). Dementsprechend wird festgestellt, dass eine Verstopfung im DOC 12 aufgetreten ist. Daraufhin wird eine Reproduktionssteuerung des DOCs 12 durchgeführt (Schritt S14). Anschließend wird festgestellt, ob die Temperatur des vorderen Endabschnitts 12a des DOCs 12 höher als der vorbestimmte Wert ist oder nicht (Schritt S15).
-
In Schritt S15 wird, wenn festgestellt wurde, dass die Temperatur des vorderen Endabschnitts 12a des DOCs 12 höher als der vorbestimmte Wert ist, die Flag für eine Verstopfung in dem DOC 12 ausgeschaltet (Schritt S16) und der Prozess endet. Wenn festgestellt worden ist, dass die Reproduktionssteuerung des DPFs 11 ausgeführt worden ist, wenn die Druckdifferenz im DPF 11 gleich oder kleiner als der zweite Schwellenwert ist, endet in Schritt S11 der Prozess. Wenn festgestellt wurde, dass die Temperaturdifferenz im DPF 11 gleich oder kleiner als der dritte Schwellenwert ist, wird der Prozess in Schritt S12 beendet. In Schritt S15 wird, wenn festgestellt worden ist, dass die Temperatur des vorderen Endabschnitts 12a des DOCs 12 gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert ist, der Prozess von Schritt S14 erneut ausgeführt.
-
Wie oben beschrieben, führt der Filterreproduktionsabschnitt 172 im Abgasreinigungssystem 10 die Reproduktionssteuerung des DPFs 11 aus, wenn die erste Bedingung, dass der geschätzte Wert von PM größer als der erste Schwellenwert ist, erfüllt ist, oder wenn die zweite Bedingung bezüglich der Beziehung zwischen dem vorbestimmten Index in Bezug auf den DPF 11 und dem zweiten Schwellenwert erfüllt ist. Wenn die Reproduktionssteuerung des DPFs 11 ausgeführt wurde, bevor die erste Bedingung erfüllt ist, besteht eine vergleichsweise hohe Wahrscheinlichkeit, dass eine Verstopfung im DOC 12 aufgetreten sein könnte. Das heißt, wenn eine Verstopfung im DOC 12 aufgetreten ist, wie oben beschrieben, sammelt sich PM bevorzugt im vorderen Endabschnitt 11a des DPFs 11 an und die Reproduktionssteuerung des DPFs 11 kann ausgeführt werden, bevor die erste Bedingung erfüllt ist. Der Bestimmungsabschnitt 173 stellt fest, dass eine Verstopfung im DOC 12 aufgetreten ist, wenn die Reproduktionssteuerung des DPFs 11 ausgeführt wurde, weil die zweite Bedingung erfüllt ist, bevor die erste Bedingung erfüllt ist, und wenn die dritte Bedingung, dass die Temperaturdifferenz im DPF 11 größer als der dritte Schwellenwert ist, erfüllt ist. Dementsprechend kann das Auftreten von einer Verstopfung im DOC 12 auf der Basis der ersten Bedingung und der zweiten Bedingung schnell bestimmt werden und eine Verstopfung des DOC 12 kann auf der Basis der dritten Bedingung zuverlässig bestimmt werden. Somit kann gemäß dem Abgasreinigungssystem 10 das Auftreten von einer Verstopfung im DOC 12 genau / exakt bestimmt werden.
-
Der vorbestimmte Index, der sich auf den DPF 11 bezieht, ist die Druckdifferenz im DPF 11. Die zweite Bedingung ist eine Bedingung, bei der die Druckdifferenz im DPF 11 größer als der zweite Schwellenwert ist. Wenn, wie oben beschrieben, eine Verstopfung im DOC 12 aufgetreten ist, neigt PM dazu, sich bevorzugt im vorderen Endabschnitt 11a des DPFs 11 anzusammeln. In diesem Fall tendiert die Druckdifferenz im DPF 11 dazu, größer zu werden als der zweite Schwellenwert, bevor die erste Bedingung erfüllt ist. Gemäß der vorstehenden Beschaffenheit kann das Auftreten von einer Verstopfung im DOC 12 einfach und schnell unter Verwendung der Druckdifferenz im DPF 11 als zweite Bedingung bestimmt werden.
-
Das Abgasreinigungssystem 10 umfasst den Katalysator-Reproduktionsabschnitt 174, der die Reproduktionssteuerung des DOCs 12 durchführt. Dementsprechend kann, wenn der Bestimmungsabschnitt 173 feststellt, dass eine Verstopfung im DOC 12 aufgetreten ist, der DOC 12 schnell reproduziert werden.
-
Der Katalysator-Reproduktionsabschnitt 174 führt die Reproduktionssteuerung des DOCs 12 während einer Zeitspanne durch, während der der Filterreproduktionsabschnitt 172 die Reproduktionssteuerung des DPFs 11 durchführt. Da es eine Zeitspanne gibt, während der die Reproduktionssteuerung des DPFs 11 und die Reproduktionssteuerung des DOCs 12 gleichzeitig ausgeführt werden, kann die Effizienz der Reproduktion des DPFs 11 und des DOCs 12 entsprechend verbessert werden.
-
Der Bestimmungsabschnitt 173 ist in dem Fahrzeug 1 vorgesehen, das den Motor 2 aufweist. Dementsprechend kann das Auftreten von einer Verstopfung in dem DOC 12 des Fahrzeugs 1 zuverlässig bestimmt werden. So kann beispielsweise auch dann, wenn das Fahrzeug 1 in einer Region mit schlechten Kommunikationsumständen unterwegs ist, das Auftreten von einer Verstopfung im DOC 12 eines Hostfahrzeugs zuverlässig ermittelt werden, ohne dass eine Unterstützung von außen erforderlich ist.
-
Vorstehend wurde eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben, aber die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt.
-
Es wurde ein Beispiel beschrieben, bei dem der vorbestimmte Index in Bezug auf den DPF 11 die Druckdifferenz im DPF 11 ist und die zweite Bedingung eine Bedingung ist, dass die Druckdifferenz im DPF 11 größer als der zweite Schwellenwert ist. Der vorbestimmte Index, der sich auf den DPF 11 bezieht, kann jedoch beispielsweise eine Zeitspanne sein, bis eine zweite (aktuelle) Reproduktionssteuerung des DPFs 11 ausgeführt wird (die im Folgenden als „eine Zyklusperiode“ bezeichnet wird), gerechnet ab dem Zeitpunkt, an dem die erste (vorherige) Reproduktion des DPFs 11 beendet wurde. Die zweite Bedingung kann darin bestehen, dass die Zyklusperiode kürzer ist als der zweite Schwellenwert. In diesem Fall kann in Bezug auf den zweiten Schwellenwert eine Zeitspanne verwendet werden, die kürzer ist als die Zeitspanne, bis der geschätzte Wert von PM größer wird als der erste Schwellenwert (z. B. sechs Stunden), gerechnet ab dem Zeitpunkt, an dem die erste Reproduktion des DPFs 11 beendet wurde. Mit anderen Worten kann der Bestimmungsabschnitt 173 feststellen, dass eine Verstopfung im DOC 12 aufgetreten ist, wenn die Reproduktionssteuerung des DPFs 11 ausgeführt wurde, beispielsweise bevor sechs Stunden ab dem Zeitpunkt, an dem die erste Reproduktion des DPFs 11 beendet wurde, verstrichen sind und wenn die Temperaturdifferenz im DPF 11 größer als der dritte Schwellenwert ist.
-
Es wurde ein Beispiel beschrieben, bei dem die Temperaturdifferenz im DPF 11 ein Wert zum Zeitpunkt der Beendigung der Reproduktion während einer Zeitspanne ist, während der der DPF 11 reproduziert wird, aber die Temperaturdifferenz im DPF 11 kann ein Wert zu einem beliebigen Zeitpunkt während einer Zeitspanne sein, während der der DPF 11 reproduziert wird. Die Temperaturdifferenz im DPF 11 kann der Durchschnittswert während einer Zeitspanne sein, während der der DPF 11 reproduziert wird.
-
Ein Beispiel, bei dem der Katalysator-Reproduktionsabschnitt 174 die Reproduktionssteuerung des DOCs 12 durchführt, wurde beschrieben, aber der DOC 12 kann manuell reproduziert werden. Das Abgasreinigungssystem 10 kann nämlich den Katalysator-Reproduktionsabschnitt 174 nicht enthalten. In diesem Fall kann der DOC 12 flexibel und effizient reproduziert werden.
-
Es wurde ein Beispiel beschrieben, bei dem die im Fahrzeug 1 vorgesehene ECU 17 den Bestimmungsabschnitt 173 aufweist, aber der Bestimmungsabschnitt 173 kann sich außerhalb des Fahrzeugs 1 befinden und kann in einer Vorrichtung, die mit dem Fahrzeug 1 kommunizieren kann, vorgesehen sein. Zum Beispiel kann der Bestimmungsabschnitt 173 in einer Basisstation vorgesehen sein, die mit dem Fahrzeug 1 kommunizieren kann. In diesem Fall kann auch an einem vom Fahrzeug 1 entfernten Ort das Auftreten von einer Verstopfung im DOC 12 bestimmt werden und somit ist es möglich, die Auflösung der eine Verstopfung im DOC 12 flexibel zu handhaben. Beispielsweise kann in der Basisstation, wenn anhand von Telematikdaten oder dergleichen festgestellt wird, dass eine Verstopfung im DOC 12 des Fahrzeugs 1 aufgetreten ist, ein Signal zur Anforderung der Reproduktion des DOCs 12 zum Fahrzeug 1 gesendet werden oder es kann eine auf die Reproduktion des DOCs 12 spezialisierte Person zum Standort des Fahrzeugs 1 entsandt werden. Darüber hinaus kann in einer Basisstation das Auftreten von einer Verstopfung im DOC 12 für eine Vielzahl von Fahrzeugen 1 ermittelt werden. Ähnlich wie der Bestimmungsabschnitt 173 kann auch der Berechnungsabschnitt 171, der Filterreproduktionsabschnitt 172 oder der Katalysator-Reproduktionsabschnitt 174 in einer vom Fahrzeug 1 entfernten Vorrichtung vorgesehen sein.
-
Ein Beispiel, bei dem der Zugabeabschnitt 13 das im Abgasrohr 6 vorgesehene Kraftstoff-Zugabeventil 131 aufweist, ist beschrieben worden, jedoch kann auch eine im Motor 2 vorgesehene Einspritzvorrichtung als Zugabeabschnitt 13 verwendet werden. Die Zugabe von Kraftstoff in den Abgas-Strömungskanal kann durch Nacheinspritzung der Einspritzvorrichtung realisiert werden. Darüber hinaus wurde ein Beispiel beschrieben, bei dem der durch den Zugabeabschnitt 13 hinzugefügte Kraftstoff der gleiche ist wie der der Einspritzvorrichtung zugeführte Kraftstoff. Verfügt der Zugabeabschnitt 13 jedoch über das im Abgasrohr 6 vorgesehene Kraftstoffzugabeventil 131, so kann sich der vom Zugabeabschnitt 13 zugegebene Kraftstoff von dem der Einspritzvorrichtung zugeführten Kraftstoff unterscheiden. So kann es sich bei dem vom Zugabeabschnitt 13 zugegebenen Kraftstoff beispielsweise um Benzin oder ähnliches handeln.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Fahrzeug
- 2
- Motor (Verbrennungsmotor)
- 9
- PM (Feinstaub)
- 10
- Abgasreinigungssystem
- 11
- DPF (Filter)
- 11a
- Vorderer Endabschnitt
- 11 b
- Hinterer Endabschnitt
- 12
- DOC (Oxidationskatalysator)
- 14
- Drucksensor
- 15
- Temperatursensor
- 172
- Filterreproduktionsabschnitt
- 173
- Bestimmungsabschnitt
- 174
- Katalysator-Reproduktionsabschnitt
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
