DE10326784B4

DE10326784B4 - Abgasreinigungsanlage einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10326784B4
Application number: DE10326784A
Authority: DE
Inventors: Shinichiro Okugawa; Tsukasa Kuboshima; Makoto Saito; Shigeto Yahata
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-06-14
Filing date: 2003-06-13
Publication date: 2012-08-02
Anticipated expiration: 2023-06-14
Also published as: JP2004068806A; DE10326784A1; JP4352745B2

Abstract

Abgasreinigungsanlage für ein Abgas einer Brennkraftmaschine (1) mit: einem Abgasdurchlass (2a, 2b), der mit der Brennkraftmaschine verbunden ist; einem Partikelfilter (4), der innerhalb des Abgasdurchlasses vorgesehen ist und Schwebstoffe des Abgases sammelt; einer Ablagerungsberechnungseinrichtung (6) zum Berechnen einer Ablagerungsberechnungsmenge der gesammelten Schwebstoffe in dem Partikelfilter; einer Vielzahl von Signalverarbeitungseinrichtungen (6) zum Glätten oder Mitteln der Ablagerungsberechnungsmenge, als Eingabe von der Ablagerungsberechnungseinrichtung, um eine Ausgabe zu erhalten; einer Ablagerungsbestimmungseinrichtung (6) zum Bestimmen einer Ablagerungsbestimmungsmenge der gesammelten Schwebstoffe in dem Partikelfilter durch Auswählen und Verwenden einer der Ausgaben der Vielzahl von Signalverarbeitungseinrichtungen; einer Regenerationsbestimmungseinrichtung (6) zum Bestimmen einer Startzeitgebung und einer Absteuerzeitgebung zum Regenerieren des Partikelfilters auf Grundlage der durch die Ablagerungsbestimmungseinrichtung bestimmten Ablagerungsbestimmungsmenge; und einer Regenerationseinrichtung (6) zum Aufwärmen des Partikelfilters, um auf Grundlage der durch die Regenerationsbestimmungseinrichtung bestimmten Startzeitgebung und Absteuerzeitgebung zu regenerieren, wobei die Abgasreinigungsanlage dadurch gekennzeichnet ist,...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Abgasreinigungsanlage mit einem Partikelfilter, der Schwebstoffe in einem Abgas einer Brennkraftmaschine sammelt, sowie auf ein Regenerationsverfahren einer Abgasreinigungsanlage.
Verschiedene Vorrichtungen, die von einer Dieselkraftmaschine ausgelassene Schwebstoffe (PM) verringern, wurden zum Schutz der Umwelt vorgeschlagen. Eine Abgasreinigungsanlage mit einem Dieselpartikelfilter (DPF) ist als ein repräsentatives Beispiel bekannt. In der Reinigungsanlage werden die Schwebstoffe gesammelt, wenn das Abgas poröse Trennwände passiert.
Da die Schwebstoffe in dem Dieselpartikelfilter angehäuft werden, nimmt der Druckabfall in dem Dieselpartikelfilter zu. Dadurch wird die Leistung einer Kraftmaschine abgeschwächt. Der Dieselpartikelfilter muss periodisch durch Verbrennen der Schwebstoffe regeneriert werden. Obwohl zum Regenerieren des Dieselpartikelfilters für gewöhnlich eine Heizanlage, wie zum Beispiel ein Brenner oder eine Heizvorrichtung verwendet wird, wurde unlängst eine Technologie, die ein in den Dieselpartikelfilter eingeführtes Abgas erwärmt vorgeschlagen. Die Technologie beinhaltet eine Einspritzsteuerung, wie zum Beispiel eine Nacheinspritzung oder eine Einspritzzeitgebungsverzögerung. Somit wird eine Ausführliche Steuerung gemäß einem Betriebszustand ermöglicht.
Dabei muss eine Menge des abgelagerten Schwebstoffs (Schwebstoffablagerungsmenge) in dem Dieselpartikelfilter erfasst werden, um die Zeitgebung zum Regenerieren des Dieselpartikelfilters zu bestimmen. Eine Regenerationssteuerung ist beispielsweise in der JP-H8-210121 A offenbart. Hierin wird die Schwebstoffablagerungsmenge aus dem Druckunterschied zwischen stromaufwärts und stromabwärts des Dieselpartikelfilters berechnet und ein Wert des Druckunterschieds wird zur Stabilisierung gemittelt, wenn die Regenerationszeitgebung bestimmt wird.
Jedoch hat dieses Signalverarbeitungsverfahren, das die Werte des Druckunterschieds für einige Minuten mittelt eine geringe Ansprechgeschwindigkeit der Ausgabesignaländerung relativ zu einer Eingabesignaländerung. Dieses Verfahren ist daher wirkungsvoll, wenn die Schwebstoffe allmählich angesammelt sind, das heißt, wenn die Schwebstoffablagerungsmengenänderung pro Zeiteinheit (ΔPM) klein ist. Im Gegensatz dazu ist sie nicht funktional, wenn die Schwebstoffablagerungsmengenänderung pro Zeiteinheit groß ist, beispielsweise während der Regeneration. Wie in 5 gezeigt ist, weicht während der Regeneration (REGEN) eine tatsächlich Schwebstoffablagerungsmenge (durchgezogene Linie) von eine berechneten Schwebstoffablagerungsmenge (gepunktete Linie) ab, so dass eine Erfassung mit hoher Genauigkeit nicht möglich ist. Außerdem wird unter Bezugnahme auf 5 ein bestimmtes Regenerationsverfahren auf Grundlage einer Schwebstoffablagerungsmenge bei einem Startniveau gestartet und bei einem Absteuerniveau abgesteuert. Dabei kann, wie in 7 gezeigt ist, die Regeneration unnötigerweise fortgeführt werden, so dass der Kraftstoffverbrauch aufgrund der Wärmesteuerung für das Abgas erhöht ist und sich der Dieselpartikelfilter verschlechtert.
Des Weiteren ist eine Abgasreinigungsanlage gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 aus der DE 43 03 711 A1 bekannt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Erfassungsgenauigkeit einer Schwebstoffablagerungsmenge in einer Abgasreinigungsanlage mit einem Dieselpartikelfilter zu verbessern.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Abgasreinigungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruch 1 sowie mit einem Regenrationsverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 gelöst.
Erfindungsgemäß kann beispielsweise während der Regeneration des Dieselpartikelfilters die Schwebstoffablagerungsmenge genau erfasst werden und die Regeneration des Dieselpartikelfilters kann genau gesteuert werden, selbst wenn die Schwebstoffablagerungsmengenänderung pro Zeiteinheit groß ist.
Dadurch werden ein Anstieg des Kraftstoffverbrauchs und eine Verschlechterung des Dieselpartikelfilters verhindert.
Kurz gesagt ist eine erfindungsgemäße Abgasreinigungsanlage einer Brennkraftmaschine mit den folgenden Merkmalen ausgestattet. Ein Partikelfilter ist innerhalb eines Abgasdurchlasses vorgesehen und sammelt Schwebstoffe eines Abgases. Eine Ablagerungsberechnungsmenge der gesammelten Schwebstoffe in dem Partikelfilter wird berechnet. Ein Berechnungsergebnis der gesammelten Schwebstoffe wird durch eine Vielzahl von Signalverarbeitungen geglättet oder gemittelt. Jede der Vielzahl der Signalverarbeitungen hat unterschiedliche Ansprechgeschwindigkeiten der Ausgabe relativ zur Eingabe. Durch Auswählen und Verwenden einer der Vielzahl von Signalverarbeitungen wird eine Ablagerungsmenge der in dem Partikelfilter gesammelten Schwebstoffe bestimmt. Start- und Absteuerzeitgebungen zur Regenration des Partikelfilters werden auf Grundlage der bestimmten Ablagerungsmenge bestimmt. Der Partikelfilter wird auf Grundlage der Zeitgebungen aufgewärmt und regeneriert. Dieser Aufbau ermöglicht es, dass die Abgasreinigungsanlage richtig regeneriert wird, indem eine der Signalverarbeitungen unter Berücksichtigung der Ansprechgeschwindigkeit gemäß einem Betriebszustand der Regeneration ausgewählt wird oder nicht.
Gemäß Patentanspruch 2 wird eine erste und zweite Signalverarbeitung zum Glätten des Berechnungsergebnisses der gesammelten Schwebstoffe verwendet. Die zweite Signalverarbeitung hat eine höhere Ansprechgeschwindigkeit der Ausgabe relativ zur Eingabe als die erste Signalverarbeitung. Gemäß Patentanspruch 3 werden eine erste und eine zweite Signalverarbeitung zum Mitteln des Berechnungsergebnisses der gesammelten Schwebstoffe verwendet. Die zweite Signalverarbeitung mittelt das Berechnungsergebnis mit Bezug auf eine kürzere Zeitspanne als die erste Signalverarbeitung. Gemäß beiden Gesichtspunkten wird eine der beiden Verarbeitungen gemäß einem Betriebszustand der Regeneration ausgewählt oder nicht, so dass die Abgasreinigungsanlage richtig regeneriert wird.
Die vorstehende und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ersichtlicher. In den Zeichnungen ist:
1 ein schematisches Schaubild, das den Gesamtaufbau einer Abgasreinigungsanlage einer Brennkraftmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ein Ablaufdiagramm, das die ECU-Steuerung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel erklärt;
3 ein Graph, der eine Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge vor und nach der Verarbeitung der Glättungssignale zeigt;
4 ein Graph, der schematische ein Verhältnis zwischen einer Abgasströmungsmenge und einem Druckunterschied auf Grundlage einer Schwebstoffablagerungsmenge zeigt;
5 ein Graph, der eine Abweichung zwischen einer Schwebstoffablagerungsmenge und einer Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge nach der herkömmlichen Signalverarbeitung zeigt;
6 ein Graph, der schematisch eine Zeitreihenänderung einer Schwebstoffablagerungsmenge während der Regeneration zeigt;
7 ein Graph, der schematische eine Zeitreihenänderung einer Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge nach einer Signalverarbeitung mit einer langsamen Ansprechgeschwindigkeit zeigt;
8 ein Graph, der schematisch eine Zeitreihenänderung einer Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge nach einer Signalverarbeitung mit einer hohen Ansprechgeschwindigkeit zeigt;
9 ein Ablaufdiagramm, das eine ECU-Steuerung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
10 ein schematische Schaubild, das einen Gesamtaufbau einer Abgasreinigungsanlage einer Brennkraftmaschine gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
11 ein Ablaufdiagramm, das eine ECU-Steuerung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erklärt;
12 ein Graph, der schematisch ein Verhältnis zwischen der Schwebstoffverbrennungsgeschwindigkeit und der Dieselpartikelfiltertemperatur zeigt;
13 ein Graph, der schematisch eine Zeitreihenänderung auf Grundlage der Dieselpartikelfiltertemperatur zeigt; und
14 ein Ablaufdiagramm, das die ECU-Steuerung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erklärt;
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 1 erklärt, die einen Gesamtaufbau der Abgasreinigungsanlage einer Dieselkraftmaschine zeigt. Ein Abgas von einer Kraftmaschine 1 passiert einen Dieselpartikelfilter (DPF) 4, der zwischen Abgasdurchlässen 2a, 2b angeordnet ist, so dass das Abgas nach außen ausgelassen wird, nachdem Schwebstoffe (PM) in dem Abgas gesammelt wurden. Der Dieselpartikelfilter 4 hat einen bekannten Aufbau, d. h. einen Bienenwabenaufbau, der aus wärmebeständigen Keramiken, wie zum Beispiel Kordieritkeramik, ausgebildet ist. Eine Vielzahl von Bienenwabenzellen von Abgasströmungsdurchlässen sind alternierend entweder im Einlass oder im Auslass abgedichtet, sodass die Schwebstoffe in dem Abgas durch poröse Trennwände zwischen den Zellen gesammelt werden.
Die Abgasdurchlässe 2a, 2b sind mit einem Differenzialdrucksensor (D-P Sensor) 5 verbunden. Ein Druck in dem Durchlass 2a der stromaufwärtsliegenden Seite des Dieselpartikelfilters 4 wird durch einen Druckeinlassdurchlass 51 in eine Seite des Differenzialdrucksensor 5 eingeführt, während Druck in dem Durchlass 2b der stromabwärtsliegenden Seite des Dieselpartikelfilters 4 durch einen Druckeinlassdurchlass 52 in die andere Seite des Differenzialdrucksensors 5 eingeführt wird. Der Differenzialdrucksensor 5 ist mit einer elektronischen Steuerungseinheit (ECU) 6 verbunden und gibt einen Erfassungswert der Druckdifferenz (Differenzialdruck) zwischen der stromaufwärtsliegenden und der stromabwärtsliegenden Seite des Dieselpartikelfilters 4 aus. Ein Abgastemperatursensor (T-Sensor) 7 ist in dem Durchlass 2b angeordnet. Überdies kann ein Abgastemperatursensor (T-Sensor) 8 in dem Durchlass 2a angeordnet sein. Die Temperatursensoren 7, 8 sind mit der ECU 6 verbunden und erfassen die Abgastemperaturen stromaufwärts und stromabwärts des Dieselpartikelfilters 4, die zu der ECU 6 auszugeben sind. Ein Luftdurchflussmessgerät 9 ist in einem Einlassdurchlass 3 der Kraftmaschine 1 angeordnet, um eine Ansaugströmungsmenge, die zu der ECU 6 auszugeben ist, zu erfassen.
Die ECU 6 berechnet eine Durchflussmenge des Abgases der Kraftmaschine 1, eine Ablagerungsmenge des Schwebstoffs (Schwebstoffablagerungsmenge) und dergleichen auf Grundlage von Ausgaben der Sensoren 5, 7, 8 und des Luftmengenmessers 9. Im Allgemeinen nimmt bei einer gewissen Durchflussmenge des Abgases der Differenzialdruck zwischen stromaufwärts und stromabwärts des Dieselpartikelfilters 4, der durch den Differenzialdrucksensor 5 erfasst wurde, mit einer zunehmenden Schwebstoffablagerungsmenge des Dieselpartikelfilters 4 zu. Die Schwebstoffablagerungsmenge wird dabei unter Verwendung des Differenzialdrucks berechnet.
Hierbei stabilisiert die ECU 6 einen Berechnungswert der Schwebstoffablagerungsmenge (Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge) durch eine Signalverarbeitung. Wie in 3 gezeigt ist, ist eine aus dem Differenzialdruck zwischen stromaufwärts und stromabwärts des Dieselpartikelfilters 4 abgeleitete Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge nach einer Signalverarbeitung durch Glättungssignale stabilisiert. Diese Signalverarbeitung ist wirkungsvoll, wenn sich eine tatsächliche Schwebstoffablagerungsmenge für eine kurze Zeitspanne nicht ändert. Wenn die Schwebstoffablagerungsmenge jedoch pro Zeiteinheit stark variiert, beispielsweise während einer Regenerationszeitspanne, kann diese Signalverarbeitung eine Abweichung von einer tatsächlichen Schwebstoffablagerungsmenge erzeugen, wie dies in 5 gezeigt ist. Diese Erfindung sieht eine Vielzahl von Signalverarbeitungsverfahren zum Glätten oder Mitteln einer Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge vor. Dabei hat jedes der Vielzahl der Signalverarbeitungsverfahren eine andere Antwortgeschwindigkeit der Ausgabe mit Bezug auf die Eingabe. Genauer gesagt ist, während das erste Signalverarbeitungsverfahren ein typisches Verfahren zum Glätten der Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge ist, das zweite Signalverarbeitungsverfahren zum Glätten der Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge so, dass die Ausgabeansprechgeschwindigkeit relativ zur Eingabe höher als die des ersten Signalverarbeitungsverfahrens sein kann.
Die ECU 6 wählt entweder das erste oder das zweite Signalverarbeitungsverfahren aus, um eine Schwebstoffablagerungsbestimmungsmenge zu bestimmen. Dann bestimmt die ECU 6 auf Grundlage der Schwebstoffablagerungsbestimmungsmenge, ob es der richtige Zeitpunkt zum Regenerieren ist und fängt an, den Dieselpartikelfilter 4 aufzuwärmen, um auf Grundlage der vorhergehenden Bestimmung die Regeneration durchzuführen.
Zum Aufwärmen des Dieselpartikelfilters 4 werden beim Einspritzen von Kraftstoff unterschiedliche Kraftstoffeinspritzsteuerungen verwendet, wobei die Einspritzsteuerungen eine Spät-Einspritzung, Einspritzzeitgebungsverzögerung oder einen größeren Verschlussgrad des Einlassdrosselventils als gewöhnlich beinhalten. Diese Steuerungen ermöglichen einem Abgas erwärmt zu werden. Bei der Nacheinspritzung oder der Einspritzzeitgebungsverzögerung wird ein Teil der Energie in Wärmeenergie des Abgases anstelle von kinetischer Energie umgewandelt, da die Zündzeitgebung verzögert ist. Abgas mit einer höheren Temperatur (300 bis 700 Grad Celsius) als die Temperatur (150 bis 400 Grad Celsius) bei einer gewöhnlichen Einspritzung wird dadurch in den Dieselpartikelfilter 4 eingeführt. Wenn das Einlassdrosselventil eine geschlossene Richtung annähert und eine Einsaugdurchflussmenge dadurch vermindert ist, nimmt die Gaswärmekapazität, die einen Verbrennungsraum der Kraftmaschine 1 betritt, ab. Als ein Ergebnis wird ein Abgas erwärmt, so dass die in dem Dieselpartikelfilter 4 angesammelten Schwebstoffe aufgrund des erwärmten Abgases verbrennen. Die Fähigkeit Schwebstoff zu sammeln wird dadurch wieder hergestellt. Um den Dieselpartikelfilter 4 aufzuwärmen, kann zudem ein Brenner oder ein Heizelement als eine Aufwärmeinheit zum Einsatz kommen.
Nun wird unter Bezugnahme auf 2 der Arbeitsablauf der ECU 6 erklärt. Dieser Ablauf wird bei einem vorbestimmten Zeitintervall in der ECU 6 ausgeführt. Bei Schritt 101 liest die ECU 6 den Differenzialdruck ΔP [kPa] zwischen stromaufwärts- und stromabwärtsliegenden Seiten des Dieselpartikelfilters 4 von dem Differentialdrucksensor 5 und eine Einsaugdurchflussmenge Ga [g/sec] von dem Luftdurchflussmessgerät 9. Außerdem liest die ECU 6 eine Abgastemperatur stromabwärts des Dieselpartikelfilters 4 aus dem Temperatursensor 7, um die Dieselpartikelfiltertemperatur T [°C] zu berechnen. Dabei kann die Dieselpartikelfiltertemperatur zudem unter Verwendung einer Abgastemperatur stromaufwärts des Dieselpartikelfilters 4 oder unter Verwendung einer Abgastemperatur sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts des Dieselpartikelfilters 4 abgeschätzt werden.
Bei Schritt 102 wird eine Abgasdurchflussmenge Vex [L/min] als eine Volumendurchflussmenge aus dem Differenzialdruck ΔP, der Dieselpartikelfiltertemperatur T und der Einsaugdurchflussmenge Ga unter Verwendung der nachstehenden Gleichung (1) berechnet: Vex = {Ga × 22,4/28,8 × 101,3/(101,3 + ΔP)} × (273 + T)/273
Bei Schritt 103 wird aus dem Differenzialdruck ΔP der Dieselpartikelfiltertemperatur T, der Einsaugdurchflussmenge Ga und der Abgasdurchflussmenge Vex eine Schwebstoffablagerungsmenge Macm (i) (= eine Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge vor der Glättungsverarbeitung) berechnet. Ein Differenzialdruck des Dieselpartikelfilters 4 relativ zu einer Abgasdurchflussmenge nimmt mit einer Zunahme der Schwebstoffablagerungsmenge bei einer gewissen Abgasdurchflussmenge zu, wie dies in 4 gezeigt ist. Dieses Verhältnis wird zum Berechnen einer Schwebstoffablagerungsmenge mit Hilfe eines im Vorfeld gespeicherten Kennfeldes verwendet.
Bei Schritt 104 wird auf Grundlage eines Zustands eines Dieselpartikelfilterregenerationsmerkers Xregen bestimmt, ob der Dieselpartikelfilter 4 regeneriert ist. Wenn bestimmt, dass der Dieselpartikelfilter 4 nicht regeneriert ist, schreitet der Ablauf zu Schritt 105 vor. Hier wird eine gewöhnliche Signalverarbeitung (erste Signalverarbeitung) ausgewählt und zum Glätten der Partikelablagerungsberechnungsmenge Macm (i) vor der Glättungsverarbeitung verwendet, um eine Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge Mpm (i) nach der Glättungsverarbeitung zu berechnen (= Schwebstoffablagerungsbestimmungsmenge). Die Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge Mpm (i) nach der Glättungsverarbeitung wird unter Verwendung einer Gleichung (2) berechnet: ΔM = Macm (i) – Mpm (i – 1); Mpm (i) = Mpm (i – 1) + ΔM/α1; und α1: konstant.
Wenn bestimmt wird, dass der Dieselpartikelfilter 4 zu regenerieren ist, schreitet der Ablauf zu Schritt 106 vor. Hier wird eine Signalverarbeitung mit einer höheren Ansprechgeschwindigkeit (zweite Signalverarbeitung) ausgewählt und zum Glätten der Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge Macm (i) vor der Glättungsverarbeitung verwendet, um eine Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge Mpm (i) nach der Glättungsverarbeitung zu berechnen. Die Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge Mpm (i) nach der Glättungsverarbeitung wird unter Verwendung einer Gleichen (3) berechnet: ΔM = Macm (i) – Mpm (i – 1); Mpm (i) Mpm (i – 1) + ΔM/β1; und β1: konstant (α1 > β1).
Bei den vorgenannten Signalverarbeitungen bei Schritten 105, 106 hängt eine Ansprechgeschwindigkeit der Glättungsverarbeitung von α1 oder β1 ab. Wenn ein Wert der Konstante kleiner ist, ist die Ansprechgeschwindigkeit schneller. Daher wird die Konstante β1 in der Signalverarbeitung während dem Regenerieren kleiner als die Konstante α1 während dem Nicht-Regenerieren gemacht, so dass die Ansprechgeschwindigkeit während dem Regenerieren erhöht werden kann.
Bei Schritt 107 wird bestimmt, ob eine Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge Mpm (i) nach der Glättungsverarbeitung größer als ein erster Grenzwert (TD) ist. Wenn die Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge Mpm (i) als größer als der erste Grenzwert bestimmt wird, schreitet der Ablauf zu Schritt 108 vor. Hier wird der Dieselpartikelfilterregenerationsmerker Xregen angeschaltet und der Dieselpartikelfilter 4 wird unter Verwendung der vorstehend erwähnten Erwärmungserfahren regeneriert. Wenn bei Schritt 107 die Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge Mpm (i) als nicht größer als der erste Grenzwert bestimmt wird, schreitet der Ablauf zu Schritt 109 vor. Hier wird bestimmt, ob eine Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge Mpm (i) nach der Glättungsverarbeitung kleiner als ein zweiter Grenzwert (TD) ist. Wenn die Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge Mpm (i) als kleiner als der zweite Grenzwert bestimmt wird, schreitet der Ablauf zu Schritt 110 vor. Hier wird der Dieselpartikelfilterregenerationsmerker Xregen ausgeschaltet und die Regeneration des Dieselpartikelfilters 4 wird abgesteuert. Dabei entsprechen der erste und der zweite Grenzwert den Start- bzw. Absteuerniveaus aus 6. Der zweite Grenzwert ist kleiner als der erste.
Wie vorstehend erklärt wurde, wird das Signalverarbeitungsverfahren zum Glätten einer Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge Macm (i) vor den Glättungsprozess gemäß eines Betriebszustands des Regenerierens oder des Nicht-Regenerierens ausgewählt. Während dem Regenerieren wird ein Signalverarbeitungsverfahren mit einer höheren Ansprechgeschwindigkeit ausgewählt und verwendet, so dass eine Abweichung zwischen einer tatsächlichen Schwebstoffablagerung und einer Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge abnimmt, wie dies in 8 gezeigt ist. Dadurch ergibt sich ein Eliminieren solcher Probleme, wie zum Beispiel Verschlechterung der Kraftstoffkosten aufgrund unnötiger Regeneration, wie dies in 7 gezeigt ist.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
In dem ersten Ausführungsbeispiel bestimmt durch die ECU 6 den Dieselpartikelfilterregenerationsmerker Xregen, ob die Regenerierung ausgeführt wurde. Im Gegensatz dazu kann bei einem zweiten Ausführungsbeispiel die ECU 6 dies auf Grundlage, ob die Dieselpartikelfiltertemperatur größer als ein vorbestimmter Wert ist, bestimmen. Der Aufbau einer Abgasreinigungsanlage des zweiten Ausführungsbeispiels ist der gleiche wie der des ersten Ausführungsbeispiels, so dass eine den Aufbau betreffende Erklärung abgekürzt wird. Eine Arbeitsweise des zweiten Ausführungsbeispiels wird unter Bezugnahme auf 9 erklärt.
Bei Schritt 201 liest die ECU 6 den Differenzialdruck ΔP [kPa] zwischen stromaufwärts und stromabwärts des Dieselpartikelfilters 4 von dem D-P-Sensor 5 und eine Einlassdurchflussmenge Ga [g/sec] aus dem Luftdurchflussmessgerät 9. Überdies liest die ECU 6 eine Abgastemperatur stromabwärts des Dieselpartikelfilters 4 aus dem Temperatursensor 7, um die Dieselpartikelfiltertemperatur T [°C] zu berechnen.
Bei Schritt 202 wird eine Abgasdurchflussmenge Vex [L/min] aus dem Differenzialdruck ΔP, der Dieselpartikelfiltertemperatur T und der Einlassdurchflussmenge Ga berechnet.
Bei Schritt 203 wird aus dem Differenzialdruck ΔP, der Dieselpartikelfiltertemperatur T, der Einlassdurchflussmenge Ga und der Auslassdurchflussmenge Vex eine Schwebstoffablagerungsmenge Macm (i) (= Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge vor der Glättungsverarbeitung) berechnet.
Bei Schritt 204 wird auf Grundlage, dass die bei Schritt 101 berechnete Dieselpartikelfiltertemperatur T größer als ein vorbestimmter Wert ist, bestimmt, dass der Dieselpartikelfilter 4 regeneriert wird. Im Allgemeinen erreicht die Dieselpartikelfiltertemperatur während dem Regenerieren ca. 600°C oder mehr, so dass der vorstehende vorbestimmte Wert auf einen Wert von 600°C oder mehr gesetzt werden kann. Wenn bei Schritt 204 bestimmt wird, dass der Dieselpartikelfilter 4 nicht regeneriert wird, schreitet der Ablauf zu Schritt 205. Hier wird eine gewöhnliche Signalverarbeitung (erste Signalverarbeitung) ausgewählt und zum Glätten der Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge Macm (i) vor der Glättungsverarbeitung zum Berechnen einer Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge Mpm (i) nach der Glättungsverarbeitung verwendet.
Wenn bestimmt wird, dass der Dieselpartikelfilter 4 zu Regenerieren ist, schreitet der Ablauf zu Schritt 206 vor. Hier wird eine Signalverarbeitung mit einer höheren Ansprechgeschwindigkeit (zweite Signalverarbeitung) ausgewählt und zum Glätten einer Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge Macm (i) vor der Glättungsverarbeitung zum Berechnen einer Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge Mpm (i) nach einer Glättungsverarbeitung verwendet.
Bei Schritt 207 wird bestimmt, ob eine Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge Mpm (i) nach der Glättungsverarbeitung größer als ein erster Grenzwert (TD) ist. Wenn die Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge Mpm (i) als größer als der erste vorbestimmte Wert bestimmt wird, schreitet der Ablauf zu schritt 208 vor. Hier wird der Dieselpartikelfilter 4 regeneriert. Wenn bei Schritt 207 die Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge Mpm (i) als nicht größer als der erste Grenzwert bestimmt wird, schreitet der Ablauf zu Schritt 209 vor. Hier wird bestimmt, ob eine berechnete Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge Mmp (i) nach der Glättungsverarbeitung geringer als ein zweiter Grenzwert (TD) ist. Wenn die Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge Mpm (i) als kleiner als der zweite Grenzwert bestimmt wird, schreitet der Ablauf zu Schritt 210 vor. Hier wird die Regeneration des Dieselpartikelfilters 4 abgesteuert.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel kann dieselbe Wirkung wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel erhalten werden. Selbst während der Regeneration, bei der die Änderung pro Zeit einer Schwebstoffablagerungsmenge groß ist, wird die Ansprechgeschwindigkeit des Signalverarbeitungsverfahrens ausreichend hoch gesetzt, damit die Regenerationssteuerung des Dieselpartikelfilters 4 genau ausgeführt werden kann. Die Bestimmung, ob die Regeneration unter Verwendung der Dieselpartikelfiltertemperatur ausgeführt wird, ermöglicht, dass eine Steuerung schnell ausgeführt werden kann, selbst wenn eine Schwebstoffablagerungsmenge aufgrund einer plötzlichen Verbrennung der Schwebstoffe rapide abnimmt, wodurch sich das Durchführen einer genauen Bestimmung ergibt.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Bei einem dritten Ausführungsbeispiel gibt es im Wesentlichen zwei verschiedene Merkmale verglichen mit dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel. Das erste Merkmal liegt darin, dass ein Drucksensor (P-Sensor) 5' anstelle des Druckdifferenzsensors 5 verwendet wird, wie dies in 10 gezeigt ist. Der Drucksensor 5' erfasst einen Druck stromaufwärts des Dieselpartikelfilters 4. Der Drucksensor 5' ist durch einen Druckeinlassdurchlass 51 mit einem Durchlass 2a verbunden, der sich stromaufwärts des Dieselpartikelfilters befindet. Das zweite Merkmal liegt darin, dass die Signalverarbeitungsverfahren eine Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge mitteln, anstelle sie zu glätten. Eine ECU 6 des dritten Ausführungsbeispiels führt zwei Signalverarbeitungsverfahren aus. Das erste Verfahren mittelt eine Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge pro einer gewissen Zeitspanne, während das zweite Verfahren diese während einer kürzeren Zeitspanne als die gewisse Zeitspanne mittelt. Das zweite Verfahren wird auf gleiche Art und Weise während der Regeneration verwendet, während das erste während der Nicht-Regeneration verwendet wird. Dieser Aufbau bringt dieselbe Wirkung wie in den vorstehenden Ausführungsbeispielen. Eine Betriebsweise des ersten Ausführungsbeispiels wird unter Bezugnahme auf 11 erklärt.
Bei Schritt 301 liest die ECU 6 einen Druck Pup [kPa] aus dem Drucksensor 5' und eine Einlassdurchflussmenge Ga [g/sec] aus dem Luftdurchflussmessgerät 9. Außerdem liest die ECU 6 eine Abgastemperatur stromabwärts des Dieselpartikelfilters 4 aus dem Temperatursensor 7, um die Dieselpartikelfiltertemperatur T [°C] zu berechnen.
Bei Schritt 302 wird eine Auslassdurchflussmenge Vex [L/min] aus dem Druck Pup, der Dieselpartikelfiltertemperatur T und der Einlassdurchflussmenge Ga unter Verwendung der nachstehenden Gleichung (4) berechnet: Vex = {Ga × 22,4/28,8 × 101,3/(101,3 + Pup)} × (273 + T)/273
Bei Schritt 303 wird aus dem Druck Pup, der Dieselpartikelfiltertemperatur T, der Einlassdurchflussmenge Ga und der Auslassdurchflussmenge Vex eine Schwebstoffablagerungsmenge Macm (i) (= eine Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge vor der Mittelungsverarbeitung) berechnet.
Bei Schritt 304 wird auf Grundlage, dass die bei Schritt 301 berechnete Dieselpartikelfiltertemperatur T größer als ein vorbestimmter Wert ist, bestimmt, ob der Dieselpartikelfilter 4 regeneriert wird. Wenn bei Schritt 304 bestimmt wird, dass der Dieselpartikelfilter 4 nicht regeneriert wird schreitet der Ablauf zu Schritt 305 vor. Hier wird eine gewöhnliche Signalverarbeitung (erste Signalverarbeitung) ausgewählt und zum Mitteln der Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge Macm (i) vor der Mittelungsverarbeitung verwendet, um eine Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge Mpm (i) nach der Mittelungsverarbeitung unter Verwendung einer Gleichung (5) zu berechnen:
α2: Zeitpunkt zum Mitteln
Wenn bestimmt wird, dass der Dieselpartikelfilter 4 zu regenerieren ist, schreitet der Ablauf zu Schritt 306 vor. Hier wird eine Signalverarbeitung einer höheren Ansprechgeschwindigkeit (zweite Signalverarbeitung) ausgewählt und zum Mittel der Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge Macm (i) vor der Mittelungsverarbeitung verwendet, um eine Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge Mpm (i) nach der Mittelungsverarbeitung unter Verwendung einer Gleichung (6) zu berechnen:
β2: Zeitspanne zum Mitteln (α2 > β2)
Bei den vorstehenden Signalverarbeitungen bei den Schritten 305, 306 hängt die Ansprechgeschwindigkeit der Mittelungsverarbeitung von α2 oder β2 ab. Je kleiner ein Wert der Konstante ist, desto schneller ist die Ansprechgeschwindigkeit. Daher wird die Konstante β2 in der Signalverarbeitung während dem Regenerieren kleiner als die Konstante α2 während dem Nicht-Regenerieren gemacht, sodass die Ansprechgeschwindigkeit während dem Regenerieren erhöht werden kann.
Bei Schritt 107 wird bestimmt, ob eine Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge Mpm (i) nach der Mittelungsverarbeitung größer als ein erster Grenzwert (TD) ist. Wenn die Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge Mpm (i) als größer als der erste Grenzwert bestimmt wird, schreitet der Ablauf zu Schritt 308 vor. Hier wird der Dieselpartikelfilter 4 regeneriert. Wenn bei Schritt 307 die Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge Mpm (i) als nicht größer als der erste Grenzwert bestimmt wird, schreitet der Ablauf zu Schritt 309 vor. Hier wird bestimmt, ob eine Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge Mpm (i) nach der Mittelungsverarbeitung kleiner als ein zweiter Grenzwert (TD) ist. Wenn die Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge Mpm (i) als kleiner als der zweite Grenzwert bestimmt wird, schreitet der Ablauf zu Schritt 310 vor. Hier wird das Regenerieren des Dieselpartikelfilters 4 abgesteuert.
In dem dritten Ausführungsbeispiel kann dieselbe Wirkung wie in dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel erhalten werden. Sogar während dem Regenerieren, bei dem eine Änderung pro Zeiteinheit einer Schwebstoffablagerungsmenge groß ist, wird die Ansprechgeschwindigkeit des Signalverarbeitungsverfahrens ausreichend hoch gesetzt, damit die Regenerationssteuerung des Dieselpartikelfilters 4 präzise ausgeführt wird.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
Bei den vorangehenden Ausführungsbeispielen wird die Ansprechgeschwindigkeit der Signalverarbeitung bei zwei Niveaus eingestellt, und die ECU 6 führt eines der beiden Niveaus gemäß einem Betriebszustand des Regenerierens oder des Nicht-Regenerierens aus. Die Ansprechgeschwindigkeit kann jedoch auf mehr als zwei Niveaus eingestellt werden und in einem vierten Ausführungsbeispiel werden drei Niveaus verwendet. Hierbei entspricht ein Niveau einer Nichtregenerierungszeitspanne, während zwei Niveaus einer Regenerierungszeitspanne entsprechen. Die zwei Niveaus in der Regenerierungszeitspanne werden auf Grundlage der Temperatur des Dieselpartikelfilters 4 ausgewählt. Ein Aufbau einer Abgasreinigungsanlage des vierten Ausführungsbeispiels ist derselbe wie der des ersten Ausführungsbeispiels, sodass eine den Aufbau betreffende Erklärung abgekürzt wird.
12 zeigt ein Verhältnis zwischen der Schwebstoffverbrennungsgeschwindigkeit und der Dieselpartikelfiltertemperatur. Die Schwebstoffverbrennungsgeschwindigkeit nimmt mit einer Zunahme der Dieselpartikelfiltertemperatur (DPF T) zu. Die Schwebstoffmengenänderung pro Zeiteinheit während der Regenerationsperiode hängt stark von der Schwebstoffverbrennungsgeschwindigkeit ab. Der Grund dafür ist, dass die Geschwindigkeit der Schwebstoffablagerungsmengenverringerung aufgrund der Schwebstoffverbrennung größer als der der Schwebstoffansammlung aufgrund des Filterns ist. Daher nimmt die Schwebstoffablagerung langsam ab, wenn die Dieselpartikelfiltertemperatur niedrig ist, wie dies in 13 gezeigt ist. Wenn die Dieselpartikelfiltertemperatur höher ist, nimmt die Schwebstoffablagerung schnell ab. Das heißt, eine Schwebstoffablagerungsmengenänderung pro Zeiteinheit variiert entsprechend der Dieselpartikelfiltertemperatur.
Die Dieselpartikelfiltertemperatur während der Regenerationsperiode sollte bei einer geeigneten Temperatur unter Berücksichtigung der Regenerationswirksamkeit und – sicherheit des Dieselpartikelfilters 4 beibehalten werden. Die Dieselpartikelfiltertemperatur weicht jedoch manchmal von einem geeigneten Niveau aufgrund eines Zustands, bei dem der Betriebszustand, der ein Aufwärmen verhindert, für eine lange Zeitspanne fortfährt, oder aufgrund von externen Störungen, wie zum Beispiel eine schnelle Änderung des Betriebszustands, ab. Unter diesen Umständen ist es wünschenswert, eine Signalverarbeitung mit einer genauen Ansprechgeschwindigkeit der Schwebstoffablagerungsmengenänderung pro Zeiteinheit bei einer gewissen Dieselpartikelfiltertemperatur zu jedem Zeitpunkt auszuwählen und zu verwenden.
Dieses Ausführungsbeispiel beinhaltet zum Glätten einer Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge eine erste Signalverarbeitung eines herkömmlichen Verfahrens und eine zweite Signalverarbeitung mit einer höheren Ansprechgeschwindigkeit als die der ersten Signalverarbeitung. Die zweite Signalverarbeitung beinhaltet überdies den Typ A und den Typ B. Der Typ A hat eine höhere Ansprechgeschwindigkeit als der Typ B. Die erste Signalverarbeitung wird während der Nichtregenerationsperiode ausgewählt, während die zweite Signalverarbeitung während der Regenerationsperiode ausgewählt wird. Der Typ A der zweiten Signalverarbeitung wird ausgewählt, wenn die Dieselpartikelfiltertemperatur beim Regenerieren höher ist und die Schwebstoffablagerungsmengenänderung pro Zeiteinheit größer ist. Der Typ B der zweiten Signalverarbeitung wird ausgewählt, wenn die Dieselpartikelfiltertemperatur beim Regenerieren niedriger ist und die Schwebstoffablagerungsmengenänderung pro Zeiteinheit geringer ist. Dieser Aufbau mit zwei Ansprechgeschwindigkeiten während der Regenerationsperiode ermöglicht eine genauere Berechnung der Schwebstoffablagerungsmenge als der Aufbau mit lediglich einer Ansprechgeschwindigkeit während der Regenerationsperiode.
Unter Bezugnahme auf 14 wird ein Arbeitsablauf des vierten Ausführungsbeispiels beschrieben.
Bei Schritt 401 liest die ECU 6 einen Differenzialdruck ΔP [kPa] zwischen der stromaufwärtsliegenden und der stromabwärtsliegenden Seite des Dieselpartikelfilters 4 aus dem D-P-Sensor 5 und eine Einlassdurchflussmenge Ga [g/sec) aus dem Luftdurchflussmessgerät 9. Überdies liest die ECU 6 eine Abgastemperatur stromabwärts des Dieselpartikelfilters 4 aus dem Temperatursensor 7, um die Dieselpartikelfiltertemperatur T [°C] zu berechnen.
Bei Schritt 402 wird eine Abgasdurchflussmenge Vex (L/min] aus dem Differenzialdruck ΔP, der Dieselpartikelfiltertemperatur T und der Einlassdurchflussmenge Ga berechnet.
Bei Schritt 403 wird aus dem Differenzialdruck ΔP, der Dieselpartikelfiltertemperatur T, der Einlassdurchflussmenge Ga und der Abgasdurchflussmenge Vex eine Schwebstoffablagerungsmenge Macm (i) (= eine Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge vor der Glättungsverarbeitung) berechnet.
Bei Schritt 404 wird bestimmt, ob der Dieselpartikelfilter 4 auf geeignete Weise regeneriert wurde, indem bestimmt wird, ob die Dieselpartikelfiltertemperatur T größer als ein vorbestimmter Wert A ist. Im Allgemeinen erreicht die Dieselpartikelfiltertemperatur T während der Regeneration ca. 600°C oder mehr, so dass der vorstehende vorbestimmte Wert A auf 600°C gesetzt werden kann. Wenn bei Schritt 404 die Dieselpartikelfiltertemperatur T als größer als der vorbestimmte Wert A bestimmt wird, schreitet der Ablauf zu Schritt 405 vor. Hier wird der Typ A der zweiten Signalverarbeitung mit einer höheren Ansprechgeschwindigkeit zum Glätten der Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge Macm (i) vor der Glättungsverarbeitung ausgewählt und verwendet, um eine Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge Mpm (i) nach der Glättungsverarbeitung zu berechnen. Die Ansprechleistung hängt von der konstante β1 ab.
Wenn bei Schritt 404 die Dieselpartikelfiltertemperatur T als nicht größer als der vorbestimmte Wert A bestimmt wird, schreitet der Ablauf zu Schritt 406 vor. Hier wird bestimmt, ob die Dieselpartikelfiltertemperatur T größer als ein vorbestimmter Wert B ist. Wie vorstehend beschrieben ist, wird selbst während der Regenerationsperiode die Dieselpartikelfiltertemperatur T manchmal niedriger als die geeignete Temperatur. Der vorbestimmt Wert B ist beispielsweise auf 500°C gesetzt. Wenn die Dieselpartikelfiltertemperatur T größer als der vorbestimmte Wert B ist, wird bestimmt, dass sich die Regeneration in einem Zustand befindet, in dem die Schwebstoffablagerungsmengenänderung pro Zeiteinheit klein ist und die Dieselpartikelfiltertemperatur T niedrig ist. Der Ablauf schreitet damit zu Schritt 407 vor, bei dem der vorbestimmte Wert A größer als der vorbestimmte Wert B ist.
Bei Schritt 407 wird der Typ B der zweiten Signalverarbeitung zum Glätten der Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge Macm (i) vor der Glättungsverarbeitung ausgewählt und verwendet wird, um eine Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge Mpm (i) nach der Glättungsverarbeitung zu berechnen. Die Ansprechleistung hängt von einer konstanten γ1 ab.
Wenn bei Schritt 406 die Dieselpartikelfiltertemperatur T als nicht größer als der vorbestimmte Wert B bestimmt wird, wird bestimmt, dass die Regeneration nicht auszuführen ist. Der Ablauf schreitet zu Schritt 408 vor. Hier wird die gewöhnliche (erste) Signalverarbeitung zum Glätten der Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge Macm (i) vor der Glättungsverarbeitung ausgewählt und verwendet um eine Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge Mpm (i) nach der Glättungsverarbeitung zu berechnen. Die Ansprechleistung hängt von einer Konstante α1 ab. Hierbei ist das Größenverhältnis unter α1, β1 und γ1 folgendes: α1 < γ1 < β1.
Bei Schritt 409 wird bestimmt, ob eine Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge Mpm (i) nach der Glättungsverarbeitung größer als ein erster Grenzwert (TD) ist. Wenn die Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge Mpm (i) als größer als der erste Grenzwert bestimmt wird, schreitet der Ablauf zu Schritt 410 vor. Hier wird der Dieselpartikelfilter 4 regeneriert. Wenn bei Schritt 409 die Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge Mpm (i) als nicht größer als der erste Grenzwert bestimmt wird, schreitet der Ablauf zu Schritt 411 vor. Hier wird bestimmt, ob die Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge Mpm (i) nach der Glättungsverarbeitung kleiner als ein zweiter Grenzwert (TD) ist. Wenn die Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge Mpm (i) als kleiner als der zweite Grenzwert bestimmt wird, schreitet der Ablauf zu Schritt 412 vor. Hier wird die Regeneration des Dieselpartikelfilters 4 abgesteuert.
Bei dem vierten Ausführungsbeispiel kann die Ansprechgeschwindigkeit der Signalverarbeitung auf drei Niveaus gesetzt werden, so dass jedes Niveau nicht lediglich gemäß einem Betriebszustand des Regenerierens oder Nicht-Regenerierens, sondern auch gemäß der Dieselpartikelfiltertemperatur T während der Regenerationsperiode ausgewählt werden kann. Dadurch kann eine geeignete Ansprechgeschwindigkeit der Signalverarbeitung selbst in einem Zustand ausgewählt werden, in dem die Dieselpartikelfiltertemperatur kleiner als die geeignete Regenerationstemperatur ist und die Schwebstoffablagerungsmengenänderung pro Zeiteinheit klein ist. Dies ergibt eine präzise Regenerationssteuerung des Dieselpartikelfilters 4.
Außerdem kann die Signalverarbeitung zum Mitteln wie in dem dritten Ausführungsbeispiel auch drei Ansprechgeschwindigkeitstypen haben, welche dieselbe Wirkung wie in dem vierten Ausführungsbeispiel ergeben.
Ein Dieselpartikelfilter (DPF) (4) ist zwischen Abgasdurchlässen (2a, 2b) einer Kraftmaschine (1) angeordnet. Hierbei wird eine Schwebstoff-(PM)-Ablagerungsmenge durch ein Schwebstoffablagerungsberechnungsverfahren (6) berechnet. Es gibt eine erste und eine zweite Signalverarbeitung (6) zum Glätten von Ergebnissen des Schwebstoffablagerungsberechnungsverfahrens. Die zweite Signalverarbeitung hat eine höhere Ansprechgeschwindigkeit der Ausgabe relativ zur Eingabe als die erste Signalverarbeitung. Wenn die Änderung pro Zeiteinheit der Schwebstoffablagerungsmenge während der Regeneration groß ist, wird die zweite Signalverarbeitung verwendet, um eine Abweichung von einer tatsächlichen Schwebstoffablagerungsmenge zu verringern. Im Gegensatz dazu wird die erste Signalverarbeitung verwendet, um einen stabilisierten Erfassungswert mit Ausnahme für die Regenerationsperiode zu erhalten.
Bezugszeichenliste für Fig. 2A

ΔP:

Differenzialdruck zwischen stromaufwärts und stromabwärts des Dieselpartikelfilters

T:

Dieseipartikelfiltertemperatur

Ga:

Einlassmenge

Vex:

Abgasvolumendurchflussmenge

ΔM:

Variable für die Glättungsverarbeitung

Macm:

Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge vor der Glättungsverarbeitung

Mpm:

Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge nach der Glättungsverarbeitung

α1, β1:

konstant (1 > β1)

Xregen:

Dieselpartikelfilterregenerationsmerker (AN: Starten der Regeneration, AUS: Absteuern der Regeneration)

Bezugszeichenliste für Fig. 9A

ΔP:

Differenzialdruck zwischen stromaufwärts und stromabwärts des Dieselpartikelfilters

T:

Dieselpartikelfiltertemperatur

Ga:

Einlassmenge

Vex:

Abgasvolumendurchflussmenge

ΔM:

Variable für die Glättungsverarbeitung

Macm:

Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge vor der Glättungsverarbeitung

Mpm:

Schwebstoffablagerungsberechnungsmenge nach der Glättungsverarbeitung

α1, β1:

konstant (α1 > β1)

Claims

Abgasreinigungsanlage für ein Abgas einer Brennkraftmaschine (1) mit: einem Abgasdurchlass (2a, 2b), der mit der Brennkraftmaschine verbunden ist; einem Partikelfilter (4), der innerhalb des Abgasdurchlasses vorgesehen ist und Schwebstoffe des Abgases sammelt; einer Ablagerungsberechnungseinrichtung (6) zum Berechnen einer Ablagerungsberechnungsmenge der gesammelten Schwebstoffe in dem Partikelfilter; einer Vielzahl von Signalverarbeitungseinrichtungen (6) zum Glätten oder Mitteln der Ablagerungsberechnungsmenge, als Eingabe von der Ablagerungsberechnungseinrichtung, um eine Ausgabe zu erhalten; einer Ablagerungsbestimmungseinrichtung (6) zum Bestimmen einer Ablagerungsbestimmungsmenge der gesammelten Schwebstoffe in dem Partikelfilter durch Auswählen und Verwenden einer der Ausgaben der Vielzahl von Signalverarbeitungseinrichtungen; einer Regenerationsbestimmungseinrichtung (6) zum Bestimmen einer Startzeitgebung und einer Absteuerzeitgebung zum Regenerieren des Partikelfilters auf Grundlage der durch die Ablagerungsbestimmungseinrichtung bestimmten Ablagerungsbestimmungsmenge; und einer Regenerationseinrichtung (6) zum Aufwärmen des Partikelfilters, um auf Grundlage der durch die Regenerationsbestimmungseinrichtung bestimmten Startzeitgebung und Absteuerzeitgebung zu regenerieren, wobei die Abgasreinigungsanlage dadurch gekennzeichnet ist, dass jede der Vielzahl von Signalverarbeitungseinrichtungen eine andere Ansprechgeschwindigkeit der Ausgabe relativ zur Eingabe hat.
Abgasreinigungsanlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Signalverarbeitungseinrichtung (6) eine erste Signalverarbeitungseinrichtung (6) zum Glätten der Ablagerungsberechnungsmenge als Eingabe von der Ablagerungsberechnungseinrichtung, um eine Ausgabe zu erhalten, und eine zweite Signalverarbeitungseinrichtung (6) zum Glätten der Ablagerungsberechnungsmenge als Eingabe von der Ablagerungsberechnungseinrichtung, um eine Ausgabe zu erhalten, aufweist; wobei die Ablagerungsbestimmungseinrichtung (6) zum Bestimmen der Ablagerungsbestimmungsmenge der gesammelten Schwebstoffe in dem Partikelfilter durch Auswählen und Verwenden der Ausgabe der ersten oder der zweiten Signalverarbeitungseinrichtung dient; wobei die zweite Signalverarbeitungseinrichtung eine höhere Ansprechgeschwindigkeit der Ausgabe relativ zu der Eingabe als die erste Signalverarbeitungseinrichtung hat.
Abgasreinigungsanlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Signalverarbeitungseinrichtungen eine erste Signalverarbeitungseinrichtung (6) zum Mitteln der Ablagerungsberechnungsmenge von der Ablagerungsberechnungseinrichtung, um eine Ausgabe zu erhalten, und eine zweite Signalverarbeitungseinrichtung (6) zum Mitteln der Ablagerungsberechrungsmenge von der Ablagerungsberechnungseinrichtung, um eine Ausgabe zu erhalten, aufweist; wobei die Ablagerungsbestimmungseinrichtung (6) zum Bestimmen einer Ablagerungsbestimmungsmenge der gesammelten Schwebstoffe in dem Partikelfilter durch Auswählen und Verwenden der Ausgaben der ersten oder der zweiten Signalverarbeitungseinrichtung dient; wobei die erste Signalverarbeitungseinrichtung die Ablagerungsberechnungsmenge mit Bezug auf eine gewisse Zeitspanne mittelt, während die zweite Verarbeitungseinrichtung die Ablagerungsberechnungsmenge mit Bezug auf eine kürzere Zeitspanne als die gewisse Zeitspanne mittelt.
Abgasreinigungsanlage für ein Abgas einer Brennkraftmaschine (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Ablagerungsberechnungseinrichtung folgendes aufweist: eine Druckerfassungseinrichtungen (5, 51, 52) zum Erfassen eines Drucks, der eine tatsächliche Ablagerungsmenge der gesammelten Schwebstoffe in dem Partikelfilter anzeigt; und eine Abgasdurchflusserfassungseinrichtung (9) zum Erfassen einer Durchflussmenge des Abgases der Brennkraftmaschine, wobei die Ablagerungsberechnungseinrichtung die Ablagerungsberechnungsmenge der gesammelten Schwebstoffe in dem Partikelfilter auf Grundlage von Ausgaben der Druckerfassungseinrichtung und der Abgasdurchflusserfassungseinrichtung berechnet.
Abgasreinigungsanlage für ein Abgas einer Brennkraftmaschine (1) gemäß Anspruch 4, wobei die Druckerfassungseinrichtung eine Druckdifferenz zwischen einer stromaufwärtsliegenden (51) und einer stromabwärtsliegenden (52) Seite des Partikelfilters erfasst.
Abgasreinigungsanlage für ein Abgas einer Brennkraftmaschine (1) gemäß Anspruch 4, wobei die Druckerfassungseinrichtung einen Druck an einer stromaufwärtsliegenden Seite (51) des Partikelfilters erfasst.
Abgasreinigungsanlage für ein Abgas einer Brennkraftmaschine (1) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Ablagerungsbestimmungseinrichtung die Ablagerungsbestimmungsmenge durch Auswählen und Verwenden der Ausgabe der zweiten Signalverarbeitungseinrichtung bestimmt, wenn die Regenerationseinrichtung regeneriert, während die Ablagerungsbestimmungseinrichtung die Ablagerungsberechnungsmenge durch Auswählen und Verwenden der Ausgabe der ersten Signalverarbeitungseinrichtung bestimmt, wenn die Regenerationseinrichtung nicht regeneriert.
Abgasreinigungsanlage für ein Abgas einer Brennkraftmaschine (1) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei die Ablagerungsbestimmungseinrichtung eine Filtertemperaturerfassungseinrichtung (6, 7, 8) zum Erfassen der Temperatur des Partikelfilters hat, und wobei die Ablagerungsbestimmungseinrichtung die Ablagerungsbestimmungsmenge durch Auswählen und Verwenden der Ausgabe der zweiten Signalverarbeitungseinrichtung bestimmt, wenn die Ausgabe der Filtertemperaturerfassungseinrichtung größer als ein bestimmter Wert ist, während die Ablagerungsbestimmungseinrichtung die Ablagerungsbestimmungsmenge durch Auswählen und Verwenden der Ausgabe der ersten Signalverarbeitungseinrichtung bestimmt, wenn die Ausgabe der Filtertemperaturerfassungseinrichtung nicht größer als der bestimmte Wert ist.
Abgasreinigungsanlage für ein Abgas einer Brennkraftmaschine (1) gemäß Anspruch 8, wobei die Filtertemperaturerfassungseinrichtung eine Abgastemperaturerfassungseinrichtung (7, 8) hat, die an zumindest einer aus einer stromaufwärtsliegenden und stromabwärtsliegenden Seiten des Partikelfilters angeordnet ist, und wobei die Filtertemperaturerfassungseinrichtung die Temperatur des Partikelfilters auf Grundlage der durch die Abgastemperaturerfassungseinrichtung erfassten Temperatur bestimmt.
Abgasreinigungsanlage für ein Abgas einer Brennkraftmaschine (1) gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei der bestimmte Wert 600°C beträgt.
Abgasreinigungsanlage für ein Abgas einer Brennkraftmaschine (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Regenerationsbestimmungseinrichtung die Startzeitgebung zum Regenerieren des Partikelfilters bestimmt, wenn die durch die Ablagerungsbestimmungseinrichtung bestimmte Ablagerungsbestimmungsmenge größer als eine erste vorbestimmte Menge ist, wobei die Regenerationsbestimmungseinrichtung die Absteuerungszeitgebung der Regeneration des Partikelfilters bestimmt, wenn die durch die Ablagerungsbestimmungseinrichtung bestimmte Ablagerungsbestimmungsmenge kleiner als eine zweite vorbestimmte Menge wird, die geringer als die erste vorbestimmte Menge ist, und wobei die Regenerationseinrichtung die Regeneration des Partikelfilters zur Startzeitgebung startet und die Regeneration des Partikelfilters zur Absteuerzeitgebung absteuert.
Regenerationsverfahren einer Abgasreinigungseinrichtung mit einem Partikelfilter für ein Abgas mit Schwebstoffen, einer Brennkraftmaschine (1), wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Berechnen (103) einer Ablagerungsberechnungsmenge der in dem Partikelfilter gesammelten Schwebstoffe; Verarbeiten (105, 106) der Ablagerungsberechnungsmenge als Eingabe, um zwei verarbeitete Ausgaben unter Verwendung eines ersten und eines zweiten Signalverarbeitungsverfahrens zu erzeugen; Bestimmen (104) einer Ablagerungsbestimmungsmenge der in dem Partikelfilter gesammelten Schwebstoffe durch Auswählen und Verwenden einer der beiden Verarbeitungsausgaben; Bestimmen (107) einer Startzeitgebung und einer Absteuerzeitgebung zum Regenerieren des Partikelfilters auf Grundlage der Ablagerungsbestimmungsmenge; und Aufwärmen des Partikelfilters, um den Partikelfilter auf Grundlage der Startzeitgebung und der Absteuerzeitgebung zu regenerieren (108), wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass das zweite Signalverarbeitungsverfahren die Verarbeitungsausgabe mit einer höheren Ansprechgeschwindigkeit relativ zur Eingabe als die des ersten Signalverarbeitungsverfahrens erzeugt.