DE112008000314B4

DE112008000314B4 - Abgasemissionsreinigungssteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE112008000314B4
Application number: DE112008000314T
Authority: DE
Inventors: Takahiro Kiyofuji; Takenobu Yamamoto
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-02-21
Filing date: 2008-02-21
Publication date: 2013-07-04
Anticipated expiration: 2028-02-22
Also published as: US20100031636A1; US8087234B2; JP2008202529A; DE112008000314T5; CN101605977A; CN101605977B; WO2008102854A1; JP4442618B2

Abstract

Abgasreinigungssteuervorrichtung zum Steuern einer Betttemperatur eines in einem Abgassystem einer Brennkraftmaschine angeordneten Abgasreinigungskatalysators auf eine Sollbetttemperatur, indem Kraftstoff der Brennkraftmaschine zugeführt wird, wobei die Abgasreinigungssteuervorrichtung aufweist: eine Steuereinheit, welche beim Steuern der Betttemperatur des Abgasreinigungskatalysators eine Kraftstoffzufuhrmenge lernt, welche eine Korrektur einer Differenz zwischen der Katalysatorbetttemperatur und der Sollbetttemperatur im momentanen Zustand erlaubt und einen Lernwert, der durch das Lernen der Kraftstoffzuführmenge ermittelt wird, widerspiegelt; eine Übergangszustandserfassungseinheit, welche einen Übergangszustand eines Abgasstroms zum Abgasreinigungskatalysator erfasst, wobei die Steuereinheit das Lernen beschränkt, wenn der Übergangszustand der Abgasströmung erfasst wird; und wobei die Übergangszustandserfassungseinheit auf der Basis einer Temperatur und einer Strömungsmenge des Abgases zum Abgasreinigungskatalysator eine durchschnittliche Abgasenergie, welche ein Durchschnittswert einer Abgasenergie ist, eine momentane Abgasenergie, welche ein momentaner Wert einer Abgasenergie ist, und einen kumulierten Wert der Abweichung der durchschnittlichen Abgasenergie und der momentanen Abgasenergie ermittelt; und die Übergangszustandserfassungseinheit einen Übergangszustand des Abgasstroms erfasst, wenn der kumulierte Wert der Abweichung größer oder gleich einem vorbestimmten Bestimmungswert wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasreinigungssteuervorrichtung, welche die Betttemperatur eines in einem Abgassystem einer Brennkraftmaschine angeordneten Abgasreinigungskatalysators steuert, indem der Maschine zusätzlich Kraftstoff zugeführt wird.
STAND DER TECHNIK
Bei einer typischen in einem Fahrzeug montierten Brennkraftmaschine, wie z. B. einem Dieselmotor, führt die Abnahme in der Abgastemperatur zu einer Abnahme der Betttemperatur eines in einer Abgasleitung angeordneten Abgasreinigungskatalysators. Dies beeinflusst negativ die Reinigungsfunktionen des Abgasreinigungskatalysators. Wenn bei einer solchen Brennkraftmaschine die Abgastemperatur abnimmt, wird eine Betttemperatursteuerung durchgeführt, um zwangsweise die Abgastemperatur zu erhöhen und die Differenz zwischen der Katalysatorbetttemperatur und einer Sollbetttemperatur zu korrigieren. Bei der Betttemperatursteuerung wird die Abgastemperatur erhöht, indem eine Nacheinspritzung durchgeführt wird, bei welcher eine kleine Kraftstoffmenge nach der Kraftstoffeinspritzung, welche die Motorausgangsleistung erzeugt, in den Motor eingespritzt wird, oder indem mit einem in der Abgasleitung angeordneten Kraftstoffzugabeventil unverbrannter Kraftstoff dem Abgas zugeführt wird. Aus dem Stand der Technik ist die aus der veröffentlichten japanischen Patentschrift JP 2003-172185 beschriebene Vorrichtung als eine Abgasreinigungssteuervorrichtung bekannt, welche eine solche Betttemperatursteuerung durchführt.
In der in JP 2003-172185 beschriebenen Abgasreinigungssteuervorrichtung werden Korrekturmengen entsprechend der Einspritzmengen für die Nacheinspritzung und Zugabemengen für unverbranntes Gas als Lernwerte für verschiedene Bereiche des Motors gespeichert. Die Lernwerte spiegeln sich in der momentanen Einspritzmenge für die Nacheinspritzung und der Zugabemenge von unverbranntem Kraftstoff wider. Dadurch wird mit der Nacheinspritzung und der Zugabe von unverbranntem Kraftstoff eine stabile Temperaturerhöhungswirkung ungeachtet des Betriebszustandes des Motors erreicht. Infolge dessen erhöhen sich die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Steuerung, wenn die Katalysatorbetttemperatur bei der Sollbetttemperatur gehalten wird.
Eine Abgasreinigungsvorrichtung, welche die sogenannte Partikel-(PM)-Regenerierung zum Verbrennen und Beseitigen von PM durch Erhöhen der Temperatur eines Dieselpartikelfilters (DPF), welcher ein Abgaskatalysator ist, durchführt, hat die im Folgenden beschriebenen Defizite.
Generell werden in einer solchen Abgasreinigungsvorrichtung die oben beschriebenen Lernwerte berechnet, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind, z. B. dass die Partikelregenerierung durchgeführt wird oder dass die Sollbetttemperatur gleich oder größer als 600°C ist. Ein Lernwert wird ermittelt, indem die Differenz zwischen der tatsächlich zugeführten Kraftstoffmenge, welche die von dem Zugabeventil dem DPF zugeführte Kraftstoffmenge ist, und einer geschätzten zugeführten Kraftstoffmenge, welche die Kraftstoffmenge ist, die tatsächlich zur Erhöhung der Katalysatorbetttemperatur beiträgt. Die tatsächlich zugeführte Kraftstoffmenge und die geschätzte zugeführte Kraftstoffmenge werden aus der Sollbetttemperatur, einer geschätzten Abgastemperatur, welche die geschätzte Temperatur des durch die Abgasleitung strömenden Abgases ist, einer geschätzten Betttemperatur, welche die geschätzte Temperatur des DPF ist, und der durch die Abgasleitung strömenden Abgasmenge berechnet. Unter diesen Faktoren ist es wichtig, dass die geschätzte Betttemperatur und die geschätzte Abgastemperatur mit hoher Genauigkeit berechnet werden, um die durch das Kraftstoffzugabeventil zugegebene Menge an unverbranntem Kraftstoff in Erfahrung zu bringen bzw. zu lernen. Wenn jedoch die Abgastemperatur und die Abgasströmungsmenge sehr variieren, d. h., wenn die Abgastemperatur und die Abgasströmungsmenge in einem Übergangszustand sind, wird ein großer Unterschied in der Abgastemperaturverteilung und der Katalysatorbetttemperaturverteilung erzeugt. In einem solchen Übergangszustand ist es schwierig, Modelle mit der Abgastemperatur und der Katalysatorbetttemperatur zu bilden. Dies verringert drastisch die Berechnungsgenauigkeit der geschätzten Abgastemperatur und der geschätzten Betttemperatur. Somit ist es bei einer solchen Situation schwierig, eine geeignete Betttemperatursteuerung fortzusetzen.
Ein solches Problem ist nicht auf eine Abgasreinigungssteuervorrichtung, welche eine Betttemperatursteuerung für die PM-Regenerierung ausführt, begrenzt. Das Problem tritt auch unabhängig davon auf, ob die Maschine ein Dieselmotor oder ein Benzinmotor ist, und tritt auf die gleiche Weise in einer Abgasreinigungssteuervorrichtung auf, welche eine Steuerung zum Erhöhen der Temperatur eines Katalysators durch Zugabe von unverbranntem Kraftstoff durchführt, um z. B. Schwefel vom Katalysator zu entfernen. Ein solches Problem ist nicht auf eine Abgasreinigungssteuervorrichtung begrenzt, welche hauptsächlich die Zugabe von unverbranntem Kraftstoff zum Abgas mittels des Kraftstoffzugabeventils durchführt, sondern tritt auch z. B. in einer Abgasreinigungssteuervorrichtung auf, welche die Betttemperatur eines Abgaskatalysators auf der Basis des zusätzlich der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffes steuert, wie z. B. einer Abgasreinigungssteuervorrichtung, welche durch Nacheinspritzung Kraftstoff hauptsächlich in die Verbrennungskammer einspritzt.
Aus dem Stand der Technik ist dazu beispielsweise eine in der veröffentlichten japanischen Patentschrift JP 2006-291827 beschriebene Abgasreinigungsvorrichtung bekannt, bei der die Berechnung eines Lernwerts bei einer zunehmenden Erhöhung der Sollbetttemperatur für eine bestimmte Zeit verhindert wird, bis sich die Betttemperatur stabilisiert hat. Mit dieser Methode lässt sich jedoch ein geeigneter Lernwert für eine Betttemperatursteuerung nicht genau genug bestimmen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abgasreinigungssteuervorrichtung bereitzustellen, welche auf der Basis eines geeigneten Lernwertes eine Betttemperatursteuerung auf geeignete Weise durchführt, wenn eine Betttemperatursteuerung an einem Abgasreinigungskatalysator durchgeführt wird, indem einer Brennkraftmaschine zusätzlich Kraftstoff zugeführt wird.
Zur Erreichung des oben genannten Ziels stellt ein Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Abgasreinigungssteuervorrichtung bereit, um die Betttemperatur eines in einem Abgassystem einer Brennkraftmaschine angeordneten Abgasreinigungskatalysators auf eine Sollbetttemperatur zu steuern, indem Kraftstoff der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Die Abgasreinigungssteuervorrichtung enthält eine Steuereinheit und eine Übergangszustandserfassungseinheit. Die Steuereinheit lernt bei der Steuerung der Betttemperatur des Abgasreinigungskatalysators eine Kraftstoffzufuhrmenge, welche eine Korrektur einer Differenz zwischen der Katalysatorbetttemperatur und der Sollbetttemperatur in dem momentanen Zustand zulässt, und spiegelt einen Lernwert wider, welcher durch das Lernen der Kraftstoffzufuhrmenge erhalten wird. Die Übergangszustandserfassungseinrichtung erfasst einen Übergangszustand eines Abgasstroms zum Abgasreinigungskatalysator. Die Steuervorrichtung beschränkt das Lernen, wenn der Übergangszustand des Abgasstroms erfasst wird. Die Übergangszustandserfassungseinheit ermittelt dazu auf der Basis einer Temperatur und einer Strömungsmenge des Abgases zum Abgasreinigungskatalysator eine durchschnittliche Abgasenergie, welche ein Durchschnittswert einer Abgasenergie ist, eine momentane Abgasenergie, welche ein momentaner Wert einer Abgasenergie ist, und einen kumulierten Wert der Abweichung der durchschnittlichen Abgasenergie und der momentanen Abgasenergie. Die Übergangszustandserfassungseinheit erfasst einen Übergangszustand des Abgasstroms, wenn der kumulierte Wert der Abweichung größer oder gleich einem vorbestimmten Bestimmungswert wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 ist eine schematische Darstellung der Struktur eines Dieselmotors, bei welchem eine Ausführungsform einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung angewandt wird;
2 ist ein Ablaufdiagramm, welches die Prozessschritte einer durch die Abgasreinigungssteuervorrichtung der 1 durchgeführten Kraftstoffzugabesteuerung zeigt;
3 ist ein Ablaufdiagramm, welches die Prozessschritte eines durch die Abgasreinigungssteuervorrichtung der 1 durchgeführten Kraftstoffzugabelernprozesses zeigt;
4 ist ein Ablaufdiagramm, welches die Prozessschritte eines durch die Abgasreinigungssteuervorrichtung der 1 durchgeführten Kraftstoffzugabelernprozesses zeigt;
5 ist ein Ablaufdiagramm, welches die Prozessschritte eines Berechnungsprozesses eines kumulierten Abweichungswertes zeigt, welcher durchgeführt wird, wenn der Kraftstoffzugabelernprozess der 3 und 4 durchgeführt wird;
6(a) bis 6(f) sind Zeitdiagramme von dem Zeitpunkt an, wenn die Bedingungen zur Ausführung des Kraftstoffzugabelernens erfüllt sind, und den Übergang von einer Abgasschätztemperatur TOB, einer durchschnittlichen Abgasschätztemperatur TOBa, einer Abgasstromschätzmenge GA, einer durchschnittlichen Abgasstromschätzmenge GAa, einer momentanen Abgasenergie EEm, einer durchschnittlichen Abgasenergie EEa, einem kumulierten Abweichungswert EEad, einem Lernzeitmesser TS und einem Betttemperaturamplitudenzeitmesser TA zeigen; und
7(a) bis 7(d) sind Zeitdiagramme von dem Zeitpunkt an, wenn die Bedingungen zum Ausführen des Kraftstoffzugabelernens erfüllt sind, und den Übergang von der momentanen Abgasenergie EEm, der durchschnittlichen Abgasenergie EEa, dem kumulierten Abweichungswert EEad, dem Lernzeitmesser TS und dem Betttemperaturamplitudenzeitmesser TA zeigen.
BESTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Eine Ausführungsform einer Abgasreinigungssteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, welche bei einer Abgasreinigungssteuervorrichtung für einen Dieselmotor angewandt wird, wird im Folgenden mit Bezug auf die 1 bis 7 beschrieben.
Wie in 1 gezeigt, enthält der Dieselmotor ein Kraftstoffeinspritzventil 11, welches Kraftstoff in eine Brennkammer 10 einspritzt. Der Kraftstoff wird aus einem Kraftstofftank 12 in eine Versorgungspumpe 13 angesaugt und durch die Versorgungspumpe 13 unter Druck gesetzt. Der unter Druck gesetzte Kraftstoff wird in einem Common Rail 14 gespeichert und anschließend durch das Kraftstoffeinspritzventil 11 in die Brennkammer 10 einspritzt. Ferner wird ein Luft-Kraftstoff-Gemisch aus einer Ansaugluft, welche aus einem Einlasskanal 15 angesaugt wird, und einem Kraftstoff, welcher von dem Kraftstoffeinspritzventil 11 eingespritzt wird, in der Brennkammer 10 verbrannt. Abgas, welches nach der Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches erzeugt wird, wird in eine Abgasleitung 16 abgegeben. Wie aus dem Stand der Technik bekannt, erzeugt die Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches eine Linearbewegung eines Kolbens 17, welche durch eine Pleuelstange 18 in eine Drehbewegung einer Kurbelwelle 19 umgewandelt wird, um mit dem Motor Leistung zu erzeugen.
Eine Abgasreinigungsvorrichtung 20 mit einem Oxidationskatalysator 21, welcher zur Erhöhung der Abgastemperatur verwendet wird, und einem Dieselpartikelfilter (DPF) 22, welcher zum Einfangen von im Abgas suspendierten Partikeln (PM) verwendet wird, ist in der Abgasleitung 16 angeordnet. Ein Kraftstoffzugabeventil 30 ist in der Abgasleitung 16 stromaufwärts der Abgasreinigungsvorrichtung 20 angeordnet. Wenn sich PM am DPF 22 ablagert, führt das Kraftstoffzugabeventil 30 dem Abgas unverbrannten Kraftstoff zu und regeneriert den DPF 22, d. h. führt eine PM-Regenerierung durch. Das Kraftstoffzugabeventil 30 führt eine Direktzugabe (Einspritzung) von Kraftstoff, welches von der Versorgungspumpe 13 zugeführt wird, durch.
Der Dieselmotor enthält verschiedene Arten von Sensoren, um den Betriebszustand des Motors zu erfassen. Zum Beispiel enthält der Einlasskanal 15 einen Luftstrommesser 40 zum Erfassen der durch den Kanal 15 strömenden Luftmenge, d. h. der Ansaugluftmenge. In dieser Ausführungsform wird die durch den Luftstrommesser 40 erfasste Ansaugluftmenge für eine geschätzte durch die Abgasleitung 16 strömende Abgasmenge, d. h. der geschätzten Abgasstrommenge GA, verwendet. Ein Drehzahlsensor 41 zum Erfassen der Drehzahl der Kurbelwelle 19, d. h. der Motordrehzahl NE, ist in der Nähe der Kurbelwelle 19 angeordnet. Ein Abgastemperatursensor 42, welcher die Abgastemperatur TO stromabwärts des DPF erfasst, ist in der Abgasleitung 16 stromabwärts des DPF 22 angeordnet. Die Sensoren 40 bis 42 erzeugen Ausgangssignale, welche der elektronischen Steuereinheit (ECU) 50, welche als eine Steuereinheit dient, eingegeben werden.
Die ECU 50 hat einen Mikrocomputer, welcher einen Berechnungsprozessor (CPU), einen Programmspeicher (ROM) und einen Datenspeicher (RAM) enthält und zentral den Betrieb des Dieselmotors steuert. Die ECU 50 ermittelt auf der Basis der Ausgangssignale der Sensoren 40 bis 42 verschiedene Arten von Betriebszustandsgrößen des Dieselmotors. Die ECU 50 treibt auf der Basis der Zustandsgrößen das Kraftstoffeinspritzventil 11, die Versorgungspumpe 13, das Kraftstoffzugabeventil 30 und dergleichen an, um eine Kraftstoffeinspritzmengensteuerung, welche die in die Brennkammer 10 eingespritzte Kraftstoffeinspritzmenge Q steuert, und die PM-Regenerierung, welche die Reinigungsfunktion des DPF 22 aufrecht erhält, durchzuführen. Die PM-Regenerierungssteuerung ist eine Steuerung zum Regenerieren der Reinigungsfunktion des DPF 22 durch Erhöhung der Temperatur des DPF 22 (Katalysatorbetttemperatur) auf die Sollbetttemperatur, um die Partikel zu verbrennen und zu beseitigen. Die PM-Regenerierungssteuerung umfasst die durch das Kraftstoffeinspritzventil 11 durchgeführte Nacheinspritzung und die Zugabe von unverbranntem Kraftstoff zu dem Abgas mit dem Kraftstoffzugabeventil 30. Wenn die PM-Regenerierung durchgeführt wird, wird in dem Motor die Betttemperatur des DPF 22 auf die Sollbetttemperatur gesteuert, indem dem Abgas mit dem Kraftstoffzugabeventil 30 Kraftstoff zugeführt wird. In der Steuerung wird die Zufuhrmenge an unverbranntem Kraftstoff, welche die Differenz zwischen der momentanen Betttemperatur des DPF 22 und der Sollbetttemperatur korrigiert, für jeden Betriebsbereich des Motors gelernt. Der durch das Lernen erhaltene Lernwert spiegelt sich in der Zufuhrmenge des unverbrannten Kraftstoffs wider.
2 bis 5 zeigen die Prozessschritte für die Zugabe von unverbranntem Kraftstoff im Abgas mit dem Kraftstoffzugabeventil 30. Spezifische Steuerschemata werden im Folgenden im Detail mit Bezug auf die 2 bis 5 beschrieben. Die Steuerung oder die in den 2 bis 5 dargestellten Prozessschritte werden in einem vorbestimmten Berechnungszyklus wiederholt durchgeführt. Der vorbestimmte Berechnungszyklus beträgt z. B. 0,1 bis 0,2 Millisekunden (ms).
2 ist ein Ablaufdiagramm, welches die Steuerschritte für die Zugabe von unverbranntem Kraftstoff mit dem Kraftstoffzugabeventil 30 zeigt. In dieser Steuerung wird die Zugabemenge Qr auf der Basis der geschätzten Abgastemperatur TOB, welche ein Schätzwert der Abgastemperatur ist, und der Sollbetttemperatur Ttc, welche ein Sollwert der Betttemperatur ist, berechnet. Ferner spiegelt sich ein Lernwert Ki in der berechneten Zufuhrmenge Qr wider.
Wie in 2 gezeigt, bestimmt die ECU 50 in der Kraftstoffzufuhrsteuerung zuerst in Schritt S100, ob eine PM-Regenerierung durchgeführt wird. Wenn in Schritt S100 bestimmt wird, dass eine PM-Regenerierung durchgeführt wird, berechnet die ECU 50 in den Schritten S110 bis S130 die geschätzte Abgastemperatur TOB und die geschätzte Betttemperatur Tbc. Genauer gesagt, berechnet die ECU 50 in Schritt S110 die geschätzte Abgastemperatur TOB in der Abgasleitung 16 stromaufwärts des DPF 22 auf der Basis der Motordrehzahl NE und der Krafteinspritzmenge Q. In Schritt S120 berechnet die ECU 50 die geschätzte Abgastemperatur TOA in der Abgasleitung 16 stromabwärts des DPF 22 auf der Basis der geschätzten Abgastemperatur TOB, der Kraftstoffeinspritzmenge Q, der Zufuhrmenge Qr und der geschätzten Abgasstrommenge GA. In Schritt S130 berechnet die ECU 50 die geschätzte Betttemperatur Tbc auf der Basis der geschätzten Abgastemperatur TOA und der Abgastemperatur TO, welche durch den Abgastemperatursensor 42 erfasst wird. Die abgeschätzte Betttemperatur Tbc wird zum Berechnen des Lernwertes Ki verwendet.
Nach der Berechnung der geschätzten Betttemperatur Tbc geht die ECU 50 zu Schritt S140 über und berechnet auf der Basis der Motordrehzahl NE und der Kraftstoffeinspritzmenge Q die Sollbetttemperatur Ttc. In Schritt S150 berechnet die ECU 50 die Temperaturdifferenz der berechneten Sollbetttemperatur Ttc und der geschätzten Abgastemperatur TOB. Die ECU 50 berechnet ferner die Zufuhrmenge Qr des unverbrannten Kraftstoffs auf der Basis der oben beschriebenen Temperaturdifferenz und der abgeschätzten Abgasstrommenge GA.
Nach dem Berechnen der Zufuhrmenge Qr geht die ECU 50 zu Schritt S160 über und liest aus einem Speicher (permanenten Speicher) den Lernwert Ki für die Zufuhrmenge Qr, welche die Korrektur der Differenz zwischen der geschätzten Betttemperatur Tbc und der Sollbetttemperatur Ttc erlaubt. In Schritt S170 multipliziert die ECU 50 die Zufuhrmenge Qr mit dem Lernwert Ki, um eine endgültige Zufuhrmenge Qr einzustellen. In Schritt S180 führt die ECU 50 in Übereinstimmung mit der den Lernwert Ki widerspiegelnden Zufuhrmenge dem Abgas unverbrannten Kraftstoff zu.
In dieser Ausführungsform führt die ECU 50 unabhängig von der oben beschriebenen Kraftstoffzugabesteuerung einen in 3 gezeigten Kraftstoffzugabelernprozess durch, um den Lernwert Ki gemäß dem Motorbetriebszustand periodisch zu aktualisieren.
Genauer gesagt, bestimmt die ECU 50 in dem in 3 gezeigten Kraftstoffzugabelernprozess in Schritt S200, ob die Bedingungen für die Durchführung des Lernens erfüllt sind. Die Lernbedingungen sind z. B. eine logische Verknüpfung (UND) der folgenden Bedingungen a) bis i):

a) ein Übergangsstatus des durch den DPF strömenden Abgases ist nicht erfasst;
b) die Sollbetttemperatur Ttc wird nicht in einer gestuften Betttemperatursteuerung variiert, welche die Sollbetttemperatur Ttc stufenweise gemäß der am DPF 22 abgelagerten PM-Menge variiert;
c) es wird keine unterbrochene Zuführung von unverbranntem Kraftstoff zur PM-Regenerierung durchgeführt, welche das am DPF 22 abgelagerte PM verbrennt und entfernt;
d) die kumulierte Zeit der Zeit, während welcher die Sollbetttemperatur Ttc kleiner oder gleich einem niedrigen Temperaturbestimmungswert ist, ist kleiner als eine vorbestimmte Zeit während einer Zeitdauer, in welcher der Übergangszustand des Abgasstroms erfasst wird;
e) die kumulierte Zeit der Zeit, während welcher die geschätzte Abgasstrommenge GA kleiner oder gleich einem niedrigen Mengenbestimmungswert ist, ist kleiner als eine vorbestimmte Zeit während einer Zeitdauer, in welcher der Übergangszustand des Abgasstroms erfasst wird;
f) der Lernwert Ki wird in dem Kraftstoffzugabelernprozess nicht aktualisiert;
g) es wird keine Steuerung zur Erhöhung der Temperatur des DPF 22 mit einer anderen Vorrichtung als dem Kraftstoffzugabeventil 30, wie z. B. eine Nacheinspritzung mit dem Kraftstoffeinspritzventil 11, durchgeführt;
h) das Hinzufügen von unverbranntem Kraftstoff mittels des Kraftstoffzugabeventils 30 ist nicht verboten; und
i) der Abgastemperatursensor 42 ist nicht anormal.

Bezüglich der Bedingung a) ist es schwierig, das Lernen durchzuführen, wenn der Abgasstrom in einem Übergangszustand ist.
Bezüglich der Bedingung b) kann, wenn bei einer Abgasreinigungssteuerung, welche eine PM-Regenerierung durchführt, eine große Menge an dem DPF 22 abgelagert ist und etwas von dem PM verbrannt wird, dies das restliche PM entzünden und dadurch das gesamte abgelagerte PM verbrennen. Somit neigt die Katalysatortemperatur dazu, sich zu erhöhen. In anderen Worten kann die Sollbetttemperatur Ttc, wenn PM-Regenerierung durchgeführt wird, auf eine niedrige Temperatur (z. B. 600°C) gesetzt werden. Wenn die Menge des an dem DPF abgelagerten PM klein ist, würde nicht das gesamte abgelagerte PM verbrannt werden, auch wenn etwas des PM verbrennt. D. h. die Sollbetttemperatur Ttc muss auf eine hohe Temperatur, wie z. B. 630°C gesetzt werden. Eine Steuerung zum stufenweisen Variieren der Sollbetttemperatur Ttc gemäß der an dem DPF abgelagerten PM wird als eine gestufte Temperaturerhöhungssteuerung bezeichnet. Wenn die Sollbetttemperatur Ttc in der gestuften Temperaturerhöhungssteuerung variiert wird, wird die Abgastemperatur gemäß der Sollbetttemperatur Ttc variiert, d. h. die Abgastemperatur befindet sich in einem Übergangszustand. Daher ist es schwierig, ein Lernen durchzuführen.
Bezüglich der Bedingung c) betrifft das zeitweise Hinzufügen von unverbranntem Kraftstoff eine Steuerung zum kompletten Verbrennen und Beseitigen des an dem DPF 22 abgelagerten PM, indem dem Abgas in einem Einspritzmuster unverbrannter Kraftstoff zugefügt wird, welches sich von einem Einspritzmuster unterscheidet, welches auf der Zufuhrmenge Qr der Kraftstoffzugabesteuerung basiert. Wenn eine zeitweise Zuführung von unverbranntem Kraftstoff durchgeführt wird, kann nicht bestimmt werden, ob eine Änderung in der Abgastemperatur oder der Temperatur des DPF 22 durch das Hinzufügen von unverbranntem Kraftstoff von dem Kraftstoffzugabeventil 30 oder von dem zeitweisen Hinzufügen von unverbranntem Kraftstoff herrührt. Deshalb ist es schwierig, ein Lernen durchzuführen.
Bezüglich der Bedingung d) kann, wenn ein Zustand andauert, bei welchem die Sollbetttemperatur Ttc kleiner oder gleich dem niedrigen Temperaturbestimmungswert ist, die Isttemperatur des DPF 22 ebenfalls kleiner oder gleich dem niedrigen Temperaturbestimmungswert sein und deshalb die Berechnungsgenauigkeit der geschätzten Betttemperatur Tbc reduzieren. Somit ist es schwierig, ein Lernen durchzuführen.
Bezüglich der Bedingung e) nimmt die Berechnungsgenauigkeit der geschätzten Abgastemperatur TOB ab, wenn ein Zustand andauert, bei welchem die geschätzte Abgasstrommenge GA kleiner oder gleich dem niedrigen Mengenbestimmungswert ist. Entsprechend ist es schwierig, ein Lernen durchzuführen.
Bezüglich der Bedingung f) verändert sich die Zufuhrmenge des unverbrannten Kraftstoffs von dem Kraftstoffzugabeventil 30 und verschiebt sich die Abgastemperatur zu einem Übergangszustand, wenn der Lernwert Ki aktualisiert wird. Somit ist es schwierig, ein Lernen durchzuführen.
Bezüglich der Bedingung g) kann die Temperatur des DPF 22 mit einer anderen Vorrichtung als dem Kraftstoffzugabeventil 30, z. B. dem Kraftstoffeinspritzventil 11, welches eine Nacheinspritzung durchführt, erhöht werden. In einem solchen Fall kann nicht bestimmt werden, ob eine Änderung in der Abgastemperatur oder der Temperatur des DPF 22 auf das Hinzufügen des unverbrannten Kraftstoffs mittels des Kraftstoffzugabeventils 30 oder mittels der zweiten Vorrichtung zurückzuführen ist. Somit ist es schwierig, ein Lernen durchzuführen.
Bezüglich der Bedingung h) ist es schwierig, ein Lernen durchzuführen, wenn das Hinzufügen von unverbranntem Kraftstoff mittels des Kraftstoffzugabeventils 30 durch eine andere Vorrichtung verboten wird.
Bezüglich der Bedingung i) führt die Abgasreinigungssteuervorrichtung das Lernen auf der Basis der Abgastemperatur TO durch, welche durch den Abgastemperatursensor 42 erfasst wird, welcher in der Abgasleitung 16 des Dieselmotors angeordnet ist. Daher ist es schwierig, ein Lernen durchzuführen, wenn der Abgastemperatursensor 42 anormal ist.
In Schritt S200 bestimmt die ECU 50, ob die Bedingungen a) bis i) alle erfüllt sind. Wenn irgendeine der Bedingungen nicht erfüllt ist, wird der Prozess ohne Berechnung des Lernwertes Ki beendet. Dadurch wird der korrekte Lernwert Ki ermittelt. Insbesondere beschränkt die ECU 50 in dieser Ausführungsform das Lernen der Zufuhrmenge für unverbrannten Kraftstoff, wenn die Bedingung a) nicht erfüllt ist.
Die Bedingung a) wird auf der Basis der Energie des durch die Abgasleitung 16 strömenden Abgases bestimmt, nämlich eines kumulierten Abweichungswertes EEad, welcher der kumulierte Wert der Abweichung zwischen einer Durchschnittsabgasenergie, welcher ein Durchschnittswert der Abgasenergie ist, und einer momentanen Abgasenergie, welcher ein momentaner Wert der Abgasenergie ist. Ein Übergangszustand des Abgasstroms wird erfasst, wenn der kumulierte Abweichungswert EEad größer oder gleich einem Übergangszustandsbestimmungswert EEadj ist. Die Verwendung des kumulierten Abweichungswerts EEad für die Erfassung des Übergangszustands im Abgasstrom ist wirkungsvoll. Ferner kann ein Übergangszustand auf einfache Weise und mit hoher Genauigkeit erfasst werden, indem ein Übergangszustand in dem Abgasstrom erfasst wird, wenn der kumulierte Wert EEad größer oder gleich dem Bestimmungswert EEadj ist. Der Prozess in Schritt S200 (genauer gesagt, der Prozess zum Bestimmen, ob die Bedingung a) erfüllt ist) wird durch eine Übergangszustandserfassungseinheit durchgeführt. Der kumulierte Wert EEad wird solange bei ”0” gehalten, bis die logische Verknüpfungsbedingung für die oben genannten Bedingungen b) bis i) erfüllt ist. Wenn die Bedingung a) erfüllt ist und die logische Verknüpfungsbedingung für die oben genannten Bedingungen b) bis i) erfüllt ist und dadurch die Bedingungen zur Durchführung des Lernens erfüllt sind, geht die ECU 50 zu Schritt S210 über.
In Schritt S210 berechnet die ECU 50 den kumulierten Abweichungswert EEad. Der kumulierte Abweichungswert EEad wird aus einer momentanen Abgasenergie EEm und einer Durchschnittsabgasenergie EEa in einem in 5 dargestellten Berechnungsprozess des kumulierten Abweichungswertes berechnet.
Bezug nehmend auf 5 erfasst die ECU 50 in dem Berechnungsprozess des kumulierten Abweichungswertes zunächst in Schritt S211 die geschätzte Abgastemperatur TOB und die geschätzte Abgasstrommenge GA in der Abgasleitung 16 stromaufwärts des DPF 22. In Schritt S211 berechnet die ECU 50 die momentane Abgasenergie EEm aus der geschätzten Abgastemperatur TOB, der geschätzten Abgasstrommenge GA und dem Berechnungszyklus T dieses Prozesses unter Verwendung der unten dargestellten Gleichung (1). Wie oben beschrieben, wird der Berechnungszyklus auf Werte von ungefähr 0,1 bis 0,2 ms gesetzt. EEm ← TOB × GA × T (1)
Anschließend berechnet die ECU 50 in Schritt S213 zur Berechnung der durchschnittliche Abgasenergie EEa eine durchschnittliche Abgasschätztemperatur TOBa, welche der Durchschnittswert der geschätzten Abgastemperatur TOB von dem Zeitpunkt der Erfüllung der Bedingungen zur Durchführung des Lernens bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt ist. 6(a) zeigt die zeitlichen Veränderungen der geschätzten Abgastemperatur TOB und des Durchschnittswertes der geschätzten Abgastemperatur TOBa. Der Durchschnittswert der geschätzten Abgastemperatur TOBa wird nacheinander auf der Basis der momentanen geschätzten Abgastemperatur TOB von dem Zeitpunkt t10 an, zu welchem die Bedingungen zum Durchführen des Lernens erfüllt sind, berechnet. Daraufhin berechnet die ECU 50 in Schritt S214 den Durchschnittswert der geschätzten Abgasstrommenge GAa, welches der Durchschnittswert der geschätzten Abgasstrommenge GA von dem Zeitpunkt t10 an ist. 6(b) zeigt die zeitlichen Veränderungen der geschätzten Abgasstrommenge GA und dem Durchschnittswert der geschätzten Abgasstrommenge GAa von dem Zeitpunkt t10 an. Der Durchschnittswert der geschätzten Abgasstrommenge GAa wird nacheinander von dem Zeitpunkt t10 an auf der Basis der momentanen geschätzten Abgasstrommenge GA berechnet. In Schritt S215 berechnet die ECU 50 die durchschnittliche Abgasenergie EEa aus dem berechneten Durchschnittswert der geschätzten Abgastemperatur TOBa, dem Durchschnittswert der abgeschätzten Abgasstrommenge GAa und dem Berechnungszyklus T dieses Prozesses unter Verwendung der unten gezeigten Gleichung (2). EEa ← TOBa × GAa × T (2)
Die momentane Abgasenergie EEm und die durchschnittliche Abgasenergie EEa werden unter Verwendung der Gleichungen (1) und (2) berechnet. Infolge dessen wird die Berechnungslast bei der ECU 50 minimiert, wenn, wie im Folgenden beschrieben, der kumulierte Abweichungswert EEad ermittelt wird.
In Schritt S216 berechnet die ECU 50 den kumulierten Abweichungswert EEad aus der momentanen Abgasenergie EEm und der durchschnittlichen Abgasenergie EEa unter Verwendung der folgenden Gleichung (3). EEad_(i) ← EEad_(i-1) + |EEm_(i) – EEa_(i)| (3)

(1):: momentaner Wert
(i – 1):: vorheriger Wert

6(c) zeigt die zeitlichen Veränderungen der momentanen Abgasenergie EEm und der durchschnittlichen Abgasenergie EEa. Wie in 6(c) gezeigt, beginnt zum Zeitpunkt t10 die Berechnung der durchschnittlichen Abgasenergie EEa und die Berechnung der Abweichung zwischen der durchschnittlichen Abgasenergie EEa und der momentanen Abgasenergie EEm. Die Abweichung ist der Wert, welcher dem durch den Pfeil A in 6(c) angezeigten Bereich entspricht. Ferner wird der kumulierte Wert des Abweichungswertes (kumulierter Abweichungswert EEad), d. h. die diagonal schraffierte Fläche in 6(c), im momentanen Zustand berechnet. Wie in 6(d) gezeigt, nimmt der kumulierte Abweichungswert EEad mit der Zeit zu.
Nach der Berechnung des kumulierten Abweichungswertes EEad erhöht in Schritt S220 der 3 ein Lernzeitmesser TS seinen Zählerstand. In Schritt S230 wird bestimmt, ob der Wert des Lernzeitmessers TS größer oder gleich einem Lernzeitmesserbestimmungswert TSj ist. Der Lernzeitmesserbestimmungswert TSj beträgt z. B. 60 Sekunden. 6(e) zeigt die zeitlichen Änderungen des Lernzeitmessers TS. Der Lernzeitmesser TS beginnt beim Zeitpunkt t10 seinen Zählerstand zu erhöhen und der Zählerstand nimmt solange zu, bis der Lernzeitmesserbestimmungswert TSj erreicht ist. Der Lernzeitmesserbestimmungswert TSj ist als ein Wert voreingestellt, welcher die Bestimmung der Temperatur des DPF 22 bis in die Nähe der Sollbetttemperatur erlaubt, wenn die Zeitdauer entsprechend dem Bestimmungswert TSj verstreicht, auch wenn die Sollbetttemperatur Ttc unmittelbar vor dem Zeitpunkt t10 durch eine Steuerung variiert wird, welche die Temperatur des DPF 22 sehr verändert, wie z. B. die gestufte Temperaturerhöhungssteuerung. Anders gesagt wird in dieser Ausführungsform, die Temperatur des DPF auf der Basis der geschätzten Betttemperatur Tbc geschätzt. Somit ist es schwierig, auf genaue Weise zu bestimmen, ob die Temperatur des DPF 22 in einem stabilen Zustand ist, wenn das Lernen der Zufuhrmengen des unverbrannten Kraftstoffs ohne eine Messung der aktuellen Temperatur des DPF 22 durchgeführt wird. Deshalb werden in dem Verfahrensschritt S230 der 3 der Wert des Lernzeitmessers TS und der Lernzeitmesserbestimmungswert TSj verwendet, um zu bestimmen, ob die Temperatur des DPF 22 in einem stabilen Zustand für das Durchführen des Lernens ist.
Wenn in Schritt S230 bestimmt wird, dass der Wert des Lernzeitmessers TS größer oder gleich dem Lernzeitmesserbestimmungswert TSj ist, wird die Erhöhung des Zählerstands des Zeitmessers TS ausgesetzt. Wie in 6(e) gezeigt, wird der Wert des Zeitmessers TS von dem Zeitpunkt t11 an, bei welchem der Wert des Lernzeitmessers TS den Lernzeitmesserbestimmungswert TSj erreicht, auf dem Bestimmungswert TSj gehalten. Anschließend wird die Bestimmung, ob die Temperatur des DPF 22 für das Durchführen des Lernens der Zufuhrmenge des unverbrannten Kraftstoffs geeignet ist, auf der Basis der Differenz des Maximalwerts und Minimalwerts der geschätzten Betttemperatur Tbc, d. h. einem Betttemperaturamplitudenmaximalwert ATCmax, welches der Maximalwert der Betttemperaturamplitude ATC ist, bestimmt.
Bezug nehmend auf 4 beginnt die ECU 50 in dem Kraftstoffzugabelemprozess zunächst in Schritt S250 damit, den Zählerstand eines Betttemperaturamplitudenzeitmessers TA zu erhöhen, um die Betttemperaturamplitude ATC zu berechnen. In Schritt S260 bestimmt die ECU 50, ob der Wert des Betttemperaturamplitudenzeitmessers TA größer oder gleich einem Betttemperaturamplitudenzeitmesserbestimmungswert TAj (z. B. 30 Sekunden) ist. Wenn bestimmt wird, dass der Betttemperaturamplitudenzeitmesser TA immer noch kleiner als der Betttemperaturamplitudenzeitmesserbestimmungswert TAj ist, berechnet die ECU 50 in Schritt S320 die momentane Betttemperaturamplitude ATC zu jedem Zeitpunkt. Wenn der Wert der berechneten Betttemperaturamplitude ATC größer als ein zuvor in einem geeigneten Speicher gespeicherter Wert ist, aktualisiert die ECU 50 in Schritt S330 einen Betttemperaturamplitudenmaximalwert ATCmax durch den Wert der berechneten Betttemperaturamplitude ATC. Wenn anschließend in Schritt S260 der Wert des Betttemperaturamplitudenzeitmessers TA größer oder gleich dem Betttemperaturamplitudenzeitmesserbestimmungswert TAj wird, geht die ECU 50 anschließend zu Schritt S270 über und bestimmt, ob der Wert des Betttemperaturamplitudenmaximalwerts ATCmax kleiner als ein Amplitudenbestimmungswert ATCj ist. Durch den Verfahrensschritt S270 bestimmt die ECU 50, ob die Temperatur des DPF 22 für die Durchführung des Lernens der Zufuhrmenge des unverbrannten Kraftstoffs geeignet ist. 6(f) zeigt die zeitliche Veränderung des Wertes des Betttemperaturamplitudenzeitmessers TA. Der Betttemperaturamplitudenzeitmesser TA beginnt vom Zeitpunkt t11 an, bei welchem der Wert des Zeitmessers TS den Lernzeitmesserbestimmungswert TSj erreicht, seinen Zählerstand zu erhöhen. Der Betttemperaturamplitudenmaximalwert ATCmax wird entsprechend der Erhöhung des Zählerstandes des Betttemperaturamplitudenzeitmessers TA berechnet. Zum Zeitpunkt t12, wenn der Wert des Betttemperaturamplitudenzeitmessers TA den Amplitudenbestimmungswert ATCj erreicht, bestimmt die ECU 50, ob der Wert des aktualisierten Betttemperaturamplitudenmaximalwerts ATCmax kleiner als der Amplitudenbestimmungswert ATCj ist.
Wenn bestimmt wird, dass der Betttemperaturmaximalwert ATCmax kleiner als der Amplitudenbestimmungswert ATCj in Schritt S270 ist, geht die ECU 50 zu Schritt S280 über und berechnet einen Lernwert Ki. Zur Berechnung des Lernwertes Ki werden ein notwendiger Wärmewert CVD und ein geschätzter Wärmewert CVP unter Verwendung der unten gezeigten Gleichungen (4) und (5) berechnet. Anschließend werden der notwendige Wärmewert CVD und der geschätzte Wärmewert CVP in die unten gezeigte Gleichung (6) eingesetzt. Der Umwandlungskoeffizient k wird zur Umwandlung des Wärmewertes von der Erhöhungsweite der Temperatur des DPF 22 verwendet. CVD ← (Ttc – TOB) × GA × k (4) CVP ← (Tbc – TOB) × GA × k (5) Ki_(i) ← (CVD – CVP)/CVP × Ki_(i-1) + 1 (6)

(1):: momentaner Wert
(i – 1):: vorheriger Wert

In Schritt S290 aktualisiert der wie oben beschrieben berechnete Lernwert Ki erneut den Lernwert Ki. Genauer gesagt berechnet und aktualisiert die ECU 50, wie in 6(f) gezeigt, zum Zeitpunkt t12, wenn der Wert des Betttemperaturamplitudenzeitmessers TA den Betttemperaturamplitudenzeitmesserbestimmungswert TAj erreicht, wenn bestimmt wird, dass der Betttemperaturamplitudenmaximalwert ATCmax kleiner als der Amplitudenbestimmungswert ATCj ist, den Lernwert Ki und führt das Lernen der Zufuhrmenge des unverbrannten Kraftstoffs durch. Nach dem Verfahrensschritt S290 werden in den Schritten S300 und S310 der Betttemperaturamplitudenzeitmesser TA und der Betttemperaturamplitudenmaximalwert ATCmax beide gelöscht. Anschließend wird das Verfahren beendet.
Wenn in Schritt S270 bestimmt wird, dass der Betttemperaturmaximalwert ATCmax größer oder gleich dem Amplitudenbestimmungswert ATCj ist und keine Berechnung und Aktualisierung des Lernwertes Ki durchgeführt wird, werden der Betttemperaturamplitudenzeitmesser TA und der Betttemperaturamplitudenmaximalwert ATCmax beide gelöscht. Anschließend bestimmt die ECU 50 in Schritt S270 des nächsten Kraftstoffzugabelernprozesses erneut, ob der Betttemperaturamplitudenmaximalwert ATCmax kleiner als der Amplitudenbestimmungswert ATCj ist. D. h. die Betttemperaturamplitude ATC und der Betttemperaturamplitudenmaximalwert ATCmax werden solange wiederholt berechnet, bis der Betttemperaturamplitudenmaximalwert ATCmax kleiner als der Amplitudenbestimmungswert ATCj wird. Ferner wird das Lernen durchgeführt, wenn der Betttemperaturamplitudenmaximalwert ATCmax kleiner als der Amplitudenbestimmungswert ATCj wird.
Auch wenn die Erhöhung des Zählerstandes des Lernzeitmessers TS oder des Betttemperaturamplitudenzeitmessers TA gestartet wird, wenn die logische Verknüpfung der Bedingungen, welche die Bedingungen zum Durchführen des Lernens sind, in Schritt S200 der 3 nicht erfüllt sind, löscht die ECU 50 in den Schritten S340 und S350 die Zeitmesser TS und TA. In Schritt S360 löscht die ECU 50 den kumulierten Abweichungswert EEad und beschränkt (verbietet) das Lernen. Insbesondere wird in dieser Ausführungsform, wie in 6(d) gezeigt, während der Zeitdauer von Zeitpunkt t10 bis Zeitpunkt t12, bis die Zeitmesser TS und TA jeweils ihre Zählerstände auf die Bestimmungswerte TSj bzw. TAj erhöhen, das Lernen durchgeführt, wenn zumindest der kumulierte Abweichungswert EEad kleiner als der Übergangszustandsbestimmungswert EEadj ist, d. h. wenn kein Übergangszustand des Abgasstroms erfasst wird. Wenn die Abweichung der momentanen Abgasenergie EEm und der durchschnittlichen Abgasenergie EEa wie in 7(a) groß ist, steigt die Erhöhungsrate des kumulierten Abweichungswerts EEad entsprechend an, wie in 7(b) gezeigt. Nachdem der Wert des Lernzeitmessers TS den Lernzeitmesserbestimmungsmesser TSj in der in 7(c) gezeigten Weise erreicht, wenn der kumulierte Abweichungswert EEad den Übergangszustandsbestimmungswert EEadj erreicht, bevor der Wert des Betttemperaturamplitudenzeitmessers TA den Amplitudenbestimmungswert ATCj, wie in 7(d), erreicht, d. h., wenn der Übergangszustand des Abgasstroms erfasst wird, gibt die ECU 50 in diesem Zustand eine negative Bestimmung in Schritt S200 der 3 aus. Entsprechend wird kein Lernen durchgeführt. In dieser Ausführungsform wird das Lernen beschränkt, wenn der Übergangszustand des Abgasstroms erfasst wird. Dies verhindert ein fehlerhaftes Lernen, bei welchem der Lernwert einen übermäßig hohen oder niedrigen Wert für die Temperatur des DPF 22 annimmt. Dies ermöglicht, dass die Betttemperatursteuerung in einer weiterhin geeigneten Weise auf der Basis eines weiterhin geeigneten Lernwertes Ki fortgesetzt wird.
Die oben beschriebene Abgasreinigungssteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine in dieser Ausführungsform hat die folgenden Vorteile.

(1) Wenn ein Übergangszustand des Abgasstroms erfasst wird, d. h. wenn die Bedingung a), welche eine der Bedingungen für das Durchführen des Lernens ist, nicht erfüllt ist, wird das Lernen der Zufuhrmenge von unverbranntem Kraftstoff beschränkt. Dies verhindert ein fehlerhaftes Lernen, bei welchem der Lernwert Ki einen übermäßig hohen oder niedrigen Wert für die Temperatur des DPF 22 annimmt. Dies erlaubt, dass die Betttemperatursteuerung in einer weiteren geeigneten Weise auf der Basis eines weiterhin geeigneten Lernwertes Ki fortgesetzt wird.
(2) Zur Erfassung eines Übergangszustandes des Abgasstroms wird der kumulierte Abweichungswert EEad, welcher der kumulierte Wert der Abweichung der durchschnittlichen Abgasenergie EEa, welche ein Durchschnittswert der aus der geschätzten Abgastemperatur TOB und der geschätzten Abgasstrommenge GA ermittelte Abgasenergie ist, und der momentanen Abgasenergie EEm, welche ein momentaner Wert der Abgasenergie ist, verwendet. Die Verwendung des kumulierten Wertes EEad für die Erfassung des Abgasstroms ist wirkungsvoll. Ein Übergangszustand des Abgasstroms wird erfasst, wenn der kumulierte Wert EEad größer oder gleich dem Bestimmungswert EEadj wird. Somit kann ein Übergangszustand auf einfache Weise und mit hoher Genauigkeit bestimmt werden.
(3) Die durchschnittliche Abgasenergie EEa wird von dem Zeitpunkt an, bei welchem die Bedingungen zur Durchführung des Lernens erfüllt sind, als das Produkt der Durchschnittswerte für jede geschätzte Abgastemperatur TOB und geschätzte Abgasstrommenge GA im momentanen Zustand berechnet. Ferner wird die momentane Abgasenergie EEm von dem Zeitpunkt an, bei welchem die Bedingungen zum Durchführen des Lernens erfüllt sind, als das Produkt der geschätzten Abgastemperatur TOB und der geschätzten Abgasstrommenge GA im momentanen Zustand berechnet. Dies minimiert die Berechnungsleistung an der ECU 50, um den kumulierten Abweichungswert EEad zu ermitteln.
(4) Wenn die Bedingungen für das Durchführen des Lernens, d. h. wenn irgendeine der Bedingungen a) bis i) nicht erfüllt sind, wird das Lernen der Zufuhrmenge des unverbrannten Kraftstoffs beschränkt. Dies erlaubt, dass ein weiterhin geeigneter Wert als der Lernwert Ki ermittelt wird.

Die oben beschriebene Ausführungsform kann abgewandelt und auf die folgenden Weisen durchgeführt werden.
In der oben beschriebenen Ausführungsform wird der Übergangszustand des Abgasstroms auf der Basis des kumulierten Wertes EEad der Abweichung der durchschnittlichen Abgasenergie EEa und der momentanen Abgasenergie EEm erfasst. Stattdessen kann z. B. die Abweichung des Maximalwerts und Minimalwerts der momentanen Abgasenergie EEm erfasst werden und ein Übergangszustand des Abgasstroms erfasst werden, wenn die Abweichung größer oder gleich einem vorbestimmten Bestimmungswert wird.
In der oben beschriebenen Ausführungsform enthalten die Bedingungen für das Durchführen des Lernens die Bedingungen a), d. h., dass ein Übergangszustand des Abgasstroms nicht erfasst wird, und eine logische Verknüpfung der Bedingungen b) bis i). Stattdessen können die Bedingungen zum Durchführen des Lernens z. B. eine logische Verknüpfung der Bedingungen a) bis h) oder eine logische Verknüpfung der Bedingungen a) bis f) sein. Es ist nur notwendig, dass die Bedingungen zum Durchführen des Lernens zumindest enthalten, dass kein Übergangszustand des Abgasstroms erfasst wird.
In der oben beschriebenen Ausführungsform werden die Temperatur des DPF 22, die Abgasstrommenge und dergleichen unter Verwendung der geschätzten Betttemperatur Tbc und der geschätzten Abgasstrommenge GA geschätzt. Jedoch kann die Temperatur des DPF 22, die Abgasstrommenge und dergleichen tatsächlich erfasst werden.
In der oben beschriebenen Ausführungsform wird beispielhaft eine Abgasreinigungssteuervorrichtung, bei welcher die Betttemperatursteuerung für die PM-Regenerierung ausgeführt wird, beschrieben. Jedoch kann die vorliegende Erfindung auf eine Abgasreinigungssteuervorrichtung angewandt werden, welche eine Steuerung zur Erhöhung der Temperatur eines Katalysators durch Hinzufügen von unverbranntem Kraftstoff ausführt, um z. B. am Katalysator anhaftenden Schwefel zu beseitigen. Ferner ist die Abgasreinigungssteuerung für Maschinen einschließlich eines Dieselmotors und eines Benzinmotors gedacht.
In der oben beschriebenen Ausführungsform wird beispielhaft die Betttemperatursteuerung für einen Abgasreinigungskatalysator beschrieben, welcher hauptsächlich das in dem Abgassystem angeordnete Kraftstoffzugabeventil 30 verwendet. Jedoch kann die vorliegende Erfindung auf eine Betttemperatursteuerung angewandt werden, welche hauptsächlich eine Nacheinspritzung in eine Brennkammer einer Brennkraftmaschine verwendet. Die vorliegende Erfindung kann bei irgendeiner Abgasreinigungssteuervorrichtung angewandt werden, welche die Betttemperatur eines Abgaskatalysators mit einer zusätzlichen Zuführung von Kraftstoff an die Brennkraftmaschine steuert.

Claims

Abgasreinigungssteuervorrichtung zum Steuern einer Betttemperatur eines in einem Abgassystem einer Brennkraftmaschine angeordneten Abgasreinigungskatalysators auf eine Sollbetttemperatur, indem Kraftstoff der Brennkraftmaschine zugeführt wird, wobei die Abgasreinigungssteuervorrichtung aufweist: eine Steuereinheit, welche beim Steuern der Betttemperatur des Abgasreinigungskatalysators eine Kraftstoffzufuhrmenge lernt, welche eine Korrektur einer Differenz zwischen der Katalysatorbetttemperatur und der Sollbetttemperatur im momentanen Zustand erlaubt und einen Lernwert, der durch das Lernen der Kraftstoffzuführmenge ermittelt wird, widerspiegelt; eine Übergangszustandserfassungseinheit, welche einen Übergangszustand eines Abgasstroms zum Abgasreinigungskatalysator erfasst, wobei die Steuereinheit das Lernen beschränkt, wenn der Übergangszustand der Abgasströmung erfasst wird; und wobei die Übergangszustandserfassungseinheit auf der Basis einer Temperatur und einer Strömungsmenge des Abgases zum Abgasreinigungskatalysator eine durchschnittliche Abgasenergie, welche ein Durchschnittswert einer Abgasenergie ist, eine momentane Abgasenergie, welche ein momentaner Wert einer Abgasenergie ist, und einen kumulierten Wert der Abweichung der durchschnittlichen Abgasenergie und der momentanen Abgasenergie ermittelt; und die Übergangszustandserfassungseinheit einen Übergangszustand des Abgasstroms erfasst, wenn der kumulierte Wert der Abweichung größer oder gleich einem vorbestimmten Bestimmungswert wird.
Abgasreinigungssteuervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die durchschnittliche Abgasenergie als ein Produkt von Durchschnittswerten der Abgastemperatur und der Abgasstrommenge berechnet wird, welche von dem Zeitpunkt an, bei welchem die Bedingungen zum Durchführen des Lernens erfüllt sind, bis zum gegenwärtigen Zustand ermittelt werden; und die momentane Abgasenergie als ein Produkt der Abgastemperatur und der Abgasstrommenge berechnet wird, welche von dem Zeitpunkt an, wenn die Bedingungen zum Durchführen des Lernens erfüllt sind, bis zum gegenwärtigen Zustand ermittelt werden.
Abgasreinigungssteuervorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Brennkraftmaschine ein Dieselmotor ist; der Abgasreinigungskatalysator einen Dieselpartikelfilter (DPF) umfasst, welcher in dem Abgas suspendierte Partikel (PM) einfängt; und die Bedingungen zum Durchführen des Lernens zumindest eine logische Verknüpfung der folgenden Bedingungen a) bis f) sind: a) die Übergangszustandserfassungseinheit erfasst keinen Übergangszustand des Abgasstroms; b) die Sollbetttemperatur wird nicht in einer gestuften Betttemperatursteuerung variiert, welche die Sollbetttemperatur stufenweise gemäß der an dem DPF abgelagerten PM-Menge variiert; c) es wird keine zeitweise Zuführung von Kraftstoff für eine PM-Regenerierung, welche das am DPF abgelagerte PM verbrennt und beseitigt, durchgeführt; d) eine kumulierte Zeit der Zeit, während die Sollbetttemperatur kleiner oder gleich einem niedrigen Temperaturbestimmungswert ist, ist kleiner als eine vorbestimmte Zeit während einer Erfassungszeitdauer der Übergangszustandserfassungseinheit; e) die kumulierte Zeit der Zeit, während die Abgasstrommenge kleiner oder gleich einem niedrigen Mengenbestimmungswert ist, ist kleiner als eine vorbestimmte Zeit während der Erfassungszeitdauer der Übergangszustandserfassungseinheit; und f) der Lernwert Ki wird nicht aktualisiert.
Abgasreinigungssteuervorrichtung gemäß Anspruch 3, welche ferner aufweist: ein Kraftstoffzugabeventil, welches in dem Abgassystem angeordnet ist und welches unverbrannten Kraftstoff dem Abgas hinzufügt, um die Betttemperatur des Abgaskatalysators zu steuern; und eine Vorrichtung außer dem Kraftstoffzugabeventil, welches die Betttemperatur des Abgasreinigungskatalysators steuert; wobei die Bedingungen der logischen Verknüpfung zur Durchführung des Lernens ferner die folgenden Bedingungen g) und h) umfassen: g) mit der anderen Vorrichtung wird keine Steuerung zum Erhöhen der Katalysatorbetttemperatur durchgeführt; und h) das das Hinzufügen von unverbranntem Kraftstoff mit dem Kraftstoffzugabeventil ist nicht verboten.
Abgasreinigungssteuervorrichtung gemäß Anspruch 3 oder 4, welche ferner aufweist: einen Abgastemperatursensor, welcher in dem Abgassystem angeordnet ist, wobei die Steuereinheit das Lernen auf der Basis des Abgastemperatursensors erfassten Abgastemperatur durchführt und die Bedingungen der logischen Verknüpfung zum Durchführen des Lernens ferner folgende Bedingung i) umfasst: i) der Abgastemperatursensor ist nicht anormal.