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[TECHNISCHES GEBIET]
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Versagenserfassungsvorrichtung zur Erfassung eines Zusammenbruchs oder Versagens eines Partikelfilters, der in einem Abgasdurchlass einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist.
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[STAND DER TECHNIK]
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Es ist eine Technik bekannt, bei welcher ein Partikelfilter (der nachstehend einfach als „Filter” bezeichnet wird) in einem Abgasdurchlass einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist, der das partikuläre Material (das nachstehend als „PM” bezeichnet wird) auffängt, das in einem Abgas enthalten ist.
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In Patentdokument 1 ist eine Technik offenbart, die verwendbar ist, wenn ein PM-Fänger (der dem Filter entspricht) in einem Abgasdurchlass einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist, wobei ein Zusammenbruch oder Versagen des PM-Fängers auf der Grundlage einer Größe der Änderung des Differenzialdrucks stromauf und stromab des PM-Fängers erfasst wird, den die Änderung des Betriebszustands der Brennkraftmaschine mit sich bringt.
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In Patentdokument 2 ist eine Technik offenbart, in welcher ein Filterzusammenbruch oder -versagen auf der Grundlage eines erfassten Werts eines Erfassungssensors für die Partikelmenge geprüft oder diagnostiziert wird, der in einem Abgasdurchlass an einem Abschnitt vorgesehen ist, der stromab eines Filters angeordnet ist. In der im Patentdokument 2 beschriebenen Technik wird die Zusammenbruchsprüfung des Filters verhindert, wenn eine Bedingung vorliegt, bei welcher die PM-Auffangeffizienz des Filters unter einen vorab festgelegten Wert sinkt.
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Zudem wird die nachstehende Tatsache im Patentdokument 2 beschrieben. Das bedeutet, dass PM mit einer Partikelgröße (einem Korndurchmesser), die kleiner als eine Porengröße des Filters ist, während eines bestimmten Zeitabschnitts nach der Regeneration oder Erneuerung bzw. Reinigung durch den Filter geht. Daher wird die PM-Auffangeffizienz des Filters verringert. Wenn eine bestimmte Menge an PM gesammelt oder abgeschieden ist und die Poren des Filters damit progressiv gefüllt sind, erholt sich dann die PM-Auffangeffizienz wieder.
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[DOKUMENTE DES STANDS DER TECHNIK]
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[Patentdokumente]
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- Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldung mit der Offenlegungsnr. 2007-327392
- Patentdokument 2: Japanische Patentanmeldung mit der Offenlegungsnr. 2007-315275
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[ERLÄUTERUNG DER ERFINDUNG]
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[Von der Erfindung zu lösendes Problem]
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Damit der Differenzialdruck des Filters zwischen den Orten stromauf und stromab deutlich unterschiedliche Werte zwischen dem normalen Zustand und dem Versagenszustand des Filters aufweist, ist es notwendig, dass PM in einer bestimmten Menge in dem Filter abgeschieden sein sollte. Die abgeschiedene Menge an PM in dem Filter ist unmittelbar nach dem Abschluss der Ausführung des Filterregenerationsvorgangs zur Entfernung von PM, das in dem Filter abgeschieden wurde, extrem gering. Daher ist es schwierig, den Zusammenbruch oder das Versagen des Filters auf der Grundlage des Differenzialdrucks stromauf und stromab des Filters unmittelbar nach dem Abschluss der Ausführung des Filterregenerationsvorgangs zu erfassen. Um den Differenzialdruck stromauf und stromab des Filters zu erfassen, ist es weiterhin notwendig, Drucksensoren sowohl stromauf als auch stromab des Filters vorzusehen.
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Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der vorstehenden Probleme durchgeführt, und es ist ihre Aufgabe, einen Zusammenbruch oder ein Versagen eines Filters genauer vorherzusagen.
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[Einrichtung zum Lösen des Problems]
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In der vorliegenden Erfindung wird jeder Zusammenbruch oder Versagen eines Filters auf der Grundlage der Änderung der PM-Menge (die nachstehend in manchen Fällen als „PM-Ausflussmenge” bezeichnet wird) erfasst, die in einem Abgas enthalten ist, das unmittelbar nach dem Abschluss der Durchführung eines Filterregenerationsvorgangs aus dem Filter fließen kann.
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Insbesondere ist die Versagenserfassungsvorrichtung zur Erfassung des Versagens des Partikelfilters nach der vorliegenden Erfindung in einer Versagenserfassungsvorrichtung zur Erfassung des Versagens eines Partikelfilters angeordnet, der in einem Abgasdurchlass einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist und der partikuläres Material sammelt, das in einem Abgas enthalten ist, wobei die Versagenserfassungsvorrichtung Folgendes aufweist:
einen Aufnahmeabschnitt, der eine Menge an PM aufnimmt, die in dem Abgas enthalten ist, das aus dem Partikelfilter fließen darf;
einen Abschnitt zur Ausführung eines Regenerationsvorgangs, der einen Filterregenerationsvorgang durchführt, um in dem Partikelfilter abgeschiedenes PM zu oxidieren und zu entfernen; und
einen Versagensbeurteilungsabschnitt, der beurteilt, dass der Partikelfilter in dem Versagenszustand ist, wenn während eines vorab festgelegten Zeitabschnitts, der von einem Zeitpunkt startet, an welchem die von dem Abschnitt zur Ausführung des Regenerationsvorgangs durchgeführte Ausführung des Filterregenerationsvorgangs abgeschlossen ist, ein Betrag der Verringerung der Menge an PM, die in dem vom Aufnahmeabschnitt aufgenommenen Abgas enthalten ist, nicht gleich oder größer als ein vorab festgelegter Referenzbetrag ist.
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Die PM-Auffangeffizienz des Filters wird zu dem Zeitpunkt verringert, zu dem die Ausführung des Filterregenerationsvorgangs abgeschlossen ist. PM wird in dem Filter ab dem Zeitpunkt unmittelbar nach dem Abschluss der Ausführung des Filterregenerationsvorgangs aufgefangen und in dem Filter abgeschieden, und dadurch wird die PM-Auffangeffizienz erhöht. Daher wird die PM-Ausflussmenge verringert, wenn die Zeit unmittelbar nach dem Durchführen des Filterregenerationsvorgangs verstreicht, wenn der Filter normal arbeitet.
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Wenn jedoch ein Zusammenbruch oder Versagen des Filters auftritt, wird die PM-Auffangeffizienz kaum erhöht, nachdem die Ausführung des Filterregenerationsvorgangs abgeschlossen ist. Daher wird auch die PM-Ausflussmenge nicht verringert.
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In Anbetracht dessen beurteilt in der vorliegenden Erfindung der Versagensbeurteilungsabschnitt, dass der Filter in dem Versagenszustand ist, wenn während des vorab festgelegten Zeitabschnitts, der von dem Zeitpunkt beginnt, an welchem die Ausführung des Filterregenerationsvorgangs abgeschlossen ist, ein verringerter Betrag der PM-Ausflussmenge, die von dem Aufnahmeabschnitt aufgenommen wird, nicht gleich oder größer als der vorab festgelegte Wert ist. Der vorab festgelegte Zeitabschnitt bezieht sich hier auf den Zeitabschnitt, der zumindest einen Teil des Zeitabschnitts umfasst, in welchem die PM-Auffangeffizienz erhöht wird, während die Zeit verstreicht, wenn der Filter normal arbeitet. Der vorab festgelegte Referenzbetrag bezieht sich auf den Schwellenwert des Betrags der Verringerung der PM-Ausflussmenge, mit welcher beurteilt werden kann, dass der Filter normal arbeitet.
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Erfindungsgemäß ist es möglich, das Versagen des Filters unmittelbar nach dem Abschluss der Ausführung des Filterregenerationsvorgangs zu erfassen. Außerdem ist es möglich, das Versagen des Filters mit einer höheren Genauigkeit zu erfassen.
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In der vorliegenden Erfindung kann der Versagensbeurteilungsabschnitt die PM-Ausflussmengen, die von dem Aufnahmeabschnitt aufgenommen wurden, zumindest an zwei Punkten vergleichen, an denen im Wesentlichen identische Betriebszustände der Brennkraftmaschine während des vorab festgelegten Zeitabschnitts vorliegen, und der Versagensbeurteilungsabschnitt kann beurteilen, dass der Partikelfilter in dem Versagenszustand ist, wenn die Verringerung des Betrags der PM-Ausflussmenge nicht gleich oder größer als der vorab festgelegte Referenzbetrag ist.
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Selbst wenn die Zustände des Filters zueinander identisch sind, ist die PM-Ausflussmenge in manchen Fällen etwas verschieden, wenn die Betriebszustände der Brennkraftmaschine sich voneinander unterscheiden. Gemäß der vorstehend beschriebenen Erfindung wird beurteilt, ob der Filter in dem Versagenszustand ist oder nicht, indem die PM-Ausflussmengen verglichen werden, die im selben Betriebszustand vorliegen. Daher ist es möglich, die Genauigkeit der Versagenserfassung für den Filter weiter zu verbessern.
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[Vorteilhafte Effekte der Erfindung]
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Erfindungsgemäß ist es möglich, den Zusammenbruch bzw. Bruch oder das Versagen des Filters genauer vorherzusagen bzw. festzustellen.
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[KURZE ERLÄUTERUNG DER FIGUREN]
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1 ZEIGT EINE SCHEMATISCHE ANORDNUNG EINES ABGASSYSTEMS EINER BRENNKRAFTMASCHINE NACH EINER AUSFÜHRUNGSFORM.
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2 ZEIGT EINE BEZIEHUNG ZWISCHEN DER ABGESCHIEDENEN PM-MENGE IN EINEM FILTER UND DER PM-AUFFANGEFFIZIENZ DES FILTERS NACH DER AUSFÜHRUNGSFORM.
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3 ZEIGT EIN ZEITSCHAUBILD, WELCHES DEN ÜBERGANG ODER DIE ÄNDERUNG DER FAHRZEUGGESCHWINDIGKEIT EINES FAHRZEUGS, WELCHES DIE BRENNKRAFTMASCHINE AUFWEIST, UND DIE PM-AUSFLUSSMENGE VERANSCHAULICHT, DIE NACH DER BEENDIGUNG DER AUSFÜHRUNG EINES FILTERREGENERATIONSVORGANGS NACH DER AUSFÜHRUNGSFORM VORLIEGT.
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4 ZEIGT EINEN TEIL EINES ABLAUFPLANS, DER EINEN ABLAUF EINES VERSAGENSERFASSUNGSVERFAHRENS FÜR DEN FILTER NACH DER AUSFÜHRUNGSFORM VERANSCHAULICHT.
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5 ZEIGT EINEN TEIL DES ABLAUFPLANS, DER DEN ABLAUF DES VERSAGENSERFASSUNGSVERFAHRENS FÜR DEN FILTER NACH DER AUSFÜHRUNGSFORM VERANSCHAULICHT.
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[AUSFÜHRUNGSFORMEN ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG]
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Eine spezifische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend auf der Grundlage der Figuren erläutert. Es ist nicht beabsichtigt, dass beispielsweise Größen (Dimensionen), Materialien und Formen der die Ausführungsform bildenden Teile oder Komponenten sowie deren relative Anordnungen, die in dieser Ausführungsform beschrieben sind, das technische Gebiet der Erfindung spezifisch beschränken, solange dies nicht anders angegeben ist.
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<Ausführungsform>
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<Schematische Anordnung des Abgassystems der Brennkraftmaschine>
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1 zeigt eine schematische Anordnung eines Abgassystems einer Brennkraftmaschine nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Brennkraftmaschine 1 ist ein Dieselmotor zum Antrieb eines Fahrzeugs. Die Brennkraftmaschine nach der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf den Dieselmotor beschränkt. Die Brennkraftmaschine kann ein Ottomotor sein.
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Ein Abgasdurchlass 2 ist mit der Brennkraftmaschine 1 verbunden. Der Abgasdurchlass 2 ist mit einem Filter 4 versehen. Der Filter 4 fängt PM, das in einem Abgas enthalten ist, auf. Ein Oxidationskatalysator (oxidierender Katalysator) 3 ist als der Vorkatalysator in dem Abgasdurchlass 2 an einem Abschnitt vorgesehen, der stromauf des Filters 4 angeordnet ist.
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Ein Kraftstoffzuführventil 5 ist in dem Abgasdurchlass 2 an einem Abschnitt vorgesehen, der stromauf des Oxidationskatalysators 3 angeordnet ist. Das Kraftstoffzuführventil 5 fügt dem Abgas Kraftstoff hinzu, der als Reduktionsagens dient. Ein PM-Sensor 6 ist in dem Abgasdurchlass 2 an einem Abschnitt vorgesehen, der stromab des Filters 4 angeordnet ist. Der PM-Sensor 6 ist ein Sensor, der das elektrische Signal ausgibt, welches der PM-Menge (der PM-Ausflussmenge) entspricht, die in dem Abgas enthalten ist, das aus dem Filter 4 fließen darf.
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Eine elektronische Steuereinheit (ECU) 10 ist zusammen mit der Brennkraftmaschine 1 vorgesehen. Die ECU 10 ist eine Einheit, die beispielsweise den Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 steuert. Ein Kurbelwellenpositionssensor 11 und ein Drosselöffnungsgradsensor bzw. Gaspedalbetätigungssensor 12 sind zusätzlich zu dem PM-Sensor 6 elektrisch mit der ECU 10 verbunden. Der Kurbelwellenpositionssensor 11 ist ein Sensor, der das Pulssignal ausgibt, welches der Brennkraftmaschinendrehzahl der Brennkraftmaschine 1 entspricht. Der Drosselöffnungsgradsensor 12 ist ein Sensor, der das elektrische Signal ausgibt, das dem Drosselöffnungsgrad eines Fahrzeugs entspricht, welches die Brennkraftmaschine 1 aufweist. Die Abgabesignale der jeweiligen Sensoren werden in die ECU 10 eingegeben.
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Die ECU 10 leitet die Brennkraftmaschinendrehzahl der Brennkraftmaschine 1 auf der Grundlage des erfassten Werts ab, den sie vom Kurbelwellensensor 11 erhält, und die ECU 10 leitet die Brennkraftmaschinenbelastung der Brennkraftmaschine 1 auf der Grundlage des erfassten Werts des Drosselöffnungsgradsensors 12 ab.
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Das Kraftstoffzuführventil 5 ist elektrisch mit der ECU 10 verbunden. Das Kraftstoffzuführventil 5 wird durch die ECU 10 gesteuert.
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<Filterregenerationsvorgang>
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Aufgefangenes PM wird in dem Filter 4 abgeschieden. In dieser Ausführungsform schätzt die ECU 10 die abgeschiedene PM-Menge bzw. PM-Abscheidemenge in dem Filter 4 auf der Grundlage der Historie des Betriebszustands der Brennkraftmaschine 1 ab. Wenn der abgeschätzte Wert nicht kleiner als ein vorab festgelegter Schwellenwert ist, führt die ECU 10 einen Filterregenerationsvorgang durch.
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Der Filterregenerationsvorgang wird durch Hinzufügen des Kraftstoffs vom Kraftstoffzuführventil 5 realisiert. Der Kraftstoff, der vom Kraftstoffzuführventil 5 hinzugefügt wird, wird dem Oxidationskatalysator 3 zugeführt. Die Temperatur des Abgases wird durch die Wärme der Oxidation erhöht, die durch die Oxidation des Kraftstoffs mit Hilfe des Oxidationskatalysators 3 erzeugt wird. Als ein Ergebnis wird die Temperatur des Filters 4 erhöht, und PM, das in dem Filter 4 abgeschieden wird, wird oxidiert und entfernt.
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Der Filterregenerationsvorgang kann mittels eines beliebigen bekannten Verfahrens realisiert werden, wenn die Temperatur des Filters 4 auf eine Temperatur erhöht werden kann, bei welcher PM oxidiert werden kann.
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<Übergang oder Änderung der PM-Auffangeffizienz beispielsweise nach der Beendigung der Durchführung des Filterregenerationsvorgangs>
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Als Nächstes wird eine Erläuterung auf der Grundlage der 2 und 3 hinsichtlich des Übergangs oder der Änderung der abgeschiedenen PM-Menge, der PM-Auffangeffizienz und der PM-Ausflussmenge nach der Beendigung der Ausführung des Filterregenerationsvorgangs gegeben. 2 zeigt eine Beziehung zwischen der abgeschiedenen PM-Menge in dem Filter 4 und der PM-Auffangeffizienz des Filters 4. Mit Bezug auf 2 gibt die horizontale Achse die abgeschiedene PM-Menge Qpm in dem Filter 4 wieder, und die senkrechte Achse gibt die PM-Auffangeffizienz Rtpm des Filters 4 wieder. In diesem Fall ist die PM-Auffangeffizienz Rtpm der Wert, welcher den Anteil der PM-Menge pro Zeiteinheit, die von dem Filter 4 aufgefangen wird, abhängig von der PM-Menge pro Zeiteinheit anzeigt, die in den Filter 4 fließen darf. In 2 zeigt L1 den Übergang der PM-Auffangeffizienz Rtpm an, die erreicht wird, wenn der Filter 4 normal arbeitet, und L2 zeigt den Übergang der PM-Auffangeffizienz Rtpm, die erreicht wird, wenn der Filter 4 normal bzw. anomal arbeitet.
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Die abgeschiedene PM-Menge Qpm in dem Filter 4 ist an dem Zeitpunkt ungefähr null, an welchem die Ausführung des Filterregenerationsvorgangs abgeschlossen ist. Wenn die abgeschiedene PM-Menge Qpm ungefähr null ist, ist es PM mit einer kleinen Partikelgröße (Korndurchmesser) einfach möglich, durch den Filter 4 zu gehen. Wenn die abgeschiedene PM-Menge Qpm in dem Filter 4 ungefähr null ist, wie in 2 gezeigt, ist daher die PM-Auffangeffizienz Rtpm des Filters 4 im Vergleich zu dem Fall niedrig, in welchem PM in dem Filter 4 abgeschieden ist.
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PM wird vom Filter 4 ab dem Zeitpunkt neu aufgefangen, der unmittelbar nach dem Abschluss der Ausführung des Filterregenerationsvorgangs liegt. Die abgeschiedene PM-Menge im Filter 4 steigt mit Verstreichen der Zeit. Wenn der Filter 4 normal arbeitet, wird es PM kaum ermöglicht, durch den Filter zu gehen, wenn sich die PM-Auffangmenge erhöht. Daher wird die PM-Auffangeffizienz Rtpm des Filters 4, wie durch das in 2 gezeigte L1 angezeigt, in Übereinstimmung mit dem Anstieg der abgeschiedenen PM-Menge Qpm während des Zeitabschnitts (des durch Δt1 in 2 angezeigten Zeitabschnitts) erhöht, in welchem die abgeschiedene PM-Menge Qpm in dem Filter 4 von ungefähr null auf eine bestimmte Größe der Menge kommt.
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Die Temperatur des Filters 4 ist jedoch während der Ausführung des Filterregenerationsvorgangs hoch. Daher wird das Versagen des Filters 4 wahrscheinlicher, das beispielsweise den Verlust durch Auflösung und den Bruch des Filters einschließt. Wenn das Versagen des Filters 4 wie vorstehend beschrieben verursacht wird, wird es PM in einer bestimmten Menge möglich, durch den versagenden Abschnitt des Filters 4 zu gelangen, selbst wenn die abgeschiedene PM-Menge in dem gesamten Filter 4 steigt. Daher steigt die PM-Auffangeffizienz Rtpm des Filters 4 kaum, wie durch L2 angezeigt ist, das in 2 gezeigt ist, selbst wenn die abgeschiedene PM-Menge Qpm vom Zustand von ungefähr null steigt.
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3 zeigt ein Zeitschaubild, welches den Übergang oder die Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs, welches die Brennkraftmaschine 1 aufweist, und die PM-Ausflussmenge veranschaulicht, die nach dem Abschluss der Ausführung des Filterregenerationsvorgangs erhalten wird. In 3 gibt der obere Teil den Übergang der PM-Ausflussmenge Qpmout wieder, der erhalten wird, wenn das Versagen in dem Filter 4 auftritt, der mittlere Teil gibt den Übergang der PM-Ausflussmenge Qpmout wieder, der erhalten wird, wenn der Filter 4 normal ist, und der untere Teil gibt den Übergang der Fahrzeuggeschwindigkeit Vv wieder.
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Wie vorstehend beschrieben steigt die abgeschiedene PM-Menge mit Verstreichen der Zeit, wenn der Filter 4 normal arbeitet, nachdem die Ausführung des Filterregenerationsvorgangs abgeschlossen ist, und die PM-Auffangeffizienz Rtpm des Filters 4 erhöht sich. Daher ist die PM-Ausflussmenge, die am durch t2 gezeigten Zeitpunkt erhalten wird, wie im mittleren Teil der 3 gezeigt kleiner, wenn der Filter 4 normal arbeitet, wenn die PM-Ausflussmenge, die unmittelbar nach dem Abschluss der Ausführung des Filterregenerationsvorgangs (zu dem Zeitpunkt, der in 3 durch t1 angezeigt ist) erhalten wird, mit der PM-Ausflussmenge verglichen wird, die später erhalten wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vv im Wesentlichen die gleiche ist wie jene, die zu dem durch t1 angezeigten Zeitpunkt (zu dem Zeitpunkt, der in 3 durch t2 angezeigt ist) erhalten wird.
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Wenn andererseits irgendeine Abnormität des Filters 4 auftritt, ändert sich die PM-Auffangeffizienz Rtpm des Filters 4 kaum, selbst wenn die abgeschiedene PM-Menge steigt, während die Zeit nach der Beendigung der Ausführung des Filterregenerationsvorgangs verstreicht. Daher ist die PM-Ausflussmenge, die zum Zeitpunkt t1 auftritt, wie in dem oberen Teil der 3 gezeigt ungefähr die gleiche wie die PM-Ausflussmenge, die zum Zeitpunkt t2 vorliegt.
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<Verfahren zur Erfassung eines Versagens des Filters>
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In Anbetracht des Vorstehenden wird in dieser Ausführungsform das Versagen des Filters auf der Grundlage der Änderung der PM-Ausflussmenge nach dem Abschluss der Ausführung des Filterregenerationsvorgangs erfasst. Das bedeutet, dass die PM-Ausflussmenge Qpmout1, die unmittelbar nach dem Abschluss der Ausführung des Filterregenerationsvorgangs vorliegt, mit der PM-Ausflussmenge Qpmout2 verglichen wird, die später vorliegt. Wenn die Größe der Verringerung der PM-Ausflussmenge dazwischen nicht bei einer vorab festgelegten Referenzmenge liegt, wird beurteilt, dass der Filter 4 sich in dem Zustand des Versagens befindet.
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Eine Erläuterung wird nachstehend hinsichtlich eines Ablauf des Verfahrens zur Erfassung des Versagens des Filters nach dieser Ausführungsform auf der Grundlage der Ablaufpläne gegeben, die in den 4 und 5 gezeigt wird. Dieser Ablauf wird vorab in der ECU 10 gespeichert, und er wird wiederholt in vorab festgelegten Intervallen durch die ECU 10 ausgeführt.
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In diesem Ablauf wird zuerst im Schritt S101 beurteilt, ob die Ausführung des Filterregenerationsvorgangs abgeschlossen ist. Wenn im Schritt S101 das negative Urteil gefällt wird, wird die Ausführung dieses Ablaufs einmal abgeschlossen. Wenn im Schritt S101 das zustimmende Urteil gefällt wird, wird anschließend im Schritt S102 beurteilt, ob der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 in einem vorab festgelegten Bereich liegt. Der vorab festgelegte Bereich bezieht sich hier auf den Bereich des Betriebszustands, in welchem die PM-Menge, die von der Brennkraftmaschine 1 abgegeben oder ausgestoßen wird, vergleichsweise groß ist, und der definierte Unterschied wird in Beziehung auf die PM-Ausflussmenge abhängig von der abgeschiedenen PM-Menge in dem Filter 4 abgegeben, wenn der Filter 4 normal arbeitet. Der vorab festgelegte Bereich wird beispielsweise vorab auf der Grundlage eines Experiments bestimmt.
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Wenn im Schritt S102 das negative Urteil gefällt wird, wird der Vorgang des Schritts S102 erneut ausgeführt. Wenn im Schritt S102 das zustimmende Urteil gefällt wird, wird anschließend im Schritt S103 die PM-Ausflussmenge Qpmout1 ausgelesen, die zu diesem Zeitpunkt vom PM-Sensor 6 erfasst wird. Es wird nun angenommen, dass der Betriebszustand der Brennkraftmaschine, der vorliegt, wenn die PM-Ausflussmenge Qpmout1 erfasst wird, als OS1 bezeichnet wird. Anschließend wird in Schritt S104 der integrierte Wert ΣQf der Kraftstoffeinspritzmengen in der Brennkraftmaschine 1 seit dem Zeitpunkt der Erfassung der PM-Ausflussmenge Qpmout1 berechnet.
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Anschließend wird im Schritt S105 beurteilt, ob der integrierte Wert ΣQf der Kraftstoffeinspritzmengen in der Brennkraftmaschine 1 nicht kleiner als ein vorab festgelegter integrierter Wert ΣQf0 ist. Der vorab festgelegte integrierte Wert ΣQf0 ist hier der Wert, mit dem beurteilt werden kann, dass die abgeschiedene PM-Menge in dem Filter 4 in einem solchen Ausmaß steigt, dass die PM-Auffangeffizienz des Filters 4 definitiv im Vergleich zu jener erhöht ist, die zu dem Zeitpunkt vorliegt, zu dem die PM-Ausflussmenge Qpmout1 erfasst wird, wenn der Filter 4 normal arbeitet. Der vorab festgelegte integrierte Wert ΣQf0 wird vorab beispielsweise auf der Grundlage eines Experiments festgelegt.
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Wenn im Schritt S105 das negative Urteil gefällt wird, wird der Vorgang im Schritt S104 erneut ausgeführt. Wenn das zustimmende Urteil im Schritt S105 gefällt wird, wird anschließend im Schritt S106 beurteilt, ob der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 im Wesentlichen der gleiche wie OS1 ist oder nicht. In diesem Fall ist der im Wesentlichen gleiche Bereich ein Bereich so, dass die PM-Mengen, die von der Brennkraftmaschine 1 abgegeben oder ausgestoßen werden, im Wesentlichen einander identisch sind.
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Wenn im Schritt S106 das negative Urteil gefällt wird, wird der Vorgang im Schritt S106 erneut ausgeführt. Wenn im Schritt S106 das positive Urteil gefällt wird, wird anschließend im Schritt S107 die PM-Ausflussmenge Qpmout2 gelesen, die vom PM-Sensor 6 zu diesem Zeitpunkt erfasst wird.
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Anschließend wird im Schritt S108 die PM-Ausflussmenge Qpmout2, die im Schritt S106 gelesen wird, von der PM-Ausflussmenge Qmout1 bzw. Qpmout1 abgezogen, die im Schritt S103 gelesen wurde, und somit wird der Betrag ΔQpmout der Verringerung der PM-Ausflussmenge berechnet.
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Anschließend wird im Schritt S109 beurteilt, ob die verringerte Menge ΔQpmout in der PM-Ausflussmenge nicht kleiner als eine vorab festgelegte Referenzmenge ΔQpmoutb ist. In diesem Fall ist die vorab festgelegte Referenzmenge ΔQpmoutb der Schwellenwert der Menge der Verringerung der PM-Ausflussmenge, mit welcher es möglich ist, zu beurteilen, dass der Filter 4 normal arbeitet. Die vorab festgelegte Referenzmenge ΔQpmoutb wird vorab beispielsweise auf der Grundlage eines Experiments bestimmt. Die vorab festgelegte Referenzmenge ΔQpmoutb kann abhängig von dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 geändert werden, der vorliegt, während die PM-Ausflussmenge Qpmout1, Qpmout2 erfasst wird.
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Wenn im Schritt S109 das zustimmende Urteil gefällt wird, wird anschließend im Schritt S110 beurteilt, dass der Filter 4 normal arbeitet. Wenn andererseits im Schritt S109 das negative Urteil gefällt wird, wird anschließend im Schritt S111 beurteilt, dass ein Versagen des Filters 4 aufgetreten ist.
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Wenn der Filter 4 normal arbeitet, beginnt die PM-Auffangeffizienz des Filters 4 unmittelbar nach dem Abschluss der Ausführung des Filterregenerationsvorgangs zu steigen. Daher kann das Versagen des Filters 4 unmittelbar nach dem Abschluss der Ausführung des Filterregenerationsvorgangs, in dem das Versagen des Filters 4 wahrscheinlich auftritt, gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren zur Erfassung des Versagens des Filters erfasst werden. Zudem kann die Beurteilung selbst, um zu beurteilen, ob das Versagen des Filters 4 auftritt oder nicht, ebenso in einem extrem kurzen Zeitabschnitt durchgeführt werden.
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Die Änderung der Größe der Verringerung der PM-Ausflussmenge nach der Beendigung der Durchführung der Filterregeneration hat mit Bezug auf den Grad des Versagens des Filters 4 verglichen mit der Änderung des Differenzialdrucks stromauf und stromab des Filters 4 eine hohe Sensitivität. In anderen Worten wird der Unterschied des Werts der Größe der Verringerung der PM-Ausflussmenge nach dem Abschluss der Ausführung der Filterregeneration im Vergleich mit der Situation, in welcher der Filter 4 normal arbeitet, selbst dann schnell offensichtlich, wenn der Abschnitt des Filters 4, der unter dem Auflösungsverlust oder dem Bruch leidet, klein ist. Daher ist es möglich, das Versagen des Filters 4 noch genauer zu erfassen.
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In dem vorstehend beschriebenen Ablauf wird der Zeitpunkt, zu dem das Lesen der nächsten PM-Ausflussmenge Qpmout2 nach dem Lesen der ersten PM-Ausflussmenge Qpmout1 ausgeführt wird, auf der Grundlage des integrierten Werts ΣQf der Kraftstoffeinspritzmengen in der Brennkraftmaschine 1 bestimmt. Der Zeitpunkt kann jedoch auch einfach auf der Grundlage der verstrichenen Zeit bestimmt werden. Alternativ kann der Zeitpunkt auch auf der Grundlage eines abgeschätzten Werts der abgeschiedenen PM-Menge in dem Filter 4 bestimmt werden, die man erhält, wenn angenommen wird, dass der Filter 4 normal arbeitet.
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In dieser Ausführungsform ist es geeignet bzw. vorzuziehen, dass zumindest ein Teil des Zeitabschnitts, in welchem die PM-Auffangeffizienz Rtpm abhängig von dem Anstieg der abgeschiedenen PM-Menge Qpm in dem Filter 4 steigt (das bedeutet, der Zeitabschnitt, der in 2 durch Δt1 gezeigt ist), zwischen dem Zeitpunkt, zu dem die erste PM-Ausflussmenge Qpmout1 gelesen wird, und dem Zeitpunkt eingeschlossen ist, zu dem die nächste PM-Ausflussmenge Qpmout2 gelesen wird. Beispielsweise können sowohl die erste PM-Ausflussmenge Qpmout1 als auch die nächste PM-Ausflussmenge Qpmout2 während des Zeitabschnitts gelesen werden, der durch Δt1 in 2 angezeigt ist. Außerdem kann die PM-Ausflussmenge an drei oder mehr Punkten nach dem Abschluss der Ausführung der Filterregeneration gelesen werden, und die Verringerung des Betrags der PM-Ausflussmenge kann auf der Grundlage erhaltener Werte berechnet werden.
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In dem wie vorstehend beschriebenen Ablauf ist der Zeitpunkt, an dem die erste PM-Ausflussmenge Qpmout1 gelesen wird, der Zeitpunkt, an dem beurteilt wird, dass der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 in dem vorab festgelegten Bereich liegt, nachdem die Ausführung des Filterregenerationsvorgangs abgeschlossen ist. Es ist jedoch nicht notwendigerweise unerlässlich, dass der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 in dem vorab festgelegten Bereich liegt. Es ist auch zulässig, dass die erste PM-Ausflussmenge Qpmout1 zu dem Zeitpunkt gelesen wird, zu dem die Ausführung des Filterregenerationsvorgangs abgeschlossen ist. Es ist jedoch möglich, die Genauigkeit der Versagenserfassung für den Filter 4 weiter zu verbessern, wenn der Zeitpunkt, zu dem die erste PM-Ausflussmenge Qpmout1 gelesen wird, der Zeitpunkt ist, zu dem der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 in dem vorab festgelegten Bereich liegt.
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In dem wie vorstehend beschriebenen Ablauf wird die verringerte Menge in der PM-Ausflussmenge auf der Grundlage der PM-Ausflussmengen an den zwei Punkten berechnet, die vorgesehen werden, wenn die Betriebszustände der Brennkraftmaschine 1 im Wesentlichen zueinander identisch sind. Es ist jedoch nicht notwendigerweise unerlässlich, dass die Betriebszustände der Brennkraftmaschine 1, die vorliegen, wenn die PM-Ausflussmengen an den zwei Punkten erfasst werden, im Wesentlichen zueinander identisch sein sollten. Beispielsweise kann die verringerte Größe der PM-Ausflussmenge auf der Grundlage der PM-Ausflussmengen berechnet werden, die an zwei Punkten erhalten werden, die in unterschiedlichen Betriebszuständen erfasst wurden, wobei der Unterschied zwischen den Betriebszuständen in Betracht gezogen wird, und es ist auch möglich, auf der Grundlage eines erhaltenen berechneten Werts zu beurteilen, ob das Versagen des Filters 4 auftritt oder nicht. Es ist jedoch möglich, die Genauigkeit der Versagenserfassung des Filters 4 weiter zu verbessern, wenn der Betrag der Verringerung der PM-Ausflussmenge auf der Grundlage der PM-Ausflussmengen berechnet wird, die an den zwei Punkten erhalten werden, wenn die Betriebszustände der Brennkraftmaschine 1 im Wesentlichen zueinander identisch sind, und wenn auf der Grundlage des erhaltenen berechneten Werts beurteilt wird, ob das Versagen in dem Filter 4 auftritt oder nicht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Brennkraftmaschine
- 2
- Abgasdurchlass
- 3
- Oxidationskatalysator
- 4
- Partikelfilter
- 5
- Kraftstoffzuführventil
- 6
- PM-Sensor
- 10
- ECU
- 11
- Kurbelwellenpositionssensor
- 12
- Drosselöffnungsgradsensor
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2007-327392 [0006]
- JP 2007-315275 [0006]
