DE112011102087T5 - Steuervorrichtung für Maschine mit interner Verbrennung - Google Patents

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Abstract

Ein Partikelmaterialsensor (8) ist in einem Abgasweg (4) einer Maschine (2) mit interner Verbrennung eingebaut, um eine Ausgabe passend zu der Menge von Partikelmaterial in einem Gas zu erzeugen. Es wird eine Steuervorrichtung (10) offenbart, die eine Einrichtung zur Erfassung der Ausgabe des Partikelmaterialsensors (8), eine Einrichtung zur Erfassung von Informationen über den Betriebszustand der Maschine (2) mit interner Verbrennung und eine Einrichtung zur Korrektur der Ausgabe passend zu der Information während eines vorab festgelegten Zeitabschnitts vom Anlauf bis zum Aufwärmen der Maschine mit interner Verbrennung umfasst. Die Korrektur der Ausgabe beim Start der Maschine mit interner Verbrennung wie vorstehend beschrieben unterdrückt die Veränderungen der Ausgabe des Partikelmaterialsensors (8), die auf Grund der Unterschiede im Partikelmaterialdurchmesser und der Sensortemperatur auftreten.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für eine Maschine mit interner Verbrennung bzw. eine Brennkraftmaschine. Noch genauer bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Steuervorrichtung für eine Maschine mit interner Verbrennung mit einem Partikelsensor, der in einen Abgasweg der Maschine mit interner Verbrennung eingebaut ist, um die Partikelmaterialmenge im Abgas zu erfassen.
  • Stand der Technik
  • Ein Sensor zum Erfassen der Menge von (nachstehend als PM bezeichnetem) Partikelmaterial in dem Abgas einer Maschine mit interner Verbrennung ist beispielsweise in der Patentschrift 1 offenbart. Der in der Patentschrift 1 offenbarte Sensor umfasst eine Isolierschicht, die das PM anzieht, und ein Paar von Elektroden, die auf der Isolierschicht angeordnet und voneinander getrennt positioniert sind. Wenn der Sensor mit dem Abgas so in Kontakt kommt, dass sich das PM in dem Abgas zwischen den Elektroden abscheidet, ändert sich die Leitfähigkeit zwischen den Elektroden mit der Menge des abgeschiedenen PM, wodurch sich der Widerstand zwischen den Elektroden ändert. Daher wird die Menge von zwischen den Elektroden abgeschiedenem PM durch Erfassen des Widerstands zwischen den Sensorelektroden erfasst. In Übereinstimmung mit der Menge des abgeschiedenen PM wird die Menge von PM in dem Abgas abgeschätzt, um beispielsweise zu beurteilen, ob ein PM-Sammelfilter defekt ist.
  • Schriftlicher Stand der Technik
  • Patentschrift
    • Patentschrift 1: JP-2008-190502-A
  • Kurze Erläuterung der Erfindung
  • Von der Erfindung zu lösendes Problem
  • Wenn eine Maschine mit interner Verbrennung startet, neigt ihr Abgas dazu, PM zu enthalten, das einen großen Partikeldurchmesser aufweist. Wenn PM mit einem großen Partikeldurchmesser zwischen den Sensorelektroden abgeschieden wird, erhöht selbst eine kleine Menge von PM die Leitfähigkeit zwischen den Elektroden so, dass der Sensor bald einen Wert ausgibt, der größer als ein Wert ist, der zu einer tatsächlichen Menge von PM gehört. Zudem beeinflusst die Temperatur eines Elementabschnitts des Sensors den Widerstand zwischen den Elektroden. Daher ist vorstellbar, dass sich die Sensorausgabe verändern kann, wenn die Maschine mit interner Verbrennung startet.
  • Daher startet eine Abfolge zur Erfassung einer Sensorausgabe im Allgemeinen, nachdem der Sensor beim Start der Maschine mit interner Verbrennung aufgewärmt ist. Daher ist es vorstellbar, dass der Sensor mit einer Verzögerung nach dem Anlauf der Maschine mit interner Verbrennung aufgewärmt werden kann. Es wird jedoch bevorzugt, dass die Steuerung auf der Grundlage einer PM-Sensorausgabe, wie eine PM-Mengenerfassung und eine Filterversagensbeurteilung, ohne eine unnötige Verzögerung nach dem Anlauf der Maschine mit interner Verbrennung durchführbar ist.
  • Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, das vorstehend erläuterte Problem zu lösen, indem eine verbesserte Steuervorrichtung für die Brennkraftmaschine geschaffen wird, in der die Steuervorrichtung hinsichtlich ihrer Verfügbarkeit für das Messen der PM-Menge beim Starten der Brennkraftmaschine verbessert wird.
  • Einrichtung zum Lösen des Problems
  • Um das vorstehend erläuterte Problem zu lösen, schafft die vorliegende Erfindung eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einen Partikelsensor, der in einem Abgasweg der Maschine mit interner Verbrennung eingebaut ist, um eine Ausgabe entsprechend der Menge von Partikelmaterial in einem Gas zu erzeugen. Die Steuervorrichtung umfasst eine Einrichtung zum Erfassen der Ausgabe des Partikelmaterialsensors, eine Einrichtung zum Erfassen von Informationen über den Betriebszustand der Maschine mit interner Verbrennung und eine Einrichtung zur Korrektur der Ausgabe passend zu der Information während eines vorab festgelegten Zeitabschnitts vom Start bis zum Aufwärmen der Maschine mit interner Verbrennung.
  • In der vorliegenden Erfindung kann die Steuervorrichtung weiterhin eine Einrichtung zum Eliminieren des auf einem Elementabschnitt des Partikelmaterialsensors abgeschiedenen Partikelmaterials aufweisen, indem sie den Elementabschnitt nach dem Aufwärmen der Brennkraftmaschine auf eine Referenztemperatur aufheizt.
  • In der vorliegenden Erfindung kann die Einrichtung zur Erfassung der Information über den Betriebszustand damit fortfahren, die Information über den Betriebszustand während eines Zeitabschnitts vom Start der Maschine mit interner Verbrennung bis zu dem Zeitpunkt zu erfassen, an dem der Partikelmaterialsensor aufgewärmt ist, und die Einrichtung zur Korrektur der Ausgabe kann damit fortfahren, die Ausgabe während eines Zeitabschnitts vom Anlassen der Maschine mit interner Verbrennung bis zu dem Zeitpunkt zu korrigieren, an dem der Partikelmaterialsensor aufgewärmt ist.
  • In der vorliegenden Erfindung kann die Einrichtung zur Erfassung der Information über den Betriebszustand damit fortfahren, die Information über den Betriebszustand während eines Zeitabschnitts von einem Kaltstart der Maschine mit interner Verbrennung bis zu dem Zeitpunkt zu erfassen, an dem die Maschine mit interner Verbrennung aufgewärmt ist, wenn die Maschine mit interner Verbrennung kalt startet, und die Einrichtung zur Korrektur der Ausgabe kann damit fortfahren, die Ausgabe während eines Zeitabschnitts ab dem Kaltstart der Maschine mit interner Verbrennung bis zu dem Zeitpunkt zu korrigieren, an dem die Maschine mit interner Verbrennung aufgewärmt ist.
  • In der vorliegenden Erfindung können mindestens entweder eine Temperatur von Kühlwasser für die Maschine mit interner Verbrennung, eine seit dem Start der Maschine mit interner Verbrennung gesammelte Ansaugluftmenge oder eine seit dem Start der Maschine mit interner Verbrennung gesammelte Kraftstoffeinspritzmenge als die Information über den Betriebszustand erfasst werden.
  • In der vorliegenden Erfindung kann die Steuervorrichtung weiterhin eine Einrichtung aufweisen, um abhängig von der Ausgabe, die von der Einrichtung zur Korrektur der Ausgabe korrigiert wird, zu beurteilen, ob ein Filter zum Sammeln des Partikelmaterials defekt ist, eine Einrichtung, um das Partikelmaterial zu eliminieren, das auf dem Elementabschnitt des Partikelmaterialsensors abgeschieden ist, indem der Elementabschnitt auf die Referenztemperatur aufgeheizt wurde, nachdem beurteilt wurde, ob der Filter defekt ist, und eine Einrichtung, um den Elementabschnitt des Partikelmaterialsensors während eines Zeitabschnitts ab dem Zeitpunkt, an dem das Partikelmaterial eliminiert ist, bis zu dem Zeitpunkt, an dem die Maschine mit interner Verbrennung gestoppt wird, auf einer Temperatur oberhalb der Referenztemperatur zu halten.
  • Effekte der Erfindung
  • Nach der vorliegenden Erfindung kann die Ausgabe des Partikelmaterialsensors passend zu der Information über den Betriebszustand der Maschine mit interner Verbrennung während eines vorab festgelegten Zeitabschnitts ab dem Start der Maschine mit interner Verbrennung bis zu dem Zeitpunkt korrigiert werden, an dem die Maschine mit interner Verbrennung aufgewärmt ist. Während eines Zeitabschnitts vom Anlassen bis zum Aufwärmen der Maschine mit interner Verbrennung können sich beispielsweise die Größe des partikulären Materials im Abgas und die Temperatur des Abgases stark ändern, was die Ausgabe des Partikelmaterialsensors ändert. Folglich kann die vorliegende Erfindung Änderungen der Ausgabe des Partikelmaterialsensors verringern, die dem Betriebszustand der Maschine mit interner Verbrennung zuzurechnen sind, indem die Ausgabe des Partikelmaterialsensors passend zum Betriebszustand der Maschine mit interner Verbrennung während des Zeitabschnitts vom Anlassen bis zum Aufwärmen der Maschine mit interner Verbrennung korrigierbar gemacht wird.
  • Ein Vorgang zum Aufheizen des Elementabschnitts des Partikelmaterialsensors, um das Partikelmaterial zu eliminieren, das auf dem Elementabschnitt abgeschieden wird, wird im Allgemeinen durchgeführt, nachdem die Maschine mit interner Verbrennung aufgewärmt ist. Daher wird der Partikelmaterialsensor normalerweise nicht während eines Zeitabschnitts ab dem Zeitpunkt, an dem die Maschine mit interner Verbrennung aufgewärmt ist, bis zu dem Zeitpunkt genutzt, zu dem das Partikelmaterial von dem Elementabschnitt des Partikelmaterialsensors eliminiert wird. In dieser Hinsicht verwendet die vorliegende Erfindung eine korrigierte Ausgabe des Partikelmaterialsensors während eines Zeitabschnitts vom Anlassen bis zum Aufwärmen der Maschine mit interner Verbrennung und eliminiert das auf dem Elementabschnitt abgeschiedene Partikelmaterial nach dem Aufwärmen der Maschine mit interner Verbrennung. Daher ermöglicht es die vorliegende Erfindung, den Partikelmaterialsensor unmittelbar nach dem Anlauf der Maschine mit interner Verbrennung verwendbar zu machen und verkleinert gleichzeitig den Zeitabschnitt, in dem der Partikelmaterialsensor nicht verfügbar ist, aber auch genutzt werden sollte.
  • Zudem ist es wahrscheinlich, dass sich die Sensorausgabe abhängig von der Größe des Partikelmaterialdurchmessers und von Änderungen des Widerstands im Partikelmaterialsensor während eines Zeitabschnitts vom Anlassen der Maschine mit interner Verbrennung bis zum Aufwärmen des Partikelmaterialsensors und während eines Zeitabschnitts vom Kaltstart bis zum Aufwärmen der Maschine mit interner Verbrennung ändert. Im Hinblick darauf können Sensorausgabeänderungen geeignet korrigiert werden, während sie besonders wahrscheinlich auftreten, da die Sensorausgabe kontinuierlich passend zu der Information über den Betriebszustand während eines Zeitabschnitts vom Anlassen der Maschine mit interner Verbrennung bis zum Aufwärmen des Partikelmaterialsensors und während eines Zeitabschnitts vom Kaltstart bis zum Aufwärmen der Maschine mit interner Verbrennung korrigiert wird.
  • Zudem sind insbesondere die Abgastemperatur, die gesamte Ansaugluftmenge und die gesamte Kraftstoffeinspritzmenge Parameter, die sich auf die Sensorausgabe beziehen, weil sie wahrscheinlich den Durchmesser des Partikelmaterials im Abgas und die Elementtemperatur des Partikelmaterialsensors beeinflussen. Daher können die Ausgabeveränderungen des Partikelmaterialsensors, die beim Start der Maschine mit interner Verbrennung auftreten, mit erhöhter Genauigkeit korrigiert werden, soweit die Ausgabe des Partikelmaterialsensors entsprechend dieser Parameter korrigiert wird.
  • Zudem ist es möglich, sicherzustellen, dass beim nächsten Start der Maschine mit interner Verbrennung kein Partikelmaterial auf dem Elementabschnitt des Partikelmaterialsensors abgeschieden ist, wenn der Elementabschnitt des Partikelmaterialsensors während eines Zeitabschnitts auf einer hohen Temperatur gehalten wird, der von dem Zeitpunkt, nach dem das Partikelmaterial vom Elementabschnitt des Sensors eliminiert wurde, bis zu dem Zeitpunkt reicht, an dem die Maschine mit interner Verbrennung gestoppt wird. Folglich ist es nach dem nächsten Anlassen der Maschine mit interner Verbrennung möglich, die Verwendung des Partikelmaterialsensors zu starten, ohne Partikelmaterial von dem Elementabschnitt eliminieren zu müssen. Selbst wenn die Temperatur in diesem Moment niedrig ist, korrigiert die vorliegende Erfindung die Ausgabe des Partikelmaterialsensors passend zu dem Betriebszustand. Daher kann die Ausgabe des Partikelmaterialsensors effektiv verwendet werden, während der Einfluss des Betriebszustands beim Starten der Maschine mit interner Verbrennung unterdrückt wird.
  • Kurze Erläuterung der Figuren
  • 1 ist ein Schaubild, das den Gesamtaufbau eines Systems nach der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 2 ist ein Schaubild, das einen Elementabschnitt des PM-Sensors nach der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • 3 ist ein Schaubild, das die Beziehung zwischen der Wassertemperatur und der Ausgabesensitivität und dem Ausgabekorrekturwert des PM-Sensors nach der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • 4 ist ein Ablaufplan, der einen anderen Steuerablauf veranschaulicht, der von der Steuervorrichtung nach der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
  • Modi zur Durchführung der Erfindung
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben. Elemente, die in den Figuren gezeigt werden und zueinander identisch oder äquivalent sind, werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht redundant beschrieben.
  • Ausführungsform
  • [Systemaufbau nach der vorliegenden Ausführungsform]
  • 1 ist ein Schaubild, das den Gesamtaufbau eines Systems nach der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In dem in 1 gezeigten System wird ein DPF (Dieselpartikelfilter) 6 in einem Abgasweg 4 einer Maschine 2 mit interner Verbrennung bzw. Brennkraftmaschine 2 eingebaut. Der DPF 6 ist ein Filter, der Partikelmaterial (PM) sammelt, das im Abgas enthalten ist. Ein PM-Sensor 8 (Partikelmaterialsensor) ist in dem Abgasweg 4 eingebaut und stromab des DPF 6 positioniert. In dem System wird der PM-Sensor 8 verwendet, um die Menge von PM zu erfassen, die in dem Abgas enthalten ist, das durch den DPF 6 geht.
  • Das System umfasst eine Steuervorrichtung 10. Die Eingabeseite der Steuervorrichtung 10 ist mit dem PM-Sensor 8 und verschiedenen anderen Sensoren verbunden. Die Ausgabeseite der Steuervorrichtung 10 ist mit verschiedenen Stellgliedern der Maschine 2 mit interner Verbrennung verbunden. Passend zu der Information, die von den verschiedenen Sensoren bereitgestellt wird, führt die Steuervorrichtung 10 ein vorab festgelegtes Programm durch, um die verschiedenen Stellglieder in einer solchen Weise zu betreiben, dass die Maschine 2 mit interner Verbrennung mit verschiedenen Steuerungen betrieben wird.
  • 2 ist ein vergrößertes schematisches Schaubild, das einen Elementabschnitt des PM-Sensors 8 nach der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht. Wie in 2 gezeigt umfasst der Elementabschnitt des PM-Sensors 8 ein Paar von Elektroden 12, 14, die auf einer Oberfläche des Elementabschnitts montiert sind. Das Paar von Elektroden 12, 14 ist miteinander nicht in Kontakt, weil sie mit einem festgelegten Abstand voneinander angeordnet sind. Zudem umfasst jede der Elektroden 12, 14 einen kammzinkenartigen Abschnitt. Die kammzinkenartigen Abschnitte der Elektroden 12, 14 sind so angeordnet, dass sie ineinander eingreifen. Die Elektroden 12, 14 sind mit einer Isolierschicht 16 in Kontakt, die unterhalb der Elektroden 12, 14 gebildet wird. Eine (nicht gezeigte) Heizung ist in einer Schicht unterhalb der Elektroden 12, 14 in der Isolierschicht 16 eingebettet.
  • Die Elektrode 12 und die Elektrode 14 sind jeweils mit einer (nicht gezeigten) Stromquelle beispielsweise über eine Stromzuführschaltung verbunden. Folglich kann eine vorab festgelegte Spannung für ein PM-Sammeln (die nachstehend als die Sammelspannung bezeichnet wird) zwischen der Elektrode 12 und der Elektrode 14 anliegen. Die Heizung ist mit einer (nicht gezeigten) Stromquelle beispielsweise über eine Stromzuführschaltung) verbunden. Der Elementabschnitt wird erhitzt, wenn eine vorab festgelegte elektrische Leistung an die Heizung abgegeben wird. Die vorstehend erwähnten Stromzuführschaltungen und andere relevanten Schaltungen sind mit der Steuervorrichtung 10 verbunden und werden durch diese gesteuert.
  • [Übersicht einer Steuerung nach der vorliegenden Ausführungsform]
  • In der vorliegenden Ausführungsform führt die Steuervorrichtung 10 verschiedene Steuerfunktionen passend zur Ausgabe des PM-Sensors 8 durch. Die Steuerfunktionen der Steuervorrichtung 10 stellen die Erfassung einer PM-Emissionsmenge, die Regenerierung des DPF 6, die Fehlerbeurteilung des DPF 6 und das Zurücksetzen des PM-Sensors 8 bereit.
  • (1) Erfassung der PM-Emissionsmenge
  • Um die PM-Emissionsmenge zu erfassen, legt die Steuervorrichtung 10 die Sammelspannung über die Elektroden 12, 14 an. Wenn die Sammelspannung über die Elektroden 12, 14 angelegt ist, scheidet sich das PM in dem Abgas zwischen den Elektroden 12, 14 ab. Wenn die Menge des PM steigt, das zwischen den Elektroden 12, 14 abgeschieden wird, dann erhöht sich die Anzahl von elektrisch leitfähigen Wegen zwischen den Elektroden 12, 14, wodurch sich der Widerstand zwischen den Elektroden 12, 14 verringert. Somit steigt der Ausgabewert (Stromwert) des PM-Sensors 8 mit einer Erhöhung der Menge des zwischen den Elektroden abgeschiedenen PM. Die Steuervorrichtung 10 bestimmt die Menge des PM in dem Abgas, also die PM-Emissionsmenge, die die Menge von PM ist, das stromab des DPF 6 abgeschieden wird, indem der Ausgabewert (Stromwert) des PM-Sensors 8 erfasst wird, der vorliegt, wenn die Sammelspannung wirkt. Ein Zustand, in dem die Sammelspannung wirkt, um die PM-Emissionsmenge zu erfassen, kann nachstehend als der PM-Erfassungsmodus bezeichnet werden. In dem PM-Erfassungsmodus wird angenommen, dass der Elementabschnitt bei einer Temperatur unter 300°C gehalten wird.
  • (2) Regenerierung des DPF 6
  • Wenn der DPF 6 damit fortfährt, das PM in dem Abgas zu sammeln, erreicht die Menge von PM, das in dem DPF 6 abgeschieden wird, nach kurzer Zeit ihren Grenzwert, so dass der DPF 6 nicht länger das PM sammeln kann. Um eine solche Situation zu vermeiden, wird das PM verbrannt und eliminiert, um einen Vorgang des Regenerierens des DPF 6 durchzuführen, wenn eine bestimmte Menge von PM in dem DPF 6 abgeschieden ist.
  • Noch genauer erhöht die Steuervorrichtung 10 in dem Vorgang zur Regenerierung des DPF 6 eine Abgastemperatur passend zu einem vorab festgelegten Steuerprogramm, indem eine Steuerung ausgeführt wird, um beispielsweise eine zusätzliche Kraftstoffeinspritzung nach einer Kraftstoffeinspritzung durchzuführen und die Kraftstoffeinspritzzeitpunkte nach hinten zu verschieben. Das in dem DPF 6 abgeschiedene PM wird dann verbrannt und eliminiert. Wenn das abgeschiedene PM in dieser Weise verbrannt und für einen vorab festgelegten Zeitabschnitt eliminiert wird, ist der Großteil des in dem DPF abgeschiedenen PM eliminiert, um die Regenerierung des DPF 6 zu vervollständigen.
  • Die Steuervorrichtung 10 schätzt die Menge an in dem DPF 6 abgeschiedenem PM unter Verwendung eines Modells oder dergleichen ab, um die Menge an PM im Abgas abzuschätzen, das aus der Maschine 2 mit interner Verbrennung abgegeben wird.
  • Wenn die abgeschätzte Menge (die nachstehend als die abgeschätzte PM-Abscheidemenge bezeichnet werden kann) eine vorab festgelegte Beurteilungsmenge erreicht, bestimmt die Steuervorrichtung 10, dass der DPF 6 regeneriert werden sollte, und führt den vorstehend beschriebenen Regenerierungsvorgang durch.
  • (3) Fehlerbestimmung des DPF
  • Wenn der DPF 6 versagt, könnte das PM durch den DPF 6 in die Atmosphäre abgegeben werden. Daher führt die Steuervorrichtung 10 eine Steuerung durch, um periodisch zu beurteilen, ob der DPF 6 versagt. Noch genauer verwendet die Steuervorrichtung 10 ein Modell, um die Menge von PM abzuschätzen, die in dem Abgas hinter dem DPF 6 (dem Abgas stromab des DPF 6) enthalten ist. Die Steuervorrichtung 10 vergleicht die abgeschätzte Menge (die nachstehend als eine abgeschätzte PM-Emissionsmenge bezeichnet werden kann) mit einer PM-Emissionsmenge auf der Grundlage der Ausgabe des PM-Sensors 8, um zu beurteilen, ob der DPF 6 versagt. In anderen Worten bestimmt die Steuervorrichtung 10, dass der DPF versagt, wenn die PM-Emissionsmenge, die auf der Grundlage der Ausgabe des PM-Sensors 8 erfasst wird, größer als die abgeschätzte PM-Emissionsmenge ist. Die abgeschätzte PM-Emissionsmenge erhält man durch Addieren einer zulässigen Toleranz zur anhand des Modells berechneten abgeschätzten Menge des emittiertem PM, das in dem Abgas hinter dem DPF 6 enthalten ist.
  • (4) PM-Rücksetzen
  • In der vorstehend beschriebenen Versagensbeurteilung des DPF 6 wird die Sensorausgabe des PM-Sensors 8 verwendet. Die Sensorausgabe verändert sich mit der Menge von PM, die auf dem Elementabschnitt abgeschieden wird. Wenn daher beurteilt wird, ob der DPF 6 versagt, ist es notwendig, einen Vorgang der Eliminierung des PM durchzuführen, das auf dem PM-Sensor 8 abgeschieden wurde. Dieser Vorgang der Eliminierung des PM kann als das PM-Rücksetzen bezeichnet werden.
  • Wenn das PM-Rücksetzen durchgeführt wird, erhöht die Steuervorrichtung 10 die Temperatur des Elementabschnitts des PM-Sensors 8 durch Zuführen von vorab festgelegter elektrischer Leistung an die Heizung für den PM-Sensor 8. Das PM, das auf dem Elementabschnitt des PM-Sensors 8 abgeschieden wird, wird dann verbrannt und eliminiert. Es wird angenommen, dass das PM-Rücksetzen bei einer Temperatur über 500°C durchgeführt wird.
  • Das PM-Rücksetzen kann unterschiedlich zeitgesteuert werden. Im Allgemeinen wird das PM-Rücksetzen unmittelbar nach dem Anlassen der Maschine 2 mit interner Verbrennung durchgeführt. Nach dem Abschließen des PM-Rücksetzens wird der PM-Erfassungsmodus verwendet, um zu beurteilen, ob der DPF 6 versagt.
  • Beim Anlassen der Maschine 2 mit interner Verbrennung kann jedoch kondensiertes Wasser in dem Abgasweg 4 verbleiben. Wenn die Temperatur des PM-Sensors 8 stark erhöht wird, während der PM-Sensor 8 mit dem kondensierten Wasser bedeckt ist, kann der Elementabschnitt des PM-Sensors 8 brechen. Daher ist es notwendig, zu warten, bis das kondensierte Wasser abgegeben ist, wenn das PM-Rücksetzen nach dem Starten der Maschine 2 mit interner Verbrennung durchgeführt wird. Folglich ist es notwendig, für einen bestimmten Zeitabschnitt zu warten, bevor der PM-Sensor 8 damit beginnt, die PM-Menge zu erfassen, wenn das PM-Rücksetzen beim Start der Maschine 2 mit interner Verbrennung durchgeführt wird.
  • In der vorliegenden Ausführungsform wird daher die Steuerung unmittelbar nach dem Anlassen der Maschine 2 mit interner Verbrennung so ausgeführt, dass kein PM auf dem PM-Sensor 8 abgeschieden wird, und in den PM-Erfassungsmodus gewechselt. Noch genauer wird die Versagensbeurteilung ders DPFs 6 nur einmal während eines einzelnen Vorgangs zwischen dem Starten der Maschine 2 mit interner Verbrennung und dem Beginn der Steuerung implementiert. Dann wird das PM-Rücksetzen unmittelbar nach dem Abschließen der Versagensbeurteilung des PDF 6 während eines einzelnen Betriebs der Maschine 2 mit interner Verbrennung durchgeführt. Nach dem Abschluss des PM-Rücksetzens wird die Elementtemperatur des PM-Sensors 8 bei derselben hohen Temperatur wie während des PM-Rücksetzens (bei einer Temperatur über 500°C) gehalten, bis die Maschine 2 mit interner Verbrennung anhält. Weil die Elementtemperatur wie vorstehend beschrieben hoch gehalten wird, wird das weitere Abscheiden von PM auf dem Elementabschnitt unterdrückt.
  • Folglich wird kein PM auf dem PM-Sensor 8 abgeschieden, wenn die Maschine 2 mit interner Verbrennung wieder anläuft, nachdem sie wie vorstehend erläutert gestoppt wurde. Wenn daher die Maschine 2 mit interner Verbrennung wieder startet, ist es möglich, unmittelbar die Ausgabe des PM-Sensors 8 zu erfassen und in den PM-Erfassungsmodus einzutreten, ohne das PM-Rücksetzen durchzuführen. Der PM-Erfassungsmodus wird bei einer Temperatur unter 300°C durchgeführt, also bei einer Temperatur, die niedriger als die Temperatur ist, die während des PM-Rücksetzens vorherrscht. Ein Elementbruch des PM-Sensors 8 tritt auf, wenn die Temperatur des Elementabschnitts drastisch erhöht wird, während es mit Wasser bedeckt ist. Ein solcher Elementbruch tritt jedoch bei einer Temperatur von ungefähr 300°C, die in dem PM-Erfassungsmodus vorherrscht, wahrscheinlich nicht auf. Somit ist es möglich, unmittelbar in den PM-Erfassungsmodus einzutreten, ohne abwarten zu müssen, bis das kondensierte Wasser in dem Abgasweg getrocknet oder abgelaufen ist, sofern kein PM auf dem PM-Sensor 8 beim Starten der Maschine 2 mit interner Verbrennung abgeschieden wird, und zu beurteilen, ob der DPF 6 versagt.
  • [Einzigartige Steuerung der vorliegenden Ausführungsform]
  • Wenn die Maschine 2 mit interner Verbrennung kalt gestartet wird, ist es wahrscheinlich, dass das Abgas PM enthält, das einen großen Partikeldurchmesser aufweist. Wenn das PM einen großen Partikeldurchmesser aufweist, ist es wahrscheinlich, dass die Leitfähigkeit zwischen den Elektroden 12, 14 hoch ist, unabhängig davon, ob die tatsächliche Menge an auf dem PM-Sensor abgeschiedenem PM klein ist. Als ein Ergebnis ist es wahrscheinlich, dass der PM-Sensor 8 eine hohe bzw. große Ausgabe erzeugt. Zudem weist der Elementabschnitt des PM-Sensors 8 beim Kaltstart der Maschine 2 mit interner Verbrennung eine niedrige Temperatur auf. Daher ist es wahrscheinlich, dass der elektrische Widerstand zwischen den Elektroden 12, 14 gering ist.
  • Folglich ist es in einem Zustand unmittelbar nach dem Kaltstart der Maschine 2 mit interner Verbrennung besonders wahrscheinlich, dass sich die Ausgabe des PM-Sensors 8 ändert. Um sofort eine Steuerung auf der Grundlage der Ausgabe des PM-Sensors 8 (beispielsweise zum Zweck der Erfassung der PM-Emissionsmenge und zum Feststellen der Versagensbeurteilung des DPF 6) auszuführen, ohne das PM-Rücksetzen beim Anlassen der Maschine 2 mit interner Verbrennung wie vorstehend beschrieben durchzuführen, wird daher bevorzugt, dass der Einfluss von Ausgabeänderungen des PM-Sensors 8 unterdrückt wird. In der vorliegenden Ausführungsform führt die Steuervorrichtung 10 daher nicht nur die vorstehend erläuterte Steuerung durch, sondern führt auch eine Steuerung durch, um die Ausgabe des PM-Sensors 8 passend zu der Temperatur des Kühlwassers (der Wassertemperatur) beim Anlassen der Maschine 2 mit interner Verbrennung zu korrigieren.
  • 3 ist ein Schaubild, das die Beziehung zwischen der Wassertemperatur und der Ausgabeempfindlichkeit und dem Ausgabekorrekturwert des PM-Sensors 8 nach der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht. In 3 zeigt die horizontale Achse die Wassertemperatur, während die vertikale Achse die Ausgabeempfindlichkeit und den Ausgabekorrekturwert des PM-Sensors 8 anzeigt. In 3 gibt Kurve (a) die Ausgabeempfindlichkeit des PM-Sensors 8 und Kurve (b) den Ausgabekorrekturwert des PM-Sensors 8 wieder.
  • Wie in 3 gezeigt gibt es eine Korrelation zwischen der Wassertemperatur und der Ausgabeempfindlichkeit des PM-Sensors 8. Insbesondere in einem Gebiet, in dem die Wassertemperatur niedrig ist, neigt die Ausgabeempfindlichkeit dazu, sich mit einer Verringerung der Wassertemperatur zu erhöhen. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Ausgabekorrekturwert daher so festgelegt, dass sich die Sensorausgabe mit einer Verringerung der Wassertemperatur verringert, wie durch die Kurve (b) gezeigt. Die Beziehung zwischen der Wassertemperatur und dem Ausgabekorrekturwert wird experimentell oder auf ähnliche Weise vorab festgelegt und in der Steuervorrichtung 10 als ein Kennfeld abgespeichert.
  • Der vorstehend gezeigte Vorgang wurde unter der Annahme beschrieben, dass das PM-Rücksetzen durchgeführt wird, nachdem ein Versagenserfassungsprogramm für den DPF 6 während des letzten Betriebs abgearbeitet wurde, und dann der PM-Sensor 8 bei einer hohen Temperatur gehalten wird, um die Maschine 2 mit interner Verbrennung anzuhalten. Es ist jedoch beispielsweise vorstellbar, dass die Maschine 2 mit interner Verbrennung gestoppt wird, ohne die Versagensbeurteilung des DPF 6 und das PM-Rücksetzen während des letzten Vorgangs abzuschließen.
  • Wenn die Maschine 2 mit interner Verbrennung beispielsweise ohne Abschluss der Versagensbeurteilung des DPF 6 angehalten wird, wird das PM-Rücksetzen nicht durchgeführt, so dass PM auf dem Elementabschnitt des PM-Sensors 8 abgeschieden ist. In diesem Moment verwendet die Steuervorrichtung 10 ein Sicherungs-RAM, um verschiedene Informationen wie einen Erfassungszeitpunkt zu speichern, an dem die PM-Emissionsmenge während eines Betriebs erfasst wurde, Betriebsbedingungsparameter für verschiedene Ausgabekorrekturen, einen Ausgabekorrekturwert, der während des Betriebs berechnet wird, eine PM-Emissionsmenge auf der Grundlage des Ausgabekorrekturwerts oder eine abgeschätzte PM-Emissionsmenge, und eine abgeschätzte Menge des auf dem DPF 6 abgeschiedenen PM. Wenn die Maschine 2 mit interner Verbrennung später gestartet wird, wird die Information verwendet, die in dem Sicherungs-RAM gespeichert ist, um den zuvor durchgeführten Vorgang wieder aufzunehmen, ohne das PM-Rücksetzen durchzuführen.
  • In der vorstehend erläuterten Situation ist es vorstellbar, dass die Wassertemperatur beim derzeitigen Anlauf sich von der Wassertemperatur beim letzten Anlauf unterscheiden kann. Daher wird die PM-Emissionsmenge durch Erfassen des Unterschieds zwischen bzw. zu einem Wert, der passend zu der derzeitigen Wassertemperatur und dem vorhergehenden Sensorausgabekorrekturwert korrigiert wird, Bestimmen der Menge der PM-Abscheidung, die dem Unterschied äquivalent ist und Hinzufügen der bestimmten PM-Abscheidemenge zur letzten PM-Emissionsmenge erfasst.
  • [Einzelheiten des Steuerprogramms nach der vorliegenden Ausführungsform]
  • 4 ist ein Ablaufplan, der ein Steuerprogramm veranschaulicht, das von der Steuervorrichtung nach der vorliegenden Ausführungsform ausgeführt wird. Das in 4 gezeigte Programm wird wiederholt durchgeführt, während die Maschine 2 mit interner Verbrennung arbeitet. Wenn die Maschine 2 mit interner Verbrennung startet, liest das in 4 gezeigte Programm zuerst einen PM-Sensorausgabekorrekturwert und einen kumulativen Wert der abgeschätzten PM-Emissionsmenge aus dem Sicherungs-RAM aus (Schritt S102). Der Ausgabekorrekturwert und die abgeschätzte PM-Emissionsmenge werden berechnet und gespeichert, wenn das Programm einen später beschriebenen Vorgang durchführt.
  • Als Nächstes beurteilt das Programm, ob Regenerierungsbedingungen für den DPF 6 vorliegen (Schritt S104). Die Regenerierungsbedingungen für den DPF 6 sind vorab in der Steuervorrichtung 10 gespeichert. Die Regenerierungsbedingungen für den DPF 6 legen beispielsweise fest, dass die Temperatur des PM-Sensors 8 auf seine Aktivierungstemperatur erhöht werden muss, und dass die abgeschätzte Menge von bisher auf dem DPF 6 abgeschiedenem PM größer als eine Beurteilungsmenge bzw. ein Schwellenwert sein muss.
  • Wenn im Schritt S104 festgestellt wird, dass die Regenerierungsbedingungen für den DPF vorliegen, geht der Vorgang zum Schritt S106 weiter und legt eine Ausgabeüberwachungsmaske über den PM-Sensor 8. Noch genauer wird das Aufschalten der Sammelspannung auch für den PM-Sensor 8 so gestoppt, dass die Sensorausgabe nicht erfasst wird. Als Nächstes stellt das Programm den DPF 6 wieder her (Schritt S108). Der Regenerierungsvorgang für den DPF 6 wird passend zu einem Programm durchgeführt, das separat in der Steuervorrichtung 10 gespeichert ist. Noch genauer wird eine Steuerung beispielsweise durchgeführt, um die Kraftstoffeinspritzzeitpunkte zum Zweck der Erhöhung der Abgastemperatur und des Verbrennens und Eliminierens des PMs zu verzögern, das auf dem DPF 6 abgeschieden wird.
  • Als Nächstes beurteilt das Programm, ob das PM-Rücksetzen abgeschlossen ist (Schritt S110). Noch genauer prüft das Programm, ob die Bedingungen für den Abschluss des PM-Rücksetzens vorliegen, das heißt, es prüft, ob beispielsweise der PM-Sensor 8 seit dem Durchführen des PM-Rücksetzens während des nachstehend beschriebenen letzten Programmablaufs auf einer hohen Temperatur gehalten wurde.
  • Wenn der Abschluss des PM-Rücksetzens im Schritt S110 nicht bestätigt wurde, geht das Programm zum Schritt S112 weiter und führt das PM-Rücksetzen durch. Im Schritt S112 wird der an dem Elementabschnitt des PM-Sensors 8 angeordneten Heizung die nötige elektrische Leistung zugeführt. Der Elementabschnitt wird dann auf eine Temperatur über 500°C erhitzt, um das abgeschiedene PM zu verbrennen und zu eliminieren.
  • Wenn das PM-Rücksetzen im Schritt S112 durchgeführt wird, geht das Programm zum Schritt S110 weiter bzw. zurück und beurteilt, ob das PM-Rücksetzen abgeschlossen ist. Noch genauer prüft das Programm, ob die in der Steuervorrichtung gespeicherten PM-Abschluss-Bedingungen vorliegen, das bedeutet, prüft, ob beispielsweise eine geeignete Zeitdauer seit dem Beginn des PM-Rücksetzens im Schritt S110 verstrichen ist, um das PM, das auf dem Elementabschnitt abgeschieden wird, zu verbrennen und zu eliminieren.
  • Wenn der Abschluss des PM-Rücksetzens im Schritt S110 als ein Ergebnis des vorstehend beschriebenen Vorgangs verifiziert wurde, geht das Programm zum Schritt S114 weiter und entfernt die Ausgabeüberwachungsmaske vom PM-Sensor 8. Noch genauer wird die Sammelspannung an den PM-Sensor 8 so angelegt, dass die Ausgabe des PM-Sensors 8 erfasst werden kann.
  • Wenn die Schritte S106 bis S114 abgeschlossen sind, um einen Vorgang durchzuführen, der die Regenerierung des DPF 6 und das PM-Rücksetzen umfasst, oder wenn festgestellt wird, dass die Regenerierungsbedingungen für den DPF 6 im Schritt S104 nicht vorliegen, geht das Programm zum Schritt S116 weiter und beurteilt, ob die Fehlerbeurteilung des DPF 6 während eines derzeitigen Betriebs abgeschlossen ist. Die Fehlerbeurteilung des DPF 6 wird abgeschlossen, indem ein später beschriebener Prozess durchgeführt wird. Wenn die Fehlerbeurteilung einmal während jedes Betriebs der Maschine 2 mit interner Verbrennung ausgeführt wird, zeichnet die Steuervorrichtung 10 den Abschluss der Fehlerbeurteilung auf. Die Beurteilung im Schritt S116 wird implementiert, indem geprüft wird, ob der Abschluss der Fehlerbeurteilung aufgezeichnet ist.
  • Wenn der Abschluss der Fehlerbeurteilung im Schritt S116 nicht verifiziert ist, geht das Programm zum Schritt S118 weiter und erfasst die derzeitige Wassertemperatur. Die Wassertemperatur wird passend zu der Ausgabe eines (nicht gezeigten) Wassertemperatursensors erfasst, der die Kühlwassertemperatur der Maschine 2 mit interner Verbrennung erfasst.
  • Als Nächstes berechnet das Programm den PM-Sensorausgabekorrekturwert für einen Kaltstart (Schritt S120). Im Schritt S120 wird zuerst ein Korrekturfaktor K passend zu der derzeitigen Wassertemperatur berechnet, indem das Kennfeld verwendet wird, das vorab in der Steuervorrichtung 10 gespeichert ist. Der Ausgabekorrekturwert wird durch Multiplikation der Stromsensorausgabe mit dem berechneten Korrekturfaktor K kalkuliert. Wenn beispielsweise der PM-Sensor 8 bereits aufgrund des Vorgangs aufgewärmt wird, der in den Schritten S106 bis S114 durchgeführt wird, ist der Korrekturfaktor K entweder 1 oder ein Wert in der Nähe von 1, so dass der Ausgabekorrekturwert im Wesentlichen derselbe wie die Sensorausgabe ist. Wenn andererseits beispielsweise die Wassertemperatur während des ersten Ablaufs nach dem Anlassen niedrig ist, ist der Korrekturfaktor K deutlich kleiner als 1, so dass der Ausgabekorrekturwert kleiner als die Sensorausgabe ist.
  • Als Nächstes werden eine Sensorausgabeerhöhungsgröße für das derzeitige Programm und die PM-Emissionsgröße auf der Grundlage der Sensorausgabeerhöhungsgröße berechnet (Schritt S122). Noch genauer wird zuerst der Unterschied zwischen dem Ausgabekorrekturwert, der im Schritt S120 des derzeitigen Ablaufs berechnet wurde, und dem Ausgabekorrekturwert, der während des letzten Prozesses aus dem Sicherungs-RAM gelesen wurde (der derzeitige Ausgabekorrekturwert minus der letzte Ausgabekorrekturwert) als der Ausgabeerhöhungswert bestimmt. Die derzeitige PM-Emissionsgröße wird dann passend zu dem Ausgabeerhöhungswert berechnet. Die berechnete derzeitige PM-Emissionsmenge wird zur letzten kumulativen PM-Emissionsmenge hinzugefügt, die im Schritt S102 gelesen wurde, um die derzeitige kumulative PM-Emissionsmenge zu erhalten.
  • Als Nächstes beurteilt das Programm, ob die Versagensbeurteilungsbedingungen für den DPF 6 vorliegen (Schritt S124). Die Versagensbeurteilungsbedingungen werden vorab in der Steuervorrichtung 10 gespeichert, um beispielsweise Betriebsbedingungen wiederzugeben, unter denen die Versagensbeurteilung geeignet durchgeführt werden kann. Wenn das Vorliegen der Versagensbeurteilungsbedingungen für den DPF 6 im Schritt S124 festgestellt wird, geht das Programm zum Schritt S128 weiter, und beurteilt, ob die abgeschätzte PM-Emissionsmenge hinter dem (stromab des) DPF 6 eine Referenzmenge erreicht hat.
  • Wenn andererseits im Schritt S124 weder festgestellt wird, dass die Versagensbeurteilungsbedingungen für den DPF 6 vorliegen, noch festgestellt wird, dass die abgeschätzte PM-Emissionsmenge im Schritt S126 größer als die Referenzmenge ist, geht das Programm zum Schritt S128 weiter und speichert den Ausgabekorrekturwert und die PM-Emissionsmenge, die im Schritt S122 berechnet wurden, in dem Sicherungs-RAM. Mit Abschluss des Schritts S128 wird der laufende Vorgang beendet.
  • Wenn andererseits die abgeschätzte PM-Emissionsmenge im Schritt S126 als größer als die Referenzmenge festgestellt wird, beurteilt das Programm, ob die nächste berechnete PM-Emissionsmenge kleiner als die abgeschätzte PM-Emissionsmenge ist (Schritt S130). Noch genauer wird Schritt S130 durchgeführt, um zu beurteilen, ob die PM-Emissionsmenge stromab des DPF 6, die im Schritt S122 berechnet wurde, kleiner als die abgeschätzte PM-Emissionsmenge stromab des DPF 6 ist (die eine vorab festgelegte Marge innerhalb eines zulässigen Emissionsbereichs umfasst), die auf der Grundlage des Modells berechnet wird.
  • Wenn im Schritt S130 festgestellt wird, dass die PM-Emissionsmenge kleiner als die abgeschätzte PM-Emissionsmenge ist, wird ein tatsächlich erfasster Wert (eine PM-Emissionsgröße) als kleiner als die Menge von PM festgestellt, die stromab des DPF 6 emittiert wurde, was die zulässige Emissionsschwankungsbreite einschließt. Daher wird bestimmt, dass das PM von dem DPF 6 gesammelt wird, und dass der DPF 6 normal ist bzw. arbeitet (Schritt S132). Wenn andererseits festgestellt wird, dass die PM-Emissionsmenge nicht kleiner als die abgeschätzte PM-Emissionsmenge ist, bedeutet dies, dass die PM-Emissionsmenge, die stromab des DPF 6 erfasst wird, über den zulässigen Bereich hinaus zu groß ist. In diesem Fall bestimmt das Programm, dass der DPF 6 defekt ist (Schritt S134), und führt einen vorab festgelegten Vorgang wie ein Einschalten einer Warnlampe durch.
  • Nach dem Abschluss des Schritts S132 oder S134, in dem festgestellt wird, dass der DPF 6 entweder normal oder defekt ist, führt das Programm das PM-Rücksetzen durch (Schritt S136). Im Schritt S136 wird der an dem Elementabschnitt des PM-Sensors 8 angeordneten Heizung eine vorab festgelegte elektrische Leistung zugeführt, um die Temperatur des Elementabschnitts zu erhöhen. Das auf dem Elementabschnitt abgeschiedene PM wird dann verbrannt und eliminiert. Als Nächstes führt das Programm Schritt S138 so durch, dass der Ausgabekorrekturwert und die PM-Emissionsmenge, die in dem Sicherungs-RAM gespeichert sind, auf null gelöscht werden.
  • Nachdem die in dem Sicherungs-RAM gespeicherten Werte im Schritt S138 auf null gelöscht wurden, oder nachdem festgestellt wird, dass die Versagensbeurteilung des DPF 6 im Schritt S116 während des derzeitigen Betriebs abgeschlossen ist, geht das Programm zum Schritt S140 weiter, hält die Heizung für den PM-Sensor 8 auf einer hohen Temperatur und schaltet die Sammelspannung aus. Beim Abschluss des Schritts S140 wird der derzeitige Vorgang beendet. Der sich ergebende Zustand wird in der Steuervorrichtung 10 gespeichert, so dass die Fehlerbeurteilung des DPF 6 und das PM-Rücksetzen während des derzeitigen Vorgangs insofern als abgeschlossen angesehen werden, als das Programm wiederholt ausgeführt wird.
  • Zudem verbleibt der PM-Sensor 8 in einem Zustand, in dem kein PM auf ihm abgeschieden wird, nachdem der PM-Sensor 8 im Schritt S140 auf einer hohen Temperatur gehalten wird. Dieser Zustand des PM-Sensors 8 hält an, bis der derzeitige Betrieb angehalten wird. Daher ist beim nächsten Start der Maschine 2 mit interner Verbrennung kein PM auf dem PM-Sensor 8 abgeschieden. Folglich kann der PM-Sensor 8 unmittelbar in den PM-Erfassungsmodus versetzt werden, ohne das PM-Rücksetzen nach dem Start der Maschine 2 mit interner Verbrennung durchzuführen.
  • In der vorliegenden Ausführungsform wird die Ausgabe des PM-Sensors 8 korrigiert, indem wie vorstehend beschrieben der Korrekturwert auf Grund der Wassertemperatur verwendet wird. Daher kann eine Steuerung mit einer hohen Genauigkeit selbst in einem Zustand durchgeführt werden, in dem bei einem Kaltstart die Sensorausgabe wahrscheinlich hoch ist, um beispielsweise zu beurteilen, ob der DPF 6 defekt ist.
  • Die vorliegende Ausführungsform wurde unter der Annahme beschrieben, dass die derzeitige PM-Emissionsgröße durch Berechnen des Ausgabekorrekturwerts jedes Mal bestimmt wird, wenn das Programm ausgeführt wird, wobei die derzeitige PM-Emissionsmenge passend zu dem Unterschied zwischen dem berechneten Ausgabekorrekturwert und dem letzten Ausgabekorrekturwert bestimmt und die derzeitige PM-Emissionsmenge zur letzten kumulativen PM-Emissionsmenge addiert wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf das vorstehend erläuterte Verfahren beschränkt. Beispielsweise kann eine Alternative sein, nur die Wassertemperatur beim Starten der Maschine mit interner Verbrennung als Startinformation zu speichern und den Ausgabekorrekturwert nur passend zu der Startinformation zu bestimmen.
  • Zudem muss der Ausgabekorrekturwert nicht immer jedes Mal berechnet werden, wenn die Ausführung des Programms wiederholt wird. Beispielsweise kann eine Ausgabekorrektur alternativ einmal oder mehrmals passend zur vorherrschenden Betriebsinformation während eines vorab festgelegten Zeitabschnitts zwischen dem Anlaufen und dem Aufwärmen durchgeführt werden. Diese Auswahl ermöglicht auch, mit einer Situation zurechtzukommen, in der die Ausgabevariationen beim Anlauf besonders wahrscheinlich auftreten können, und effektiv die Ausgabevariationen zu korrigieren.
  • Die vorliegende Ausführungsform wurde auch unter der Annahme beschrieben, dass der Ausgabekorrekturwert ständig berechnet wird, während die Ausführung des Programms nach dem Starten der Maschine mit interner Verbrennung wiederholt wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf ein solches Verfahren beschränkt. Beispielsweise kann eine Alternative sein, einen Sensorausgabekorrekturprozess nur während eines Zeitabschnitts zwischen dem Starten der Maschine mit interner Verbrennung und dem Abschluss eines Aufwärmens des Partikelmaterialsensors oder nur während eines Zeitabschnitts zwischen dem Kaltstart der Maschine 2 mit interner Verbrennung und dem Aufwärmen durchzuführen. Eine andere Alternative kann beispielsweise sein, die Sensorausgabe passend zu einem Betriebszustand während eines vorab festgelegten Zeitabschnitts wie vorstehend erläutert wiederholt zu korrigieren, die Sensorausgabe die ersten mehreren Male nur während eines solchen Zeitabschnitts zu korrigieren, oder die Sensorausgabe nur während eines kürzeren Zeitabschnitts oder nur eine vorab festgelegte Anzahl von Malen zu korrigieren. Dieses Verfahren der Korrektur der Sensorausgabe während eines beschränkten Zeitabschnitts des Anlaufs (oder Kaltstarts) ermöglicht es, ein Gebiet einzuschränken, in dem die Sensorausgabe wahrscheinlich variiert und effektiv Sensorausgabevariationen zu unterdrücken.
  • Die vorliegende Ausführungsform wurde auch unter der Annahme beschrieben, dass die Sensorausgabe passend zu der Temperatur des Kühlwassers für die Maschine 2 mit interner Verbrennung korrigiert wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf ein solches Verfahren beschränkt. Beispielsweise muss die Sensorausgabe nicht stets passend zu der Temperatur des Kühlwassers korrigiert werden, sondern kann alternativ passend zu der Temperatur eines Abschnitts korrigiert werden, der mit der Temperatur der Maschine 2 mit interner Verbrennung oder der Temperatur des PM-Sensors 8 korreliert ist. Zudem muss die Sensorausgabe nicht stets passend zur Temperatur korrigiert werden. Beispielsweise kann die Sensorausgabe passend zu einer kumulativen Ansaugluftmenge oder einer kumulativen Kraftstoffeinspritzmenge korrigiert werden. Die Sensorausgabeempfindlichkeit korreliert mit der Wassertemperatur ebenso wie die kumulativen Werte der kumulativen Ansaugluftmenge und der kumulativen Kraftstoffeinspritzmenge mit der Wassertemperatur korrelieren. Wenn daher die Beziehung zwischen der Sensorausgabeempfindlichkeit und der kumulativen Ansaugluftmenge oder der kumulativen Kraftstoffeinspritzmenge durch Experiment oder dergleichen vorab festgelegt und als ein Kennfeld oder dergleichen gespeichert sind, wie es mit der Wassertemperatur der Fall ist, kann die Sensorausgabe unter Verwendung der Ansaugluftmenge oder der Kraftstoffeinspritzmenge als eines Parameters korrigiert werden.
  • Die vorliegende Ausführungsform wurde außerdem unter der Annahme beschrieben, dass die Versagensbestimmung des DPF 6 und das nachfolgende PM-Rücksetzen nur einmal während eines einzelnen Betriebs durchgeführt werden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf ein solches Verfahren beschränkt. Die Versagensbestimmung des DPF 6 und das PM-Rücksetzen können zu unterschiedlichen Zeitpunkten durchgeführt werden. Beispielsweise können die Versagensbestimmung des DPF 6 und das PM-Rücksetzen alternativ mehrere Male während eines einzelnen Betriebs durchgeführt werden. Zudem ist es beispielsweise eine andere Alternative, wie im Fall der vorliegenden Ausführungsform eine korrigierte Sensorausgabe beim Anlauf zu verwenden, wenn die Ausgabe des PM-Sensors 8 beim Anlaufen benötigt wird, und das PM-Rücksetzen nach dem Aufwärmen des PM-Sensors 8 durchzuführen.
  • Die vorliegende Ausführungsform wurde auch unter der Annahme beschrieben, dass der DPF 6 regeneriert wird, wenn vorab festgelegte Bedingungen erfüllt sind, das bedeutet, wenn beispielsweise eine abgeschätzte PM-Abscheidemenge eine Beurteilungsmenge übersteigt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf den vorab festgelegte Regenerierungszeitpunkt des DPF 6 beschränkt. Der DPF 6 kann alternativ unter anderen Bedingungen regeneriert werden. Beispielsweise kann der DPF 6 jedes Mal dann regeneriert werden, wenn ein Fahrzeug eine vorab festgelegte Distanz zurückgelegt hat.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist der PM-Sensor 8, der aufgrund einer Temperaturerhöhung während des letzten Betriebs der Maschine 2 mit interner Verbrennung frei von abgeschiedenen PM gehalten wurde, insbesondere wirksam, wenn die Maschine 2 mit interner Verbrennung kalt gestartet wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf eine solche Situation beschränkt. In der vorliegenden Erfindung kann die passend zu der Wassertemperatur durchgeführte Korrektur effektiv auf eine Situation angewendet werden, in der die Nutzung des PM-Sensors 8 unmittelbar nach dem Anlauf gewünscht wird.
  • Die vorliegende Erfindung wurde außerdem unter der Annahme beschrieben, dass das Abscheiden von PM verhindert wurde, indem der Elementabschnitt nach dem PM-Rücksetzen auf einer hohen Temperatur gehalten wurde. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf ein solches Verfahren beschränkt. Beispielsweise kann alternativ das Anlegen der Sammelspannung gestoppt werden, um einen Zustand beizubehalten, bei dem sich das PM nicht abscheidet.
  • Die vorliegende Ausführungsform wurde außerdem unter der Annahme beschrieben, dass die Ausgabe des PM-Sensors 8 durch Erfassen eines elektrischen Stroms erfasst wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf ein solches Verfahren beschränkt. Die Ausgabe des PM-Sensors kann alternativ unter Verwendung einer anderen elektrischen Eigenschaft erfasst werden.
  • Wenn die Anzahl, Menge, Größe, der Bereich oder andere numerische Attribute eines Elements in der vorstehend erläuterten Beschreibung der Ausführungsform erwähnt wird, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die erwähnten numerische Attribute beschränkt, sofern dies nicht eindeutig festgestellt oder theoretisch definiert ist. Zudem sind Aufbauten und Schritte von Verfahren, die in Verbindung mit der Ausführungsform beschrieben werden, nicht notwendig für die vorliegende Erfindung essenziell, sofern sie nicht eindeutig so bezeichnet oder theoretisch definiert sind.
  • Bezugszeichenliste
    • 2
    Maschine mit interner Verbrennung, Brennkraftmaschine
    4
    Abgasweg
    6
    DPF (Dieselpartikelfilter)
    8
    PM-Sensor
    10
    Steuervorrichtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2008-190502 A [0003]

Claims (6)

  1. Steuervorrichtung zum Steuern einer Maschine mit interner Verbrennung mit einem Partikelmaterialsensor, der in einem Abgasweg der Maschine mit interner Verbrennung eingebaut ist, um eine Ausgabe passend zu der Menge von Partikelmaterial in einem Gas zu erzeugen, wobei die Steuervorrichtung Folgendes aufweist: eine Einrichtung zur Erfassung der Ausgabe des Partikelmaterialsensors; eine Einrichtung zur Erfassung von Informationen über den Betriebszustand der Maschine mit interner Verbrennung; und eine Einrichtung zur Korrektur der Ausgabe passend zu der Information während eines vorab festgelegten Zeitabschnitts ab dem Anlauf und Aufwärmen der Maschine mit interner Verbrennung.
  2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, weiter mit: einer Einrichtung zur Eliminierung des Partikelmaterials, das auf einem Elementabschnitt des Partikelmaterialsensors abgeschieden ist, indem der Elementabschnitt auf eine Referenztemperatur aufgeheizt wird, nachdem die Maschine mit interner Verbrennung aufgewärmt ist.
  3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Einrichtung zur Erfassung der Information über den Betriebszustand damit fortfährt, die Information über den Betriebszustand während eines Zeitabschnitts vom Starten der Maschine mit interner Verbrennung bis zu dem Zeitpunkt zu erfassen, zu dem der Partikelmaterialsensor aufgewärmt ist, und wobei die Einrichtung zur Korrektur der Ausgabe damit fortfährt, die Ausgabe während eines Zeitabschnitts vom Starten der Maschine mit interner Verbrennung bis zu dem Zeitpunkt zu korrigieren, an dem der Partikelmaterialsensor aufgewärmt ist.
  4. Steuervorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Einrichtung zur Erfassung der Information über den Betriebszustand damit fortfährt, die Information über den Betriebszustand während eines Zeitabschnitts von einem Kaltstart der Maschine mit interner Verbrennung bis zu dem Zeitpunkt zu erfassen, an dem die Maschine mit interner Verbrennung aufgewärmt ist, wenn die Maschine mit interner Verbrennung kalt startet, und wobei die Einrichtung zur Korrektur der Ausgabe damit fortfährt, die Ausgabe während eines Zeitabschnitts vor dem Kaltstart der Maschine mit interner Verbrennung bis zu dem Zeitpunkt zu korrigieren, an dem die Maschine mit interner Verbrennung aufgewärmt ist.
  5. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei mindestens entweder die Temperatur eines Kühlwassers für die Maschine mit interner Verbrennung, eine kumulative Ansaugluftmenge, die seit dem Starten der Maschine mit interner Verbrennung gesammelt wurde, oder eine kumulative Kraftstoffeinspritzmenge, die seit dem Start der Maschine mit interner Verbrennung gesammelt wurde, als die Information über den Betriebszustand erfasst wird.
  6. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiter mit: einer Einrichtung, um passend zu der Ausgabe, die von der Einrichtung zur Korrektur der Ausgabe korrigiert wurde, zu beurteilen, ob ein Filter zum Sammeln des Partikelmaterials defekt ist; eine Einrichtung, um das Partikelmaterial, das auf dem Elementabschnitt des Partikelmaterialsensors abgeschieden wird, durch Aufheizen des Elementabschnitts auf die Referenztemperatur zu eliminieren, nachdem bestimmt wurde, ob der Filter defekt ist; und eine Einrichtung, um den Elementabschnitt des Partikelmaterialsensors während eines Zeitabschnitts ab dem Zeitpunkt, zu dem das Partikelmaterial eliminiert wird, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Maschine mit interner Verbrennung gestoppt wird, auf einer Temperatur oberhalb der Referenztemperatur zu halten.
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