DE112011105770B4

DE112011105770B4 - Regelungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor und Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors mit einer Regelungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112011105770B4
Application number: DE112011105770.9T
Authority: DE
Inventors: c/o TOYOTA JOIDOSHA K.K. Nishijima Hiroki; c/o TOYOTA JIDOSHA K.K. Hashida Tatsuhiro
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-10-26
Filing date: 2011-10-26
Publication date: 2017-03-09
Anticipated expiration: 2031-10-27
Also published as: CN104024589A; US9217349B2; JP5549780B2; WO2013061422A1; US20140216014A1; DE112011105770T5; CN104024589B; JPWO2013061422A1

Abstract

Regelungsvorrichtung (16) für einen Verbrennungsmotor (2), wobei der Verbrennungsmotor (2) umfasst: ein SCR-System (8), das in einem Abgaskanal (4) angeordnet ist; und einen Partikelsensor (14), der strömungsabwärts des SCR-Systems (8) angeordnet ist, wobei der Partikelsensor (14) dazu geeignet ist, ein Ausgangssignal zu erzeugen, das einer Menge an auf einem Element abgeschiedenen Partikeln entspricht, und wobei die Regelungsvorrichtung (16) umfasst: ein Erfassungsmittel zur Erfassung einer Situation des Elements, auf dem eine Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden ist; und ein Temperaturregelungsmittel zur Durchführung einer Regelung, um die Temperatur des Elements auf einen ersten Temperaturbereich zu bringen, wenn die Situation, in der die Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden wird, erfasst wird, wobei der erste Temperaturbereich höher als eine Temperatur ist, bei der die Harnstoff-verwandte Substanz verdampft, und niedriger als eine Temperatur ist, bei der die Partikel verbrennen; dadurch gekennzeichnet, dass: die Regelungsvorrichtung ein Partikelentfernungsmittel zur Durchführung eines Prozesses zur Entfernung von auf einem Katalysator (12) des SCR-Systems (8) abgeschiedenen Partikeln, wenn die Situation erfasst wird, dass die Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden ist, umfasst.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Regelungsvorrichtungen für einen Verbrennungsmotoren und ein Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors mit einer Regelungsvorrichtung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Regelungsvorrichtung und ein Verfahren mit einem Partikelsensor.
Ein zum Beispiel in der JP-A-2009-144577 offenbartes System umfasst einen Partikelsensor (PM-Sensor) zur Erfassung von Partikeln (nachfolgend auch als ”PM” bezeichnet) in einem Abgaskanal eines Verbrennungsmotors. Der PM-Sensor umfasst ein Isolierungssubstrat und ein Paar von Elektroden, die auf dem Isolierungssubstrat mit einem Raum zwischen den Elektroden angeordnet sind. Wenn sich PM in den Abgasen zwischen den Elektroden des PM-Sensors absetzen oder abscheiden, ändert sich die Leitfähigkeit zwischen den Elektroden entsprechend der Menge abgeschiedener PM. Dies verändert den Widerstand zwischen den Elektroden. Eine Erfassung eines Werts des Widerstands zwischen den Elektroden des PM-Sensors ermöglicht daher eine Erfassung der Menge an in den Abgasen enthaltenen PM, die mit der Menge zwischen den Elektroden abgeschiedener PM in Beziehung steht.
In der in der JP-A-2009-144577 offenbarten Technik ist der PM-Sensor strömungsabwärts eines Partikelauffangfilters (Dieselpartikelfilter, nachfolgend als ein ”DPF” bezeichnet) angeordnet. In der Patentschrift 1 wird die Menge an strömungsabwärts des DPF ausgestoßenen PM auf der Grundlage des Betrags des Widerstands zwischen den Elektroden des PM-Sensors erfasst, so dass zum Beispiel eine Bestimmung dahingehend erfolgt, ob das DPF fehlerhaft ist.
Aus der EP 2 759 684 A1 , die als nächstliegender Stand der Technik erachtet wird, ist eine Regelungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung sei ferner auf die EP 2 730 759 A1 verwiesen.
Ein bekannter Aufbau umfasst ein System zur selektiven, katalytischen Reduktion (SCR) von Harnstoff, das in dem Abgaskanal eines Verbrennungsmotors zur Verringerung von NOx angeordnet ist, und einen PM-Sensor, der strömungsabwärts des SCR-Systems angeordnet ist. In dem SCR-System wird eine wässrige Harnstofflösung in den Abgaskanal eingespritzt und aus der wässrigen Harnstofflösung erzeugtes Ammoniak wird einem Katalysator zugeführt, um so NOx zu reduzieren.
Jedoch fließen der zugeführte Harnstoff und eine zugeführte Harnstoff-abgeleitete Substanz (nachfolgend auch als ”Harnstoff-verwandte Substanz” bezeichnet, die den Harnstoff und die Harnstoff-abgeleitete Substanz umfasst) durch das SCR-System und werden zu einer Strömungsabwärtsseite abgeführt und können sich auf den Elektroden des PM-Sensors absetzen, ablagern oder abscheiden. in einem solchen Fall, wenn die abgeschiedene Harnstoff-verwandte Substanz leitend ist, ändert sie stark den Wert des Widerstands zwischen den Elektroden des PM-Sensors. Dies verändert wahrscheinlich ein Ausgangssignal des PM-Sensors. Die Veränderungen des Ausgangssignals des PM-Sensors sind nicht wünschenswert, da sich zum Beispiel eine Situation ergeben kann, in der eine falsche Bestimmung bezüglich der Fehlerhaftigkeit des DPF gemacht wird.
Die vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um das oben genannte Problem zu lösen, und es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Regelungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor und ein Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors mit einer Regelungsvorrichtung bereitzustellen, um eine PM-Menge erfassen und einen DPF-Fehler mit sogar noch höherer Genauigkeit bestimmen zu können, indem eine Abscheidung einer Harnstoff-verwandten Substanz auf einer Elektrode eines PM-Sensors begrenzt wird.
Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen definiert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Regelungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, wobei der Verbrennungsmotor ein SCR-System, das in einem Abgaskanal angeordnet ist, und einen Partikelsensor, der strömungsabwärts des SCR-Systems angeordnet ist, umfasst, wobei der Partikelsensor dazu geeignet ist, ein Ausgangssignal zu erzeugen, das einer Menge an auf einem Element abgeschiedenen Partikeln entspricht, und wobei die Regelungsvorrichtung umfasst: ein Erfassungsmittel zur Erfassung einer Situation des Elements, auf dem eine Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden wird, und ein Temperaturregelungsmittel zur Durchführung einer Regelung, um die einer Temperatur des Elements auf einen ersten Temperaturbereich zu bringen, wenn die Situation in der die Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden wird, erfasst wird, wobei der erste Temperaturbereich höher als eine Temperatur ist, bei der die Harnstoff-verwandte Substanz verdampft, und niedriger als eine Temperatur ist, bei der die Partikel verbrennen. Die Regelungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Partikelentfernungsmittel zur Durchführung eines Prozesses zur Entfernung von auf einem Katalysator des SCR-Systems abgeschiedenen Partikeln, wenn die Situation erfasst wird, dass die Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden wird, umfasst. Die ”Harnstoff-verwandte Substanz” umfasst Harnstoff und eine von dem Harnstoff abgeleitete Substanz.
Das Erfassungsmittel erfasst vorzugsweise die Situation, in de der die Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden wird, auf der Grundlage eines Änderungsbetrags eines Ausgangssignals des Partikelsensors.
Wenn die Regelungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung einer Regelung eines Verbrennungsmotor dient, der ferner ein Filter umfasst, das entlang des Abgaskanals strömungsaufwärts des Partikelsensor angeordnet ist, ist das Filter dazu geeignet, in Abgasen enthaltene Partikel aufzufangen und entfernt das Partikelentfernungsmittel vorzugsweise insbesondere auf dem Katalysator abgeschiedene Partikel, indem es einen Prozess zur Entfernung von auf dem Partikelauffangfilter angehäuften Partikeln durchführt.
Das Partikelentfernungsmittel führt den Prozess zur Entfernung der Partikel vorzugsweise durch, indem es eine Regelung zur Erhöhung einer Temperatur der Abgase des Verbrennungsmotors durchführt.
Das Partikelentfernungsmittel führt den Prozess zur Entfernung der Partikel vorzugsweise durch, wenn das Erfassungsmittel die Situation, in der die Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden wird, mehrmals hintereinander erfasst.
Wenn die Regelungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung einer Regelung eines Verbrennungsmotors dient, der ein Filter umfasst, das entlang des Abgaskanals strömungsaufwärts des Partikelsensor angeordnet ist, wobei das Filter dazu geeignet ist, in Abgasen enthaltene Partikel aufzufangen, umfasst die Regelungsvorrichtung vorzugsweise ein Mittel zur Bestimmung, auf der Grundlage des Ausgangssignals des Partikelsensors, ob das Partikelauffangfilter fehlerhaft ist, wobei, wenn das Erfassungsmittel das letzte Mal die Situation erfasst hat, in der die Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden ist wird, das Temperaturregelungsmittel eine Temperatur des Elements so erhöht, dass sie in den ersten Temperaturbereich fällt, wenn die Fehlerbestimmung dieses Mal durchzuführen ist; und das Bestimmungsmittel in einer Situation, in der die Temperatur des Elements so geregelt wird, dass sie in den ersten Temperaturbereich fällt, bestimmt, ob das Partikelauffangfilter fehlerhaft ist.
Wenn die Regelungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung einer Regelung eines Verbrennungsmotors dient, der ein Filter umfasst, das entlang des Abgaskanals strömungsaufwärts des Partikelsensor angeordnet ist, wobei das Filter dazu geeignet ist, in Abgasen enthaltene Partikel abzufangen, umfasst die Regelungsvorrichtung ein Mittel zur Bestimmung, auf der Grundlage des Ausgangssignals des Partikelsensors, ob das Partikelauffangfilter fehlerhaft ist, wobei wenn das letzte Mal bestimmt worden ist, dass das Partikelauffangfilter fehlerhaft ist, das Temperaturregelungsmittel eine Temperatur des Elements so erhöht, dass sie in den ersten Temperaturbereich fällt, wenn dieses Mal bestimmt wurde, dass das Partikelauffangfilter fehlerhaft ist oder nicht; und das Bestimmungsmittel in einer Situation, in der die Temperatur des Elements so geregelt wird, dass sie in den ersten Temperaturbereich fällt, bestimmt, ob das Partikelauffangfilter dieses Mal fehlerhaft ist.
Das Temperaturregelungsmittel gemäß der vorliegenden Erfindung regelt, wenn eine vorbestimmte Betriebssituation, in der die Harnstoff-verwandte Substanz ausgestoßen wird, erfasst wird, vorzugsweise die Temperatur des Elements so, dass sie außerhalb eines Harnstoff-Liquidustemperaturbereichs und eines Biuretabbau-Temperaturbereichs liegt und niedriger als die Temperatur ist, bei der die Partikel verbrennen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern, mit Hilfe einer Regelungsvorrichtung, eines Verbrennungsmotors, wobei der Verbrennungsmotor umfasst: ein SCR-System, das in einem Abgaskanal angeordnet ist, und einen Partikelsensor, der strömungsabwärts des SCR-Systems angeordnet ist, wobei der Partikelsensor dazu geeignet ist, ein Ausgangssignal zu erzeugen, das einer Menge von auf einem Element abgeschiedenen Partikeln entspricht, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Regeln einer Temperatur des Elements so, dass sie außerhalb eines Harnstoff-Liquidustemperaturbereichs und eines Biuretabbau-Temperaturbereichs liegt und niedriger als eine Temperatur ist, bei der die Partikel verbrennen, wenn eine vorbestimmte Betriebssituation, in der die Harnstoff-verwandte Substanz in den Abgaskanal abgegeben wird, erfasst wird, und Entfernen von auf einem Katalysator des SCR-Systems abgeschiedenen Partikeln, wenn die Situation, dass die Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden wird, erfasst wird.
Wenn die strömungsabwärts des SCR-Systems abgeführte Harnstoff-verwandte Substanz auf dem Element abgeschieden wird, ändert sich das Ausgangssignal des PM-Sensors abrupt, so dass es sein kann, dass die Menge an Partikeln nicht korrekt erfasst wird. Gemäß einem Aufbau der vorliegenden Erfindung wird die Temperatur des Elements soweit erhöht, dass sie in den ersten Temperaturbereich fällt, wenn die Situation erfasst wird, dass die Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden ist. Die Temperaturregelung ermöglicht eine Entfernung der auf dem Element abgeschiedenen Harnstoff-verwandten Substanz. Die Veränderungen des Ausgangssignals des PM-Sensors, die mit der Abführung der Harnstoff-verwandten Substanz im Zusammenhang stehen, können daher begrenzt werden.
Gemäß einem weiteren Aufbau, in dem eine Abscheidung der Harnstoff-verwandten Substanz auf der Grundlage des Änderungsbetrags des Sensorausgangssignals erfasst wird, kann bestimmt werden, dass der Sensor fehlerhaft oder vollfunktionsfähig ist, ohne ein zusätzliches Spezialteil einzubauen.
In noch einem weiteren Aufbau, in dem die auf dem Katalysator des SCR-Systems abgeschiedenen Partikel entfernt werden sollen, wenn die Situation erfasst wird, dass die Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden ist, kann die Reinigungsleistung des SCR-Katalysators wieder hergestellt werden, wodurch eine Abführung der Harnstoff-verwandten Substanz zu einer strömungsabwärts gelegenen Seite des SCR-Systems verhindert werden kann.
In einem weiteren Aufbau, in dem, wenn die Situation zum letzten Mal erfasst worden ist, dass die Harnstoff-verwandte Substanz darauf abgeschieden ist, oder wenn das letzte Mal bestimmt worden ist, dass das Partikelauffangfilter fehlerhaft ist, wird die Temperatur des Elements soweit erhöht, dass sie in den ersten Temperaturbereich fällt, wenn zu diesem Zeitpunkt die Fehlerbestimmung gemacht wird, kann das Ergebnis der Fehlerbestimmung in einer Situation bestätigt werden, in der ein Effekt der Harnstoff-verwandten Substanz begrenzt ist. Dies ermöglicht eine Erhöhung der Bestimmungsgenauigkeit eines Fehlers des Partikelauffangfilters.
In noch einem weiteren Aufbau, in dem die Temperatur des Elements auf eine Temperatur gebracht wird, die in einer Betriebssituation, in der die Harnstoff-verwandte Substanz abgeführt wird, außerhalb eines Harnstoff-Liquidustemperaturbereichs und eines Biuretabbau-Temperaturbereichs liegt, kann verhindert werden, dass insbesondere ein Typ einer leitenden Harnstoff-verwandten Substanz von verschiedenen weiteren Typen von Harnstoff-verwandten Substanzen im Voraus abgeschieden werden, so dass durch die Abscheidung der Harnstoff-verwandten Substanz bewirkte Veränderungen des Ausgangssignals verhindert werden können.
1 zeigt einen allgemeinen Aufbau eines Systems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein schematisches Diagramm, das einen Aufbau eines Elements des PM-Sensors gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 zeigt Änderungen in einem Zustand der wässrigen Harnstofflösung in Abhängigkeit von der Temperatur;
4 ist ein Flussdiagramm, das eine Routine der durch die Regelungseinheit in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführten Regelung zeigt;
5 vergleicht Veränderungen des Sensorausgangssignals gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung jenen des Sensorausgangssignals gemäß dem Stand der Technik;
6 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung einer Routine der durch eine Regelungseinheit in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführten Regelung;
7 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung einer Routine der durch eine Regelungseinheit in der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführten Regelung;
8 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung einer Routine der durch eine Regelungseinheit in der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführten Regelung.
Nachfolgend sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In jeder der Zeichnungen sind gleiche oder entsprechende Teile durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und Beschreibungen dieser Teile sind vereinfacht oder weggelassen.
Erste Ausführungsform
[Allgemeiner Aufbau des Systems der ersten Ausführungsform]
1 zeigt einen allgemeinen Aufbau eines Systems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das in 1 gezeigte System umfasst ein Dieselpartikelfilter (DPF) 6 als ein Partikelauffangfilter, das in einem Abgaskanal 4 eines Verbrennungsmotors 2 angeordnet ist. Das DPF 6 fängt in Abgasen enthaltene Partikel (PM) auf.
Ein Harnstoff-SCR-System 8 (nachfolgend als ”SCR-System” bezeichnet) ist strömungsabwärts des DPF 6 in dem Abgaskanal 4 angeordnet. Das SCR-System 8 umfasst ein Ventil 10 zum Einspritzen wässriger Harnstofflösung, das in dem Abgaskanal 4 angeordnet ist, und einen selektiv reduzierenden NOx-Katalysator 12 (nachfolgend auch einfach als ”NOx-Katalysator” bezeichnet), der strömungsabwärts des Einspritzventils 10 in dem Abgaskanal 4 angeordnet ist. Das Einspritzventil 10 ist mit einem nicht gezeigten Tank für wässrige Harnstofflösung verbunden. Das Einspritzventil 10 spritzt strömungsaufwärts des NOx-Katalysator 12 eine wässrige Harnstofflösung in den Abgaskanal 4. Wie es weiter unten beschrieben ist, wird die eingespritzte wässrige Harnstofflösung abgebaut, wodurch Ammoniak erzeugt wird. Der NOx-Katalysator 12 verwendet das Ammoniak als ein Reduktionsmittel, um in den Abgasen enthaltene NOx zu reduzieren, wodurch die Abgase gereinigt werden. Ein PM-Sensor 14 (Partikelsensor) ist strömungsabwärts des NOx-Katalysators 12 angeordnet.
Dieses System umfasst eine Regelungseinheit 16. Zusätzlich zu dem PM-Sensor 14 sind verschiedene weitere Typen von Sensoren des Verbrennungsmotors 2 mit einer Eingangsseite der Regelungseinheit 16 verbunden. Eine elektrische Schaltung des PM-Sensors 14, das Ventil 10 zum Einspritzen wässriger Harnstofflösung und verschiedene weitere Typen von Aktoren des Verbrennungsmotors 2 sind mit einer Ausgangsseite der Regelungseinheit 16 verbunden. Die Regelungseinheit 16 führt auf der Grundlage einer Eingangsinformation von den verschiedenen Typen von Sensoren ein vorbestimmtes Programm durch, um dadurch zum Beispiel die verschiedenen Typen von Aktoren zu betätigen. Verschiedene Arten von Regelungen, die den Betrieb des Verbrennungsmotors 2 betreffen, werden damit durchgeführt.
2 ist ein schematisches Diagramm, das einen Aufbau eines Elements des PM-Sensors 14 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Wie es in 2 gezeigt ist, umfasst das Element des PM-Sensors 14 ein Isolierungssubstrat 18. Ein Paar von Elektroden 20, 22 ist auf einer Oberfläche des Isolierungssubstrats 18 ausgebildet. Die Elektroden 20, 22 sind so angeordnet, dass sie einander nicht berühren, wobei sie einen vorbestimmten Abstand zueinander haben. Jede der Elektroden 20, 22 besitzt einen zu einer kammartigen Struktur ausgebildeten Abschnitt, wobei die kammartigen Strukturen ineinandergreifen. Obwohl in der ersten Ausführungsform jede der Elektroden 20, 22 beispielhaft als eine mit der kammartigen Struktur gezeigt ist, ist eine solche Struktur nicht der einzig mögliche Aufbau; alternativ ist es auch möglich, dass sich die Elektroden lediglich gegenüberliegen. Eine nicht gezeigte Heizeinrichtung ist in einer unteren Schicht der Elektroden 20, 22 in dem Isolierungssubstrat 18 eingebettet.
Die Elektroden 20, 22 sind zum Beispiel über eine elektrische Schaltung mit einer Leistungsquelle (nicht gezeigt) verbunden. Auf diese Weise wird eine Hochspannung an die Elektrode 20 und die Elektrode 22 angelegt. Ferner ist die Heizeinrichtung zum Beispiel über eine elektrische Schaltung mit einer Leistungsquelle (nicht gezeigt) verbunden. Der Heizeinrichtung wird somit ein bestimmter elektrischer Strom zugeführt, was zu einer Erwärmung des Elements führt. Die Stromzuführung wird durch die Regelungseinheit 16 geregelt.
[Kurze Erläuterung der Regelung der ersten Ausführungsform]
Durch die Regelungseinheit 16 in der ersten Ausführungsform durchgeführte Regelungsarten umfassen eine Erfassung einer PM-Menge, eine Rücksetzung des PM-Sensors 14, eine Bestimmung eines Fehlers des DPF 6 und eine Regeneration des DPF 6, wie es weiter unten beschrieben ist.
In den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen beziehen sich die durch das DPF 6 aufzufangenden und durch den PM-Sensor 14 zu messenden PM auf: aus einer Verbrennung in dem Verbrennungsmotor stammende Substanzen wie etwa Ruß (eine rußartige Substanz, die Kohlenstoff enthält) und eine lösliche organische Fraktion (SOF); und durch den Betrieb des Verbrennungsmotors 2 von dem Verbrennungsmotor 2 abgegebene Partikel wie etwa eine von einem Schmieröl stammende Asche.
(1) Erfassung der PM-Menge
Wenn eine PM-Ausstoßmenge erfasst werden soll, wird eine ”Auffangspannung” als die Hochspannung zum Auffangen der Partikel an die Elektroden 20, 22 angelegt. Das Anlegen der Auffangspannung an die Elektroden 20, 22 führt dazu, dass in den Abgasen enthaltene PM aufgefangen und zwischen den Elektroden 20, 22 abgeschieden werden. Mit zunehmender Menge an zwischen den Elektroden 20, 22 abgeschiedenen PM leitet der Abschnitt zwischen den Elektroden 20, 22 besser, was zu einem kleineren Widerstandswert zwischen den Elektroden 20, 22 führt. Eine elektrische Kenngröße, die mit dem Widerstand zwischen den Elektroden 20, 22 korreliert, wird hier als ein Sensorausgangssignal des PM-Sensors 14 erfasst. Man geht davon aus, dass sich die Menge an zwischen den Elektroden 20, 22 abgeschiedenen PM in Abhängigkeit von der Menge an in den Abgasen enthaltenen PM ändert. Daher wird die PM-Menge in den Abgasen in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des PM-Sensors 14 erfasst. Zur Vereinfachung sind die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen so beschrieben, dass das Sensorausgangssignal mit einer Zunahme der Menge an zwischen den Elektroden 20, 22 abgeschiedenen PM zunimmt.
(2) Rücksetzen der PM (Regelung zum Verbrennen zur Entfernung der PM)
Das Ausgangssignals des PM-Sensors 14 nimmt mit zunehmender Menge an zwischen den Elektroden 20, 22 abgeschiedenen PM zu. Wenn jedoch die Menge an zwischen den Elektroden 20, 22 abgeschiedenen PM einen Grenzwert erreicht, ändert sich das Ausgangssignal des PM-Sensors 14 nicht mehr. In dieser Situation kann der PM-Sensor 14 kein Ausgangssignal erzeugen, das der PM-Menge in den Abgasen entspricht. Dies macht es notwendig, dass die auf dem Element abgeschiedenen PM in vorbestimmten Zeitintervallen entfernt werden. Dieser Prozess der Entfernung der PM wird auch als ”PM-Rücksetzung” bezeichnet.
Bei der PM-Rücksetzung wird der Heizeinrichtung des PM-Sensors 14 durch die Regelungseinheit 16 der vorbestimmte Strom zugeführt, um ihn dadurch zu erwärmen und eine Temperatur des Elements des PM-Sensors 14 zu erhöhen. Die auf dem Element des PM-Sensors 14 abgeschiedenen PM werden dadurch verbrannt und entfernt. Vorzugsweise ist die Temperatur des Elements des PM-Sensors 14 höher als 500°C und noch günstiger höher als 700°C. Alternativ kann der der Heizeinrichtung zugeführte Strom so eingestellt werden, dass das Element während einer Zeitspanne der PM-Rücksetzung eine Soll-Temperatur von über 500°C und noch vorteilhafter über 700°C hat. Da die PM bei einer Temperatur von etwa 500°C bis etwa 650°C verbrennen, wird eine Einstellung der Temperatur für die Rücksetzung auf eine Höhe von 700°C oder höher (vorzugsweise 700°C bis 800°C) die Zuverlässigkeit der Verbrennung der PM erhöhen.
(3) Bestimmung eines Fehlers des DPF
Wenn das DPF 6 fehlerhaft ist, nimmt die Menge an PM, die an dem DPF 6 vorbei zu einer Seite strömungsabwärts von ihm fließt, zu. Dadurch nimmt Menge an zwischen den Elektroden 20, 22 des PM-Sensors 14 abgeschiedenen PM allmählich zu, gefolgt von einer Zunahme des Sensorausgangssignals. Insbesondere kann das DPF 6 auf der Grundlage des Sensorausgangssignals als fehlerhaft oder nicht bestimmt werden.
Insbesondere erfasst in der ersten Ausführungsform die Regelungseinheit 16 auf der Grundlage des Ausgangssignals des PM-Sensors 14 nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeitspanne nach der Entfernung der auf dem Element abgeschiedenen PM durch eine PM-Rücksetzung die strömungsabwärts des DPF 6 während der vorbestimmten Zeitspanne ausgestoßene PM-Ausstoßmenge. Ferner wird, wenn das DPF 6 voll funktionsfähig bleibt, die geschätzte strömungsabwärts des DPF 6 ausgestoßene PM-Menge (nachfolgend als ”geschätzte PM-Ausstoßmenge” bezeichnet) unter Verwendung eines Modells geschätzt. Die Regelungseinheit 16 vergleicht die geschätzte PM-Menge mit der PM-Ausstoßmenge, die auf dem Ausgangssignal des PM-Sensors 14 basiert. Wenn, als Ergebnis, die PM-Ausstoßmenge basierend auf dem Ausgangssignal des PM-Sensors 14 größer als die geschätzte PM-Ausstoßmenge ist, wird das DPF 6 als fehlerhaft bestimmt. Es ist zu beachten, dass in dieser Bestimmung die geschätzte PM-Ausstoßmenge, die zur Bestimmung verwendet wird, einen Wert repräsentiert, der eine addierte Zugabe enthält, die hinzugefügt wird, um zum Beispiel einen erlauben Fehler zu berücksichtigen.
(4) Regeneration des DPF 6
Wenn das DPF 6 mit dem Auffangen der PM in den Abgasen fortfährt, erreicht die Menge an auf dem DPF 6 abgeschiedenen PM allmählich einen Grenzwert davon, so dass das DPF 6 nicht mehr in der Lage ist, die PM aufzufangen. Um einen solchen Zustand zu vermeiden, werden, wenn die Menge an auf dem DPF 6 abgeschiedenen PM ein bestimmtes Niveau erreicht, die PM verbrannt und entfernt, um so das DPF 6 zu regenerieren.
Insbesondere führt die Regelungseinheit 16 in einem DPF 6 – Regenerationsprozess Regelungen gemäß einem vorbestimmten Regelungsprogramm zur Erhöhung der Abgastemperatur durch, wie etwa ein Einspritzen von Kraftstoff ein zweites Mal nach einer ersten Kraftstoffeinspritzfolge und ein Einspritzverzögerungstiming. Dies verbrennt die auf dem DPF 6 abgeschiedenen PM, um sie so zu entfernen. Eine solche Verbrennungsentfernungsfolge für die PM wird während einer vorbestimmten Zeitspanne durchgeführt, wodurch ein Großteil der auf dem DPF 6 abgeschiedenen PM entfernt wird, woraufhin die Regenerierung des DPF 6 beendet ist.
Typischerweise schätzt die Regelungseinheit 16 die PM-Menge in den von dem Verbrennungsmotor 2 ausgestoßenen Abgasen unter Verwendung von zum Beispiel eines Modells, um dadurch die Menge an auf dem DPF 6 abgeschiedenen PM zu schätzen. Der oben beschrieben Regenerationsprozess des DPF 6 wird durchgeführt, wenn die geschätzte Menge eine vorbestimmte Menge erreicht. Ferner wird nach dem Regenerationsprozess des DPF 6 eine PM-Rücksetzung durchgeführt, um auf dem Element abgeschiedene PM einmal zu entfernen.
[Regelungscharakteristik der ersten Ausführungsform]
Die erste Ausführungsform umfasst das oben beschriebene SCR-System 8. In dem SCR-System wird die wässrige Harnstofflösung von dem Ventil 10 zum Einspritzen wässriger Harnstofflösung in den Abgaskanal 4 eingespritzt. Eine thermische Abbaureaktion gemäß der unten angegebenen Formel (1) und eine Hydrolysereaktion der unten angegebenen Formel (2), die in dem Abgaskanal 4 und dem NOx-Katalysator 12 stattfinden, erzeugen aus der wässrigen Harnstofflösung Ammoniak (NH3). CO(NH₂)₂ -> NH₃ + HCNO (1) HCNO + H₂O -> NH₃ + CO₂ (2)
Der NOx-Katalysator 12 reinigt die Abgase durch Reduzieren von NOx unter Verwendung von Ammoniak, das durch Abbau der wässrigen Harnstofflösung, die als ein Reduktionsmittel verwendet wird, erzeugt wird, wie es oben gezeigt ist.
3 zeigt Änderungen im Zustand der wässrigen Harnstofflösung, die als Probe verwendet wird, in Abhängigkeit von der Temperatur. Wie es in 3 gezeigt ist, wird die Probe gemäß den obigen Formeln (1) und (2) ausreichend abgebaut, um so in einem Temperaturbereich von etwa 190°C oder höher das Ammoniak zu erzeugen.
Bei niedrigen Temperaturen von etwa 100°C oder niedriger existiert die Probe als die wässrige Harnstofflösung. Jedoch verdampft bei einer Temperatur von mehr als 100°C der Wassergehalt, so dass kristallisierter Harnstoff übrigbleibt. Zu diesem Zeitpunkt existiert die Probe als Isolator. Harnstoff verflüssigt sich ab einer Temperatur von etwa 130°C. Bei etwa 135°C beginnt die Probe, sich thermisch abzubauen (obige Formel (1)). In einem zweiten Temperaturbereich T2 von etwa 130 bis 135°C in 3 geht der Harnstoff in einen flüssigen Zustand über. Zu diesem Zeitpunkt existiert die Probe als ein Derivat. Wenn die Temperatur etwa 135°C erreicht, verdampft der Harnstoff, um den Zustand der obigen Formel (1) zu erreichen, in dem die Probe wieder ein Isolator ist.
Bei einer Temperatur von etwa 160°C reagiert der Harnstoff mit Isocyansäure und die Erzeugung von Biuret (C₂H₅N₃O₂) beginnt. Ferner wandelt sich die Probe, die das Biuret enthält, in einem dritten Temperaturbereich T3 von etwa 175 bis 190°C in eine Flüssigkeit um und wird ein Leiter. Wenn die Temperatur danach etwa 190°C erreicht, ist das Biuret abgebaut. In einem ersten Temperaturbereich T1 von etwa 190°C oder höher ist die Probe ein Isolator.
Durch die oben genannten Änderungen können, wenn die wässrige Harnstofflösung in einem Zustand, in dem sie in nicht ausreichendem Maße die thermische Abbaureaktion (1) oder die Hydrolysereaktion (2) erfährt, dem NOx-Katalysator 12 zugeführt wird, der Harnstoff und die Harnstoff-abgeleitete Substanz (nachfolgend als die ”Harnstoff-verwandte Substanz” bezeichnet), die die wässrige Harnstofflösung, die Isocyansäure, und das Biuret enthält, strömungsabwärts des NOx-Katalysators 12 abgeführt werden. Es ist zu beachten, dass in den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen die Harnstoff-verwandte, aus der wässrigen Harnstofflösung abgeleitete Substanz nicht in den aus dem Betrieb des oben beschriebenen Verbrennungsmotors 2 stammenden PM enthalten ist und von den PM unterschieden wird.
Insbesondere wenn sich die abgeführte Harnstoff-verwandte Substanz in einem leitenden Zustand befindet, wie es oben beschrieben ist, und auf den Elektroden 20, 22 des PM-Sensors 14 abscheidet, ist es wahrscheinlich, dass sich das Sensorausgangssignal sprunghaft ändert. Die Änderung des Sensorausgangssignals in diesem Fall korreliert nicht länger mit der tatsächlichen Menge an in den Abgasen abgeschiedenen PM. In einem solchen Fall wird es daher schwierig, zum Beispiel die Bestimmung eines Fehlers des DPF 6 mit hoher Genauigkeit und stabil durchzuführen.
Daher wird in der ersten Ausführungsform, wenn geschätzt wird, dass sich eine Situation entwickelt, in der die Harnstoff-verwandte Substanz, die das Sensorausgangssignal beeinflussen kann, auf dem Element des PM-Sensors 14 abgeschieden wird, eine Regelung zur Erhöhung der Temperatur des Elements auf eine Höhe durchgeführt, bei der die Harnstoff-verwandte Substanz abgebaut und entfernt werden kann. In den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen bezeichnet die ”Situation, in der die Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden wird” gegebenenfalls eine Situation, in der die Harnstoff-verwandte Substanz, die das Sensorausgangssignal beeinflussen kann, abgeschieden wird.
Die Regelung gemäß der ersten Ausführungsform erwärmt insbesondere das Element des PM-Sensors 14 auf eine Temperatur, die in den ersten Temperaturbereich T1 fällt, der höher als die Temperatur ist, bei der das Biuret abgebaut wird, und niedriger als die Temperatur ist, bei der die PM zu verbrennen beginnen. Vorzugsweise wird das Element auf eine Temperatur erwärmt, die in einen Bereichs fällt, der höher als und nahe bei 190°C liegt. Die PM verbrennen bei etwa 300°C. Jedoch kann die Entfernung der auf dem Element abgeschiedenen PM zu einem Fehler bei der Erfassung eines Fehlers des DPF 6 führen. Ferner verschlechtert eine hohe Element-Temperatur die Erfassungsleistung des Sensors. Um eine übermäßige Temperaturerhöhung zu vermeiden, wird daher die Temperatur auf eine Höhe eingestellt, die höher als und nahe bei der Temperatur ist, bei der das Biuret abgebaut wird (190°C).
Die ”Situation, in der die Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden wird” kann auf der Grundlage eines Änderungsbetrags des Sensorausgangssignals geschätzt werden. Wie es beschrieben ist, ändert, wenn die Harnstoff-verwandte Substanz, die den Sensor beeinflusst, insbesondere die Harnstoff-verwandte Substanz, die als der Leiter existiert, zwischen den Elektroden 20, 22 des PM-Sensors 14 abgeschieden wird, die Änderung der Leitfähigkeit zwischen den Elektroden 20, 22 stark den Widerstand dazwischen, so dass sich das Sensorausgangssignal stark ändert. Diese Änderung ist eine abrupte und große im Vergleich zu einer sanften Änderung des Sensorausgangssignals, die als Folge der abgeschiedenen PM auftritt.
In der ersten Ausführungsform wird daher auf der Grundlage davon, ob ein erfasster Gradient einer Änderung des Sensorausgangssignals über eine bestimmte Zeit größer als ein erster Referenzwert Ref1 ist, bestimmt, ob sich die ”Situation, in der die Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden wird” entwickelt. Der erste Referenzwert Ref1 ist ein Wert, der in einem Bereich eines Gradienten der ausgegebenen Änderung größer als ein oberer Grenzwert ist, die normalerweise auftritt, wenn die PM abgeschieden werden, und der in einem Bereich der Änderung, die als Folge der Abscheidung der leitenden Harnstoff-verwandten Substanz auftritt, näher an einem unteren Grenzwert liegt. Ein optimaler Wert des ersten Referenzwerts Ref1 im Voraus zum Beispiel experimentell gefunden und in der Regelungseinheit 16 gespeichert.
4 ist ein Flussdiagramm, das eine Routine der Regelung zeigt, die von der Regelungseinheit in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird. Die in 4 gezeigte Routine wird wiederholt, nach jeder vorbestimmten Zeitspanne während des Betriebs des Verbrennungsmotors 2, durchgeführt. In der in 4 gezeigten Routine wird zuerst bestimmt, ob ein Trocknen und Entwässern des Abgaskanals 4 nach dem Start des Verbrennungsmotors 2 (S102) beendet ist. Um zu verhindern, dass das Element des PM-Sensors 14 Sprünge bekommt, darf der PM-Sensor 14 erst nach Beenden der Trocknung und Wasserabführung des Abgaskanals 4 benutzt werden. Es sollte daher abgewartet werden, bis das Trocknen und Entwässern des Abgaskanals 4 nach dem Start des Verbrennungsmotors 2 abgeschlossen ist. Der Bestimmungsprozess von Schritt S102 wird daher in vorbestimmten zeitlichen Abständen wiederholt durchgeführt, bis in Schritt S102 das Ende des Trocknens und Entwässerns bestimmt ist.
Wenn das Ende des Trocknens und Entwässerns in Schritt S102 bestimmt wird, wird als nächstes das Sensorausgangssignal des PM-Sensors 14 erfasst (S104), und es wird dann bestimmt, ob das Sensorausgangssignal einen zweiten Referenzwert Ref2 (S106) erreicht. Der zweite Referenzwert Ref2 ist ein Wert nahe eines unteren Grenzwerts des Ausgangssignals, der erzeugt wird, wenn eine bestimmte Menge an PM zwischen den Elektroden 20, 22 des PM-Sensors 14 abgeschieden ist und sich eine Situation entwickelt, in der ein Sensorausgangssignal, das der Menge an abgeschiedenen PM entspricht, stabil gewonnen wird. Dieser Wert wird im Voraus zum Beispiel experimentell gefunden und in der Regelungseinheit 16 gespeichert. Wenn das Sensorausgangssignal niedriger als der zweite Referenzwert Ref2 ist, verändert sich das Sensorausgangssignal stark, was es schwierig macht, einen Fehler des DPF 6 stabil zu bestimmen. Wenn Sensorausgangssignal > zweiter Referenzwert Ref2 in Schritt S106 nicht erfüllt ist, kehrt der Prozess zu Schritt S104 zurück und die Erfassung des Sensorausgangssignals und die darauf basierende Bestimmung der Schritte S104 bis S106 werden erneut durchgeführt.
Wenn Sensorausgangssignal > zweiter Referenzwert Ref2 in Schritt S106 erfüllt ist, wird als nächstes der Gradient des momentanen Sensorausgangssignals berechnet (S108). Insbesondere wird das Sensorausgangssignal für eine vorbestimmte Zeitspanne kontinuierlich erfasst, nachdem Sensorausgangssignal > zweiter Referenzwert Ref2 gültig ist, und wird ein durchschnittlicher Gradient der Änderung des Sensorausgangssignals während dieser Zeitspanne berechnet.
Als nächstes wird bestimmt, ob der Gradient der in Schritt S108 berechneten Änderung des Sensorausgangssignals größer als der erste Referenzwert Ref1 (S110) ist. Der erste Referenzwert Ref1 wird im Voraus in der Regelungseinheit 16 gespeichert, wie es oben beschrieben ist, und dient der Bestimmung der Situation, in der die Harnstoff-verwandte Substanz auf dem Element abgeschieden ist. Wenn in Schritt S110 Sensorausgangssignal-Änderungsgradient > erster Referenzwert Ref1 nicht erfüllt ist, wird keine Abscheidung der Harnstoff-verwandten Substanz bestimmt. Insbesondere wird das Sensorausgangssignal so bestimmt, dass es der PM-Menge entspricht. Die Heizeinrichtung wird daher in einer AUS-Position gehalten (S112) und die momentane Routine ist beendet. In diesem Fall wird ein Prozess, zum Beispiel der Bestimmung eines Fehlers des DPF 6 auf der Grundlage des Sensorausgangssignals, der gemäß einem weiteren Regelungsprogramm durchgeführt wird, fortgesetzt.
Wenn hingegen Sensorausgangssignal-Änderungsgradient > erster Referenzwert Ref1 in Schritt S110 erfüllt ist, ist die Sensorausgangssignal-Änderung fehlerhaft, und es wird geschätzt, dass sich die Situation entwickelt, in der die Harnstoff-verwandte Substanz auf dem Element abgeschieden wird. In diesem Fall wird zur Entfernung der auf dem Element des PM-Sensors 14 abgeschiedenen Harnstoff-verwandten Substanz eine Erwärmung des Elements begonnen (S114). Insbesondere wird die Stromzuführung der Heizeinrichtung des PM-Sensors 14 EIN-geschaltet.
Als nächstes wird bestimmt, ob eine Haltezeit seit dem Beginn der Erwärmung des Elements länger als eine Referenzzeit t1 ist (S116). Die Referenzzeit t1 ist eine ausreichende Zeitspanne, während der das Element auf den ersten Temperaturbereich T1 der Biuret-Abbautemperatur erwärmt und das Biuret vollständig abgebaut wird. Die Zeit wird zum Beispiel experimentell gefunden und im Voraus in der Regelungseinheit 16 gespeichert. Wenn in Schritt S116 Haltezeit > Referenzzeit t1 nicht erfüllt ist, kehrt der Prozess zu Schritt S114 zurück und der Zustand, in dem die Heizeinrichtung AN (S114) ist, wird aufrechterhalten und die Bestimmung von Schritt S116 wird erneut durchgeführt.
Wenn hingegen in Schritt S116 Haltezeit > Referenzzeit t1 erfüllt ist, wird bestimmt, dass die Harnstoff-verwandte Substanz, die auf dem Element abgeschieden wurde, entfernt ist. In diesem Fall wird als nächstes die Heizeinrichtung AUS-geschaltet (S112). Die momentane Routine ist danach beendet und ein Prozess zum Beispiel zur Bestimmung eines Fehlers des DPF 6 auf der Grundlage des Sensorausgangssignals; die gemäß eines weiteren Regelungsprogramms durchgeführt wird, wird fortgesetzt.
Wie es oben beschrieben ist, kann in der ersten Ausführungsform die Situation, in der die Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden ist, geschätzt werden. Ferner kann, wenn geschätzt wird, dass die Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden ist, die leitfähige Harnstoff-verwandte Substanz durch Erwärmen des Elements entfernt werden.
5 vergleicht Veränderungen des Sensorausgangssignals gemäß der ersten Ausführungsform mit jenen des Sensorausgangssignals gemäß dem Stand der Technik, wenn beide ein Gas mit der gleichen PM-Menge erfassen. Wie es in 5 gezeigt ist, können die Veränderungen des Sensorausgangssignals begrenzt werden, indem die Harnstoff-verwandte Substanz von dem Element in einem geeigneten Timing durch die Regelung gemäß der ersten Ausführungsform entfernt wird. Das System gemäß der ersten Ausführungsform kann daher zum Beispiel einen Fehler des DPF 6 stabil bestimmen.
Ferner wird in der ersten Ausführungsform das Element des PM-Sensors 14 nur dann erwärmt, wenn geschätzt wird, dass die Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden und die Temperatur, auf die das Element erwärmt ist, nahe der Abbautemperatur des Biuret als einer Harnstoff-verwandten Substanz ist (der erste Temperaturbereich T1). Dies verhindert, dass sich die Erfassungsgenauigkeit als Folge einer Überwärmung des Elements des PM-Sensors 14 verschlechtert.
Die erste Ausführungsform ist für einen Fall beschrieben worden, in dem die Abscheidung der Harnstoff-verwandten Substanz auf dem PM-Sensor 14 auf der Grundlage des Gradienten der Änderung des Sensorausgangssignals geschätzt wird. Nichtsdestotrotz kann gemäß der vorliegenden Erfindung die Situation, in der die Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden ist, auch unter Verwendung einer anderen Technik geschätzt werden.
Ferner ist die vorliegende Erfindung für einen Fall beschrieben worden, in dem die in 4 gezeigte Routine während des Betriebs des Verbrennungsmotors 2 wiederholt durchgeführt wird. Dies ist jedoch nicht der einzig mögliche Aufbau der vorliegenden Erfindung. Die in 4 gezeigte Routine kann auch nur während einer bestimmten Zeitspanne nach dem Start des Verbrennungsmotors 2 durchgeführt werden, zum Beispiel während die PM-Menge erfasst wird, während ein Fehler des DPF 6 bestimmt wird oder während der Verbrennungsmotor 2 gestartet wird, insbesondere während der Abgaskanal 4 oder das Element kalt bleibt.
Zweite Ausführungsform
Ein System und ein PM-Sensor 14 gemäß einer zweiten Ausführungsform haben den gleichen Aufbau wie jene der ersten Ausführungsform. Das System der zweiten Ausführungsform führt, zusätzlich zu jenen der ersten Ausführungsform, die folgende Regelung durch.
Wie in der ersten Ausführungsform wird dann, wenn auf der Grundlage des Gradienten der Änderung des Sensorausgangssignals geschätzt wird, dass die Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden ist, geschätzt, dass die Harnstoff-verwandte Substanz strömungsabwärts eines NOx-Katalysator 12 abgeführt wird. Eine Möglichkeit, dass die Harnstoff-verwandte Substanz strömungsabwärts des NOx-Katalysators 12 abgeführt wird, ist eine Reinigungsleistung des NOx-Katalysators 12, die durch die Abführung der PM strömungsabwärts eines DPF 6 und Abscheiden auf dem NOx-Katalysator 12 verschlechtert ist. Wenn daher eine Situation bestimmt wird, in der die Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden ist, dann wird eine Regelung in der zweiten Ausführungsform durchgeführt, um die auf dem NOx-Katalysator 12 abgeschiedenen PM zu entfernen.
Insbesondere wird der Prozess zur Entfernung der auf dem NOx-Katalysator 12 abgeschiedenen PM durchgeführt, indem ein Prozess zur Regenerierung des DPF 6 durchgeführt wird. Insbesondere ermöglicht es die Durchführung des Prozesse zur Regenerierung des DPF 6, dass Abgase hoher Temperatur auch in den NOx-Katalysator 12 strömen, so dass die auf dem NOx-Katalysator 12 abgeschiedenen PM entfernt werden können.
Es ist zu beachten, dass auch in der zweiten Ausführungsform eine Abscheidung der Harnstoff-verwandten Substanz auf der Grundlage eines Betrags der Änderung des Sensorausgangssignals geschätzt wird. Es ist jedoch möglich, dass die Änderung des Sensorausgangssignals Veränderungen aufgrund weiterer Faktoren, die die Harnstoff-verwandte Substanz nicht betreffen, zuschreibbar ist.
In der zweiten Ausführungsform wird daher, wenn geschätzt wird, dass die Harnstoff-verwandte Substanz in zum Beispiel einem gegebenen Zyklus zur Bestimmung der Abscheidung der Harnstoff-verwandten Substanz abgeschieden wird, insbesondere wenn der Gradient der Änderung des Sensorausgangssignals größer als der erste Referenzwert Ref1 ist, zuerst ein Prozess durchgeführt, um, wie in der ersten Ausführungsform, die Temperatur des Elements zu erhöhen. Anschließend, wenn in einem nachfolgenden Zyklus zur Bestimmung der Abscheidung der Harnstoff-verwandten Substanz ein zweites Mal ein geschätzt wird, dass die Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden ist, wird bestimmt, dass die Harnstoff-verwandte Substanz strömungsabwärts des NOx-Katalysators 12 strömt und der Prozess zur Regenerierung des DPF 6 wird durchgeführt. Insbesondere wird in der zweiten Ausführungsform der Prozess zur Regenerierung des DPF 6 nur dann durchgeführt, wenn zwei aufeinanderfolgende Male geschätzt wird, dass die Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden ist.
6 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung einer Routine der durch eine Regelungseinheit in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführten Regelung. Die in 6 gezeigte Routine ist die gleiche wie die in 4 gezeigte, außer dass Prozesse von S200 bis S208 nach dem Prozess von S110 in der in 4 gezeigten Routine integriert sind.
In der in 6 gezeigten Routine werden die Prozesse der Schritte S102 bis S110 so durchgeführt, wie es mit Bezug auf die Routine von 4 beschrieben ist. Wenn in Schritt S110 nicht bestimmt wird, dass der Gradient der Änderung des Sensorausgangssignals größer als der erste Referenzwert Ref1 ist, wird ein Ergebnis der Bestimmung für den momentanen Zyklus als ”keine Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden” gespeichert (S200). Daher wird die Heizeinrichtung AUS-geschaltet und die momentane Routine wird auf die gleiche Weise wie in 4 beendet.
Wenn hingegen in Schritt S110 bestimmt wird, dass der Gradient der Änderung des Sensorausgangssignals größer als der erste Referenzwert Ref1 ist, dann wird bestimmt, ob das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S110 für den vorangegangenen Zyklus ”Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden” war (S202). Das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S110 für den vorangegangenen Zyklus wird in der Regelungseinheit 16 während des vorangegangenen Zyklus gespeichert.
Wenn in Schritt S202 nicht bestimmt wird, dass der vorangegangene Zyklus als ”Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden” bestimmt wurde, werden die Prozesse von S114 und S116 wie in der Routine von 4 durchgeführt, woraufhin das Ergebnis der Bestimmung für den momentanen Zyklus als ”Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden” gespeichert wird (S204).
Danach wird der Prozess von S112 durchgeführt und die momentane Routine ist beendet. Insbesondere wird eine Situation, in der die Heizeinrichtung bestromt wird, während einer Referenzzeit t1 aufrechterhalten (S114, S116). Dies erhöht das zu erwärmende Element auf den ersten Referenzwert Ref1, so dass die Harnstoff-verwandte Substanz zwischen den Elektroden 20, 22 entfernt wird. Die Heizeinrichtung wird danach AUS-geschaltet (S112) und die momentane Routine ist beendet.
Wenn hingegen in Schritt S202 bestimmt wird, dass der vorangegangene Zyklus als ”Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden” bestimmt wurde, wird als nächstes ein Prozess zur Regenerierung des DPF 6 durchgeführt (S206). Der Regenerationsprozess für den DPF 6 wird gemäß einem Regelungsprogramm, das in einer Regelungseinheit 16 gespeichert ist, separat von dieser Routine durchgeführt. In diesem Regenerationsprozess für den DPF 6 wird nach Beendigung des Regenerationsprozesses auch eine PM-Rücksetzung durchgeführt.
Nach der Durchführung des Regenerationsprozess für den DPF 6 wird daher das Ergebnis der Bestimmung für Schritt S110 der momentanen Zyklus als ”keine Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden ” gespeichert (S208). Die momentane Routine ist danach beendet und der PM-Sensor 14 wird gemäß jedes Regelungsprogramms wie zum Beispiel bei einer fortgesetzten normalen Messung verwendet.
Wie es oben beschrieben ist, wird in der zweiten Ausführungsform, wenn zwei aufeinanderfolgende Male geschätzt wird, dass die Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden ist, der Prozess zur Regenerierung des DPF 6 durchgeführt, um dadurch die auf dem NOx-Katalysator 12 abgeschiedenen PM zu entfernen. Dies ermöglicht es einem SCR-System 8, seine Reinigungsleistung wiederzuerlangen und somit zu verhindern, dass die Harnstoff-verwandte Substanz strömungsabwärts ausgestoßen wird.
Die zweite Ausführungsform ist oben für einen Fall beschrieben, in dem zur Entfernung der PM von dem NOx-Katalysator 12 der Prozess zur Regenerierung des DPF 6, um dadurch die Temperatur der Abgase zu erhöhen, durchgeführt wird. Dies ist jedoch nicht die einzige mögliche Technik zur Entfernung der auf dem NOx-Katalysator 12 abgeschiedenen PM gemäß der vorliegenden Erfindung. Alternativ kann eine andere Technik verwendet werden, um die PM effizient zu entfernen. Die alternativ verwendete Technik zur Regenerierung des DPF 6 kann eine sein, die gleichzeitig die PM von dem NOx-Katalysator 12 entfernt. Oder, ungeachtet der Regenerierung des DPF 6, kann der Prozess zur Entfernung der PM von dem NOx-Katalysator 12 durch zum Beispiel eine Erhöhung der Temperatur von nur dem NOx-Katalysator 12 unabhängig durchgeführt werden.
Ferner ist die zweite Ausführungsform für einen Fall beschrieben worden, in dem die PM nur dann von dem NOx-Katalysator 12 entfernt werden, wenn zwei aufeinanderfolgende Male bestimmt wird, dass die Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden ist. Dies ist jedoch nicht die einzig mögliche Regelung. Alternativ kann zum Beispiel, wenn in S110 der in 6 gezeigten Routine einmal bestimmt wird, dass die Harnstoffverwandte Substanz abgeschieden ist, auf die Durchführung des Prozesses von Schritt S202 verzichtet und stattdessen sofort der Prozess zur Entfernung der PM von dem NOx-Katalysator 12 durchgeführt werden, einschließlich zum Beispiel der DPF 6 – Regenerierungsregelung. Alternativ kann die DPF 6 – Regenerierungsregelung auch nur dann durchgeführt werden, wenn statt zwei aufeinanderfolgende Male drei aufeinanderfolgende Male oder öfter bestimmt wird, dass die Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden ist.
Dritte Ausführungsform
Ein System und ein PM-Sensor gemäß einer dritten Ausführungsform haben den gleichen Aufbaus wie diejenigen, die in den 1 und 2 gezeigt sind. Das System der dritten Ausführungsform führt, zusätzlich zu denjenigen der ersten Ausführungsform, die folgende Regelung durch.
Wenn in einem gegebenen Zyklus zur Bestimmung der Abscheidung der Harnstoff-verwandten Substanz in der ersten Ausführungsform geschätzt wird, dass die Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden ist, insbesondere wenn der Gradient der Änderung des Sensorausgangssignals größer als der erste Referenzwert Ref1 ist, wird wie in der ersten Ausführungsform für diesen gegebenen Zyklus ein Prozess zur Erhöhung der Temperatur des Elements durchgeführt. In diesem Fall wird vorweggenommen, dass sich in einem nachfolgenden Zyklus eine Umgebung, in der die Harnstoff-verwandte Substanz immer noch ausgestoßen wird, entwickeln wird. Daher wird, wenn in dem vorangegangenen Zyklus die Abscheidung der Harnstoff-verwandten Substanz bestimmt wird, die Bestimmung eines Fehlers des DPF 6 für den momentanen Zyklus in einer Situation gemacht, in der die Harnstoff-verwandte Substanz nicht abgeschieden ist, wobei die Elementtemperatur bei T1 gehalten wird.
Wenn zum Beispiel, als Folge davon, das gleiche Bestimmungsergebnis eines Fehlers wie in dem vorangegangenen Zyklus gewonnen wird, wird bestätigt, dass der PM-Sensor 14 und die Bestimmungsergebnis korrekt sind. Wenn sich die Bestimmung in dem ersten Zyklus von derjenigen in dem zweiten Zyklus unterscheidet, werden Veränderungen des Ausgangssignals des PM-Sensors 14 als einem fehlerhaften PM-Sensor 14 oder einem anderen Faktor, der jedoch nicht von der Harnstoff-verwandten Substanz beeinflusst ist, zuschreibbar erachtet. In diesem Fall kann die Bestimmung eines Fehlers des DPF 6 auch falsch sein. Daher wird in diesem Fall eine PM-Rücksetzung oder eine weitere notwendige Regelung durchgeführt.
7 ist ein Routine der durch eine Regelungseinheit 16 in der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführten Regelung. Die in 7 gezeigte Routine ist die gleiche wie die in 4 gezeigte, außer dass Prozesse von S302 bis S306 integriert sind. In dieser Routine wird zuerst bestimmt, ob eine Erfassung des Sensorausgangssignals für einen momentanen Zyklus einer Fehlerbestimmung gestartet ist (S302). Der Prozess von Schritt S302 wird wiederholt durchgeführt, bis bestimmt wird, dass die Erfassung des Sensorausgangssignals gestartet ist.
Wenn in Schritt S302 bestimmt wird, dass die Erfassung des Sensors gestartet ist, wird als nächstes bestimmt, ob eine Wasserabführung beendet ist (S102). Wenn der Wasserabführungs- und Trocknungsprozess eines Abgaskanals 4 nicht beendet ist, kehrt der Prozess zu Schritt S102 zurück. Insbesondere wird der Prozess von Schritt S102 wiederholt durchgeführt, bis die Wasserabführung beendet ist.
Als nächstes wird bestimmt, ob bei der Bestimmung einer vorangegangenen Routine ”Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden” bestimmt wurde (S304). Insbesondere wird bestimmt, ob in der vorangegangenen Routine bestimmt wurde, dass der Gradient der Änderung des Sensorausgangssignals größer als ein erster Referenzwert Ref1 ist. Das Ergebnis des Bestimmung in der vorangegangenen Routine wird in einer Regelungseinheit 16 gespeichert.
Wenn in dem vorangegangenen Zyklus in Schritt S304 nicht ”Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden” bestimmt wurde, dann werden Prozesse von Schritten S104 bis S116 und S112 auf die gleiche Weise wie in 4 durchgeführt. Insbesondere wird der Gradient des Sensorausgangssignals erfasst, und wenn der Gradient größer als der erste Referenzwert Ref1 ist, wird das Element auf einen ersten Temperaturbereich erwärmt. Das Ergebnis von Schritt S110 wird in der Regelungseinheit als ein Ergebnis des momentanen Prozesses gespeichert.
Wenn in Schritt S304 bestimmt wird, dass die Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden ist, wird die Temperatur des Elements bei dem ersten Temperaturbereich T1 gehalten (S306). Es ist zu beachten, dass der erste Temperaturbereich T1 ein Bereich von Temperaturen ist, die höher als die Temperatur sind, bei der das Biuret als eine Harnstoff-verwandte Substanz abgebaut wird, und niedriger als die Temperatur sind, bei der die PM verbrennen. Die Aufrechterhaltung des Elements in dem ersten Temperaturbereich T1 ermöglicht eine Entfernung der auf dem Element abgeschiedenen Harnstoff-verwandte Substanz und eine Verhinderung eines Einflusses der leitenden Harnstoff-verwandten Substanz auf das Sensorausgangssignal. In dieser Situation wird die Bestimmung eines Fehlers des DPF 6 gemäß einem separat in der Regelungseinheit 16 gespeicherten Regelungsprogramm fortgesetzt, und die momentane Routine ist beendet.
Daher wird gemäß einem weiteren Regelungsprogramm zum Beispiel bestimmt, ob das Ergebnis der Bestimmung eines Fehlers des DPF 6 in dem vorangegangenen Zyklus das gleiche ist wie dasjenige in dem momentanen Zyklus. Dies liefert eine höhere Genauigkeit bei der Bestimmung eines Fehlers des DPF 6.
Die dritte Ausführungsform ist oben für einen Fall beschrieben, in dem, wenn in dem vorangegangenen Zyklus bestimmt wurde, dass die Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden ist, die PM-Menge in dem momentanen Zyklus erfasst wird, wobei die Elementtemperatur in dem ersten Temperaturbereich T1 gehalten wird. Dies ist jedoch nicht die einzig mögliche Regelung der vorliegenden Erfindung. Alternativ wird zum Beispiel bei der Bestimmung eines Fehlers in dem vorangegangenen Zyklus statt Schritt S304 bestimmt, ob das DPF 6 als fehlerhaft bestimmt worden ist, und wenn das DPF 6 als fehlerhaft bestimmt worden ist, dann kann die Elementtemperatur so geregelt werden, dass sie in den ersten Temperaturbereich T1 fällt. Auch in diesem Fall kann das Ergebnis der Bestimmung eines Fehlers in dem vorangegangenen Zyklus in einer Situation erneut bestätigt werden, in der die Wirkung der abgeschiedenen Harnstoff-verwandten Substanz begrenzt ist. Dies liefert sogar eine noch höhere Erfassungsgenauigkeit eines Fehlers des DPF 6.
Vierte Ausführungsform
Ein System und ein PM-Sensor gemäß einer vierten Ausführungsform haben die gleichen Regelungen wie der in den 1 und 2 gezeigte PM-Sensor. In dem System der vierten Ausführungsform wird zusätzlich zu dem Prozess zur Entfernung der Harnstoff-verwandten Substanz, wenn diese abgeschieden ist, wie es in 1 gezeigt ist, ein Prozess zur Aufrechterhaltung einer Situation, in der die Harnstoff-verwandte Substanz nicht abgeschieden ist, durchgeführt.
Es ist hier zu beachten, dass, wenn zum Beispiel, eine Ansaugluftmenge Ga groß ist, die Strömungsrate der Abgase zunimmt, so dass die Harnstoff-verwandte Substanz dazu neigt, strömungsabwärts eines SCR-Systems 8 ausgestoßen zu werden. Entsprechend neigt die Harnstoff-verwandte Substanz dazu, strömungsabwärts eines SCR-Systems 8 ausgestoßen zu werden, wenn ein Harnstoff-Äquivalenzverhältnis groß ist, insbesondere wenn eine große Menge Harnstoff eingespritzt wird oder wenn die Temperatur eines NOx-Katalysators 12 niedrig ist.
In dem System der vierten Ausführungsform wird daher in einer Umgebung wie sie oben beschrieben ist, in der erwartet wird, dass die Harnstoff-verwandte Substanz ausgestoßen wird, im Voraus ein Prozess durchgeführt, um die Abscheidung der Harnstoff-verwandten Substanz auf dem Element zu begrenzen. Insbesondere wird in einer Betriebssituation, in der erwartet wird, dass die Menge der auszustoßenden Harnstoff-verwandten Substanz zunimmt, die Temperatur des Elements so geregelt, dass sie nicht in den zweiten Temperaturbereich T2 von 130 bis 135°C, die eine Liquidustemperatur des Harnstoffs repräsentiert, und den dritten Temperaturbereich T3 von 175 bis 190°C, der den Biuretabbau-Temperaturbereich repräsentiert, fällt. Insbesondere der Abbau einer leitenden Harnstoff-verwandten Substanz, die das Sensorausgangssignal beeinflusst, kann dadurch im Voraus verhindert werden, so dass Veränderungen des Sensorausgangssignals begrenzt werden können.
8 ist ein Flussdiagramm, das eine durch eine Regelungseinheit durchgeführte Regelungsroutine gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die in 8 gezeigte Routine wird vor der in 4 gezeigten Routine durchgeführt. Insbesondere wird in der in 8 gezeigten Routine zuerst bestimmt, ob die momentane Betriebssituation derart ist, dass erwartet wird, dass die Harnstoff-verwandte Substanz ausgestoßen wird (S402). Die Betriebssituation, in dem erwartet wird, dass die Harnstoff-verwandte Substanz ausgestoßen wird, ist definiert und im Voraus in der Regelungseinheit 16 gespeichert. Somit wird hier bestimmt, ob die Betriebssituation der in der Regelungseinheit 16 gespeicherten Situation genügt.
Wenn in Schritt S402 nicht bestimmt wird, dass erwartet wird, dass die Harnstoff-verwandte Substanz ausgestoßen wird, ist die momentane Routine beendet. Wenn hingegen in Schritt S402 bestimmt wird, dass erwartet wird, dass die Harnstoff-verwandte Substanz ausgestoßen wird, wird als nächstes die momentane Elementtemperatur erfasst (S404). Die Elementtemperatur wird durch Erfassen eines Widerstandes der Heizeinrichtung erfasst.
Danach wird bestimmt, ob die Elementtemperatur in den zweiten Temperaturbereich T2 oder den dritten Temperaturbereich T3 fällt (S406). Der Temperaturbereich T2 repräsentiert den Liquidustemperaturbereich des Harnstoffs, und der Temperaturbereich T3 repräsentiert den Biuretabbau-Temperaturbereich. Wenn in Schritt S406 nicht bestimmt wird, dass die Temperatur in dem zweiten Temperaturbereich T2 oder den dritten Temperaturbereich T3 fällt, wird die Heizeinrichtung AUS-geschaltet (S408). Die momentane Routine ist danach beendet.
Wenn hingegen in Schritt S406 bestimmt wird, dass die Temperatur in den zweiten Temperaturbereich T2 oder den dritten Temperaturbereich T3 fällt, dann wird die Heizeinrichtung bestromt, um dadurch das Element zu erwärmen (S410). Wenn zum Beispiel die Temperatur in den zweiten Temperaturbereich T2 fällt, wird die Elementtemperatur so geregelt, dass sie in einen Bereich fällt, der höher als der zweite Temperaturbereich T2 und niedriger als der dritte Temperaturbereich T3 ist, oder gleich dem ersten Temperaturbereich T1, der höher als der dritte Temperaturbereich T3 ist. Alternativ, wenn die Elementtemperatur in den dritten Temperaturbereich T3 fällt, wird die Elementtemperatur so geregelt, dass sie in den ersten Temperaturbereich T1 fällt. Dies verhindert, dass die leitende Harnstoff-verwandte Substanz auf dem Element abgeschieden wird. Die momentane Routine ist danach beendet.
In der vierten Ausführungsform, nach Ende der oben beschriebenen und in 8 gezeigten Routine, wird anschließen die in 4 gezeigte die Routine durchgeführt. Selbst in einer Umgebung, in der die Harnstoff-verwandte Substanz leicht ausgestoßen wird, wird hier eine Regelung im Voraus durchgeführt, um zu gewährleisten, dass die Harnstoff-verwandte Substanz weniger leicht auf dem Element abgeschieden wird. In Schritt S110 ist es daher wahrscheinlicher, dass bestimmt wird, dass keine Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden ist (insbesondere ist es wahrscheinlich, dass bestimmt wird, dass Ausgabeänderungsgradient > erster Referenzwert Ref1 gilt). In diesem Fall kann die Messung der PM-Menge und die Bestimmung eines Fehlers des DPF 6, die darauf basiert, effizient fortgesetzt werden.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf einen Fall beschränkt, in dem die in 4 gezeigte Routine unmittelbar auf die in 8 gezeigte Routine folgt. Die mit Bezug auf 8 beschriebene Regelung gemäß der vierten Ausführungsform kann, wo es geeignet ist und unbeachtlich der 4, in einer Umgebung, in der die Abscheidung der Harnstoff-verwandten Substanz nicht wünschenswert ist, unabhängig durchgeführt werden. Dies verhindert effektiv, dass die sich in einem leitenden Zustand befindliche Harnstoff-verwandte Substanz auf dem Element des PM-Sensors 14 abgeschieden, wenn es notwendig ist.
Grundsätzlich sollte keine Anzahl, keine Menge, kein Betrag, kein Bereich oder dergleichen, die für ein Element der Ausführungsformen genannt sind, als begrenzend aufgefasst werden, solange dies nicht explizit zum Ausdruck gebracht ist oder insbesondere definiert ist. Ferner sollten Strukturen, Herstellungsschritte und dergleichen, die in den Ausführungsformen beschrieben sind, grundsätzlich nicht als wesentlich für die vorliegende Erfindung angesehen werden, solange dies nicht ausdrücklich erwähnt oder insbesondere definiert ist.
Bezugszeichenliste

2: Verbrennungsmotor
4: Abgaskanal
8: SCR-System
10: Einspritzventil
12: NOx-Katalysator
14: PM-Sensor
16: Regelungseinheit
18: Isolierungssubstrat
20, 22: Elektrode
Ref 1: erster Referenzwert
Ref 2: zweiter Referenzwert
T1: erster Temperaturbereich
T2: zweiter Temperaturbereich
T3: dritter Temperaturbereich
t1: Referenzzeit

Claims

Regelungsvorrichtung (16) für einen Verbrennungsmotor (2), wobei der Verbrennungsmotor (2) umfasst: ein SCR-System (8), das in einem Abgaskanal (4) angeordnet ist; und einen Partikelsensor (14), der strömungsabwärts des SCR-Systems (8) angeordnet ist, wobei der Partikelsensor (14) dazu geeignet ist, ein Ausgangssignal zu erzeugen, das einer Menge an auf einem Element abgeschiedenen Partikeln entspricht, und wobei die Regelungsvorrichtung (16) umfasst: ein Erfassungsmittel zur Erfassung einer Situation des Elements, auf dem eine Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden ist; und ein Temperaturregelungsmittel zur Durchführung einer Regelung, um die Temperatur des Elements auf einen ersten Temperaturbereich zu bringen, wenn die Situation, in der die Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden wird, erfasst wird, wobei der erste Temperaturbereich höher als eine Temperatur ist, bei der die Harnstoff-verwandte Substanz verdampft, und niedriger als eine Temperatur ist, bei der die Partikel verbrennen; dadurch gekennzeichnet, dass: die Regelungsvorrichtung ein Partikelentfernungsmittel zur Durchführung eines Prozesses zur Entfernung von auf einem Katalysator (12) des SCR-Systems (8) abgeschiedenen Partikeln, wenn die Situation erfasst wird, dass die Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden ist, umfasst.
Regelungsvorrichtung (16) für einen Verbrennungsmotor (2) nach Anspruch 1, wobei: das Erfassungsmittel die Situation, in der die Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden wird, auf der Grundlage eines Änderungsbetrags eines Ausgangssignals des Partikelsensors (14) erfasst.
Die Regelungsvorrichtung (16) für einen Verbrennungsmotor (2) nach Anspruch 1, wobei der Verbrennungsmotor (2) ferner umfasst: ein Filter (6), das entlang des Abgaskanals (4) strömungsaufwärts des Partikelsensors (14) angeordnet ist, wobei das Filter dazu geeignet ist, in Abgasen enthaltene Partikel aufzufangen, wobei: das Partikelentfernungsmittel auf dem Katalysator (12) abgeschiedene Partikel entfernt, indem es einen Prozess zur Entfernung von auf dem Partikelauffangfilter (6) angehäuften Partikeln durchführt.
Regelungsvorrichtung (16) für einen Verbrennungsmotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: das Partikelentfernungsmittel den Prozess zur Entfernung der Partikel durchführt, indem es eine Regelung zur Erhöhung einer Temperatur der Abgase des Verbrennungsmotors (2) durchführt.
Regelungsvorrichtung (16) für einen Verbrennungsmotor (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: das Partikelentfernungsmittel den Prozess zur Entfernung der Partikel durchführt, wenn das Erfassungsmittel die Situation, in der die Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden wird, mehrmals hintereinander erfasst.
Regelungsvorrichtung (16) für einen Verbrennungsmotor (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Verbrennungsmotor (2) umfasst: ein Filter (6), das entlang des Abgaskanals (4) strömungsaufwärts des Partikelsensors (14) angeordnet ist, wobei das Filter (6) dazu geeignet ist, in Abgasen enthaltene Partikel abzufangen, wobei die Regelungsvorrichtung (16) umfasst: ein Mittel zur Bestimmung, auf der Grundlage des Ausgangssignals des Partikelsensors (14), ob das Partikelauffangfilter (6) fehlerhaft ist, wobei: wenn das Erfassungsmittel das letzte Mal die Situation erfasst hat, in der die Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden wird, das Temperaturregelungsmittel eine Temperatur des Elements so erhöht, dass sie in den ersten Temperaturbereich fällt, wenn die Fehlerbestimmung dieses Mal durchzuführen ist; und das Bestimmungsmittel in einer Situation, in der die Temperatur des Elements so geregelt wird, dass sie in den ersten Temperaturbereich fällt, bestimmt, ob das Partikelauffangfilter (6) fehlerhaft ist.
Regelungsvorrichtung (16) für einen Verbrennungsmotor (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Verbrennungsmotor (2) umfasst: ein Filter (6), das entlang des Abgaskanals (4) strömungsaufwärts des Partikelsensors (14) angeordnet ist, wobei das Filter (6) dazu geeignet ist, in Abgasen enthaltene Partikel abzufangen; und wobei die Regelungsvorrichtung (16) umfasst: ein Mittel zur Bestimmung, auf der Grundlage des Ausgangssignals des Partikelsensors (14), ob das Partikelauffangfilter (6) fehlerhaft ist, wobei: wenn das letzte Mal bestimmt worden ist, dass das Partikelauffangfilter (6) fehlerhaft ist, das Temperaturregelungsmittel eine Temperatur des Elements so erhöht, dass sie in den ersten Temperaturbereich fällt, wenn dieses Mal bestimmt wurde, dass das Partikelauffangfilter (6) fehlerhaft ist oder nicht; und das Bestimmungsmittel in einer Situation, in der die Temperatur des Elements so geregelt wird, dass sie in den ersten Temperaturbereich fällt, bestimmt, ob das Partikelauffangfilter (6) dieses Mal fehlerhaft ist.
Die Regelungsvorrichtung (16) für einen Verbrennungsmotor (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei: wenn eine vorbestimmte Betriebssituation, in der die Harnstoff-verwandte Substanz ausgestoßen wird, erfasst wird, das Temperaturregelungsmittel die Temperatur des Elements so regelt, dass sie außerhalb eines Harnstoff-Liquidustemperaturbereichs und eines Biuretabbau-Temperaturbereichs liegt und niedriger als die Temperatur ist, bei der die Partikel verbrennen.
Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors (2) mit einer Regelungsvorrichtung (16), wobei der Verbrennungsmotor (2) umfasst: ein SCR-System (8), das in einem Abgaskanal (4) angeordnet ist; und einen Partikelsensor (14), der strömungsabwärts des SCR-Systems (8) angeordnet ist, wobei der Partikelsensor (14) dazu geeignet ist, ein Ausgangssignal zu erzeugen, das einer Menge von auf einem Element abgeschiedenen Partikeln entspricht, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Regeln einer Temperatur des Elements so, dass sie außerhalb eines Harnstoff-Liquidustemperaturbereichs und eines Biuretabbau-Temperaturbereichs liegt und niedriger als eine Temperatur ist, bei der die Partikel verbrennen, wenn eine vorbestimmte Betriebssituation, in der die Harnstoff-verwandte Substanz in den Abgaskanal (4) abgegeben wird, erfasst wird; und Entfernen von auf einem Katalysator (12) des SCR-Systems (8) abgeschiedenen Partikeln, wenn die Situation, dass die Harnstoff-verwandte Substanz abgeschieden wird, erfasst wird.