DE112012006410B4

DE112012006410B4 - Abgasreinigungsvorrichtung für Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE112012006410B4
Application number: DE112012006410.0T
Authority: DE
Inventors: c/o TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI KAI Takaoka Kazuya; c/o TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI KAISH Kidokoro Toru
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-05-22
Filing date: 2012-05-22
Publication date: 2020-04-16
Anticipated expiration: 2032-05-23
Also published as: RU2594090C9; US9550149B2; JPWO2013175572A1; AU2012380501A1; RU2014148067A; GB2517376A; DE112012006410T5; KR101643494B1; CN104334844B; AU2012380501B2; US20150132187A1; KR20150003907A; RU2594090C2; WO2013175572A1; JP6240068B2; IN2014DN10230A; CN104334844A; BR112014029076A2; GB2517376B

Abstract

Abgasreinigungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine (1), aufweisend:
einen Katalysator (7) zur selektiven Reduktion von NOx, welcher in einem Abgasdurchlass (3) einer Verbrennungskraftmaschine (1) vorgesehen ist, um NOx durch ein zu diesem zugeführtes Reduktionsmittel zu reduzieren;
eine Zuführvorrichtung (6), welche Harnstoff von stromaufwärts des Katalysators (7) zur selektiven Reduktion von NOx zu dem Katalysator (7) zur selektiven Reduktion von NOx zuführt;
einen Filter (5), welcher in dem Abgasdurchlass (3) stromaufwärts der Zuführvorrichtung (6) vorgesehen ist, um Partikel in dem Abgas aufzunehmen;
einen PM-Sensor (17), welcher den Betrag von Partikeln im Abgas stromabwärts des Katalysators (7) zur selektiven Reduktion von NOx misst; und
einen Deaktivierungsteil (10), welcher eine Ermittlung einer Fehlfunktion des Filters (5) unter Verwendung eines Messwerts des PM-Sensors (17) deaktiviert, wenn die Menge an Partikeln, welche an dem Katalysator (7) zur selektiven Reduktion von NOx anhaften, gleich oder größer als eine Schwelle ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasreinigungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine.
Stand der Technik
Patentdokument 1 beschreibt einen Katalysator zur selektiven Reduktion von NOx (welcher nachfolgend auch einfach als „NOx-Katalysator“ bezeichnet ist) und einen PM-Sensor, welcher stromabwärts eines Filters zum Aufnehmen von Partikel (welche nachfolgend manchmal als „PM“ bezeichnet sind) im Abgas vorgesehen ist.
Patentdokument 2 beschreibt, dass die Ablagerung von im Abgas enthaltenen PM (Partikeln) auf einem Katalysator den katalytischen Effekt verschlechtert.
Patentdokument 3 beschreibt, dass eine Ermittlung hinsichtlich des Grades der Verschlechterung des Katalysators behindert bzw. unterbunden ist, oder ein Ausgeben eines Ergebnisses einer Ermittlung hinsichtlich des Grades der Verschlechterung des Katalysators behindert bzw. unterbunden ist, wenn ermittelt wird, dass sich ein Katalysator in einem „vergifteten“ Zustand befindet.
Patentdokument 4 beschreibt, dass die Anhaftung von HC, SOF und PM usw. an einem Abgasreinigungskatalysator zu einer Verschlechterung (Vergiftung) der Reinigungsfunktion führt.
Patentdokument 5 beschreibt, dass eine Veränderung der Kapazität, welche durch eine Anhaftung von kondensiertem Wasser an einem Elektrodenteil eines PM-Sensors hervorgerufen wird, wesentlich größer ist als eine Veränderung der Kapazität, welche durch eine Anhaftung von PM an dem Elektrodenteil des PM-Sensors hervorgerufen wird, da Flüssigkeiten, wie kondensiertes Wasser, eine höhere elektrische Leitfähigkeit besitzen als PM, dessen Hauptbestandteil Kohlenstoff ist.
Selbst wenn ein Filter stromaufwärts eines NOx-Katalysators vorgesehen ist, durchläuft ein bestimmter Betrag von PM den Filter und folglich haftet PM in einigen Fällen an dem NOx-Katalysator an. Falls der Filter beispielsweise einen Riss bzw. Bruch aufweist, haftet ein großer Betrag an PM an dem NOx-Katalysator an. Falls die Oberfläche des NOx-Katalysators mit an dem NOx-Katalysator anhaftenden PM bedeckt ist, wird die Hydrolyse von Harnstoff behindert. Folglich durchläuft Harnstoff den NOx-Katalysator ohne dazu verwendet zu werden, NOx in dem NOx-Katalysator zu entfernen. Falls solcher Harnstoff an dem PM-Sensor anhaftet, beeinflusst der Harnstoff den Ausgangswert des PM-Sensors, was möglicherweise zu einer Verschlechterung der Genauigkeit der PM-Erfassung führt. In dem Fall, bei welchem eine Abdeckung zum Schutz eines PM-Sensorelements vorgesehen ist, kann PM das Element kaum erreichen, falls ein Reduktionsmittel an der Abdeckung anhaftet, was möglicherweise zu einer Verschlechterung der Genauigkeit der PM-Erfassung führt. Obwohl eine Fehlfunktion des Filters unter Verwendung des PM-Sensors ermittelt werden kann, macht eine Anhaftung von Harnstoff an dem PM-Sensor die Ermittlung einer Filter-Fehlfunktion schwierig.
Dokumente des Standes der Technik
Patentdokumente

Patentdokument 1: Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung mit der Nummer JP 2010 - 229 957 A
Patentdokument 2: Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung mit der Nummer JP 2002 - 136 842 A
Patentdokument 3: Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung mit der Nummer JP 2010 - 248 952 A
Patentdokument 4: Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung mit der Nummer JP 2000 - 008 840 A
Patentdokument 5: Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung mit der Nummer JP 2010 - 275 917 A

Kurzfassung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der vorstehend beschriebenen Probleme gemacht und es ist Aufgabe der Erfindung, die Verschlechterung der Genauigkeit einer Ermittlung einer Fehlfunktion eines Filters.
Mittel zum Lösen der Probleme
Um die vorstehende Aufgabe zu erreichen, weist eine Abgasreinigungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung auf:

einen Katalysator zur selektiven Reduktion von NOx, welcher in einem Abgasdurchlass einer Verbrennungskraftmaschine vorgesehen ist, um NOx durch ein zugeführtes Reduktionsmittel zu reduzieren;
eine Zuführvorrichtung, welche Harnstoff von stromaufwärts des Katalysators zur selektiven Reduktion von NOx zu dem Katalysator zur selektiven Reduktion von NOx führt;
einen Filter, welcher in dem Abgasdurchlass stromaufwärts der Zuführvorrichtung vorgesehen ist, um Partikel in dem Abgas aufzunehmen;
einen PM-Sensor, welcher den Betrag von Partikeln im Abgas stromabwärts des Katalysators zur selektiven Reduktion von NOx misst; und
einen Deaktivierungsteil, welcher eine Ermittlung einer Fehlfunktion des Filters unter Verwendung eines Messwerts des PM-Sensors deaktiviert, wenn die Menge an Partikeln, welche an dem Katalysator zur selektiven Reduktion von NOx anhaften, gleich oder größer als eine Schwelle bzw. ein Grenzwert ist.

Harnstoff, welcher durch die Zuführvorrichtung zu dem NOx-Katalysator geführt wird, wird in dem NOx-Katalysator zu Ammoniak hydrolysiert. Ammoniak wird als Reduktionsmittel in dem NOx-Katalysator verwendet. Mit anderen Worten, NOx wird durch das Vorliegen von Ammoniak reduziert. Der Betrag von Partikeln (PM), welche an dem Katalysator zur selektiven Reduktion anhaften, kann beispielsweise basierend auf dem Betrag von PM, welcher von der Verbrennungskraftmaschine abgegeben wird, oder dem Betrag von PM, welcher durch einen Sensor stromaufwärts des NOx-Katalysators gemessen wird, bestimmt oder gemessen werden.
Falls ein großer Betrag an PM an dem NOx-Katalysator anhaftet, wenn Harnstoff durch die Zufuhrvorrichtung zugeführt wird, wird die Hydrolyse von Harnstoff durch PM behindert. Ein Teil des Harnstoffes, welcher nicht hydrolysiert wird, reduziert NOx in dem NOx-Katalysator nicht und strömt nach stromabwärts des NOx-Katalysators aus. Harnstoff durchläuft auf diese Art und Weise teilweise den NOx-Katalysator, um an einem PM-Sensor anzuhaften. Falls Harnstoff an dem PM-Sensor anhaftet, verändern sich von dem PM-Sensor ausgegebene Werte, was eine exakte Messung von PM schwierig macht.
Eine Ermittlung einer Fehlfunktion des Filters kann mit einem Messwert des PM-Sensors ausgeführt werden. Wenn der durch den PM-Sensor gemessene PM der PM ist, der durch den Filter durchgeht, gilt, je größer der Messwert des PM-Sensors ist, desto höher ist der zu berücksichtigende Grad der Fehlfunktion des Filters. Beispielsweise, falls der Filter einen Riss bzw. Bruch aufweist, gilt, je größer der Bereich der Rissöffnung ist, desto größer ist die Menge an PM, die durch den Filter durchgeht. Die Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters kann eine Ermittlung, ob der Filter fehlerhaft ist, und eine Ermittlung hinsichtlich des Grads der Fehlfunktion des Filters enthalten.
Wenn Harnstoff an dem PM-Sensor anhaftet, verändert sich der Messwert des PM-Sensors aufgrund des Harnstoffs. Wenn dies der Fall ist, kann eine Durchführung einer Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters mit einem durch den PM-Sensor gemessenen Wert zu einer fehlerhaften Ermittlung führen. Allerdings können, da der Deaktivierungsteil die Ermittlung einer Fehlfunktion des Filters mit dem Messwert des PM-Sensors deaktiviert, Fehler bei der Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters reduziert werden.
Die Ermittlung einer Fehlfunktion des Filters kann mit anderen Verfahren außer mit einem Messwert des PM-Sensors ausgeführt werden. Die vorstehend erwähnte Schwelle ist ein Betrag an PM, der eine Hydrolyse des Harnstoffs in dem NOx-Katalysator verhindert. Die Schwelle kann der Betrag an dem NOx-Katalysator anhaftenden PM sein, bei dem der Betrag an Harnstoff, der durch den NOx-Katalysator durchgeht, einen zulässigen Bereich übersteigt.
Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann ferner einen Beschränkungsteil aufweisen, der die Zuführung von Harnstoff durch die Zuführvorrichtung beschränkt, wenn den Betrag von Partikeln, welche an dem Katalysator zur selektiven Reduktion von NOx anhaften, gleich oder größer als eine Schwelle ist.
Der Beschränkungsteil beschränkt die Zufuhr an Harnstoff bei einem Zustand, bei dem der Harnstoff durch den NOx-Katalysator durchgeht. Insbesondere beschränkt, wenn die Menge an dem NOx-Katalysator anhaftenden Partikeln gleich oder größer als die Schwelle ist, der Beschränkungsteil die Zufuhr des Harnstoffs. Die Beschränkung der Zufuhr des Harnstoffs kann das Deaktivieren (Aufschieben) der Zufuhr an Harnstoff und das Reduzieren der Menge an zugeführten Harnstoff enthalten. Durch Beschränken der Zufuhr des Harnstoffs auf diese Weise kann die Menge des durch den NOx-Katalysator durchgehenden Harnstoffs verringert werden, und daher kann das Anhaften des Harnstoffs an dem PM-Sensor verhindert werden. Folglich kann eine Abnahme der Genauigkeit der Messung durch den PM-Sensor verhindert werden.
Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Teil zum Entfernen bzw. ein Entfernungsteil enthalten, welches an dem Katalysator zur selektiven Reduktion von NOx anhaftende Partikel entfernt, wenn der Betrag von Partikeln, welche an dem Katalysator zur selektiven Reduktion von NOx anhaften, gleich oder größer als die Schwelle ist.
Die an dem NOx-Katalysator anhaftenden PM können beispielsweise durch Erhöhen der Temperatur des in den NOx Katalysator strömenden Abgases oder Aufheizen des NOx-Katalysators entfernt werden. Falls PM von dem NOx-Katalysator entfernt sind, wird die Hydrolyse von Harnstoff gefördert und dadurch kann die Anhaftung von Harnstoff an dem PM-Sensor reduziert werden.
In der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann, wenn ein integrierter Wert des Betrags von den Filter durchlaufenden Partikeln gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, der Betrag von Partikeln, welche an dem Katalysator zur selektiven Reduktion von NOx anhaften, gleich oder größer als die Schwelle sein.
In dem Fall, bei welchem ein Filter stromaufwärts des NOx-Katalysators vorgesehen ist, werden PM durch den Filter aufgenommen. Folglich ist der Betrag von PM, welche an dem NOx-Katalysator anhaften, gering, solange sich der Filter in einem normalen Zustand befindet. Andererseits, falls bei dem Filter eine Fehlfunktion, wie eine Rissbildung, auftritt, durchlaufen PM den Filter und haften an dem NOx-Katalysator an. Da der integrierte Wert des Betrags von PM, welche den Filter durchlaufen, und der Betrag von PM, welche an dem NOx-Katalysator anhaften, miteinander korrelieren, kann der Betrag von PM, welche an dem NOx-Katalysator anhaften, basierend auf dem integrierten Wert von den Filter durchlaufenden PM bestimmt bzw. abgeschätzt werden. Daher kann, wenn der integrierte Wert des Betrags an PM, welche den Filter durchlaufen, gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, gefolgert werden, dass der Betrag von PM, welche an dem NOx-Katalysator anhaften, gleich oder größer als die Schwelle ist. Der vorstehend erwähnte vorbestimmte Wert entspricht einem Wert, bei welchem die Hydrolyse von Harnstoff in dem NOx-Katalysator behindert wird. Der vorbestimmte Wert kann einem Wert entsprechen, bei welchem der Betrag von Harnstoff, welcher den NOx-Katalysator durchläuft, gerade einen zulässigen Bereich überschreitet. Der Betrag von PM, welche den Filter durchlaufen, kann basierend auf einem angenommenen Grad der Fehlfunktion des Filters ermittelt werden.
Bei der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann, wenn ein Messwert des PM-Sensors durch bzw. um eine Differenz gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert von einem angenommenen normalen Bereich abweicht, der Betrag von Partikeln, welche an dem Katalysator zur selektiven Reduktion von NOx anhaften, gleich oder größer als die Schwelle sein.
Der Messwert des PM-Sensors verändert sich mit dem Betrag PM, welche von der Verbrennungskraftmaschine abgegeben werden. Der Betrag von PM, welche von der Verbrennungskraftmaschine abgegeben werden, wird gemäß dem Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine ermittelt. In dem Fall, bei welchem die Vorrichtung einen Filter besitzt, verändert sich der Messwert des PM-Sensors ebenso mit dem Betrag an PM, welche den Filter durchlaufen. Falls sich der PM-Sensor in einem normalen Zustand befindet, fällt der Messwert des PM-Sensors in einen spezifischen Bereich. Der angenommene normale Bereich entspricht diesem spezifischen Bereich. Andererseits, wenn Harnstoff an dem PM-Sensor anhaftet, verändert sich der Messwert des PM-Sensors aufgrund der Auswirkungen des Harnstoffes. Folglich weichen Messwerte des PM-Sensors von dem angenommenen normalen Bereich ab. Falls die Abweichung gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, wird berücksichtigt, dass Harnstoff an dem PM-Sensor anhaftet. Mit anderen Worten, es kann gefolgert werden, dass der Betrag von PM, welche an dem NOx-Katalysator anhaften, gleich oder größer als die Schwelle ist. Der vorstehend erwähnte vorbestimmte Wert kann dem kleinsten absoluten Wert der Differenz zwischen dem angenommenen normalen Bereich des Messwerts des PM-Sensors und den Messwerten des PM-Sensors in dem Zustand, bei welchem Harnstoff an dem PM-Sensor anhaftet, entsprechen.
Bei der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Beschränkungsteil den Betrag von Partikeln, welche den Filter durchlaufen, unter der Annahme bestimmen bzw. abschätzen, dass der Grad der Fehlfunktion des Filters einem vorbestimmten Grad entspricht.
Da sich der Betrag von PM, welche den Filter durchlaufen, gemäß dem Grad der Fehlfunktion des Filters verändert, verändert sich ebenso der Betrag von PM, welche an dem NOx-Katalysator anhaften. Mit anderen Worten, der Grad der Fehlfunktion des Filters und den Betrag von PM, welche an dem NOx-Katalysator anhaften, korrelieren miteinander. Daher kann unter der Annahme, dass der Grad der Fehlfunktion des Filters einem vorbestimmten Grad entspricht, der Betrag von Partikeln, welche an dem NOx-Katalysator anhaften, bestimmt bzw. abgeschätzt werden. Der Grad der Fehlfunktion des Filters kann dem Grad der Abnahme der PM-Aufnahmerate, oder der Riss- bzw. Bruch-Rate des Filters entsprechen. Der Grad der Fehlfunktion des Filters kann einem Verhältnis des Betrags an PM, welche aus dem Filter ausströmen, zu dem Betrag an PM, welche in den Filter einströmen, in einem vorbestimmten Betriebszustand, entsprechen. Der vorbestimmte Wert des Grades der Fehlfunktion des Filters kann beliebig spezifiziert sein, dieser kann jedoch in der folgenden Art und Weise ermittelt werden.
Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann insbesondere mit einem Differenzdrucksensor vorgesehen sein, welcher die Differenz zwischen dem Druck in dem Abgasdurchlass stromaufwärts des Filters und dem Druck in dem Abgasdurchlass stromabwärts des Filters misst, und der vorbestimmte Grad der Fehlfunktion des Filters kann dem niedrigsten Grad der Fehlfunktion entsprechen, bei welchem es mittels des Differenzdrucksensors möglich ist zu ermitteln, dass der Filter fehlerhaft ist.
Falls der vorbestimmte Grad der Fehlfunktion des Filters zu niedrig ist, ist in Fällen, bei denen der Grad der Fehlfunktion des Filters höher als angenommen ist, der Betrag von PM, welche tatsächlich an dem NOx-Katalysator anhaften, größer als der bestimmte bzw. geschätzte Betrag von PM, welche an dem NOx-Katalysator anhaften, wie beispielsweise in dem Fall, wenn der Filter entfernt ist. Dann wird der PM-Sensor abnormal, bevor die Zuführung von Harnstoff deaktiviert wird. Andererseits, falls der vorbestimmte Grad der Fehlfunktion des Filters zu hoch ist, wird die Zuführung von Harnstoff häufig deaktiviert, was möglicherweise zu einer Abnahme der Entfernungsrate von NOx führt. Darüber hinaus besteht eine Wahrscheinlichkeit, dass die Anzahl der Durchführungen einer Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters abnimmt.
Wenn der Grad der Fehlfunktion des Filters niedrig ist, wie in dem Fall, wenn der Filter einen kleinen Riss aufweist, ist der Messwert des Differenzdrucksensors beinahe gleich diesem wie in dem Fall, bei welchem sich der Filter in einem normalen Zustand befindet. Daher kann eine Fehlfunktion des Filters mittels des Differenzdrucksensors lediglich dann ermittelt werden, wenn der Grad der Fehlfunktion des Filters relativ hoch ist. Andererseits ist, wenn der Grad der Fehlfunktion des Filters relativ hoch ist, die Genauigkeit der Messung durch den PM-Sensor verschlechtert, da der Betrag von Harnstoff, welcher an dem PM-Sensor anhaftet, groß ist.
Falls der vorbestimmte Wert der Fehlfunktion des Filters dem niedrigsten Grad der Fehlfunktion entspricht, bei welchem es mittels des Differenzdrucksensors möglich ist zu ermitteln, dass der Filter fehlerhaft ist, kann verhindert werden, dass die Zuführung von Harnstoff häufig beschränkt wird. Andererseits kann in Fällen, bei denen der Grad der Fehlfunktion des Filters hoch ist, wie beispielsweise in dem Fall, wenn der Filter entfernt ist, eine Ermittlung hinsichtlich der Fehlfunktion des Filters unter Verwendung des Differenzdrucksensors durchgeführt werden.
Wie vorstehend dargelegt, kann bei der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters basierend auf einem Messwert des Differenzdrucksensors durchgeführt werden, wenn der Grad der Fehlfunktion des Filters gleich oder größer als der vorbestimmte Grad ist, und wenn der Grad der Fehlfunktion des Filters niedriger bzw. kleiner als der vorbestimmte Grad ist, kann eine Ermittlung hinsichtlich der Fehlfunktion des Filters basierend auf einem Messwert des PM-Sensors durchgeführt werden.
Wie vorstehend beschrieben ist, kann eine Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters mittels des Differenzdrucksensors durchgeführt werden, selbst wenn der PM-Sensor ein Problem aufweist. Dadurch kann eine Abnahme der Genauigkeit der Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters verhindert werden.
Vorteilhafter Effekt der Erfindung
Die vorliegende Erfindung kann eine Abnahme der Genauigkeit der Ermittlung einer Fehlfunktion des Filters verhindern.
Figurenliste

1 ist eine Abbildung, welche die Gesamtkonfiguration einer Abgasreinigungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß einer ersten und zweiten Ausführungsform zeigt.
2 ist eine schematische Abbildung, welche die Struktur eines PM-Sensors zeigt.
3 ist ein Zeitdiagramm, welches die Veränderung des Messwerts des PM-Sensors im Zeitverlauf in einem Fall zeigt, bei welchem sich ein Filter in einem normalen Zustand befindet, und in einem Fall zeigt, bei welchem der Filter fehlerhaft ist.
4 ist ein Zeitdiagramm, welches die Veränderung des Messwerts des PM-Sensors im Zeitverlauf in einem Fall zeigt, bei welchem sich dieser in einem normalen Zustand befindet, und in einem Fall zeigt, bei welchem dieser abnormal ist.
5 ist ein Graph, welcher eine Beziehung zwischen der Fahrzeit eines mit der Verbrennungskraftmaschine ausgerüsteten Fahrzeugs und dem integrierten Wert des Betrags von PM, welche den Filter durchlaufen (der durchlaufende PM-Betrag), zeigt.
6 ist ein Flussdiagramm des Vorganges zur Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters bei der ersten Ausführungsform.
7 ist ein Graph, welcher die Beziehung zwischen dem Grad der Fehlfunktion (Riss-Rate) des Filters und dem integrierten Wert des durchlaufenden PM-Betrags über eine vorbestimmte Fahrzeit des mit der Verbrennungskraftmaschine ausgerüsteten Fahrzeugs zeigt.
8 ist ein Flussdiagramm des Vorganges zur Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters bei der zweiten Ausführungsform.

Ausführungsformen zum Ausführen der Erfindung
Im Folgenden sind spezifische Ausführungsformen der Abgasreinigungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Abbildungen beschrieben.
< Ausführungsform 1>
1 ist eine Abbildung, welche die Gesamtkonfiguration einer Abgasreinigungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß der Ausführungsform zeigt. Die in 1 gezeigte Verbrennungskraftmaschine 1 kann entweder ein Ottomotor oder ein Dieselmotor sein.
Die Verbrennungskraftmaschine 1 ist mit einem Einlassdurchlass 2 und einem Abgasdurchlass bzw. Auslassdurchlass 3 verbunden. Der Einlassdurchlass 2 ist mit einem Luft-Strömungsmesser 11 vorgesehen, welcher den Betrag von in den Einlassdurchlass 2 strömender Einlassluft misst. Andererseits ist der Abgasdurchlass 3 in der Reihenfolge ausgehend von der stromaufwärtigen Seite des Abgasstroms mit einem Oxidationskatalysator 4, einem Filter 5, einem Einspritzventil 6, einem Katalysator zur selektiven Reduktion von NOx 7 (welcher nachfolgend als der NOx-Katalysator 7 bezeichnet ist) vorgesehen.
Der Oxidationskatalysator 4 kann ein Katalysator mit einem Effekt durch Oxidation sein. Dieser kann beispielsweise ein Dreiwegekatalysator sein. Der Oxidationskatalysator 4 kann an dem Filter 5 getragen sein.
Der Filter 5 nimmt PM in dem Abgas auf. Der Filter 5 kann einen Katalysator tragen. Da der Filter 5 PM aufnimmt, werden PM allmählich auf dem Filter 5 abgelagert. Die auf dem Filter 5 abgelagerten PM können durch Oxidieren derselben durch das Durchführen eines so genannten Filter-Regenerationsvorganges, was der Verarbeitung zum deutlichen Anheben der Temperatur des Filters 5 entspricht, entfernt werden. Die Temperatur des Filters 5 kann beispielsweise durch Zuführen von HC zu dem Oxidationskatalysator 4 erhöht werden. Alternativ kann der Oxidationskatalysator 4 entfernt sein und eine Ausrüstung zum Anheben der Temperatur des Filters 5 kann vorgesehen sein. Als weitere Alternative kann die Temperatur des Filters 5 durch Abführen von Hochtemperatur-Gas von der Verbrennungskraftmaschine 1 angehoben werden.
Das Einspritzventil 6 spritzt eine wässrige Harnstofflösung ein. Die durch das Einspritzventil 6 eingespritzte wässrige Harnstofflösung wird in dem NOx-Katalysator 7 zu Ammoniak (NH₃) hydrolysiert, welches vollständig oder teilweise an dem NOx-Katalysator 7 anhaftet. Dieses Ammoniak wird in dem NOx-Katalysator 7 als Reduktionsmittel verwendet. Bei dieser Ausführungsform entspricht das Einspritzventil 6 der Zuführvorrichtung in der vorliegenden Erfindung. Alternativ kann eine Vorrichtung verwendet werden, welche anstatt der eingespritzten wässrigen Harnstofflösung Harnstoff im festen Zustand zuführt.
Der NOx-Katalysator 7 reduziert NOx in dem Abgas, wenn ein Reduktionsmittel vorliegt. Daher kann, falls Ammoniak im Voraus an dem NOx-Katalysator 7 adsorbiert wird, NOx durch Ammoniak in dem NOx-Katalysator 7 reduziert werden.
Ein erster Abgas-Temperatursensor 12, welcher die Temperatur des Abgases misst, ist in dem Abgasdurchlass 3 stromaufwärts des Oxidationskatalysators 4 vorgesehen. Ein zweiter Abgas-Temperatursensor 13, welcher die Temperatur des Abgases misst, ist in dem Abgasdurchlass 3 stromabwärts des Oxidationskatalysators 4 und stromaufwärts des Filters 5 vorgesehen. Ein dritter Abgas-Temperatursensor 14, welcher die Temperatur des Abgases misst, und ein erster NOx-Sensor 15, welcher die NOx-Konzentration in dem Abgas misst, sind in dem Abgasdurchlass 3 stromabwärts des Filters 5 und stromaufwärts des Einspritzventils 6 vorgesehen. Ein zweiter NOx-Sensors 16, welcher die NOx-Konzentration in dem Abgas misst, und ein PM-Sensor 17, welcher den Betrag von PM in dem Abgas misst, sind in dem Abgasdurchlass 3 stromabwärts des NOx-Katalysators 7 vorgesehen. Darüber hinaus ist der Abgasdurchlass 3 mit einem Differenzdrucksensor 20 vorgesehen, welcher die Differenz zwischen dem Druck in dem Abgasdurchlass 3 stromabwärts des Oxidationskatalysators 4 und stromaufwärts des Filters 5, und dem Druck in dem Abgasdurchlass 3 stromabwärts des Filters 5 und stromaufwärts des NOx-Katalysators 7 misst. Mithilfe des Differenzdrucksensors 20 kann der Differenzdruck über den Filter 5 (welcher nachfolgend ebenso als der Filter-Differenzdruck bezeichnet ist) gemessen werden. Es sind nicht alle der vorstehend beschriebenen Sensoren notwendig, sondern diese können nach Bedarf vorgesehen sein.
Die Verbrennungskraftmaschine 1 mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau ist mit einer ECU 10 ausgerüstet, welche einer elektronischen Steuerungseinheit zum Steuern der Verbrennungskraftmaschine 1 entspricht. Die ECU 10 steuert die Verbrennungskraftmaschine 1 im Ansprechen auf Betriebsbedingungen der Verbrennungskraftmaschine 1 und Anforderungen des Fahrers.
Die ECU 10 ist über eine elektrische Verkabelung mit einem Gaspedal-Öffnungsgradsensor 18, welcher ein elektrisches Signal ausgibt, das dem Betrag des Niederdrückens des Gaspedals entspricht, um eine Messung der Maschinenlast zu ermöglichen, und einem Kurbel-Positionssensor 19, welcher die Maschinendrehzahl misst, verbunden. Signale, welche von diesen Sensoren ausgegeben werden, werden in die ECU 10 eingegeben. Darüber hinaus ist die ECU 10 über eine elektrische Verkabelung mit dem Einspritzventil 6 verbunden, und das Einspritzventil 6 wird durch die ECU 10 gesteuert.
Die ECU 10 führt den vorgenannten Filter-Regenerationsvorgang aus, wenn der Betrag von PM, welche an dem Filter 5 abgelagert sind, einen vorbestimmten Betrag erreicht oder übersteigt. Der Filter-Regenerationsvorgang kann durchgeführt werden, wenn die Fahrstrecke eines mit der Verbrennungskraftmaschine 1 ausgerüsteten Fahrzeugs eine vorbestimmte Strecke erreicht oder überschreitet. Alternativ kann der Filter-Regenerationsvorgang bei regelmäßigen Intervallen durchgeführt werden.
Die ECU 10 führt eine Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters 5 basierend auf dem durch den PM-Sensor 17 gemessenen Betrag von PM durch. Wenn eine Fehlfunktion des Filters 5, wie eine Rissbildung, auftritt, nimmt der Betrag von PM, welche den Filter 5 durchlaufen, zu. Durch das Erfassen diese Zunahme des Betrags an PM durch den PM-Sensor 17 kann eine Fehlfunktion des Filters 5 ermittelt werden.
Beispielsweise wird eine Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters 5 durch Vergleichen des integrierten Wert des Betrags von PM über eine vorbestimmte Zeitphase, welcher basierend auf dem Messwert des PM-Sensors 17 berechnet wird, mit dem integrierten Wert des Betrags an PM über die vorbestimmte Zeitphase, welcher unter der Annahme berechnet wird, dass sich der Filter 5 in einem vorbestimmten Zustand befindet, durchgeführt.
2 ist eine schematische Abbildung, welche die Struktur des PM-Sensors 17 zeigt. Der PM-Sensor 17 ist ein Sensor, welcher ein elektrisches Signal ausgibt, das den Betrag von daran abgelagerten PM darstellt. Der PM-Sensor 17 besitzt ein Paar von Elektroden 171 und einen Isolator 172, welcher zwischen den beiden Elektroden 171 angeordnet ist. Während PM zwischen den beiden Elektroden 171 anhaften, verändert sich der elektrische Widerstand zwischen den beiden Elektroden 171. Da diese Veränderung des elektrischen Widerstandes mit dem Betrag an PM in dem Abgas korreliert, kann der Betrag von PM in dem Abgas basierend auf der Veränderung des elektrischen Widerstands gemessen werden. Dieser Betrag an PM kann der Masse an PM pro Zeiteinheit entsprechen. Alternativ kann dieser der Masse an PM über eine vorbestimmte Zeit entsprechen. Die Struktur des PM-Sensors 17 ist nicht auf die in 2 gezeigte beschränkt. Notwendig ist, dass der verwendete PM-Sensor von der Art ist, dass dieser PM misst und dass dessen Messwert durch die Auswirkungen von Harnstoff verändert wird.
Der PM-Sensor 17 ist stromabwärts des Filters 5 angeordnet. Dies bedeutet, dass PM, welche an dem PM-Sensor 17 anhaften, den PM entsprechen, welche den Filter 5 durchlaufen haben ohne durch den Filter 5 aufgenommen worden zu sein. Daher korreliert der Betrag von PM, welche an dem PM-Sensor 17 abgelagert werden, mit dem integrierten Wert des Betrags an PM, welche den Filter 5 durchlaufen haben.
3 ist ein Zeitdiagramm, welches die Veränderung des Messwerts des PM-Sensors 17 im Zeitverlauf in einem Fall zeigt, bei welchem sich der Filter 5 in einem normalen Zustand befindet, und in einem Fall zeigt, bei welchem der Filter 5 fehlerhaft ist. In dem Fall, bei welchem der Filter 5 fehlerhaft ist, werden PM schneller an dem PM-Sensor 17 abgelagert und entsprechend liegt der Zeitpunkt E, zu welchem der Messwert beginnt anzusteigen, früher als in dem Fall, bei welchem sich der Filter 5 in einem normalen Zustand befindet. Daher kann ermittelt werden, dass der Filter 5 fehlerhaft ist, falls beispielsweise der Messwert zu dem Zeitpunkt, wenn die verstrichene Zeit ausgehend von dem Start der Verbrennungskraftmaschine 1 eine vorbestimmte Zeit F erreicht, gleich oder größer als eine Schwelle ist. Die vorbestimmte Zeit F ist eine Zeitphase, bei welcher der Messwert des PM-Sensors in dem Fall, bei welchem sich der Filter in einem normalen Zustand befindet, nicht veranlasst wird anzusteigen, und bei welcher Messwert des PM-Sensors in dem Fall, bei welchem der Filter 5 fehlerhaft ist, veranlasst wird anzusteigen. Die vorbestimmte Zeit F wird beispielsweise basierend auf Experimenten ermittelt. Die Schwelle wird im Vorhinein beispielsweise basierend auf Experimenten als der kleinste Wert der Messwerte des PM-Sensors 17 in Fällen ermittelt, bei welchen der Filter 5 fehlerhaft ist.
Es kann vorkommen, dass der PM-Sensor 17 stromabwärts des Filters 5 und stromaufwärts des NOx-Katalysators 7 vorgesehen sein kann. Jedoch verkürzt die Anordnung des PM-Sensors 17 bei solch einer Position den Abstand von dem Filter 5 zu dem PM-Sensor 17. Falls dieser Fall vorliegt, besteht eine Wahrscheinlichkeit, dass PM, welche einen gerissenen bzw. gebrochenen Abschnitt des Filters 5 durchlaufen haben, die Stelle um den PM-Sensors 17 erreichen können, ohne in dem Abgas verteilt zu sein. Dann können in Abhängigkeit der Position des Risses in dem Filter 5 Fälle vorliegen, bei denen PM kaum an dem PM-Sensor 17 anhaftet und PM nicht erfasst werden. Dies kann zu einer Verschlechterung der Genauigkeit der Fehlfunktions-Ermittlung führen.
Im Gegensatz zu dem Vorstehenden ist bei dieser Ausführungsform der Abstand von dem Filter 5 zu dem PM-Sensor 17 groß, da der PM-Sensor 17 stromabwärts des NOx-Katalysators 7 angeordnet ist. Daher wurden PM, welche den Filter 5 durchlaufen haben, bei der Position um den PM-Sensor 17 verteilt. Daher ist es möglich, PM ungeachtet der Position des Risses in dem Filter 5 zu erfassen.
Da der PM-Sensor 17 jedoch stromabwärts des Einspritzventils 6 vorgesehen ist, besteht eine Wahrscheinlichkeit, dass ein Reduktionsmittel (Harnstoff), welches durch das Einspritzventils 6 eingespritzt wurde, an dem PM-Sensor 17 anhaftet. Die Anhaftung von Reduktionsmittel an dem PM-Sensor 17 kann eine Veränderung des Messwerts des PM-Sensors 17 hervorrufen. Falls PM an dem NOx-Katalysator 7 anhaften, wird die Hydrolyse von Harnstoff durch PM behindert. Ein Teil von Harnstoff, welcher nicht hydrolysiert wird, strömt aus dem NOx-Katalysator 7 aus, ohne in dem NOx-Katalysator 7 zu reagieren. Mit anderen Worten, falls der NOx-Katalysator 7 mit PM bedeckt ist, durchläuft Harnstoff den NOx-Katalysator 7. Falls solcher Harnstoff an dem PM-Sensor 17 anhaftet, resultiert dies in einer Veränderung des Messwerts des PM-Sensors 17.
4 ist ein Zeitdiagramm, welches die Veränderung des Messwerts des PM-Sensors 17 im Zeitverlauf in einem Fall zeigt, bei welchem sich dieser in einem normalen Zustand befindet, und in einem Fall zeigt, bei welchem dieser abnormal ist. Der Fall, bei welchem der Messwert abnormal ist, entspricht einem Fall, bei welchem Reduktionsmittel an dem PM-Sensor 17 anhaftet, um eine Veränderung des Messwerts hervorzurufen.
Im normalen Zustand nimmt der Messwert im Zeitverlauf zu. Der Messwert nimmt insbesondere mit dem Betrag an PM, welche an dem PM-Sensor 17 anhaften, zu. Andererseits kann der Messwert im abnormalen Zustand in einigen Fällen nicht nur zunehmen sondern abnehmen. Darüber hinaus kann es im abnormalen Zustand in einigen Fällen einige Zeit dauern, bis der Messwert beginnt anzusteigen. Falls Harnstoff an dem PM-Sensor 17 anhaftet und der abgelagerte Betrag davon einen vorbestimmten Betrag erreicht oder übersteigt, nimmt der Messwert des PM-Sensors 17 in gleicher Art und Weise zu wie in dem Fall, bei welchem PM an diesem abgelagert ist. Harnstoff verdampft jedoch bei einer niedrigeren Temperatur als PM. Folglich verdampft Harnstoff, welcher an dem PM-Sensor 17 anhaftet, wenn die Temperatur des Abgases der Verbrennungskraftmaschine 1 hoch ist. Dann nimmt der abgelagerte Betrag an Harnstoff ab, was zu einer Abnahme des Messwerts des PM-Sensors 17 führt. Dieses Phänomen tritt nicht auf, wenn ausschließlich PM an dem PM-Sensor 17 abgelagert ist.
Falls anhaftender Harnstoff auf der Abdeckung des PM-Sensors 17 abgelagert ist, können Öffnungen, welche auf der Abdeckung vorgesehen sind, in einigen Fällen verstopft sein. Falls die Öffnungen verstopft sind, können PM das Paar von Elektroden 171 nicht erreichen, so dass PM nicht erfasst werden. Dann dauert es einige Zeit, bis der Messwert anzusteigen beginnt.
Wie vorstehend beschrieben ist, verändert sich der Messwert des PM-Sensors 17, was die Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters 5 erschwert, falls Harnstoff aufgrund der Anhaftung von PM an dem NOx-Katalysator 7 den NOx-Katalysator 7 durchläuft. Angesichts dessen wird bei dieser Ausführungsform der Betrag von PM, welche an dem NOx-Katalysator 7 anhaften (welcher nachfolgend ebenso als PM-Ablagerungsbetrag bezeichnet ist), bestimmt bzw. abgeschätzt oder gemessen, und falls der PM-Ablagerungsbetrag eine Schwelle erreicht oder übersteigt, wird gefolgert, dass der Harnstoff den NOx-Katalysator 7 aufgrund der PM, welche an dem NOx-Katalysator 7 anhaften, durchläuft. Der PM-Ablagerungsbetrag korreliert mit dem integrierten Wert des Betrags von PM, welche den Filter 5 durchlaufen (welcher ebenso als der durchlaufende PM-Betrag bezeichnet ist). Daher wird der durchlaufende PM-Betrag abgeschätzt oder gemessen, und falls der integrierte Wert des durchlaufenden PM-Betrags einen vorbestimmten Wert erreicht oder übersteigt, wird gefolgert, dass der PM-Ablagerungsbetrag gleich oder höher als die Schwelle ist.
Bezug nehmend auf 4 kann, falls der tatsächliche Messwert des PM-Sensors 17 um eine Differenz gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert von einem angenommenen normalen Bereich abweicht, gefolgert werden, dass der Betrag von PM, welche an dem NOx-Katalysator 7 anhaften, gleich oder größer als die Schwelle ist. Der angenommene normale Bereich kann basierend auf dem von der Verbrennungskraftmaschine 1 abgegebenen Betrag an PM ermittelt werden. Der vorstehend erwähnte vorbestimmte Wert kann derart eingestellt sein, dass dieser dem kleinsten absoluten Wert der Differenz zwischen dem angenommenen normalen Bereich des Messwerts des PM-Sensors 17 und den Messwerten des PM-Sensors 17 in dem Zustand, bei welchem Harnstoff an dem PM-Sensor 17 anhaftet, entspricht. Wie aus 4 ersichtlich, kann der Messwert des PM-Sensors 17 abnehmen, wenn Harnstoff an dem PM-Sensor 17 anhaftet. Daher kann gefolgert werden, dass der Messwert des PM-Sensors 17 um eine Differenz gleich oder größer als der vorbestimmte Wert von dem angenommenen normalen Bereich abweicht, falls der Messwert des PM-Sensors 17 abnimmt.
Darüber hinaus wird, wenn der PM-Ablagerungsbetrag bzw. die PM-Ablagerungsmenge gleich oder größer als die Schwelle bzw. der Grenzwert ist, die Ermittlung einer Fehlfunktion des Filters 5 mit dem Messwert des PM-Sensors 17 deaktiviert. Anschließend kann zudem die Einspritzung der flüssigen Harnstofflösung durch das Einspritzventil 6 beschränkt werden. Alternativ kann die Verwendung des Messwerts des PM-Sensors 17 deaktiviert werden. Die Beschränkung der Einspritzung von wässriger Harnstofflösung durch das Einspritzventil 6 kann das Deaktivieren der Einspritzung von wässriger Harnstofflösung oder das Reduzieren der Menge von eingespritzter wässriger Harnstofflösung enthalten. In dem Fall, bei welchem der PM-Ablagerungsbetrag gleich oder größer als die Schwelle ist, kann die Einspritzung von wässriger Harnstofflösung durch das Einspritzventil 6 deaktiviert werden, falls der Betrag von in dem NOx-Katalysator 7 adsorbiertem Reduktionsmittel groß genug ist, um das Entfernen von NOx zu ermöglichen. Falls der Betrag von in dem NOx-Katalysator 7 adsorbiertem Reduktionsmittel nicht groß genug ist, um das Entfernen von NOx zu ermöglichen, kann die Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters 5 deaktiviert werden, während die Einspritzung von wässriger Harnstofflösung durch das Einspritzventil 6 ermöglicht wird.
Der PM-Ablagerungsbetrag nimmt gemäß dem integrierten Wert des durchlaufenden PM-Betrags zu. Daher wird angenommen, dass der PM-Ablagerungsbetrag einen zulässigen Bereich überschreitet, wenn der integrierte Wert des durchlaufenden PM-Betrags einen vorbestimmten Wert erreicht. Der zulässige Bereich des PM-Ablagerungsbetrags wird in einer Art und Weise ermittelt, dass der Betrag von Harnstoff, welcher den NOx-Katalysator 7 durchläuft, in einen zulässigen Bereich fällt. Der integrierte Wert des durchlaufenden PM-Betrags wird in folgender Art und Weise bestimmt bzw. abgeschätzt.
Zunächst wird der durchlaufende PM-Betrag unter der Annahme bestimmt, dass der Filter 5 eine Fehlfunktion, wie einen Riss bzw. Bruch, aufweist. Der durchlaufende PM-Betrag als solcher wird durch Multiplizieren des von der Verbrennungskraftmaschine 1 ausgegebenen Betrags von PM, welcher basierend auf dem Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine 1 ermittelt werden kann, mit einem vorbestimmten Wert berechnet. Der vorstehend erwähnte vorbestimmte Wert entspricht einem Verhältnis des Betrags von PM, welche aus dem Filter 5 heraus strömen, zu dem Betrag von PM, welche in den Filter 5 strömen, in einem Zustand, bei welchem der Filter 5 eine Fehlfunktion aufweist. Dieses Verhältnis wird nachfolgend als „Durchfluss-Rate“ bezeichnet.
Die Durchfluss-Rate verändert sich gemäß der Größe des Risses bzw. Bruchs des Filters 5 oder dem Grad der Rissbildung des Filters 5 (was nachfolgend als die Riss-Rate bezeichnet ist). Die Riss-Rate entspricht einem Wert, welcher den Grad der Fehlfunktion des Filters 5 darstellt, und kann basierend auf der PM-Aufnahme-Leistungsfähigkeit ermittelt werden. Wenn sich der Filter 5 beispielsweise in einem neuen Zustand befindet, beträgt die Riss-Rate 0 %, und wenn der Filter 5 PM überhaupt nicht aufnehmen kann, beträgt die Riss-Rate 100 %. Darüber hinaus wird die Riss-Rate als 100 % angenommen, wenn der Filter 5 entfernt ist.
Bei dieser Ausführungsform wird der durchlaufende PM-Betrag unter der Annahme spezifiziert, dass der Filter 5 eine vorbestimmte Riss-Rate besitzt. Der durchlaufende PM-Betrag wird durch Multiplizieren des von der Verbrennungskraftmaschine 1 ausgegebenen Betrags an PM mit der Durchfluss-Rate berechnet. Da der von der Verbrennungskraftmaschine 1 ausgegebene Betrag an PM mit der Maschinendrehzahl und der Kraftstoff-Einspritzmenge korreliert, wird die Beziehung zwischen diesen beispielsweise durch Experimente ermittelt und im Vorhinein als Kennfeld vorbereitet. Der von der Verbrennungskraftmaschine 1 abgegebene Betrag an PM wird aus der Maschinendrehzahl und der Kraftstoff-Einspritzmenge unter Verwendung dieses Kennfelds berechnet.
Die Durchfluss-Rate verändert sich in Zusammenhang mit dem Filter-Differenzdruck oder der Menge an Abgas, welches in den Filter 5 strömt. Daher wird die Beziehung zwischen der Durchfluss-Rate und dem Filter-Differenzdruck, oder die Beziehung zwischen der Durchfluss-Rate und der Menge an Abgas, welches in den Filter 5 strömt, beispielsweise durch Experimente ermittelt und im Vorhinein als ein Kennfeld vorbereitet, welches in der ECU 10 gespeichert ist. Wenn die Riss-Rate des Filters 5 beispielsweise ziemlich groß ist, ist die Durchfluss-Rate umso größer, je höher der Filter-Differenzdruck ist. Der Betrag von Abgas kann basierend auf der Einlassluftmenge der Verbrennungskraftmaschine 1 und der Menge an Kraftstoff, welcher zu der Verbrennungskraftmaschine 1 geführt wird, berechnet werden. Der integrierte Wert des durchlaufenden PM-Betrags kann durch wiederholtes Berechnen des durchlaufenden PM-Betrags pro vorbestimmter Zeit und Aufaddieren der Ergebnisse erhalten werden.
5 ist ein Graph, welcher eine Beziehung zwischen der Fahrzeit des mit der Verbrennungskraftmaschine 1 ausgerüsteten Fahrzeugs und dem integrierten Wert des den Filter 5 durchlaufenden PM-Betrags (dem durchlaufenden PM-Betrag) zeigt. Die Fahrzeit des Fahrzeugs kann durch die Fahrstrecke des Fahrzeugs ersetzt werden. Der integrierte Wert des durchlaufenden PM-Betrags korreliert mit dem Betrag an PM, welche an dem NOx-Katalysator 7 anhaften. Die Beziehung zwischen diesen kann im Vorhinein beispielsweise durch Experimente ermittelt werden. Wenn der integrierte Wert des durchlaufenden PM-Betrags den vorbestimmten Wert erreicht oder diesen übersteigt, erreicht der Betrag von PM, welche an dem NOx-Katalysator 7 anhaften, die Schwelle oder übersteigt diese. Dann wird die Verarbeitung zum Entfernen der an dem NOx-Katalysator 7 anhaftenden PM ausgeführt. Beispielsweise kann eine Heizvorrichtung an dem NOx-Katalysator 7 angebracht sein und PM kann durch Erhöhen der Temperatur des NOx-Katalysators 7 entfernt werden. Alternativ kann die Temperatur des in den NOx-Katalysator 7 strömenden Abgases erhöht werden, wie dies bei dem Regenerationsvorgang für den Filter 5 der Fall ist. Als weitere Alternative kann die Temperatur des in den NOx-Katalysators 7 strömenden Abgases durch Durchführen des Regenerationsvorganges für den Filter 5 erhöht werden. Da die an dem NOx-Katalysator 7 anhaftenden PM entfernt werden, nimmt der integrierte Wert des durchlaufenden PM-Betrags auf null ab. Bei dieser Ausführungsform entspricht die ECU 10, welche den Vorgang zum Entfernen von PM von dem NOx-Katalysator 7 ausführt, dem Teil zum Entfernen in der vorliegenden Erfindung.
Wenn der integrierte Wert des durchlaufenden PM-Betrags größer als der vorbestimmte Wert ist, und wenn der Vorgang zum Entfernen von PM von dem NOx-Katalysator 7 durchgeführt wird, wird die Ermittlung einer Fehlfunktion des Filters 5 mit dem Messwert des PM-Sensors 17 deaktiviert. Darüber hinaus wird die Menge an zugeführten Harnstoff beschränkt oder die Verwendung des Messwerts des PM-Sensors 17 wird deaktiviert.
6 ist ein Flussdiagramm des Vorganges zur Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters 5 bei dieser Ausführungsform. Diese Routine wird bei regelmäßigen Intervallen durch die ECU 10 ausgeführt.
Bei Schritt S101 wird ermittelt, ob der Regenerationsvorgang für den Filter 5 durchgeführt wurde. Das Durchführen des Regenerationsvorgangs für den Filter 5 entfernt an dem NOx-Katalysator 7 anhaftende PM und an dem PM-Sensor 17 anhaftenden Harnstoff. Mit anderen Worten, dieser Vorgang bewirkt, dass der integrierte Wert des durchlaufenden PM-Betrags gleich null wird. Diese Bedingung ist eine Vorbedingung.
Falls die bei Schritt S101 durchgeführte Ermittlung positiv ist, schreitet der Vorgang zu Schritt S102 voran. Andererseits, falls die Ermittlung negativ ist, wird diese Routine beendet, da die Vorbedingung nicht erfüllt ist.
Bei Schritt S102 wird der durchlaufende PM-Betrag integriert. Der durchlaufende PM-Betrag wird als ein Wert berechnet, welcher mit dem Betrag von an dem NOx-Katalysator 7 anhaftenden PM (d.h. dem PM-Ablagerungsbetrag) korreliert. Der durchlaufende PM-Betrag wird durch Multiplizieren des Betrags von PM, welche von der Verbrennungskraftmaschine 1 abgegeben werden, mit der Durchfluss-Rate berechnet. Der integrierte Wert des durchlaufenden PM-Betrags wird durch wiederholtes Berechnen des durchlaufenden PM-Betrags pro vorbestimmter Zeit und Aufaddieren der Ergebnisse erhalten. Nach dem Abschluss der Verarbeitung bei Schritt S102 schreitet der Vorgang zu Schritt S103 voran.
Bei Schritt S103 wird ermittelt, ob der integrierte Wert des durchlaufenden PM-Betrags kleiner als ein vorbestimmter Wert ist. Dieser vorbestimmte Wert wird im Vorhinein beispielsweise durch Experimente als der kleinste integrierte Wert solch eines durchlaufenden PM-Betrags ermittelt, welcher die Hydrolyse von Harnstoff verhindert. Mit anderen Worten, bei diesem Schritt wird ermittelt, ob die Hydrolyse von Harnstoff in dem NOx-Katalysator 7 normal voranschreitet. Falls die bei Schritt S103 durchgeführte Ermittlung positiv ist, schreitet der Vorgang zu Schritt S104. Andererseits, falls die Ermittlung negativ ist, schreitet der Vorgang zu Schritt S105.
Bei Schritt S104 wird unter Verwendung des PM-Sensors 17 eine Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters 5 durchgeführt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Zuführung von Harnstoff ermöglicht. Nach dem Abschluss der Verarbeitung bei Schritt S104 wird diese Routine beendet.
Bei Schritt S105 wird eine Verarbeitung zum Entfernen von an dem NOx-Katalysator 7 anhaftenden PM ausgeführt. Beispielsweise wird HC zu dem Oxidationskatalysator 4 geführt, um die Temperatur des in den NOx-Katalysator 7 strömenden Abgases zu erhöhen, wodurch PM oxidiert werden. Zu diesem Zeitpunkt ist die Erfassung der Fehlfunktion des Filters 5 deaktiviert und die Zuführung von Harnstoff über das Einspritzventil 6 wird beschränkt. Nach dem Abschluss der Verarbeitung bei Schritt S105 kehrt die Verarbeitung zu Schritt S102 zurück. Bei dieser Ausführungsform entspricht die ECU 10, welche die Verarbeitung von Schritt S105 ausführt, dem Beschränkungsteil oder dem Deaktivierungsteil in der vorliegenden Erfindung.
Wie vorstehend beschrieben, ist es bei dieser Ausführungsform möglich, die Zuführung von Harnstoff zu beschränken, die Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters 5 mit dem Messwert des PM-Sensors 17 zu deaktivieren und/oder die Verwendung des Messwerts des PM-Sensors 17 zu deaktivieren, wenn eine Möglichkeit besteht, dass die Genauigkeit des Messwerts des PM-Sensors 17 durch Harnstoff, welcher den NOx-Katalysator 7 durchläuft, verringert ist. Folglich kann eine Abnahme der Genauigkeit der Messung durch den PM-Sensor 17 verhindert werden, oder es kann verhindert werden, dass bei der Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters 5 eine fehlerhafte Ermittlung durchgeführt wird. Mit anderen Worten, es kann verhindert werden, dass die Genauigkeit der Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters 5 verschlechtert ist.
Diese Ausführungsform kann ebenso auf einen Fall angewendet werden, bei welchem das System keinen Filter 5 besitzt. In dem Fall, bei welchem das System keinen Filter 5 besitzt, kann der durchlaufende PM-Betrag derart betrachtet werden, dass dieser gleich dem von der Verbrennungskraftmaschine 1 ausgegebenen Betrag von PM ist. Alternativ können die Durchfluss-Rate und die Riss-Rate derart betrachtet werden, dass diese gleich 100 % sind.
<Ausführungsform 2>
Diese Ausführungsform verwendet ein Verfahren zum Spezifizieren der Durchfluss-Rate, welches sich von dem bei der ersten Ausführungsform eingesetzten Verfahren unterscheidet. Darüber hinaus wird bei der Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters 5 zusätzlich der Differenzdrucksensor 20 verwendet. Die weiteren Merkmale, wie die verwendete Vorrichtung, entsprechen diesen bei der ersten Ausführungsform und sind daher nicht beschrieben.
Bei dieser Ausführungsform wird die Durchfluss-Rate oder der durchlaufende PM-Betrag unter der Annahme spezifiziert, dass der Grad der Fehlfunktion (Riss-Rate) des Filters 5 dem niedrigsten Grad der Fehlfunktion (Riss-Rate) entspricht, bei welchem es mittels des Differenzdrucksensors 20 möglich ist zu ermitteln, dass der Filter 5 eine Fehlfunktion aufweist. Wenn die Riss-Rate niedrig ist, ist die Veränderung des Differenzdrucks klein, und daher kann der Riss bzw. Bruch des Filters 5 mittels des Differenzdrucksensors 20 nicht erfasst werden. Falls die Durchfluss-Rate unter der Annahme spezifiziert wird, dass sich die Riss-Rate des Filters 5 bei einer Grenze zwischen einem zulässigen Bereich und einem nicht zulässigen Bereich befindet, ist die tatsächliche Durchfluss-Rate in Fällen, bei welchen ein großer Betrag von PM den NOx-Katalysator 7 und den PM-Sensor 17 erreicht, wie es beispielsweise der Fall ist, wenn der Filter 5 durch einen Benutzer entfernt wird, höher als die bestimmte bzw. abgeschätzte Durchfluss-Rate. Dann wird der Messwert des PM-Sensors 17 abnormal bevor die Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters deaktiviert wird. Dies kann zu einer Verschlechterung der Genauigkeit der Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters 5 führen.
Andererseits, falls die Durchfluss-Rate unter Berücksichtigung des Entfernens bzw. des Ausbaus des Filters 5 usw. spezifiziert wird, wird der durchlaufende PM-Betrag dahingehend bestimmt bzw. geschätzt, dass dieser groß ist. Dann erreicht der integrierte Wert des bestimmten bzw. geschätzten durchlaufenden PM-Betrags häufig den vorbestimmten Betrag, und daher wird die Zuführung von Harnstoff häufig beschränkt. Die Zuführung von Harnstoff wird beschränkt, wenn der integrierte Wert des durchlaufenden PM-Betrags größer als der vorbestimmte Wert ist, wie in 5 gezeigt ist, und wenn der Vorgang zum Entfernen von PM von dem NOx-Katalysator 7 durchgeführt wird. Darüber hinaus, falls der integrierte Wert des durchlaufenden PM-Betrags den vorbestimmten Wert häufig überschreitet, nehmen die Gelegenheiten zum Durchführen der Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters 5 ab.
Angesichts des Vorstehenden werden bei dieser Ausführungsform die Durchfluss-Rate und der durchlaufende PM-Betrag unter der Annahme bestimmt bzw. geschätzt, dass der Grad der Fehlfunktion (Riss-Rate) des Filters 5 dem niedrigsten Grad der Fehlfunktion (Riss-Rate) entspricht, bei welchem es mittels des Differenzdrucksensors 20 möglich ist zu ermitteln, dass der Filter 5 eine Fehlfunktion aufweist. Die Durchfluss-Rate und der durchlaufende PM-Betrag können basierend auf einem Kennfeld in gleicher Art und Weise wie bei der ersten Ausführungsform ermittelt werden.
7 ist ein Graph, welcher die Beziehung zwischen dem Grad der Fehlfunktion (Riss-Rate) des Filters 5 und dem integrierten Wert des durchlaufenden PM-Betrags über einer vorbestimmten Fahrzeit des mit der Verbrennungskraftmaschine 1 ausgerüsteten Fahrzeugs zeigt. Wie ersichtlich sein wird, ist der integrierte Wert des durchlaufenden PM-Betrags umso größer, je höher der Grad der Fehlfunktion des Filters 5 ist. Die Riss-Rate des Filters 5, welche als A angegeben ist, entspricht einem Regulationswert oder der oberen Grenze eines zulässigen Bereichs. Wenn die tatsächliche Riss-Rate die als A angegebene Riss-Rate des Filters 5 übersteigt, ist es notwendig, eine Ermittlung durchzuführen, dass der Filter 5 eine Fehlfunktion aufweist. Die als B angegebene Riss-Rate des Filters 5 entspricht der niedrigsten Riss-Rate, bei welcher es mittels des Differenzdrucksensors 20 möglich ist zu ermitteln, dass der Filter 5 eine Fehlfunktion aufweist.
Wenn die tatsächliche Riss-Rate des Filters 5 gleich oder höher als A und niedriger als B ist, ist es mittels des Differenzdrucksensors 20 nicht möglich zu ermitteln, dass der Filter 5 eine Fehlfunktion aufweist, obwohl der Filter 5 fehlerhaft ist. Daher wird, wenn die Riss-Rate des Filters 5 gleich oder höher als A und niedriger als B ist, eine Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters 5 unter Verwendung des Messwerts des PM-Sensors 17 durchgeführt. Andererseits, wenn die Riss-Rate des Filters 5 gleich oder höher als B ist, ist der integrierte Wert des tatsächlich durchlaufenden PM-Betrags größer als der integrierte Wert des bestimmten bzw. geschätzten durchlaufenden PM-Betrags. Folglich besteht eine Wahrscheinlichkeit, dass der Messwert des PM-Sensors 7 abnormal sein kann. In diesem Fall kann die Genauigkeit der Fehlfunktions-Ermittlung durch das Durchführen einer Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters 5 unter Verwendung des Differenzdrucksensors 20 anstatt des PM-Sensors 17 verbessert werden.
Wie vorstehend dargelegt ist, kann verhindert werden, dass die Zuführung von Harnstoff häufig beschränkt wird, da der bestimmte bzw. geschätzten Wert des durchlaufenden PM-Betrags kleiner ist wie dieser in dem Fall, bei welchem die Durchfluss-Rate unter Berücksichtigung des Ausbaus des Filters 5 usw. spezifiziert wird. Zusätzlich kann verhindert werden, dass die Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters 5 häufig deaktiviert wird. Darüber hinaus ist der Messwert des PM-Sensors 17 dahingehend weniger anfällig, dass dieser aufgrund der Anhaftung eines großen Betrags von Harnstoff an dem PM-Sensor 17 abnormal wird. Darüber hinaus kann die Fehlfunktion des Filters 5 mittels des Differenzdrucksensors 20 ermittelt werden, falls ein Riss bzw. Bruch auftritt, welcher größer als erwartet ist, wie bei einem Ausbau des Filters 5.
Wie vorstehend dargelegt ist, kann, falls die Durchfluss-Rate unter der Annahme spezifiziert wird, dass der Grad der Fehlfunktion des Filters 5 dem niedrigsten Grad der Fehlfunktion entspricht, bei welchem es mittels des Differenzdrucksensors 20 möglich ist zu ermitteln, dass der Filter 5 eine Fehlfunktion aufweist, eine Fehlfunktion des Filters 5 mittels des Differenzdrucksensors 20 ermittelt werden, selbst wenn die tatsächliche Durchfluss-Rate höher als die spezifizierte Durchfluss-Rate ist. Falls insbesondere die Riss-Rate des Filters 5 so groß ist, dass es mittels des Differenzdrucksensors 20 möglich ist zu ermitteln, dass der Filter 5 eine Fehlfunktion aufweist, ist der tatsächlich durchlaufende PM-Betrag größer als der bestimmte bzw. geschätzte durchlaufende PM-Betrag, und folglich ist der Betrag von an dem NOx-Katalysator 7 anhaftenden PM größer als bestimmt bzw. geschätzt. Folglich durchläuft Harnstoff den NOx-Katalysator 7, um an dem PM-Sensor 17 anzuhaften, wodurch die Genauigkeit der Messung durch den PM-Sensor 17 verschlechtert ist. Selbst in diesem Fall kann die Fehlfunktion des Filters 5 mittels des Differenzdrucksensors 20 ermittelt werden, da die Riss-Rate hoch ist.
Falls die tatsächliche Riss-Rate niedriger ist als die niedrigste Riss-Rate, bei welcher es mittels des Differenzdrucksensors 20 möglich ist zu ermitteln, dass der Filter 5 eine Fehlfunktion aufweist, ist der tatsächlich durchlaufende PM-Betrag kleiner als der bestimmte bzw. geschätzte durchlaufende PM-Betrag. Folglich erreicht der integrierte Wert des tatsächlich durchlaufenden PM-Betrags den vorbestimmten Wert nachdem der integrierte Wert des bestimmten bzw. geschätzten durchlaufenden PM-Betrags den vorbestimmten Wert erreicht. Darüber hinaus werden an dem NOx-Katalysator 7 anhaftende PM entfernt bevor der tatsächlich durchlaufende PM-Betrag den vorbestimmten Wert erreicht, da der Vorgang zum Entfernen von an dem NOx-Katalysator 7 anhaftenden PM zu dem Zeitpunkt durchgeführt wird, wenn der integrierte Wert des bestimmten bzw. geschätzten durchlaufenden PM-Betrags den vorbestimmten Wert erreicht. Mit anderen Worten, PM können von dem NOx-Katalysator 7 entfernt werden, bevor der Messwert des PM-Sensors 17 aufgrund der Behinderung der Hydrolyse von Harnstoff durch Auswirkungen von an dem NOx-Katalysator 7 anhaftenden PM abnormal wird. Folglich kann die Genauigkeit der Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters 5 verbessert werden.
Darüber hinaus wird die Zuführung von Harnstoff beschränkt, wenn der integrierte Wert des bestimmten bzw. geschätzten durchlaufenden PM-Betrags gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist. Folglich kann der Fluss von Harnstoff durch den NOx-Katalysator 7 gesteuert werden, und dadurch kann die Anhaftung von Harnstoff an dem PM-Sensor 17 gesteuert werden. Folglich kann die Genauigkeit der Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters 5 verbessert werden.
Darüber hinaus kann die Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters, welche unter Verwendung des PM-Sensors 17 durchgeführt wird, deaktiviert werden, wenn der integrierte Wert des bestimmten bzw. geschätzten durchlaufenden PM-Betrags gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist. Dies kann verhindern, dass eine fehlerhafte Ermittlung durchgeführt wird. Die Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters 5 kann deaktiviert werden, wenn der integrierte Wert des bestimmten bzw. geschätzten durchlaufenden PM-Betrags gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist. Dies kann verhindern, dass eine fehlerhafte Ermittlung durchgeführt wird.
8 ist ein Flussdiagramm des Vorgangs zur Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters 5 bei dieser Ausführungsform. Diese Routine wird bei regelmäßigen Intervallen durch die ECU 10 ausgeführt. Die Schritte, bei welchen die gleiche Verarbeitung wie bei dem Flussdiagramm von 6 ausgeführt wird, sind durch die gleichen Schritt-Zahlen bezeichnet und sind nicht weiter beschrieben.
Falls die bei Schritt S101 durchgeführte Ermittlung positiv ist, schreitet der Vorgang zu Schritt S201. Bei Schritt 201 wird eine Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters 5 unter Verwendung des Differenzdrucksensors 20 durchgeführt. Bei diesem Schritt wird eine Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters 5 unter Verwendung des Differenzdrucksensors 20 durchgeführt. In dem Fall, bei welchem der Differenzdrucksensor 20 verwendet wird, kann eine Fehlfunktion des Filters 5 nicht ermittelt werden, außer wenn die Riss-Rate des Filters 5 relativ hoch ist. Daher wird bei diesem Schritt ermittelt, ob der Filter 5 einen relativ großen Riss bzw. Bruch aufweist. Bei diesem Schritt wird ebenso diejenige Situation als eine Fehlfunktion des Filters 5 ermittelt, bei welcher der Filter 5 entfernt wurde. Nach dem Abschluss der Verarbeitung bei Schritt S201 schreitet der Vorgang zu Schritt S202.
Bei Schritt S202 wird ermittelt, ob sich der Filter 5 in einem normalen Zustand befindet. Mit anderen Worten, es wird ermittelt, ob bei Schritt S201 gefolgert wurde, dass sich der Filter 5 in einem normalen Zustand befindet. Wenn die Riss-Rate des Filters 5 relativ niedrig ist, wird bei Schritt S201 ermittelt, dass sich der Filter 5 in einem normalen Zustand befindet. Daher wird in einem späteren Schritt eine Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters 5 unter Verwendung des Messwerts des PM-Sensors 17 ausgeführt. Falls die bei Schritt S202 durchgeführte Ermittlung positiv ist, schreitet der Vorgang zu Schritt S102. Andererseits, falls die Ermittlung negativ ist, was bedeutet, dass ermittelt wird, dass der Filter 5 fehlerhaft ist, wird diese Routine beendet.
Falls die bei Schritt S103 durchgeführte Ermittlung negativ ist, schreitet der Vorgang zu Schritt S203. Bei Schritt S203 wird die Ausführung der Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters 5 unter Verwendung des PM-Sensors 17 deaktiviert. Alternativ kann die Verwendung des Messwerts des PM-Sensors 17 deaktiviert werden. Darüber hinaus wird die Zuführung von Harnstoff über das Einspritzventil 6 beschränkt. In diesem Fall wurde die Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters 5 unter Verwendung des Differenzdrucksensors 20 bereits bei den Schritten S201 und S202 durchgeführt. Daher ist die Riss-Rate des Filters 5 niedrig, selbst wenn der Filter 5 fehlerhaft ist. Dann, falls PM von dem NOx-Katalysator 7 entfernt sind, kann Harnstoff zugeführt werden und die Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters 5 unter Verwendung des PM-Sensors 17 kann durchgeführt werden. Beispielsweise kann die Zuführung von Harnstoff ermöglicht werden oder die Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters 5 unter Verwendung des PM-Sensors 17 kann ermöglicht werden, nachdem der Regenerationsvorgang für den Filter 5 ausgeführt wird. Darüber hinaus kann das Entfernen von PM in der gleichen Art und Weise wie bei Schritt S105 ausgeführt werden. Bei dieser Ausführungsform entspricht die ECU 10, welche die Verarbeitung von Schritt S203 ausführt, dem Beschränkungsteil oder dem Deaktivierungsteil in der vorliegenden Erfindung.
Wie vorstehend beschrieben ist, kann bei dieser Ausführungsform eine Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters 5 selektiv unter Verwendung des Differenzdrucksensors 20 und des PM-Sensors 17 durchgeführt werden. Darüber hinaus wird die Durchfluss-Rate unter der Annahme spezifiziert, dass der Grad der Fehlfunktion (Riss-Rate) des Filters 5 dem niedrigsten Grad der Fehlfunktion (Riss-Rate) entspricht, bei welchem es mittels des Differenzdrucksensors 20 möglich ist zu ermitteln, dass der Filter 5 eine Fehlfunktion aufweist. Dies kann verhindern, dass die Zuführung von Harnstoff häufig beschränkt wird, oder verhindern, dass die Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters 5 häufig deaktiviert wird. Darüber hinaus kann verhindert werden, dass die Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters 5 in einem Zustand durchgeführt wird, bei welchem der PM-Sensor 17 abnormal ist.
Bezugszeichenliste

1:: Verbrennungskraftmaschine
2:: Einlassdurchlass
3:: Abgasdurchlass
4:: Oxidationskatalysator
5:: Filter
6:: Einspritzventil
7:: Katalysator zur selektiven Reduktion von NOx
10:: ECU
11:: Luft-Strömungsmesser
12:: Erster Abgas-Temperatursensor
13:: Zweiter Abgas-Temperatursensor
14:: Dritter Abgas-Temperatursensor
15:: Erster NOx-Sensor
16:: Zweiter NOx-Sensor
17:: PM-Sensor
18:: Gaspedal-Öffnungsgradsensor
19:: Kurbel-Positionssensor
20:: Differenzdrucksensor

Claims

Abgasreinigungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine (1), aufweisend: einen Katalysator (7) zur selektiven Reduktion von NOx, welcher in einem Abgasdurchlass (3) einer Verbrennungskraftmaschine (1) vorgesehen ist, um NOx durch ein zu diesem zugeführtes Reduktionsmittel zu reduzieren; eine Zuführvorrichtung (6), welche Harnstoff von stromaufwärts des Katalysators (7) zur selektiven Reduktion von NOx zu dem Katalysator (7) zur selektiven Reduktion von NOx zuführt; einen Filter (5), welcher in dem Abgasdurchlass (3) stromaufwärts der Zuführvorrichtung (6) vorgesehen ist, um Partikel in dem Abgas aufzunehmen; einen PM-Sensor (17), welcher den Betrag von Partikeln im Abgas stromabwärts des Katalysators (7) zur selektiven Reduktion von NOx misst; und einen Deaktivierungsteil (10), welcher eine Ermittlung einer Fehlfunktion des Filters (5) unter Verwendung eines Messwerts des PM-Sensors (17) deaktiviert, wenn die Menge an Partikeln, welche an dem Katalysator (7) zur selektiven Reduktion von NOx anhaften, gleich oder größer als eine Schwelle ist.
Abgasreinigungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine (1) nach Anspruch 1, mit einen Beschränkungsteil (10), welcher die Zuführung von Harnstoff durch die Zuführvorrichtung (6) beschränkt, wenn der Betrag von Partikeln, welche an dem Katalysator (7) zur selektiven Reduktion von NOx anhaften, gleich oder größer als die Schwelle ist.
Abgasreinigungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, mit einem Teil zum Entfernen (10), welcher an dem Katalysator (7) zur selektiven Reduktion von NOx anhaftende Partikel entfernt, wenn der Betrag von Partikeln, welche an dem Katalysator (7) zur selektiven Reduktion von NOx anhaften, gleich oder größer als die Schwelle ist.
Abgasreinigungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Betrag von Partikeln, welche an dem Katalysator (7) zur selektiven Reduktion von NOx anhaften, gleich oder größer als die Schwelle ist, wenn ein integrierter Wert des Betrags von Partikeln, welche den Filter (5) durchlaufen, gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Abgasreinigungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Betrag von Partikeln, welche an dem Katalysator (7) zur selektiven Reduktion von NOx anhaften, gleich oder größer als die Schwelle ist, wenn ein Messwert des PM-Sensors (17) um eine Differenz gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert von einem angenommenen normalen Bereich abweicht.
Abgasreinigungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine (1) nach Anspruch 4, wobei der Beschränkungsteil (10) den Betrag von Partikeln, welche den Filter (5) durchlaufen, unter der Annahme bestimmt, dass der Grad der Fehlfunktion des Filters (5) einem vorbestimmten Grad entspricht.
Abgasreinigungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine (1) nach Anspruch 6, aufweisend: einen Differenzdrucksensor (20), welcher die Differenz zwischen dem Druck in dem Abgasdurchlass (3) stromaufwärts des Filters (5) und dem Druck in dem Abgasdurchlass (3) stromabwärts des Filters (5) misst, wobei der vorbestimmte Grad der Fehlfunktion des Filters (5) dem niedrigsten Grad der Fehlfunktion entspricht, bei welchem es mittels des Differenzdrucksensors (20) möglich ist zu ermitteln, dass der Filter (5) eine Fehlfunktion aufweist.
Abgasreinigungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine (1) nach Anspruch 7, wobei wenn der Grad der Fehlfunktion des Filters (5) gleich oder größer als der vorbestimmte Grad ist, eine Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters (5) basierend auf einem Messwert des Differenzdrucksensors (20) durchgeführt wird, und wenn der Grad der Fehlfunktion des Filters (5) niedriger als der vorbestimmte Grad ist, eine Ermittlung hinsichtlich einer Fehlfunktion des Filters (5) basierend auf einem Messwert des PM-Sensors (17) durchgeführt wird.