DE112016002484T5 - Steuergerät für ein Abgasreinigungssystem - Google Patents

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Noriyasu Kobashi
Takashi Tsunooka
Takayuki Otsuka
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Abstract

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, falls die von einer elektronischen Steuerungseinheit ermittelte Feinstaubteilchenanhäufungsmenge von der tatsächlichen Feinstaubteilchenanhäufungsmenge beispielsweise infolge eines Austauschs der elektronischen Steuerungseinheit und/oder eines Feinstaubfilters abweicht, die Ausführung eines Filterregenerationsprozesses in einem Zustand zu unterdrücken, in welchem die Möglichkeit besteht, dass eine übermäßige Temperaturerhöhung des Feinstaubfilters verursacht wird. Um das Problem zu lösen, wird bei der vorliegenden Erfindung ein erster Regenerationsprozess als ein Prozess zum Oxidieren und Entfernen des in dem Feinstaubfilter angehäuften Feinstaubs ausgeführt, falls ein Messwert eines Differenzdrucksensors nicht größer ist als ein vorbestimmter oberer Grenzwert, unter der Annahme, dass der Messwert des Differenzdrucksensors in einem Zustand vorliegt, in welchem nur Feinstaubteilchen in dem Feinstaubfilter angehäuft sind, wenn eine Differenz zwischen einer aus Betriebsaufzeichnungen eines Verbrennungsmotors geschätzten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge und einer aus dem Messwert des Differenzdrucksensors berechneten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge nicht kleiner ist als ein vorbestimmter Schwellenwert, während ein zweiter Regenerationsprozess ohne Ausführung des ersten Regenerationsprozesses ausgeführt wird, falls der Messwert größer ist als der vorbestimmte obere Grenzwert.

Description

  • [Technisches Gebiet]
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuergerät für ein Abgasreinigungssystem. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Steuergerät, welches für ein Abgasreinigungssystem geeignet ist, das mit einem in einer Abgasleitung eines Verbrennungsmotors angeordneten Feinstaubfilter ausgestattet ist.
  • [Stand der Technik]
  • In Bezug auf ein Abgasreinigungssystem mit einem in einer Abgasleitung eines Verbrennungsmotors angeordneten Feinstaubfilter ist solch eine Technik bekannt, dass eine Feinstaubteilchenanhäufungsmenge und eine Ascheanhäufungsmenge des Feinstaubfilters beispielsweise auf der Grundlage von Betriebsaufzeichnungen des Verbrennungsmotors berechnet werden und ein Filterregenerationsprozess ausgeführt wird, um von dem Feinstaubfilter gesammelte Feinstaubteilchen zu oxidieren und zu entfernen, falls die Feinstaubanhäufungsmenge einen gewissen Schwellenwert erreicht (siehe beispielsweise Patentliteratur 1).
  • [Anführungsliste]
  • [Patentliteratur]
  • [Zusammenfassung der Erfindung]
  • [Technisches Problem]
  • Indessen besteht die Möglichkeit, dass mitten in der Nutzung eines Fahrzeugs, welches mit dem oben beschriebenen Abgasreinigungssystem ausgestattet ist, das Steuergerät (zum Beispiel eine elektronische Steuerungseinheit ECU) zum Berechnen der Feinstaubteilchenanhäufungsmenge und der Ascheanhäufungsmenge des Feinstaubfilters ausgetauscht werden kann und/oder der Feinstaubfilter ausgetauscht werden kann. Falls das Steuergerät ausgetauscht wird, besteht die Möglichkeit, dass die Feinstaubteilchenanhäufungsmenge und die Ascheanhäufungsmenge, welche nach dem Austausch von dem Steuergerät berechnet werden, von der tatsächlichen Feinstaubteilchenanhäufungsmenge und der tatsächlichen Ascheanhäufungsmenge abweichen. Wenn zum Beispiel das Steuergerät ausgetauscht wird, tritt ein Zustand auf, in welchem die Ascheanhäufungsmenge und die Feinstaubteilchenanhäufungsmenge, die das Steuergerät nach dem Austausch speichert, auf null zurückgesetzt werden. Falls das Steuergerät in einem Zustand ausgetauscht wird, in welchem Feinstaubteilchen und Asche in dem Feinstaubfilter angehäuft sind, besteht daher die Möglichkeit, dass die Feinstaubteilchenanhäufungsmenge, welche von dem Steuergerät nach dem Austausch berechnet wird, von der tatsächlichen Feinstaubteilchenanhäufungsmenge des Feinstaubfilters abweicht.
  • Des Weiteren besteht auch, wenn der Feinstaubfilter ausgetauscht wird, die Möglichkeit, dass nach dem Austausch die Feinstaubteilchenanhäufungsmenge und die Ascheanhäufungsmenge, welche von dem Steuergerät berechnet werden, von der tatsächlichen Feinstaubteilchenanhäufungsmenge und der tatsächlichen Ascheanhäufungsmenge des Feinstaubfilters abweichen. Wenn der Feinstaubfilter ausgetauscht wird, besteht zum Beispiel die Möglichkeit, dass sich nach dem Austausch die Ascheanhäufungsmenge, welche das Steuergerät speichert, von der Menge von Asche, welche in dem Feinstaubfilter angehäuft ist, unterscheiden kann. Folglich besteht die Möglichkeit, dass die Feinstaubteilchenanhäufungsmenge, welche auf der Grundlage der Ascheanhäufungsmenge, die das Steuergerät speichert, berechnet wird, von der tatsächlichen Feinstaubteilchenanhäufungsmenge des Feinstaubfilters abweicht.
  • Falls die Feinstaubteilchenanhäufungsmenge und die Ascheanhäufungsmenge, welche von dem Steuergerät berechnet werden, wie oben beschrieben, von der tatsächlichen Feinstaubteilchenanhäufungsmenge und der tatsächlichen Ascheanhäufungsmenge abweichen, besteht die Möglichkeit, dass der Filterregenerationsprozess in einem Zustand ausgeführt wird, in welchem die tatsächliche Feinstaubteilchenanhäufungsmenge übermäßig groß ist. In einer solchen Situation ist zu befürchten, dass die Temperatur des Feinstaubfilters während der Ausführung des Filterregenerationsprozesses übermäßig erhöht wird.
  • Unter Berücksichtigung der vorstehenden tatsächlichen Umstände ist die vorliegende Erfindung gemacht worden, deren Ziel es ist, eine Technik bereit zu stellen, welche es ermöglicht, die Ausführung eines Filterregenerationsprozesses in einem Zustand zu unterbinden, bei dem die Möglichkeit besteht, dass eine übermäßige Erhöhung der Temperatur des Feinstaubfilters verursacht werden kann, falls die von dem Steuergerät berechnete Feinstaubteilchenanhäufungsmenge beispielsweise infolge des Austauschs des Steuergeräts und/oder des Feinstaubfilters von der tatsächlichen Feinstaubteilchenanhäufungsmenge des Feinstaubfilters abweicht.
  • [Lösung des Problems]
  • Falls die Abweichung, welche nicht kleiner ist als ein vorbestimmter Schwellenwert, zwischen der aus den Betriebsaufzeichnungen des Verbrennungsmotors geschätzten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge und der aus einem Messwert des Differenzdrucksensors berechneten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge auftritt, wird dann bei der vorliegenden Erfindung, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, angenommen, dass der Messwert des Differenzdrucksensors ein Wert ist, welcher in einem Zustand, in dem nur Feinstaubteilchen in dem Feinstaubfilter angehäuft sind, bereitzustellen ist, und wird ein erster Regenerationsprozess, welcher ein Prozess zum Oxidieren und Entfernen von in dem Feinstaubfilter angehäuften Feinstaubteilchen ist, ausgeführt, falls der Messwert nicht größer als ein vorbestimmter oberer Grenzwert ist, während ein zweiter Regenerationsprozess ohne Ausführung des ersten Regenerationsprozesses ausgeführt wird, falls der Messwert größer als der vorbestimmte obere Grenzwert ist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung befindet sich das Steuergerät für das Abgasreinigungssystem insbesondere in einem Steuergerät, welches geeignet ist für ein Abgasreinigungssystem mit einem Feinstaubfilter, der in einer Abgasleitung eines Verbrennungsmotors angeordnet ist; und mit einem Differenzdrucksensor, der einen Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdruck als eine Differenz zwischen einem stromaufwärts des Feinstaubfilters vorherrschenden Abgasdrucks und einem stromabwärts des Feinstaubfilters vorherrschenden Abgasdrucks misst. Außerdem ist das Steuergerät versehen mit einer ersten Berechnungsvorrichtung, welche ausgebildet ist, auf der Grundlage von Betriebsaufzeichnungen des Verbrennungsmotors eine Ascheanhäufungsmenge als eine Menge von in dem Feinstaubfilter angehäufter Asche zu berechnen, einer zweiten Berechnungsvorrichtung, welche ausgebildet ist, auf der Grundlage eines Messwerts des Differenzdrucksensors und der von der ersten Berechnungsvorrichtung berechneten Ascheanhäufungsmenge eine Feinstaubteilchenanhäufungsmenge als eine Menge von in dem Feinstaubfilter angehäuften Feinstaubteilchen zu berechnen; einer Schätzvorrichtung welche ausgebildet ist, auf der Grundlage der Betriebsaufzeichnungen des Verbrennungsmotors eine geschätzte Feinstaubteilchenanhäufungsmenge als einen Schätzwert der Menge von in dem Feinstaubfilter angehäuften Feinstaubteilchen zu schätzten; und einer Steuerungsvorrichtung, welche ausgebildet ist, einen ersten Regenerationsprozess als einen Prozess zum Oxidieren und Entfernen der in dem Feinstaubfilter angehäuften Feinstaubteilchen durch Erhöhen einer Temperatur des Feinstaubfilters auf eine vorbestimmte erste Regenerationstemperatur auszuführen, falls der Messwert des Differenzdrucksensors nicht größer ist als ein vorbestimmter oberer Grenzwert, wenn eine Differenz zwischen der von der zweiten Berechnungsvorrichtung berechneten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge und der von der Schätzvorrichtung geschätzten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge nicht kleiner ist als ein vorbestimmter Schwellenwert, und welche einen zweiten Regenerationsprozess ausführt als einen Prozess zum Erhöhen der Temperatur des Feinstaubfilters auf eine zweite Regenerationstemperatur als eine Temperatur, die niedriger ist als die vorbestimmte erste Regenerationstemperatur und die es ermöglicht, die Feinstaubteilchen zu oxidieren, ohne den ersten Regenerationsprozess auszuführen, falls der Messwert des Differenzdrucksensors größer ist als der vorbestimmte obere Grenzwert.
  • Es ist zu beachten, dass sich der ”vorbestimmte Schwellenwert” hier auf einen Wert bezieht, bei welchem davon ausgegangen wird, dass, falls die Differenz zwischen der von der zweiten Berechnungsvorrichtung berechneten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge und der von der Schätzvorrichtung geschätzten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge nicht kleiner ist als der vorbestimmte Schwellenwert, die von der zweiten Berechnungsvorrichtung berechnete Feinstaubteilchenanhäufungsmenge und/oder die von der Schätzvorrichtung geschätzte Feinstaubteilchenanhäufungsmenge dann von der tatsächlichen Feinstaubteilchenanhäufungsmenge abweichen/abweicht und dass die Möglichkeit besteht, dass eine übermäßige Erhöhung der Temperatur des Feinstaubfilters verursacht werden kann, falls der erste Regenerationsprozess in diesem Zustand ausgeführt wird. Der ”vorbestimmte Schwellenwert” wird im Vorhinein mittels eines Anpassungsvorgangs beispielsweise durch Anwenden eines Experiments bestimmt. Des Weiteren entspricht der „vorbestimmte obere Grenzwert” dem Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdruck, bei welchem davon ausgegangen wird, dass nur Feinstaubteilchen in dem Feinstaubfilter angehäuft sind und die Temperatur des Feinstaubfilters nicht übermäßig erhöht wird, falls der erste Regenerationsprozess ausgeführt wird, wenn der Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdruck des Feinstaubfilters nicht größer ist als der vorbestimmte obere Grenzwert. Mit anderen Worten ist der ”vorbestimmte obere Grenzwert” der maximale Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdruck, bei welchem der erste Regenerationsprozess ausgeführt werden kann, während eine übermäßige Erhöhung der Temperatur des Feinstaubfilters sogar im Falle eines Zustands, in dem nur Feinstaubteilchen in dem Feinstaubfilter angehäuft sind, unterdrückt wird, falls der Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdruck des Feinstaubfilters nicht größer ist als der vorbestimmte obere Grenzwert. Der ”vorbestimmte obere Grenzwert” wird im Vorhinein experimentell vorbestimmt. Es ist zu beachten, dass sich der Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdruck des Feinstaubfilters in Abhängigkeit des Durchsatzes von durch den Feinstaubfilter geleiteten Abgas ändert. Dementsprechend kann der vorbestimmte obere Grenzwert derart geändert werden, dass der vorbestimmte obere Grenzwert ein Wert ist, welcher dem Abgasdurchsatz entspricht, der zu dem Zeitpunkt vorherrscht, zu dem der Differenzdrucksensor den Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdruck des Feinstaubfilters misst. Außerdem bietet es sich auch an, den Messwert des Differenzdrucksensors zu korrigieren anstatt den vorbestimmten oberen Grenzwert zu ändern.
  • Falls die Abweichung zwischen der von der ersten Berechnungsvorrichtung berechneten Ascheanhäufungsmenge und der tatsächlichen Ascheanhäufungsmenge beispielsweise aufgrund des Austausches des Steuergeräts oder des Feinstaubfilters auftritt, besteht die Möglichkeit, dass sich die von der zweiten Berechnungsvorrichtung berechnete Feinstaubteilchenanhäufungsmenge und/oder die von der Schätzvorrichtung geschätzte Feinstaubteilchenanhäufungsmenge von der tatsächlichen Feinstaubteilchenanhäufungsmenge unterscheiden/unterscheidet. In dem oben beschriebenen Zustand besteht bei der Beurteilung, ob der erste Regenerationsprozess auf der Grundlage der von der zweiten Berechnungsvorrichtung berechneten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge oder auf der Grundlage der von der Schätzvorrichtung geschätzten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ausgeführt werden kann oder nicht, die Möglichkeit, dass der erste Regenerationsprozess in einem Zustand ausgeführt werden kann, in welchem die tatsächliche Feinstaubteilchenanhäufungsmenge übermäßig klein ist, oder dass der erste Regenerationsprozess in einem Zustand ausgeführt wird, in welchem die tatsächliche Feinstaubteilchenanhäufungsmenge übermäßig groß ist. Falls der erste Regenerationsprozess in dem Zustand ausgeführt werden kann, in welchem die tatsächliche Feinstaubteilchenanhäufungsmenge übermäßig klein ist, ist in diesem Zusammenhang die Wahrscheinlichkeit gering, dass die Temperatur des Feinstaubfilters übermäßig erhöht wird. Falls der erste Regenerationsprozess jedoch in einem Zustand ausgeführt wird, in welchem die tatsächliche Feinstaubteilchenmenge übermäßig groß ist, ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass die Temperatur des Feinstaubfilters übermäßig erhöht wird. Daher ist es notwendig, solch eine Situation zu vermeiden, in welcher der erste Regenerationsprozess in einem Zustand ausgeführt wird, in dem die tatsächliche Feinstaubteilchenanhäufungsmenge übermäßig groß ist.
  • Diesbezüglich wird im Falle des Steuergeräts für das Abgasreinigungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung, falls die Differenz zwischen der von der zweiten Berechnungsvorrichtung berechneten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge und der von der Schätzvorrichtung geschätzten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge nicht kleiner ist als der vorbestimmte Schwellenwert ist, beurteilt, ob der erste Regenerationsprozess ausgeführt werden kann oder nicht, während solch ein Zustand vermutet wird, in welchem die größte Menge von Feinstaubteilchen von dem Feinstaubfilter gesammelt wird. Insbesondere wird im Falle des Steuergeräts für das Abgasreinigungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung, falls die Differenz zwischen der von der zweiten Berechnungsvorrichtung berechneten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge und der von der Schätzvorrichtung geschätzten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge nicht kleiner ist als der vorbestimmte Schwellenwert ist, angenommen, dass keine Asche in dem Feinstaubfilter angehäuft ist und dass in diesem nur Feinstaubteilchen angehäuft sind. Unter der oben beschriebenen Annahme ist es möglich, den Messwert des Differenzdrucksensors als korrelierend mit der Menge von in dem Feinstaubfilter angehäuften Feinstaubteilchen anzusehen.
  • Wenn in diesem Zusammenhang davon ausgegangen wird, dass der Messwert des Differenzdrucksensors jenen Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdruck angibt, welcher in einem Zustand vorherrscht, in dem nur Feinstaubteilchen in dem Feinstaubfilter angehäuft sind, dann entspricht, falls die Feinstaubteilchenanhäufungsmenge, welche mit dem Messwert korreliert, als „maximale Feinstaubteilchenanhäufungsmenge” definiert wird, die maximale Feinstaubteilchenanhäufungsmenge jener Menge, die nicht kleiner ist als die tatsächliche Feinstaubteilchenanhäufungsmenge und die als etwas größer geschätzt wird. Wenn angenommen wird, dass nur Feinstaubteilchen in dem Feinstaubfilter angehäuft sind und der Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdruck des Feinstaubfilters gleich dem vorbestimmten oberen Grenzwert ist, dann ist, falls die mit dem vorbestimmten oberen Grenzwert korrelierende Feinstaubteilchenanhäufungsmenge als ”Feinstaubteilchenanhäufungsgrenzmenge” definiert wird, die tatsächliche Feinstaubteilchenanhäufungsmenge, welche vorliegt, wenn der Messwert des Differenzdrucksensors nicht größer ist als der vorbestimmte obere Grenzwert (wenn die maximale Feinstaubteilchenanhäufungsmenge nicht größer ist als die Feinstaubteilchenanhäufungsgrenzmenge ist), nicht größer als die Feinstaubteilchenanhäufungsgrenzmenge. Wie oben beschrieben, entspricht die Feinstaubteilchenanhäufungsgrenzmenge (der vorbestimmte obere Grenzwert), welche (welcher) in dieser Situation vorliegt, dem maximalen Wert der Feinstaubteilchenanhäufungsmenge (des Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdruck), bei dem der erste Regenerationsprozess ausgeführt werden kann, ohne die Temperatur des Feinstaubfilters übermäßig zu erhöhen. Daher ist es dann möglich, falls der erste Regenerationsprozess ausgeführt wird, wenn die tatsächliche Feinstaubteilchenanhäufungsmenge nicht größer ist als die Feinstaubteilchenanhäufungsgrenzmenge, die von dem Feinstaubfilter gesammelten Feinstaubteilchen zu oxidieren und zu entfernen, während eine übermäßige Erhöhung der Temperatur des Feinstaubfilters unterbunden wird. Falls der Messwert des Differenzdrucksensors indessen größer ist als der vorbestimmte obere Grenzwert (falls die maximale Feinstaubteilchenanhäufungsmenge größer ist als die Feinstaubteilchenanhäufungsgrenzmenge), besteht die Möglichkeit, dass die tatsächliche Feinstaubteilchenanhäufungsmenge größer ist als die Feinstaubteilchenanhäufungsgrenzmenge. Daher besteht die Möglichkeit, falls der erste Regenerationsprozess in einem wie oben beschriebenen Zustand ausgeführt wird, dass die Temperatur des Feinstaubfilters übermäßig erhöht wird. Im Falle des Steuergeräts für das Abgasreinigungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung jedoch wird der erste Regenerationsprozess nicht ausgeführt, falls der Messwert des Differenzdrucksensors größer ist als der vorbestimmte obere Grenzwert. Daher ist es möglich, eine übermäßige Erhöhung der Temperatur des Feinstaubfilters zu vermeiden.
  • Es ist zu beachten, dass in dem Steuergerät für das Abgasreinigungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung die Steuerungsvorrichtung die maximale Feinstaubteilchenanhäufungsmenge aus dem Messwert des Differenzdrucksensors berechnen kann, falls die Differenz zwischen der von der zweiten Berechnungsvorrichtung berechneten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge und der von der Schätzvorrichtung geschätzten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge nicht kleiner ist als der vorbestimmte Schwellenwert. In diesem Fall kann die Steuerungsvorrichtung den ersten Regenerationsprozess ausführen, falls die maximale Feinstaubteilchenanhäufungsmenge nicht größer ist als die Feinstaubteilchenanhäufungsgrenzmenge. Die Steuerungsvorrichtung führt den ersten Regenerationsprozess nicht aus, falls die maximale Feinstaubteilchenanhäufungsmenge größer ist als die Feinstaubteilchenanhäufungsgrenzmenge. Wenn das Steuergerät wie oben beschrieben konstruiert wird, ist es dadurch möglich, einen Effekt zu erzielen, welcher dem Effekt jener Methode gleicht oder ähnlich ist, bei der der Messwert des Differenzdrucksensors mit dem vorbestimmten oberen Grenzwert verglichen wird.
  • Indessen, wenn die Differenz zwischen der von der zweiten Berechnungsvorrichtung berechneten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge und der von der Schätzvorrichtung geschätzten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge nicht kleiner ist als der vorbestimmte Schwellenwert und der Messwert des Differenzdrucksensors größer ist als der vorbestimmter oberer Grenzwert, besteht dann, falls der Zustand andauert, in welchem der erste Regenerationsprozess nicht ausgeführt wird, die Möglichkeit, dass der Druckverlust des Feinstaubfilter übermäßig vergrößert wird, und dauert der Zustand an, in welchem es unmöglich ist, die korrekte Feinstaubteilchenanhäufungsmenge des Feinstaubfilters zu erfassen. Aus diesem Grund ist es dann wünschenswert, wenn die Differenz zwischen der von der zweiten Berechnungsvorrichtung berechneten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge und der von der Schätzvorrichtung geschätzten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge nicht kleiner ist als der vorbestimmte Schwellenwert und der Messwert des Differenzdrucksensors größer ist als der vorbestimmte obere Grenzwert, dass in dem Feinstaubfilter angehäufte Feinstaubteilchen mittels irgendeiner Methode oxidiert und entfernt werden, die sich vom oben beschriebenen ersten Regenerationsprozess unterscheidet.
  • In Anbetracht der obigen Ausführungen führt die Steuerungsvorrichtung dann, wenn die Differenz zwischen der von der zweiten Berechnungsvorrichtung berechneten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge und der von der Schätzvorrichtung geschätzten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge nicht kleiner ist als der vorbestimmte Schwellenwert und der Messwert des Differenzdrucksensors größer ist als der vorbestimmte obere Grenzwert, den zweiten Regenerationsprozess aus, welcher ein Prozess ist zum Erhöhen der Temperatur des Feinstaubfilters auf die zweite Regenerationstemperatur, die eine Temperatur ist, die kleiner ist als die vorbestimmte erste Regenerationstemperatur und die es ermöglicht, Feinstaubteilchen zu oxidieren. Wenn der zweite Regenerationsprozess wie oben beschrieben ausgeführt wird, kann im Vergleich zur Ausführung des ersten Regenerationsprozesses die Menge der pro Zeiteinheit in dem Feinstaubfilter oxidierten Feinstaubteilchen klein gehalten werden. Daher ist es möglich, in dem Feinstaubfilter angehäufte Feinstaubteilchen zu oxidieren und zu entfernen, während eine übermäßige Erhöhung der Temperatur des Feinstaubfilters unterbunden wird. Es ist zu beachten, dass es auch zweckmäßig ist, falls der Messwert des Differenzdrucksensors aufgrund der Ausführung des zweiten Regenerationsprozesses derart gesenkt wird, dass er nicht mehr größer ist als der vorbestimmte obere Grenzwert, den Prozess von dem zweiten Regenerationsprozess auf den ersten Regenerationsprozess umzuschalten.
  • Im Falle des Abgasreinigungssystems, in welchem der erste Regenerationsprozess als solch ein Prozess ausgeführt wird, dass in dem Feinstaubfilter angehäufte Feinstaubteilchen oxidiert und entfernt werden, indem für eine vorbestimmte erste Regenerationszeitdauer ein Kraftstoffreduzierungsbetrieb ausgeführt wird, falls für den Verbrennungsmotor eine Kraftstoffreduzierungsbetriebsanfrage erzeugt ist, kann die Steuerungsvorrichtung des Weiteren den zweiten Regenerationsprozess mittels solch einer Methode ausführen, dass der Kraftstoffreduzierungsbetrieb für eine zweite Regenerationszeitdauer ausgeführt wird, welche kürzer ist als die erste Regenerationszeitdauer, falls die Differenz zwischen der von der zweiten Berechnungsvorrichtung berechneten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge und der von der Schätzvorrichtung geschätzten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge nicht kleiner ist als der vorbestimmte Schwellenwert und der Messwert des Differenzdrucksensors größer ist als der vorbestimmte obere Grenzwert, wenn die Kraftstoffreduzierungsbetriebsanfrage für den Verbrennungsmotor erzeugt ist. Gemäß dem wie oben beschrieben konstruierten Steuergerät wird, wenn der zweite Regenerationsprozess ausgeführt wird, die Dauer des Kraftstoffreduzierungsbetriebs im Vergleich dazu, wenn der erste Regenerationsprozess ausgeführt wird, verkürzt. Daher kann die Menge von Feinstaubteilchen, welche während der Dauer des Kraftstoffreduzierungsbetriebs in dem Feinstaubfilter oxidiert werden, klein gehalten werden. Folglich ist es möglich, in dem Feinstaubfilter angehäufte Feinstaubteilchen zu oxidieren und zu entfernen, während eine übermäßige Erhöhung der Temperatur des Feinstaubfilters unterbunden werden kann.
  • Des Weiteren kann die Steuerungsvorrichtung auf der Grundlage des vorliegenden Messwerts des Differenzdrucksensors die tatsächliche Ascheanhäufungsmenge erhalten, wenn der erste Regenerationsprozess beendet ist. Dann kann die Steuerungsvorrichtung die von der ersten Berechnungsvorrichtung berechnete Ascheanhäufungsmenge auf der Grundlage der tatsächlichen Ascheanhäufungsmenge korrigieren. Wenn die Ascheanhäufungsmenge wie oben beschrieben aktualisiert wird, kann die aus dem Tausch des Steuergeräts oder des Feinstaubfilters resultierende Diskrepanz zwischen dem berechneten Wert und dem tatsächlichen Wert der Ascheanhäufungsmenge aufgelöst werden. Folglich ist es auch möglich, die Diskrepanz zwischen der von der zweiten Berechnungsvorrichtung berechneten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge und der tatsächlichen Feinstaubteilchenanhäufungsmenge aufzulösen.
  • [Vorteilhafte Effekte der Erfindung]
  • Gemäß der vorliegende Erfindung ist es möglich, die Ausführung des ersten Filterregenerationsprozesses in einem Zustand zu unterbinden, in welchem die Möglichkeit besteht, dass irgendeine übermäßige Erhöhung der Temperatur des Feinstaubfilters verursacht wird, falls die von dem Steuergerät berechnete Feinstaubteilchenanhäufungsmenge von der tatsächlichen Feinstaubteilchenanhäufungsmenge des Feinstaubfilters beispielsweise aufgrund des Austausches des Steuergeräts und/oder des Feinstaubfilters abweicht.
  • [Kurzbeschreibung der Zeichnungen]
  • 1 zeigt eine schematische Anordnung eines Verbrennungsmotors und eines Abgassystems desselben, auf welches die vorliegende Erfindung angewandt ist.
  • 2 zeigt eine Beziehung zwischen einer tatsächlichen Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM0, einer aus einem Messwert eines Differenzdrucksensors bestimmten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 und einer aus Betriebsaufzeichnungen eines Verbrennungsmotors geschätzten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2, wenn eine ECU ausgetauscht ist.
  • 3 zeigt eine Beziehung zwischen einer tatsächlichen Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM0, einer aus dem Messwert eines Differenzdrucksensors bestimmten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 und einer aus Betriebsaufzeichnungen eines Verbrennungsmotors geschätzten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2, wenn ein Feinstaubfilter ausgetauscht ist.
  • 4 zeigt beispielhaft die Festlegung eines vorbestimmten oberen Grenzwerts ΔPlmt.
  • 5 zeigt Zeitdiagramme, welche eine Methode zum Ausführen eines zweiten Regenerationsprozesses veranschaulichen.
  • 6 zeigt ein Flussdiagramm, welches einen Prozessablauf veranschaulicht, der von einer ECU ausgeführt wird, wenn von einem Feinstaubfilter gesammelte Feinstaubteilchen oxidiert und entfernt werden.
  • 7 zeigt ein Flussdiagramm, welches einen Prozessablauf gemäß einer anderen Ausführungsform veranschaulicht, der von der ECU ausgeführt wird, wenn von einem Feinstaubfilter gesammelte Feinstaubteilchen oxidiert und entfernt werden.
  • 8 zeigt ein Flussdiagramm, welches einen Prozessablauf veranschaulicht, der von einer ECU ausgeführt wird, wenn ein Anschalten und Ausschalten eines Zulassungsmarkers umgeschaltet werden.
  • [Beschreibung der Ausführungsformen]
  • Auf der Grundlage der Zeichnungen wird nachfolgend eine spezifische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt. Das Ausmaß oder die Größe, das Material, die Form und die relative Anordnung jedes wesentlichen Teils oder jeder wesentlichen Komponente, welche beispielhaft für die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben sind, sollen den Schutzbereich der Erfindung nicht einschränken, soweit dies nicht ausdrücklich vermerkt ist.
  • 1 zeigt eine schematische Anordnung eines Verbrennungsmotors 1 und eines Abgassystems desselben, auf welches die vorliegende Erfindung angewandt ist. Der in 1 gezeigte Verbrennungsmotor 1 ist ein Verbrennungsmotor der selbstzündenden Bauart (Dieselmotor), welcher mit einer Vielzahl an Zylindern ausgestattet ist. Der Verbrennungsmotor 1 ist mit einem Kraftstoffeinspritzventil 2 zum Einspritzen des Kraftstoffs in einen nicht gezeigten Zylinder ausgestattet. Des Weiteren ist mit dem Verbrennungsmotor 1 eine Abgasleitung 3 verbunden, welche eine Leitung aufweist, durch die der Verbrennung im Zylinder ausgesetztes Gas (Abgas) strömen kann. Ein Filtergehäuse 4 ist an einer mittleren Position der Abgasleitung 3 angeordnet. Das Filtergehäuse 4 weist einen Feinstaubfilter auf, welcher in einem zylindrischen Gehäuse untergebracht ist. Der Feinstaubfilter ist ein Filter, welcher vorgesehen ist, um in dem Abgas enthaltene Feinstaubteilchen zu sammeln. Genauer gesagt ist der Feinstaubfilter ein Filter der Wandströmungsbauart, bei welchem Leitungen, deren stromaufwärts angeordnete Enden durch Verschlüsse verschlossen sind, und Leitungen, deren stromabwärts angeordnete Enden durch Verschlüsse verschlossen sind, wechselweise angeordnet sind. Ein Katalysator mit oxidierender Funktion (zum Beispiel ein Drei-Wege-Katalysator, ein NOX-Speicher-Reduktionskatalysator (NSR) oder ein Oxidationskatalysator, auf welche nachfolgend mit „Oxidationskatalysator” Bezug genommen wird) ist auf dem Feinstaubfilter aufgebracht. Es ist zu beachten, dass der Oxidationskatalysator in einem Katalysatorgehäuse untergebracht sein kann, welches in der Abgasleitung stromaufwärts des Filtergehäuses 4 angeordnet ist.
  • Ein Differenzdrucksensor 5, welcher die Differenz (Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdruck) zwischen dem Abgasdruck stromaufwärts des Feinstaubfilters und dem Abgasdruck stromabwärts des Feinstaubfilters misst, ist an dem Filtergehäuse 4 angebracht. Es ist zu beachten, dass der Differenzdrucksensor 5 konstruiert sein kann, die Differenz zwischen dem Druck in der Abgasleitung 3 stromaufwärts des Filtergehäuses 4 und dem Druck in der Abgasleitung 3 stromabwärts des Filtergehäuses 4 zu messen. Alternativ kann der Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdruck bestimmt werden, indem ein Drucksensor zum Messen des Abgasdrucks stromaufwärts des Feinstaubfilters und ein Drucksensor zum Messen des Abgasdrucks stromabwärts des Feinstaubfilters an dem Filtergehäuse 4 oder an der Abgasleitung 3 angebracht ist und deren Differenz untereinander mittels einer unten beschriebenen ECU 8 berechnet wird.
  • Ein Abgastemperatursensor 6, welcher die Temperatur des Abgases misst, das aus dem Filtergehäuse 4 strömt, ist stromabwärts des Filtergehäuses 4 an der Abgasleitung 3 angebracht. Des Weiteren ist ein Kraftstoffzugabeventil 7, welches dafür vorgesehen ist, dem durch die Abgasleitung 3 strömenden Abgas Kraftstoff zuzugeben, stromaufwärts des Filtergehäuses 4 an der Abgasleitung 3 angebracht. Es ist zu beachten, dass das Kraftstoffzugabeventil 7 in der Abgasleitung 3, wenn der oben beschriebene Oxidationskatalysator in der Abgasleitung 3 stromaufwärts des Filtergehäuses 4 angeordnet ist, stromaufwärts des Oxidationskatalysators angeordnet ist.
  • Die ECU 8, welche als das Steuergerät gemäß der vorliegenden Erfindung dient, ist in Verbindung mit dem wie oben beschrieben konstruierten Verbrennungsmotor 1 vorgesehen. Die ECU 8 ist ein elektronisches Steuergerät beispielsweise mit einem Prozessor (CPU), einem Festwertspeicher (ROM), einem Direktzugriffsspeicher (RAM) und einem Ersatzdirektzugriffsspeicher (Ersatz-RAM). Die ECU 8 ist mit verschiedenen Sensoren elektrisch verbunden, neben dem Differenzdrucksensor 5 und dem Abgastemperatursensor 6, welche oben beschrieben sind, beispielsweise mit einem Gaspedalpositionssensor 10 und einem Kurbelstellungssensor 11. Der Gaspedalpositionssensor 10 ist ein Sensor, welcher den Betätigungsbetrag (den Gaspedalöffnungsgrad) des Gaspedals 9 misst. Der Kurbelstellungssensor 11 ist ein Sensor, welcher die Rotationsstellung einer Kurbelwelle misst.
  • Des Weiteren ist die ECU 8 mit verschiedenen Geräten oder Vorrichtungen, beispielsweise dem Kraftstoffeinspritzventil 2 und dem Kraftstoffzugabeventil 7 elektrisch verbunden. Die ECU 8 steuert die verschiedenen Geräte und Vorrichtungen auf der Grundlage der Messwerte der verschiedenen oben beschriebenen Sensoren. Beispielsweise berechnet die ECU8 die Kraftstoffmenge (Zielkraftstoffeinspritzmenge), welcher pro Zyklus in den Zylinder eingespritzt werden soll, unter Verwendung der Parameter der Messwerte, beispielsweise des Gaspedalpositionssensors 10 und des Kurbelstellungssensors 11. Die ECU 8 steuert das Kraftstoffeinspritzventil 2 entsprechend der Zielkraftstoffeinspritzmenge. Des Weiteren führt die ECU 8 einen ersten Regenerationsprozess aus, um in dem Feinstaubfilter angehäufte Feinstaubteilchen zu oxidieren und zu entfernen, falls die Feinstaubteilchenanhäufungsmenge des Feinstaubfilters größer ist als ein vorbestimmter Regenerationsschwellenwert. Der hier genannte ”Regenerationsschwellenwert” ist der Betrag, welcher sich dadurch ergibt, dass eine Toleranz von dem Maximalwert der Feinstaubteilchenanhäufungsmenge abgezogen wird, bei dem es möglich ist, den ersten Regenerationsprozess auszuführen, ohne eine übermäßige Erhöhung der Temperatur des Feinstaubfilters zu verursachen, falls die Menge an Feinstaubteilchen, die tatsächlich in dem Feinstaubfilter angehäuft sind, nicht größer ist als der vorbestimmte Regenerationsschwellenwert.
  • Nachfolgend wird eine Methode zur Ausführung des ersten Regenerationsprozesses erklärt. Zunächst berechnet die ECU 8 die Feinstaubteilchenanhäufungsmenge des Feinstaubfilters auf der Grundlage des Messwerts des Differenzdrucksensors 5 (Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdruck). Zwischen dem Druckverlust (Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdruck) des Feinstaubfilters und der Feinstaubteilchenanhäufungsmenge besteht insofern eine Korrelation, dass der Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdruck größer ist, je größer die Feinstaubteilchenanhäufungsmenge des Feinstaubfilters ist. Es ist daher möglich, falls die Korrelation zwischen dem Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdruck des Feinstaubfilters und der Feinstaubteilchenanhäufungsmenge im Vorhinein ermittelt ist, durch Verwendung des Messwerts des Differenzdrucksensors 5 als Argument die Feinstaubteilchenanhäufungsmenge zu bestimmen. Der Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdruck des Feinstaubfilters ändert sich jedoch auch in Abhängigkeit des Durchsatzes des durch den Feinstaubfilter strömenden Abgases. Daher ist es besser, die Korrelation zwischen dem Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdruck, dem Abgasdurchsatz, und der Feinstaubteilchenanhäufungsmenge im Vorhinein zu bestimmen, und die Feinstaubteilchenanhäufungsmenge zu ermitteln, indem als Argumente der Messwert des Differenzdrucksensors 5 und der Abgasdurchsatz verwendet werden. Der Durchsatz des durch den Feinstaubfilter strömenden Abgases korreliert mit der Gesamtsumme der Kraftstoffeinspritzmenge und der Ansaugluftmenge des Verbrennungsmotors 1. Aus diesem Grund ist es möglich, den Durchsatz des durch den Feinstaubfilter strömenden Abgases zu ermitteln, indem die Kraftstoffeinspritzmenge und die Ansaugluftmenge, welche von einem Sensor, wie zum Beispiel einem Durchsatzmesser oder Ähnlichem, gemessen werden, zusammengezählt werden.
  • Es ist zu beachten, dass Asche, welche eine unverbrennbare Substanz ist, die beispielsweise aus dem Bestanteil des in dem Schmieröl enthaltenen Additivs stammt, in dem Abgas des Verbrennungsmotors 1 enthalten sein kann. Indern die in dem Abgas enthaltene Asche in dem Feinstaubfilter gesammelt wird, häuft sich diese auf die gleiche Weise an wie Feinstaubteilchen. Aus diesem Grund ändert sich der Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdruck des Feinstaubfilters auch in Abhängigkeit der Ascheanhäufungsmenge neben der Feinstaubteilchenanhäufungsmenge und dem Abgasdurchsatz, welche oben beschrieben sind. Um die Feinstaubteilchenanhäufungsmenge des Feinstaubfilters korrekt zu ermitteln, ist es daher notwendig, die Gesamtmenge der Feinstaubteilchen und der Asche, welche in dem Feinstaubfilter angehäuft sind, zu bestimmen, indem als Argumente der Messwert des Differenzdrucksensors 5 und der Abgasdurchsatz verwendet werden und die Ascheanhäufungsmenge von der Gesamtanhäufungsmenge abgezogen wird.
  • Die Ascheanhäufungsmenge des Feinstaubfilters korreliert mit den Betriebsaufzeichnungen des Verbrennungsmotors 1 (beispielsweise der kumulierten Betriebszeit des Verbrennungsmotors 1, der kumulierten Fahrstrecke des Fahrzeugs, in welchem der Verbrennungsmotor 1 verbaut ist, oder dem aufaddierten Wert der Kraftstoffeinspritzmengen). Es ist daher möglich, die Ascheanhäufungsmenge des Feinstaubfilters auf der Grundlage der Betriebsaufzeichnungen des Verbrennungsmotors 1 zu bestimmen. Des Weiteren ist es möglich, anzunehmen, dass die Feinstaubteilchen unmittelbar nach Beenden des ersten Regenerationsprozesses entfernt werden. Daher ist es möglich, die tatsächliche Ascheanhäufungsmenge zu bestimmen, indem die Parameter des Abgasdurchsatzes und des Messwerts des Differenzdrucksensors 5 verwendet werden, welche unmittelbar nach Beenden des ersten Regenerationsprozesses erhalten werden. Dann ist es möglich, die Ascheanhäufungsmenge des Feinstaubfilters korrekt zu bestimmen, indem die aus den Betriebsaufzeichnungen des Verbrennungsmotors 1 ermittelte Ascheanhäufungsmenge auf der Grundlage jener tatsächlichen Ascheanhäufungsmenge korrigiert wird, welche jedes Mal, wenn der erste Regenerationsprozess ausgeführt wird, bestimmt wird. Es ist zu beachten, dass die ECU 8 die Ascheanhäufungsmenge entsprechend der oben beschriebenen Methode bestimmt und dass somit die ”erste Berechnungsvorrichtung” gemäß der vorliegenden Erfindung verwirklicht ist. Des Weiteren bestimmt die ECU 8 die Feinstaubteilchenanhäufungsmenge mittels jener Methode, bei welcher die Ascheanhäufungsmenge von der oben beschriebenen Gesamtanhäufungsmenge abgezogen wird, und ist die ”zweite Berechnungsvorrichtung” gemäß der vorliegenden Erfindung verwirklicht.
  • Der Prozess, bei welchem die Feinstaubteilchenanhäufungsmenge mittels der oben beschriebenen Methode bestimmt wird, wird während der Betriebszeit des Verbrennungsmotors 1 wiederholt ausgeführt. Falls die Feinstaubteilchenanhäufungsmenge größer ist als der vorbestimmte Regenerationsschwellenwert, dann führt die ECU 8 den ersten Regenerationsprozess aus. Insbesondere lässt es die ECU 8 zu, dass das Kraftstoffzugabeventil 7 dem Abgas Kraftstoff zugibt, womit Reaktionswärme, welche erzeugt wird, wenn der zugegebene Kraftstoff durch den Oxidationskatalysator oxidiert wird, so genutzt wird, dass die Temperatur des Feinstaubfilters auf eine Zieltemperatur (entspricht der ”ersten Regenerationstemperatur” gemäß der vorliegenden Erfindung) erhöht wird, bei welcher angenommen wird, dass in dem Feinstaubfilter angehäufte Feinstaubteilchen effizient oxidiert werden. Es ist zu beachten, dass die ECU 8 während der Ausführung des ersten Regenerationsprozesses die Temperatur des Feinstaubfilters aus dem Messwert des Abgastemperatursensors 6 berechnet und dass die ECU 8 die Menge an von dem Kraftstoffzugabeventil 7 zugegebenen Kraftstoff so mit Rückkoppelung steuern kann, dass der berechnete Wert der Zieltemperatur angenähert wird. Wenn die Menge an von dem Kraftstoffzugabeventil 7 zugegebenen Kraftstoff wie oben beschrieben mit Rückkoppelung gesteuert wird, ist es möglich, in dem Feinstaubfilter angehäufte Feinstaubteilchen effizient zu oxidieren und zu entfernen.
  • Es ist zu beachten, dass die Feinstaubteilchenanhäufungsmenge des Feinstaubfilters auf der Grundlage der Betriebsaufzeichnungen des Verbrennungsmotors 1 geschätzt werden kann. Beispielsweise berechnet die ECU 8 die Menge an Feinstaubteilchen (Feinstaubteilchenemissionsmenge), welche pro Zeiteinheit von dem Verbrennungsmotor 1 emittiert oder ausgestoßen wird, indem Parameter, beispielsweise die Kraftstoffeinspritzmenge, die Ansaugluftmenge, und die Motordrehzahl, genutzt werden. Dann kann die ECU 8 die Feinstaubteilchenemissionsmengen aufaddieren und kann der aufaddierte Wert als Feinstaubteilchenanhäufungsmenge des Feinstaubfilters (geschätzte Feinstaubteilchenanhäufungsmenge) verwendet werden. Basierend auf solch einem Standpunkt, dass von dem Verbrennungsmotor 1 emittierte Feinstaubteilchen zu einem vorbestimmten Anteil von dem Feinstaubfilter gesammelt werden, kann des Weiteren die Feinstaubteilchenemissionsmenge mit einem Koeffizienten (nachfolgend „Sammelkoeffizient” genannt) multipliziert werden, welcher dem vorbestimmten Anteil entspricht, und kann der aufaddierte Wert der Ergebnisse der Multiplikationsberechnungen als geschätzte Feinstaubteilchenanhäufungsmenge verwendet werden. Der vorbestimmte Anteil, welcher in der Situation wie oben beschrieben bereitgestellt wird, kann ein fester Wert sein. Alternativ kann der vorbestimmte Anteil ein variabler Wert sein, welcher in Abhängigkeit des Abgasdurchsatzes geändert werden kann (beispielsweise ein Wert, welcher mit größer werdendem Abgasdurchsatz kleiner gemacht wird). Auf diese Weise bestimmt die ECU 8 die Feinstaubteilchenanhäufungsmenge auf der Grundlage der Betriebsaufzeichnungen des Verbrennungsmotors 1, und ist somit die ”Schätzvorrichtung” gemäß der vorliegenden Erfindung verwirklicht.
  • Indessen besteht die Möglichkeit, dass das Filtergehäuse 4 oder die ECU 8 inmitten der Benutzung des Fahrzeugs, in welchem der Verbrennungsmotor 1 verbaut ist, ausgetauscht werden kann. Falls das Filtergehäuse 4 oder die ECU 8 ausgetauscht werden, besteht die Möglichkeit, dass die Feinstaubteilchenanhäufungsmenge, welche nach dem Austausch von der ECU 8 bestimmt wird, von der tatsächlichen Feinstaubteilchenanhäufungsmenge abweicht. Falls die ECU 8 ausgetauscht wird, liegt beispielsweise ein solcher Zustand vor, in welchem die Ascheanhäufungsmenge und die Feinstaubteilchenanhäufungsmenge, welche von der ECU 8 gespeichert sind, nach dem Austausch auf null zurückgesetzt werden. Falls die ECU 8 in einem Zustand ausgetauscht wird, in welchem Feinstaubteilchen und Asche in dem Feinstaubfilter angehäuft sind, besteht aus diesem Grund die Möglichkeit, dass die nach dem Austausch von der ECU 8 bestimmte Feinstaubteilchenanhäufungsmenge von der tatsächlichen Feinstaubteilchenanhäufungsmenge abweicht.
  • In diesem Zusammenhang zeigt die 2 die Beziehung zwischen dem Messwert des Differenzdrucksensors 5 (Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdruck) und der nach dem Austausch von der ECU 8 bestimmten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge in einem Zustand, in welchem Feinstaubteilchen und Asche in dem Feinstaubfilter angehäuft sind. ΣPM0, gezeigt in 2, gibt die tatsächliche Feinstaubteilchenanhäufungsmenge des Feinstaubfilters an. ΣPM1, gezeigt in 2, gibt die Feinstaubteilchenanhäufungsmenge (nachfolgend als ”erste Feinstaubteilchenanhäufungsmenge” bezeichnet) an, welche nach dem Austausch von der ECU 8 auf der Grundlage des Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdrucks und der Ascheanhäufungsmenge (null) bestimmt wird. ΣPM2, gezeigt in 2, gibt die geschätzte Feinstaubteilchenanhäufungsmenge (nachfolgend als ”zweite Feinstaubteilchenanhäufungsmenge” bezeichnet) an, welche nach dem Austausch von der ECU 8 auf der Grundlage der Betriebsaufzeichnungen des Verbrennungsmotors 1 bestimmt wird. Des Weiteren gibt die in 2 gezeigte durchgezogene Linie die Korrelation zwischen dem Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdruck und der von der ECU 8 nach dem Austausch erkannten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge an. Die in 2 gezeigte Linie mit abwechselnd langen und kurzen Strichen gibt die Korrelation zwischen dem Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdruck und der tatsächlichen Feinstaubteilchenanhäufungsmenge an.
  • Wenn die ECU 8 ausgetauscht wird, wird die erste Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1, welche von der ECU 8 nach dem Austausch bestimmt wird, unter der Annahme bestimmt, dass die Ascheanhäufungsmenge null ist. Wie in 2 gezeigt ist, ist aus diesem Grund die erste Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1, welche von der ECU 8 nach dem Austausch bestimmt wird, größer als die tatsächliche Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM0. Des Weiteren ist die zweite Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2, welche von der ECU 8 nach dem Austausch bestimmt wird, null, womit sie kleiner ist als die tatsächliche Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM0. Wenn die ECU 8 ausgetauscht wird, haben somit sowohl die erste Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 als auch die zweite Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2, welche von der ECU 8 nach dem Austausch bestimmt werden, Werte, welche sich von der tatsächlichen Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM0 unterscheiden. Des Weiteren tritt die Abweichung auch zwischen der ersten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 und der zweiten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2, welche von der ECU 8 nach dem Austausch bestimmt werden, auf. Falls in diesem Zusammenhang bei dem in 2 gezeigten Beispiel die ECU 8 nach den Austausch auf der Grundlage der zweiten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2 beurteilt, ob der erste Regenerationsprozess ausgeführt werden kann oder nicht, besteht die Möglichkeit, dass der erste Regenerationsprozess in einem Zustand ausgeführt werden kann, in welchem die tatsächliche Feinstaubteilchenanhäufungsmenge größer ist als der vorbestimmte Regenerationsschwellenwert. Folglich ist zu befürchten, dass während der Ausführung des ersten Regenerationsprozesses die Temperatur des Feinstaubfilters übermäßig erhöht wird.
  • Falls das Filtergehäuse 4 mit einem gebrauchten Filtergehäuse 4 ausgetauscht wird, unterscheidet sich des Weiteren die in der ECU 8 gespeicherte Ascheanhäufungsmenge von der Menge an Asche, welche nach dem Austausch in dem Feinstaubfilter angehäuft ist. Falls beispielsweise die Ascheanhäufungsmenge des Feinstaubfilters nach dem Austausch kleiner ist als die Ascheanhäufungsmenge des Feinstaubfilters vor dem Austausch und die Feinstaubteilchenanhäufungsmenge des Feinstaubfilters nach dem Austausch größer ist als die Feinstaubteilchenanhäufungsmenge des Feinstaubfilters vor dem Austausch, dann besteht die Möglichkeit, dass die erste Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 und die zweite Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2, welche von der ECU 8 bestimmt werden, kleiner sind als die tatsächliche Feinstaubteilchenanhäufungsmenge.
  • In diesem Zusammenhang zeigt 3 die Beziehung zwischen dem Messwert des Differenzdrucksensors 5 (Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdruck) und der Feinstaubteilchenanhäufungsmenge, welche von der ECU 8 nach dem Austausch des Feinstaubfilters unter der Bedingung bestimmt wird, dass die Ascheanhäufungsmenge des Feinstaubfilter nach dem Austausch kleiner ist als die Ascheanhäufungsmenge des Feinstaubfilter vor dem Austausch und dass die Feinstaubteilchenanhäufungsmenge des Feinstaubfilters nach dem Austausch größer ist als die Feinstaubteilchenanhäufungsmenge des Feinstaubfilters vor dem Austausch. Die in 3 gezeigte durchgezogene Linie gibt die Korrelation zwischen dem Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdruck und der Feinstaubteilchenanhäufungsmenge des Feinstaubfilters, wie sie nach dem Austausch von der ECU 8 erkannt wird, wieder. Die in 3 gezeigte Linie mit abwechselnd langen und kurzen Strichen gibt indessen die Korrelation zwischen dem Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdruck und der tatsächlichen Feinstaubteilchenanhäufungsmenge des Feinstaubfilters nach dem Austausch wieder.
  • Wenn der Feinstaubfilter ausgetauscht wird, wird die von der ECU 8 bestimmte erste Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 unter der Annahme bestimmt, dass die Ascheanhäufungsmenge des Feinstaubfilters nach dem Austausch gleich der Ascheanhäufungsmenge des Feinstaubfilters vor dem Austausch ist. Daher ist nach dem Austausch die erste Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1, welche von der ECU 8 bestimmt wird, kleiner als die tatsächliche Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM0 des Feinstaubfilters. Des Weiteren wird die zweite Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2, welche aus den Betriebsaufzeichnungen des Verbrennungsmotors 1 geschätzt wird, als der Wert bereitgestellt, welcher von dem Feinstaubfilter vor dem Austausch angenommen wird. Daher ist auch die zweite Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2, welche von der ECU 8 geschätzt wird, kleiner als die tatsächliche Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM0 des Feinstaubfilters nach dem Austausch. Des Weiteren tritt die Abweichung auch zwischen der ersten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 und der zweiten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2 auf. Falls in diesem Zusammenhang bei dem in 3 gezeigten Beispiel auf der Grundlage der ersten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 oder der zweiten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2 beurteilt wird, ob der erste Regenerationsprozess ausgeführt werden kann oder nicht, besteht die Möglichkeit, dass der erste Regenerationsprozess in einem Zustand ausgeführt werden kann, in welchem die tatsächliche Feinstaubteilchenanhäufungsmenge größer ist als der oben beschriebene vorbestimmte Regenerationsschwellenwert. Folglich ist zu befürchten, dass die Temperatur des Feinstaubfilters während der Ausführung des ersten Regenerationsprozesses übermäßig erhöht wird. Es ist zu beachten, dass die 3 ein Beispiel zeigt, bei welchem die erste Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 kleiner ist als die zweite Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2. Es kann jedoch auch solch eine Situation auftreten, bei welcher die erste Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 größer ist als die zweite Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2. Sogar im Falle einer solchen Situation tritt ein Problem auf, welches gleich oder ähnlich dem des in 3 gezeigten Beispiels ist, falls die erste Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 und die zweite Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2 kleiner sind als die tatsächliche Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM0.
  • Aufgrund der oben beschriebenen in den 2 und 3 gezeigten Tendenz, wird davon ausgegangen, dass die Abweichung zwischen der ersten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 und der zweiten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2 auch auftritt, falls die erste Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 und/oder die zweite Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2 von der tatsächlichen Feinstaubteilchenanhäufungsmenge beispielsweise wegen des Austauschs der ECU 8 oder des Feinstaubfilters abweichen/abweicht. Dementsprechend wird bei dieser Ausführungsform, falls die auftretende Abweichung zwischen der ersten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 und der zweiten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2 nicht kleiner ist als ein vorbestimmter Schwellenwert ΔΣPMthre, davon ausgegangen, dass die Möglichkeit besteht, dass die erste Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 und/oder die zweite Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2 von der tatsächlichen Feinstaubteilchenanhäufungsmenge abweichen/abweicht. Wenn dann davon ausgegangen wird, dass die Möglichkeit besteht, dass die erste Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 und/oder die zweite Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2 von der tatsächlichen Feinstaubteilchenanhäufungsmenge abweichen können/kann, wird der Prozess zum Beurteilen, ob der erste Regenerationsprozess ausgeführt wird oder nicht, indem der Regenerationsschwellenwert mit beiden Feinstaubteilchenanhäufungsmengen ΣPM1 und ΣPM2 verglichen wird, nicht von der ECU 8 ausgeführt. Das heißt, dass bei dieser Ausführungsform, falls die auftretende Abweichung zwischen der ersten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 und der zweiten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2 nicht kleiner ist als der vorbestimmte Schwellenwert ΔΣPMthre, durch Vergleichen des Messwerts des Differenzdrucksensors 5 und eines vorbestimmten oberen Grenzwerts ΔlImt beurteilt wird, ob der erster Regenerationsprozess ausgeführt wird oder nicht.
  • Der ”vorbestimmte Schwellenwert ΔΣPMthre”, auf welchen hier Bezug genommen wird, ist der Wert, bei welchem es möglich ist, davon auszugehen, falls die Differenz ΔΣPM zwischen der ersten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 und der zweiten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2 nicht kleiner ist als der vorbestimmte Schwellenwert ΔΣPMthre, dass die erste Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 und/oder die zweite Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2 von der tatsächlichen Feinstaubteilchenanhäufungsmenge abweichen/abweicht, beispielsweise aufgrund des Austauschs der ECU 8 oder des Feinstaubfilters. Des Weiteren ist der ”vorbestimmte Schwellenwert ΔΣPMthre” der Wert, bei welchem davon ausgegangen wird, dass die Möglichkeit besteht, dass eine übermäßige Erhöhung der Temperatur des Feinstaubfilters verursacht werden kann, falls der erste Regenerationsprozess in dem oben beschriebenen Zustand ausgeführt wird. Der wie oben beschrieben vorbestimmte Schwellenwert ist der Wert, welcher im Vorhinein mittels eines Anpassungsvorgangs beispielsweise durch Anwenden eines Experiments bestimmt wird. Der ”vorbestimmte obere Grenzwert ΔPlmt” entspricht dem Maximalwert des Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdrucks, bei welchem es möglich ist, den ersten Regenerationsprozess auszuführen, während eine übermäßige Erhöhung der Temperatur des Feinstaubfilters sogar im Falle eines solchen Zustands unterbunden wird, bei dem nur Feinstaubteilchen in dem Feinstaubfilter angehäuft sind, falls der Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdruck des Feinstaubfilters nicht größer ist als der vorbestimmte obere Grenzwert ΔPlmt. Insbesondere kann der Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdruck des Feinstaubfilters, welcher bereitgestellt wird, wenn die Ascheanhäufungsmenge des Feinstaubfilters null ist und die Feinstaubteilchenanhäufungsmenge des Feinstaubfilters gleich einer vorbestimmten Feinstaubteilchenanhäufungsgrenzmenge ΣPMImt ist, wie in 4 gezeigt, auf den vorbestimmten oberen Grenzwert ΔPlmt gesetzt werden. Die ”Feinstaubteilchenanhäufungsgrenzmenge”, auf welche hier Bezug genommen wird, ist der Maximalwert der Feinstaubteilchenanhäufungsmenge, bei der es möglich ist, den ersten Regenerationsprozess auszuführen, während eine übermäßige Erhöhung der Temperatur des Feinstaubfilters unter der Bedingung unterbunden wird, dass die Feinstaubteilchenanhäufungsmenge des Feinstaubfilters nicht größer ist als die Feinstaubteilchenanhäufungsgrenzmenge ΣPMlmt. Die ”Feinstaubteilchenanhäufungsgrenzmenge” ist beispielsweise die Menge, welche gleich dem oben beschriebenen Regenerationsschwellenwert ist. Indessen ändert sich der Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdruck des Feinstaubfilters, wie oben beschrieben, auch in Abhängigkeit des Durchsatzes des durch den Feinstaubfilter strömenden Abgases. Daher kann sich der vorbestimmte obere Grenzwert ΔPlmt auch in Abhängigkeit des Durchsatzes des durch den Feinstaubfilter strömenden Abgases ändern. Alternativ kann der Messwert des Differenzdrucksensors 5 in Abhängigkeit des Durchsatzes des durch den Feinstaubfilter strömenden Abgases korrigiert werden.
  • Falls in diesem Zusammenhang der Messwert des Differenzdrucksensors 5 nicht größer ist als der vorbestimmte obere Grenzwert ΔPlmt, ist die Feinstaubteilchenanhäufungsmenge (maximale Feinstaubteilchenanhäufungsmenge), welche aus dem Messwert des Differenzdrucksensors 5 unter der Annahme ermittelt wird, dass nur Feinstaubteilchen in dem Feinstaubfilter angehäuft sind, nicht größer als die Feinstaubteilchenanhäufungsmenge (Feinstaubteilchenanhäufungsgrenzmenge), welche bereitgestellt wird, wenn nur Feinstaubteilchen in dem Feinstaubfilter angehäuft sind und der Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdruck des Feinstaubfilters gleich dem vorbestimmten oberen Grenzwert ΔPlmt ist. Die maximale Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ist in diesem Zusammenhang die Menge, welche als eine etwas größere Menge geschätzt wird, die gleich oder nicht kleiner als die tatsächliche Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ist. Falls die maximale Feinstaubteilchenanhäufungsmenge nicht größer als die Feinstaubteilchenanhäufungsgrenzmenge (der Messwert des Differenzdrucksensors 5 nicht größer als der vorbestimmte obere Grenzwert ΔPlmt) ist, ist die tatsächliche Feinstaubteilchenanhäufungsmenge des Feinstaubfilters daher nicht größer als die maximale Feinstaubteilchenanhäufungsmenge. Aus diesem Grund wird, falls der Messwert des Differenzdrucksensors 5 nicht größer ist als der vorbestimmte obere Grenzwert ΔPlmt, bestätigt, dass der erste Regenerationsprozess ausgeführt werden kann, ohne die Temperatur des Feinstaubfilters übermäßig zu erhöhen. Dementsprechend wird bei dieser Ausführungsform der erste Regenerationsprozess dann ausgeführt, wenn die Differenz zwischen der ersten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 und der zweiten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2 nicht kleiner ist als der vorbestimmte Schwellenwert ΔΣPMthre, falls der Messwert des Differenzdrucksensors 5 nicht größer ist als der vorbestimmte obere Grenzwert ΔPlmt.
  • Wenn andererseits die Differenz zwischen der ersten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 und der zweiten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2 nicht kleiner ist als der vorbestimmte Schwellenwert ΔΣPMthre, dann besteht die Möglichkeit, falls der Messwert des Differenzdrucksensors 5 größer ist als der vorbestimmte obere Grenzwert ΔPlmt, dass die tatsächliche Feinstaubteilchenanhäufungsmenge größer als die Feinstaubteilchenanhäufungsgrenzmenge sein kann. Falls der erste Regenerationsprozess in dem oben beschriebenen Zustand ausgeführt wird, besteht die Möglichkeit, dass eine übermäßige Erhöhung der Temperatur des Feinstaubfilters verursacht werden kann. Dementsprechend wird bei dieser Ausführungsform der erste Regenerationsprozess dann nicht ausgeführt, wenn die Differenz zwischen der ersten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 und der zweiten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2 nicht kleiner ist als der vorbestimmte Schwellenwert ΔΣPMthre, falls der Messwert des Differenzdrucksensors 5 größer als der vorbestimmte obere Grenzwert ΔPlmt ist.
  • Wenn die Differenz zwischen der ersten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 und der zweiten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2 nicht kleiner ist als der vorbestimmte Schwellenwert ΔΣPMthre, dann wird, wie oben beschrieben, falls mittels der Methode zum Vergleichen des Messwerts des Differenzdrucksensors 5 und des vorbestimmten oberen Grenzwerts ΔPlmt beurteilt wird, ob der erste Regenerationsprozess ausgeführt werden kann oder nicht, die Ausführung des ersten Regenerationsprozesses in einem Zustand unterbunden, bei welchem die Möglichkeit besteht, dass eine übermäßige Erhöhung der Temperatur des Feinstaubfilters verursacht werden kann. Wenn die Differenz zwischen der ersten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 und der zweiten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2 nicht kleiner ist als der vorbestimmte Schwellenwert ΔΣPMthre und der Messwert des Differenzdrucksensors 5 größer ist als der vorbestimmte obere Grenzwert ΔPlmt, ist zu beachten, falls der Zustand, in welchem der erste Regenerationsprozess nicht ausgeführt wird, andauert, dass die Möglichkeit besteht, dass der Druckverlust des Feinstaubfilters übermäßig erhöht werden kann und dass folglich der Gegendruck des Verbrennungsmotor 1 erhöht werden kann. Falls die Differenz zwischen der ersten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 und der zweiten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2 nicht kleiner ist als der vorbestimmte Schwellenwert ΔΣPMthre und der Messwert des Differenzdrucksensors 5 größer ist als der vorbestimmte obere Grenzwert ΔPlmt, dann wird in Anbetracht der obigen Ausführungen die Temperatur des Feinstaubfilters auf eine Temperatur erhöht, welche kleiner ist als die Zieltemperatur während der Ausführung des ersten Regenerationsprozesses, wobei Feinstaubteilchen bei dieser Temperatur (entspricht der ”zweiten Regenerationstemperatur” gemäß der vorliegenden Erfindung) oxidiert werden können. Somit wird der Prozess (der zweite Regenerationsprozess) ausgeführt, bei welchem in dem Feinstaubfilter angehäufte Feinstaubteilchen oxidiert und entfernt werden, während die Menge an Feinstaubteilchen, welche pro Zeiteinheit oxidiert werden, klein gehalten wird. Der wie oben beschriebene zweite Regenerationsprozess kann ausgeführt werden, bis alle in dem Feinstaubfilter angehäuften Feinstaubteilchen oxidiert und entfernt sind. Wie in 5 gezeigt kann der zweiter Regenerationsprozess solange ausgeführt werden, bis der Messwert des Differenzdrucksensors 5 soweit gesenkt ist, dass er nicht größer als der vorbestimmte obere Grenzwert ΔPlmt ist, und kann dann der erste Regenerationsprozess durch Erhöhen der Temperatur des Feinstaubfilters auf die erste Regenerationstemperatur ausgeführt werden. Wenn der zweite Regenerationsprozess und der erste Regenerationsprozess wie oben beschrieben in Kombination ausgeführt werden, kann die Menge an in dem Feinstaubfilter angehäuften Feinstaubteilchen schneller oxidiert und entfernt werden, während eine übermäßige Erhöhung der Temperatur des Feinstaubfilters unterbunden wird.
  • Des Weiteren, falls alle in dem Feinstaubfilter angehäuften Feinstaubteilchen durch Ausführen des ersten Regenerationsprozesses oder des zweiten Regenerationsprozesses oxidiert und entfernt sind, wenn die Differenz zwischen der ersten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 und der zweiten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2 nicht kleiner ist als der vorbestimmte Schwellenwert ΔΣPMthre, dann beendet die ECU 8 den ersten Regenerationsprozess oder den zweiten Regenerationsprozess und aktualisiert die ECU 8 die in der ECU 8 gespeicherte Ascheanhäufungsmenge. Anders gesagt bestimmt die ECU 8 die Menge von tatsächlich in dem Feinstaubfilter angehäufter Asche unter Verwendung der Parameter des Abgasdurchsatzes und des Messwerts des Differenzdrucksensors 5, welche unmittelbar nach dem Beenden des ersten Regenerationsprozesses vorliegen, und korrigiert die ECU 8 die in der ECU 8 gespeicherte Ascheanhäufungsmenge auf der Grundlage der tatsächlichen Ascheanhäufungsmenge. Falls die von der ECU 8 gespeicherte Ascheanhäufungsmenge aktualisiert ist, haben auf diese Weise die erste Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 und die zweite Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2, welche von der ECU 8 nach der Aktualisierung bestimmt werden, Werte, welche annähernd der tatsächlichen Feinstaubteilchenanhäufungsmenge entsprechen. Daher ist es sogar möglich, falls beurteilt wird, ob der erste Regenerationsprozess ausgeführt werden kann oder nicht, indem der Regenerationsschwellenwert mit der ersten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 und der zweiten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2 verglichen wird, den ersten Regenerationsprozess auszuführen, während eine übermäßige Erhöhung der Temperatur des Feinstaubfilters unterbunden wird.
  • Mit Bezug auf die 6 wird nachfolgend ein Verfahren zum Oxidieren und Entfernen von Feinstaubteilchen erklärt, welche bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von dem Feinstaubfilter gesammelt werden. 6 zeigt ein Flussdiagramm, welches einen Prozessablauf veranschaulicht, der von der ECU ausgeführt wird, wenn von dem Feinstaubfilter gesammelte Feinstaubteilchen oxidiert und entfernt werden. Der Prozessablauf ist im Vorhinein im Festwertspeicher (ROM) der ECU 8 gespeichert und der Prozessablauf wird während des Betriebs des Verbrennungsmotors 1 von der ECU 8 wiederholt ausgeführt.
  • In dem in 6 gezeigten Prozessablauf führt die ECU 8 zunächst einen Prozess S101 aus, in welchem die ECU 8 aus dem Messwert des Differenzdrucksensors 5 und der in der ECU 8 gespeicherten Ascheanhäufungsmenge die erste Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 berechnet. Insbesondere bestimmt die ECU 8 die Gesamtanhäufungsmenge an Feinstaubteilchen und Asche, welche in dem Feinstaubfilter angehäuft ist, indem die Argumente des Messwerts des Differenzdrucksensors 5 und des Abgasdurchsatzes (Gesamtsumme der Ansaugluftmenge und der Kraftstoffeinspritzmenge) wie oben beschrieben verwendet werden, und berechnet die ECU 8 die erste Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 durch Abziehen der Ascheanhäufungsmenge von der Gesamtanhäufungsmenge. Die Ascheanhäufungsmenge, welche für diese Berechnung verwendet wird, weist den Wert auf, welcher auf der Grundlage des Abgasdurchsatzes und des Messwerts des Differenzdrucksensors 5, die unmittelbar nach dem vorhergehenden Beenden des ersten Regenerationsprozesses oder des zweiten Regenerationsprozesses bereitgestellt sind, aktualisiert ist und welcher von der ECU 8 gespeichert ist. Des Weiteren berechnet die ECU 8 die zweite Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2 aus den Betriebsaufzeichnungen des Verbrennungsmotors 1 in dem Prozess S101. Insbesondere berechnet die ECU 8 die zweite Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2, indem die Feinstaubteilchenemissionsmengen aufaddiert werden, welche jeweils durch Verwendung der Parameter, beispielsweise der Kraftstoffeinspritzmenge, der Ansaugluftmenge und der Motordrehzahl, wie oben beschrieben berechnet werden. Es ist zu beachten, dass die ECU 8 die zweite Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2 berechnen kann, indem solch eine Methode verwendet wird, bei welcher die Feinstaubteilchenemissionsmenge mit dem Sammelkoeffizient wie oben beschrieben multipliziert wird, und die erhaltenen Berechnungsergebnisse aufaddiert werden.
  • In einem Prozess S102 beurteilt die ECU 8, ob der absolute Wert der Differenz zwischen der ersten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 und der zweite Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2, welche wie oben beschrieben in dem Prozess S101 berechnet wird, nicht kleiner ist als der oben beschriebene vorbestimmte Schwellenwert ΔΣPMthre oder nicht. Falls in dem Prozess S102 eine bejahende Beurteilung gemacht wird, besteht die Möglichkeit, dass die erste Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 und/oder die zweite Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2 von der tatsächlichen Feinstaubteilchenanhäufungsmenge abweichen/abweicht. In einer solchen Situation fährt die ECU 8 mit einem Prozess S103 fort.
  • Im Prozess S103 liest die ECU 8 den Messwert des Differenzdrucksensors 5 (Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdruck) ΔP ein. Anschließend fährt die ECU 8 mit einem Prozess S104 fort, um zu beurteilen, ob der Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdruck ΔP, welcher wie oben beschrieben in dem Prozess S103 eingelesen wird, nicht größer ist als der oben beschriebene vorbestimmte obere Grenzwert ΔPlmt oder nicht. Falls in dem Prozess S104 eine bejahende Beurteilung gemacht wird, ist es möglich, anzunehmen, dass die Menge von Feinstaubteilchen, welche tatsächlich in dem Feinstaubfilter angehäuft sind, nicht größer ist als die oben beschriebene Feinstaubteilchenanhäufungsgrenzmenge ΣPMlmt. Falls der Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdruck ΔP nicht größer ist als der vorbestimmte obere Grenzwert ΔPlmt, ist es daher möglich, anzunehmen, dass der erste Regenerationsprozess ausgeführt werden kann, ohne die Temperatur des Feinstaubfilters übermäßig zu erhöhen. Dementsprechend fährt die ECU 8 mit einem Prozess S105 fort, um den ersten Regenerationsprozess auszuführen. Insbesondere ermöglicht die ECU 8 dem Kraftstoffzugabeventil 7, dem Abgas Kraftstoff zuzugeben. Der Kraftstoff, welcher aus dem Kraftstoffzugabeventil 7 zugegeben wird, wird von dem auf dem Feinstaubfilter aufgebrachten Oxidationskatalysator oder von dem stromaufwärts des Filtergehäuses 4 angeordneten Oxidationskatalysator oxidiert, um eine Reaktionswärme zu erzeugen. Infolgedessen wird der Feinstaubfilter von der Reaktionswärme des zugegebenen Kraftstoffs erhitzt. Bei diesem Vorgang berechnet die ECU 8 die Temperatur des Feinstaubfilters aus dem Messwert des Abgastemperatursensors 6, um die Menge an Kraftstoff, welche von dem Kraftstoffzugabeventil 7 zugegeben wird, derart mit Rückkoppelung zu steuern, dass die Temperatur zur ersten Regenerationstemperatur wird. Wenn der erste Regenerationsprozess wie oben beschrieben ausgeführt wird, werden Feinstaubteilchen, welche in dem Feinstaubfilter angehäuft sind, oxidiert und entfernt.
  • Nach der Ausführung des Prozesses S105 fährt die ECU 8 mit einem Prozess S106 fort. In dem Prozess S106, beurteilt die ECU 8, ob alle in dem Feinstaubfilter angehäuften Feinstaubteilchen oxidiert sind oder nicht. Insbesondere falls das Ausmaß der Änderung des Messwerts des Differenzdrucksensors 5 pro Zeiteinheit nicht größer ist als ein vorbestimmter Beurteilungswert, beurteilt die ECU 8, dass alle in dem Feinstaubfilter angehäuften Feinstaubteilchen oxidiert und entfernt sind. Es ist zu beachten, dass es bei einer anderen Methode auch zulässig ist, die Beurteilung, ob alle in dem Feinstaubfilter angehäuften Feinstaubteilchen oxidiert und entfernt sind oder nicht, unter Verwendung des Parameters der Ausführungszeit des ersten Regenerationsprozesses vorzunehmen. Mit anderen Worten ausgedrückt korreliert die Zeit (erforderliche Regenerationszeit), welche dafür erforderlich ist, dass alle in dem Feinstaubfilter angehäuften Feinstaubteilchen oxidiert und entfernt werden, mit der Feinstaubteilchenanhäufungsmenge, welche zu dem Zeitpunkt bereitgestellt ist, zu dem der erste Regenerationsprozess gestartet wird. Falls die Korrelation zwischen der Feinstaubteilchenanhäufungsmenge und der erforderlichen Regenerationszeit im Vorhinein bestimmt wird, kann daher aus der Korrelation derselben die erforderliche Regenerationszeit, welche der maximalen Feinstaubteilchenanhäufungsmenge entspricht, bestimmt werden. Falls die Ausführungszeit des ersten Regenerationsprozesses bei der erforderlichen Regenerationszeit angelangt, kann dann beurteilt werden, dass alle in dem Feinstaubfilter angehäuften Feinstaubteilchen oxidiert und entfernt sind. Falls in dem Prozess S106 eine verneinende Beurteilung gemacht wird, kehrt die ECU 8 zum Prozess S105 zurück und fährt die ECU 8 damit fort, den ersten Regenerationsprozess auszuführen. Falls in dem Prozess S106 indessen eine bejahende Beurteilung gemacht wird, fährt die ECU 8 mit einem Prozess S107 fort.
  • In dem Prozess S107 beendet die ECU 8 den ersten Regenerationsprozess, indem die Kraftstoffzugabe von dem Kraftstoffzugabeventil 7 in das Abgas gestoppt wird. Anschließend fährt die ECU 8 mit einem Prozess S108 fort, um die von der ECU 8 gespeicherte Ascheanhäufungsmenge zu aktualisieren. Insbesondere liest die ECU 8 den Messwert des Differenzdrucksensors 5 ein, welcher unmittelbar nach dem Beenden des ersten Regenerationsprozesses bereitgestellt wird, und berechnet die ECU 8 den Durchsatz des Abgases (Gesamtsumme der Ansaugluftmenge und der Kraftstoffeinspritzmenge), welches zu diesem Zeitpunkt durch den Feinstaubfilter strömt. Dann berechnet die ECU 8 die Gesamtanhäufungsmenge der Feinstaubteilchen und der Asche, welche in dem Feinstaubfilter angehäuft sind, indem sie die Parameter des Messwerts des Differenzdrucksensors 5 und des Abgasdurchsatzes verwendet. Es ist zu beachten, dass es möglich ist, anzunehmen, dass unmittelbar nach dem Beenden des ersten Regenerationsprozesses die Feinstaubteilchenanhäufungsmenge des Feinstaubfilters null ist. Daher ist es möglich, anzunehmen, dass die Gesamtanhäufungsmenge gleich der tatsächlichen Ascheanhäufungsmenge ist. Folglich erachtet die ECU 8 die Gesamtanhäufungsmenge als die tatsächliche Ascheanhäufungsmenge und aktualisiert die ECU 8 den Wert der von der ECU 8 gespeicherten Ascheanhäufungsmenge. Wenn die von der ECU 8 gespeicherte Ascheanhäufungsmenge wie oben beschrieben aktualisiert wird, ist es möglich, die Genauigkeiten der ersten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 und der zweiten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2, welche nachfolgend bestimmt werden, zu verbessern.
  • Es ist zu beachten, dass, falls in dem Prozess S104 eine verneinende Beurteilung gemacht wird, die Möglichkeit besteht, dass die Menge an Feinstaubteilchen, welche tatsächlich in dem Feinstaubfilter angehäuft sind, größer sein kann als die oben beschriebene Feinstaubteilchenanhäufungsgrenzmenge ΣPMlmt. Anders ausgedrückt, falls in dem oben beschriebenen Prozess S104 eine verneinende Beurteilung gemacht wird, besteht die Möglichkeit, dass die Temperatur des Feinstaubfilter infolge der Ausführung des ersten Regenerationsprozesses übermäßig erhöht sein kann. In Anbetracht der obigen Ausführungen, fährt die ECU 8 mit einem Prozess S109 fort, um den zweiten Regenerationsprozess auszuführen. Insbesondere steuert die ECU 8 die Menge an Kraftstoff, welche von dem Kraftstoffzugabeventil 7 zugegeben wird, derart, dass die Temperatur des Feinstaubfilters auf eine zweite Regenerationstemperatur erhöht wird, welche niedriger als die erste Regenerationstemperatur ist. Wenn der zweite Regenerationsprozess wie oben beschrieben ausgeführt wird, werden Feinstaubteilchen, welche in dem Feinstaubfilter angehäuft sind, oxidiert und entfernt. Die Feinstaubteilchenoxidationsgeschwindigkeit (die pro Zeiteinheit oxidierte Menge an Feinstaubteilchen), welche in dieser Situation bereitgestellt wird, ist jedoch geringer als die Entsprechende, welche bereitgestellt wird, wenn der erste Regenerationsprozess ausgeführt wird. Folglich werden die in dem Feinstaubfilter angehäuften Feinstaubteilchen allmählich oxidiert. Daher ist es möglich, in dem Feinstaubfilter angehäufte Feinstaubteilchen zu oxidieren und zu entfernen, während eine übermäßige Erhöhung der Temperatur des Feinstaubfilters unterbunden wird.
  • Nach dem Ausführen des oben beschriebenen Prozesses S109 fährt die ECU 8 mit einem Prozess S110 fort. In dem Prozess S110 beurteilt die ECU 8, ob alle in dem Feinstaubfilter angehäuften Feinstaubteilchen oxidiert sind oder nicht. Insbesondere beurteilt die ECU 8, ob alle in dem Feinstaubfilter angehäuften Feinstaubteilchen oxidiert sind oder nicht, indem eine Methode verwendet wird, welche der des oben beschriebenen Prozesses S106 gleich oder ähnlich ist. Falls in dem Prozess S110 eine verneinende Berurteilung gemacht wird, dann kehrt die ECU 8 zu dem Prozess S109 zurück und führt die ECU 8 den zweiten Regenerationsprozess kontinuierlich aus. Falls in dem Prozess S110 indessen eine bejahende Beurteilung gemacht wird, fährt die ECU 8 mit einem Prozess S111 fort.
  • In dem Prozess S111 beendet die ECU 8 den zweiten Regenerationsprozess, indem die Kraftstoffzugabe von dem Kraftstoffzugabeventil 7 in das Abgas gestoppt wird. Dann fährt die ECU 8 mit dem Prozess S108 fort, um die von der ECU 8 gespeicherte Ascheanhäufungsmenge zu aktualisieren. Es ist zu beachten, dass die ECU 8, falls der Messwert des Differenzdrucksensors 5 (Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdruck) ΔP während der Ausführung des zweiten Regenerationsprozesses derart verringert wird, dass er nicht größer ist als der vorbestimmte obere Grenzwert ΔPlmt, von diesem Zeitpunkt an von dem zweiten Regenerationsprozess ausgehend mit dem ersten Regenerationsprozess fortfahren kann.
  • Falls in dem oben beschriebenen Prozess S102 eine verneinende Beurteilung gemacht wird, ist es des Weiteren möglich, anzunehmen, dass die erste Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 und die zweite Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2 nicht von der tatsächlichen Feinstaubteilchenanhäufungsmenge abweichen. Daher führt die ECU 8 den Regenerationsprozess wie üblich aus. Das heißt, falls im oben beschriebenen Prozess S102 eine verneinende Beurteilung gemacht wird, fährt die ECU 8 mit einem Prozess S112 fort, um zu beurteilen, ob die in dem oben beschriebenen Prozess S101 bestimmte erste Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 größer ist als der oben beschriebene vorbestimmte Regenerationsschwellenwert ΣPMreg oder nicht. Falls in dem Prozess S112 eine verneinende Beurteilung gemacht wird, beendet die ECU 8 die Ausführung dieser Prozessroutine. Falls in dem Prozess S112 indessen eine bejahende Beurteilung gemacht wird, fährt die ECU 8 mit dem Prozess S105 fort, um den ersten Regenerationsprozess auszuführen.
  • Die ECU 8 führt die in 6 gezeigte Prozessroutine wie oben beschrieben aus, womit die ”Steuerungsvorrichtung” gemäß der vorliegenden Erfindung verwirklicht ist. Wenn die erste Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 und/oder die zweite Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2 von der tatsächlichen Feinstaubteilchenanhäufungsmenge abweichen/abweicht, beispielsweis infolge des Austauschs der ECU 8 oder des Feinstaubfilters, ist es daher möglich, in dem Feinstaubfilter angehäufte Feinstaubteilchen zu oxidieren und zu entfernen, ohne die Temperatur des Feinstaubfilters übermäßig zu erhöhen. Des Weiteren wird die tatsächliche Ascheanhäufungsmenge auf der Grundlage des Messwerts des Differenzdrucksensors 5 bestimmt, welcher bereitgestellt wird, wenn alle in dem Feinstaubfilter angehäuften Feinstaubteilchen oxidiert und entfernt sind, und somit ist es möglich die von der ECU 8 gespeicherte Ascheanhäufungsmenge zu aktualisieren. Daher ist es möglich, die Genauigkeiten der ersten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 und der zweiten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2, welche nachfolgend bestimmt werden, zu verbessern.
  • <Andere Ausführungsform>
  • Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist solch ein Beispiel beschrieben worden, bei dem die vorliegende Erfindung auf einen Verbrennungsmotor der selbstzündenden Bauart (Dieselmotor) angewendet ist. Die vorliegende Erfindung kann aber auch auf einen Verbrennungsmotor der fremdzündenden Bauart (Benzinmotor) angewendet werden. Die Abgastemperatur des Verbrennungsmotors der fremdzündenden Bauart ist höher als die Abgastemperatur des Verbrennungsmotors der selbstzündenden Bauart. Daher gibt es viele Gelegenheiten, die Temperatur des Feinstaubfilters auf eine Temperatur zu erhöhen, bei welcher Feinstaubteilchen während des Betriebs des Verbrennungsmotors der fremdzündenden Bauart oxidiert werden. Daher wird der erste Regenerationsprozess bei dem Verbrennungsmotor der fremdzündenden Bauart mittels einer Methode ausgeführt, bei welcher der Kraftstoffreduzierungsbetrieb für eine vorbestimmte Dauer ausgeführt wird (die Kraftstoffeinspritzung wird für eine vorbestimmte Dauer gestoppt), wenn die Temperatur des Feinstaubfilters gleich der Temperatur ist, bei der Feinstaubteilchen oxidiert werden können und wenn beispielsweise während eines Verzögerungsvorgangs eine Kraftstoffreduzierungsbetriebsanfrage erzeugt wird. Wenn der erste Regenerationsprozess mittels der oben beschriebenen Methode ausgeführt wird, wird der Feinstaubfilter einer oxidierenden Atmosphäre ausgesetzt. Daher werden Feinstaubteilchen, welche in dem Feinstaubfilter angehäuft sind, oxidiert und entfernt. Es ist zu beachten, dass die „vorbestimmte Dauer”, auf die hier Bezug genommen wird, eine solche Dauer ist, dass in dem Feinstaubfilter angehäufte Feinstaubteilchen oxidiert und entfernt werden können, ohne die Temperatur des Feinstaubfilters übermäßig zu erhöhen, vorausgesetzt, die Ausführungsdauer des Kraftstoffreduzierungsbetriebs ist nicht länger als die vorbestimmte Dauer. Die „vorbestimmte Dauer” entspricht der ”ersten Regenerationszeitdauer” gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Wenn bei dem Verbrennungsmotor der fremdzündenden Bauart, bei welchem der erste Regenerationsprozess mittels der oben beschriebenen Methode ausgeführt wird, die erste Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 und/oder die zweite Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2 beispielsweise infolge des Austauschs der ECU 8 oder des Feinstaubfilters von der tatsächlichen Feinstaubteilchenanhäufungsmenge abweichen/abweicht, tritt auf die gleiche Weise wie im oben beschriebenen Falle des Verbrennungsmotors der selbstzündenden Bauart die Abweichung auch zwischen der ersten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 und der zweiten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2 auf. Wenn dementsprechend die Differenz zwischen der ersten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 und der zweiten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2 nicht kleiner ist als der vorbestimmte Schwellenwert ΔΣPMthre und falls der Messwert des Differenzdrucksensors 5 (Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdruck) ΔP nicht größer ist als der oben beschriebene vorbestimmte obere Grenzwert ΔPlmt, dann wird der erste Regenerationsprozess auf der Grundlage der oben beschriebenen Methode ausgeführt. Falls der Messwert des Differenzdrucksensors 5 (Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdruck) ΔP größer ist als der vorbestimmte obere Grenzwert ΔPlmt, wird der erste Regenerationsprozess auf der Grundlage der oben beschriebenen Methode nicht ausgeführt. Wenn die Differenz zwischen der ersten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 und der zweiten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2 nicht kleiner ist als der vorbestimmte Schwellenwert ΔΣPMthre und der Messwert des Differenzdrucksensors 5 (Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdruck) ΔP größer ist als der vorbestimmte obere Grenzwert ΔPlmt, dann kann die Menge an Feinstaubteilchen, welche während des Kraftstoffreduzierungsbetriebs oxidiert werden, klein gehalten werden, in dem der zweite Regenerationsprozess mittels einer Methode ausgeführt wird, bei welcher der Kraftstoffreduzierungsbetrieb für eine zweite Regenerationszeitdauer ausgeführt wird, die kürzer ist als die erste Regenerationszeitdauer. Es ist zu beachten, dass die zweite Regenerationszeitdauer wie folgt festgelegt werden kann. Das heißt, je größer der Messwert des Differenzdrucksensors 5 (Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdruck) ΔP ist, desto höher ist die Temperatur des Feinstaubfilters und desto kürzer ist die zweite Regenerationszeitdauer. Wenn die zweite Regenerationszeitdauer wie oben beschrieben festgelegt wird, ist es möglich, eine übermäßige Erhöhung der Temperatur des Feinstaubfilters während der Ausführung des zweiten Regenerationsprozesses zuverlässiger zu unterbinden.
  • Auf der Grundlage der 7 wird nun ein Verfahren zum Oxidieren und Entfernen von in dem Feinstaubfilter angehäuften Feinstaubteilchen bei dem Verbrennungsmotor der fremdzündenden Bauart erklärt. 7 zeigt eine Prozessroutine, welche von der ECU 8 ausgeführt wird, indem der Beginn des Kraftstoffreduzierungsbetriebs des Verbrennungsmotors 1 als Auslöser verwendet wird. Diese Prozessroutine wird im Vorhinein beispielsweise im Festwertspeicher (ROM) der ECU 8 gespeichert.
  • Bei der in 7 gezeigten Prozessroutine führt die ECU 8 zunächst einen Prozess S201 aus, bei welchem die ECU 8 die Temperatur des Feinstaubfilters aus dem Messwert des Abgastemperatursensor 6 berechnet, um zu beurteilen, ob die Temperatur nicht kleiner ist als eine vorbestimmte Temperatur oder nicht. Die vorbestimmte Temperatur, auf die hier Bezug genommen wird, ist die minimale Temperatur, bei welcher in dem Feinstaubfilter angehäufte Feinstaubteilchen oxidiert werden können. Falls in dem Prozess S201 eine verneinende Beurteilung gemacht wird, beendet die ECU 8 die Ausführung dieser Prozessroutine. Falls in dem Prozess S201 indessen eine bejahende Beurteilung gemacht wird, fährt die ECU 8 mit einem Prozess S202 fort.
  • Im Prozess S202 beurteilt die ECU 8 ob ein Zulassungsmarker AN geschaltet ist. Der Zulassungsmarker, auf den hier Bezug genommen wird, ist ein Marker, der AN geschaltet wird, wenn die Differenz zwischen der ersten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 und der zweiten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2 kleiner ist als der vorbestimmte Schwellenwert ΔΣPMthre und wenn die Differenz zwischen der ersten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 und der zweiten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2 nicht kleiner ist als der vorbestimmter Schwellenwert ΔΣPMthre und der Messwert des Differenzdrucksensors 5 (Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdruck) ΔP nicht größer ist als der vorbestimmte obere Grenzwert ΔPlmt. Es ist zu beachten, dass der Zulassungsmarker AUS geschaltet wird, wenn die Differenz zwischen der ersten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM1 und der zweiten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge ΣPM2 nicht kleiner ist als der vorbestimmte Schwellenwert ΔΣPMthre und der Messwert des Differenzdrucksensors 5 (Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdruck) ΔP größer ist als der vorbestimmte obere Grenzwert ΔPlmt. Das Schaltverfahren, um das Anschalten und das Ausschalten des Zulassungsmarkers umzuschalten, wird später beschrieben.
  • Falls in dem oben beschriebenen Prozess S202 eine bejahende Beurteilung gemacht wird, ist es möglich, anzunehmen, dass die Temperatur des Feinstaubfilters sogar dann nicht übermäßig erhöht wird, wenn der Kraftstoffreduzierungsbetrieb während der ersten Regenerationszeitdauer ausgeführt wird. Dementsprechend fährt die ECU 8 mit einem Prozess S203 fort, um zu beurteilen, ob die erste Regenerationszeitdauer nach dem Beginn des Kraftstoffreduzierungsbetriebs abläuft oder nicht. Falls in dem Prozess S203 eine verneinende Beurteilung gemacht wird, führt die ECU 8 den Prozess S203 wiederholt aus. Falls in dem Prozess S203 indessen eine bejahende Beurteilung gemacht wird, fährt die ECU 8 mit einem Prozess S205 fort, um den Kraftstoffreduzierungsbetrieb zu beenden.
  • Falls in dem oben beschriebenen Prozess S202 eine verneinende Beurteilung gemacht wird, ist es des Weiteren möglich, anzunehmen, dass die Möglichkeit besteht, dass die Temperatur des Feinstaubfilters übermäßig erhöht werden kann, falls der Kraftstoffreduzierungsbetrieb während der ersten Regenerationszeitdauer ausgeführt wird. Dementsprechend fährt die ECU 8 mit einem Prozess S204 fort, um zu beurteilen, ob die zweite Regenerationszeitdauer nach Beginn des Kraftstoffreduzierungsbetriebs abläuft oder nicht. Falls in dem Prozess S204 eine verneinende Beurteilung gemacht wird, führt die ECU 8 den Prozess S204 wiederholt aus. Falls in dem Prozess S204 indessen eine bejahende Beurteilung gemacht wird, fährt die ECU 8 mit einem Prozess S205 fort, um den Kraftstoffreduzierungsbetrieb zu beenden.
  • Es ist zu beachten, dass die ECU 8 die Ausführung der Prozessroutine beendet, falls der Kraftstoffreduzierungsbetrieb des Verbrennungsmotors 1 vor der Ausführung des Prozesses S205 inmitten der Ausführung der oben beschriebenen in 7 gezeigten Prozessroutine beendet wird.
  • Als nächstes wird mit Bezug auf 8 das Verfahren zum Umschalten des Anschaltens und Ausschaltens des Zulassungsmarkers erklärt. 8 zeigt ein Flussdiagramm, welches einen Prozessablauf veranschaulicht, der von der ECU ausgeführt wird, wenn ein Anschalten und Ausschalten eines Zulassungsmarkers umgeschaltet werden. Diese Prozessroutine wird im Vorhinein im Festwertspeicher (ROM) der ECU 8 gespeichert und die Prozessroutine wird während des Betriebs des Verbrennungsmotors 1 von der ECU 8 wiederholt ausgeführt. Es ist zu beachten, dass die Prozesse der in 8 gezeigten Prozessroutine, welche den Prozessen der oben beschriebenen in 6 gezeigten Prozessroutine gleichen oder ähneln, mit den gleichen Bezugsnummern bezeichnet sind.
  • Bei der in 8 gezeigten Prozessroutine werden anstatt der Prozesse S105 bis S112 der oben beschriebenen in 6 gezeigten Prozessroutine die Prozesse S301 bis S302 ausgeführt. Falls in dem Prozess S102 eine verneinende Beurteilung gemacht wird, wird des Weiteren in der oben beschriebenen in 6 gezeigten Prozessroutine der Prozess S112 ausgeführt. Bei der in 8 gezeigten Prozessroutine wird hingegen der Prozess S301 ausgeführt, falls in Prozess S102 eine verneinende Beurteilung gemacht wird.
  • Inbesondere falls in dem Prozess S102 eine verneinende Beurteilung gemacht wird und falls in dem Prozess S104 eine bejahende Beurteilung gemacht wird, dann fährt die ECU 8 bei der in 8 gezeigten Prozessroutine mit dem Prozess S302 fort, um den oben beschriebenen Zulassungsmarker AN zu schalten. Falls in dem Prozess S104 indessen eine verneinende Beurteilung gemacht wird, fährt die ECU 8 mit dem Prozess S302 fort, um den oben beschriebenen Zulassungsmarker AUS zu schalten.
  • Gemäß dem oben beschriebenen Verfahren ist es möglich, wenn die ECU 8 oder der Feinstaubfilter in dem Verbrennungsmotor der fremdzündenden Bauart ausgetauscht wird, in dem Feinstaubfilter angehäufte Feinstaubteilchen zu oxidieren und zu entfernen, ohne die Temperatur des Feinstaubfilters übermäßig zu erhöhen. Des Weiteren wird die tatsächliche Ascheanhäufungsmenge auf der Grundlage des Messwerts des Differenzdrucksensors 5 bestimmt, welcher bereitgestellt wird, wenn alle in dem Feinstaubfilter angehäuften Feinstaubteilchen oxidiert und entfernt sind, womit es auch möglich ist, die von der ECU 8 gespeicherte Ascheanhäufungsmenge zu aktualisieren.
  • [Bezugszeichenliste]
    • 1: Verbrennungsmotor, 2: Kraftstoffeinspritzventil, 3: Abgasleitung, 4: Filtergehäuse, 5: Differenzdrucksensor, 6: Abgastemperatursensor, 7: Kraftstoffzugabeventil, 8: ECU.

Claims (3)

  1. Steuergerät für ein Abgasreinigungssystem mit: einem Feinstaubfilter, welcher in einer Abgasleitung eines Verbrennungsmotors angeordnet ist; und einem Differenzdrucksensor, welcher einen Stromaufwärts-stromabwärts-Differenzdruck als Differenz zwischen einem stromaufwärts des Feinstaubfilters vorherrschenden Abgasdrucks und einem stromabwärts des Feinstaubfilters vorherrschenden Abgasdrucks misst, wobei das Steuergerät aufweist: eine erste Berechnungsvorrichtung, welche ausgebildet ist, auf der Grundlage von Betriebsaufzeichnungen des Verbrennungsmotors eine Ascheanhäufungsmenge als eine Menge von in dem Feinstaubfilter angehäufter Asche zu berechnen; eine zweite Berechnungsvorrichtung, welche ausgebildet ist, auf der Grundlage eines Messwerts des Differenzdrucksensors und der von der erste Berechnungsvorrichtung berechneten Ascheanhäufungsmenge eine Feinstaubteilchenanhäufungsmenge als eine Menge von in dem Feinstaubfilter angehäuften Feinstaubteilchen zu berechnen; eine Schätzvorrichtung, welche ausgebildet ist, auf der Grundlage der Betriebsaufzeichnungen des Verbrennungsmotors eine geschätzte Feinstaubteilchenanhäufungsmenge als einen Schätzwert der Menge von in dem Feinstaubfilter angehäuften Feinstaubteilchen zu schätzen; und eine Steuerungsvorrichtung, welche ausgebildet ist, einen ersten Regenerationsprozess als einen Prozess zum Oxidieren und Entfernen der in dem Feinstaubfilter angehäuften Feinstaubteilchen durch Erhöhen einer Temperatur des Feinstaubfilters auf eine vorbestimmte erste Regenerationstemperatur auszuführen, falls der Messwert des Differenzdrucksensors nicht größer ist als ein vorbestimmter oberer Grenzwert, wenn eine Differenz zwischen der von der zweiten Berechnungsvorrichtung berechneten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge und der von der Schätzvorrichtung geschätzten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge nicht kleiner ist als ein vorbestimmter Schwellenwert, und welche einen zweiten Regenerationsprozess ausführt als einen Prozess zum Erhöhen der Temperatur des Feinstaubfilters auf eine zweite Regenerationstemperatur als eine Temperatur, die niedriger ist als die vorbestimmte erste Regenerationstemperatur und die es ermöglicht, ohne den ersten Regenerationsprozess auszuführen, die Feinstaubteilchen zu oxidieren, falls der Messwert des Differenzdrucksensors größer ist als der vorbestimmte obere Grenzwert.
  2. Steuergerät für ein Abgasreinigungssystem gemäß Anspruch 1, wobei der erste Regenerationsprozess solch ein Prozess ist, dass in dem Feinstaubfilter angehäufte Feinstaubteilchen oxidiert und entfernt werden, indem ein Kraftstoffreduzierungsbetrieb für eine vorbestimmte erste Regenerationszeitdauer ausgeführt wird, falls eine Kraftstoffreduzierungsbetriebsanfrage für den Verbrennungsmotor erzeugt ist, und der zweite Regenerationsprozess solch ein Prozess ist, dass der Kraftstoffreduzierungsbetrieb für eine zweite Regenerationszeitdauer ausgeführt wird, welche kürzer ist als die erste Regenerationszeitdauer, falls die Kraftstoffreduzierungsbetriebsanfrage für den Verbrennungsmotor erzeugt ist, wenn der Messwert des Differenzdrucksensor größer ist als der vorbestimmte obere Grenzwert, unter der Bedingung, dass die Differenz zwischen der von der zweiten Berechnungsvorrichtung berechneten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge und der von der Schätzvorrichtung geschätzten Feinstaubteilchenanhäufungsmenge nicht kleiner ist als der vorbestimmte Schwellenwert.
  3. Steuergerät für ein Abgasreinigungssystem gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuerungsvorrichtung auf der Grundlage des Messwerts des Differenzdrucksensors, welcher vorliegt, wenn der erste Regenerationsprozess beendet ist, die Menge von Asche, die tatsächlich in dem Feinstaubfilter angehäuft ist, berechnet, und die Steuerungsvorrichtung auf der Grundlage der Menge von Asche die von der ersten Berechnungsvorrichtung berechnete Ascheanhäufungsmenge korrigiert.
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