DE112022000162T5 - Vorrichtung zur Schätzung der Kohlenwasserstoffablagerungsmenge, Verfahren zur Schätzung der Kohlenwasserstoffablagerungsmenge, Steuervorrichtung und Abgasreinigungssystem - Google Patents

Vorrichtung zur Schätzung der Kohlenwasserstoffablagerungsmenge, Verfahren zur Schätzung der Kohlenwasserstoffablagerungsmenge, Steuervorrichtung und Abgasreinigungssystem Download PDF

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Abstract

Diese Vorrichtung zur Schätzung der Kohlenwasserstoff-Ablagerungsmenge umfasst eine Kohlenwasserstoff-Ablagerungsmengen-Schätzeinheit, die die Ablagerungsmenge von Kohlenwasserstoffen, die sich in einer Abgasreinigungsvorrichtung eines mit einem Oxidationskatalysator ausgestatteten Verbrennungsmotors ablagern, auf der Grundlage mindestens eines ersten Messwerts, der der Ansauglufttemperatur des Verbrennungsmotors entspricht, eines zweiten Messwerts, der der Temperatur einer Kühlflüssigkeit des Verbrennungsmotors entspricht, und eines dritten Messwerts, der der Abgas-Durchflussmenge des Verbrennungsmotors entspricht, schätzt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Schätzung der Kohlenwasserstoffablagerungsmenge, ein Verfahren zur Schätzung der Kohlenwasserstoffablagerungsmenge, eine Steuervorrichtung und ein Abgasreinigungssystem.
  • Es wird die Priorität der am 26. Februar 2021 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2021-030520 beansprucht, deren Inhalt hier durch Bezugnahme aufgenommen ist.
  • Stand der Technik
  • In der Patentliteratur 1 wird ein System beschrieben, das unverbrannte Kohlenwasserstoffe (im Folgenden als HCs bezeichnet, wobei HC ein Oberbegriff für organische Verbindungen ist, die Kohlenstoff und Wasserstoff enthalten), die sich in einer Vorrichtung ansammeln, die ein Abgasnachbehandlungssystem eines Verbrennungsmotors bildet, schätzt und die Erwärmung einer Abgasleitung des Abgasnachbehandlungssystems beschleunigt, wenn das geschätzte Ergebnis einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. In dem in der Patentliteratur1 beschriebenen System wird eine Masse I der in der Abgasleitung angesammelten HCs nach der Berechnungsformel „I = R + P - C“ berechnet. Dabei ist R der Restwert, P die Masse der im Verbrennungsmotor erzeugten HCs (Zunahme der HCs) und C die Masse der in der Abgasnachbehandlungsanlage umgewandelten HCs (Abnahme der HCs). In diesem System wird der HC-Anstieg (P) anhand eines Kennfeldes berechnet, das auf der Grundlage experimenteller Daten erstellt wurde, wobei die Drehzahl des Verbrennungsmotors (RPM), die eingespritzte Kraftstoffmenge, die Ansaugluftmenge und vorzugsweise die Umgebungstemperatur als Parameter verwendet werden. Darüber hinaus wird die HC-Abnahme (C) in Abhängigkeit von der Temperatur der Vorrichtungen, die das Abgasnachbehandlungssystem bilden, geschätzt.
  • Zitationsliste
  • Patentliteratur
  • [Patentliteratur 1] Japanisches Patent Nr. 6 650 675
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Bei dem in der Patentliteratur 1 beschriebenen System wird die HC-Anstiegsmenge (P) anhand eines Kennfeldes berechnet, das die Drehzahl des Verbrennungsmotors, die eingespritzte Kraftstoffmenge, die Ansaugluftmenge und vorzugsweise die Umgebungstemperatur als Parameter verwendet. Da in diesem Fall der einzige Parameter, der mit der Temperatur zusammenhängt, die Umgebungstemperatur ist, ergibt sich beispielsweise bei niedrigen Umgebungstemperaturen das Problem, dass der Schätzfehler der HC-Anstieg unterschiedlich ist, je nachdem, ob der Verbrennungsmotor relativ warm ist oder nicht. Außerdem ist im Allgemeinen zu erwarten, dass sich die Genauigkeit der Schätzung verbessert, wenn die Anzahl der Parameter steigt. Es kann jedoch Zeit und Mühe kosten, ein Berechnungsverfahren zu entwickeln, und es ist eine geeignete Parameterauswahl erforderlich.
  • Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der obigen Umstände konzipiert, und es ist eine Aufgabe, eine Vorrichtung zur Abschätzung der Kohlenwasserstoffablagerungsmenge, ein Verfahren zur Abschätzung der Kohlenwasserstoffablagerungsmenge, eine Steuervorrichtung und ein Abgasreinigungssystem bereitzustellen, die in der Lage sind, eine Kohlenwasserstoff (HC)-Ablagerungsmenge angemessen und genau abzuschätzen.
  • Lösung des Problems
  • Um die obigen Probleme zu lösen, wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Abschätzung der Kohlenwasserstoffablagerungsmenge bereitgestellt, die Folgendes umfasst: eine Einheit zum Schätzen der Kohlenwasserstoffablagerungsmenge, die eine Ablagerungsmenge von Kohlenwasserstoffen, die in einer Abgasreinigungsvorrichtung eines mit einem Oxidationskatalysator ausgestatteten Verbrennungsmotors abgelagert werden, auf der Grundlage mindestens eines ersten Messwerts, der einer Ansauglufttemperatur des Verbrennungsmotors entspricht, eines zweiten Messwerts, der einer Temperatur einer Kühlflüssigkeit des Verbrennungsmotors entspricht, und eines dritten Messwerts, der einer Abgas-Durchflussmenge des Verbrennungsmotors entspricht, schätzt.
  • Darüber hinaus wird gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Abschätzung der Kohlenwasserstoffablagerungsmenge bereitgestellt, das Folgendes umfasst: einen Schritt zur Abschätzung einer Kohlenwasserstoffablagerungsmenge, die in einer Abgasreinigungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors, der mit einem Oxidationskatalysator ausgestattet ist, abgelagert werden, basierend auf mindestens einem ersten Messwert, der einer Ansauglufttemperatur des Verbrennungsmotors entspricht, einem zweiten Messwert, der einer Temperatur einer Kühlflüssigkeit des Verbrennungsmotors entspricht, und einem dritten Messwert, der einer Abgas-Durchflussmenge des Verbrennungsmotors entspricht.
  • Darüber hinaus wird gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Steuervorrichtung bereitgestellt, die Folgendes umfasst: eine Einheit zum Schätzen der Kohlenwasserstoffablagerungsmengen, die eine Ablagerungsmenge von Kohlenwasserstoffen schätzt, die in einer Abgasreinigungsvorrichtung eines mit einem Oxidationskatalysator ausgestatteten Verbrennungsmotors abgelagert werden, basierend auf mindestens einem ersten Messwert, der einer Ansauglufttemperatur des Verbrennungsmotors entspricht, einem zweiten Messwert, der einer Temperatur einer Kühlflüssigkeit des Verbrennungsmotors entspricht, und einem dritten Messwert, der einer Abgas-Durchflussmenge des Verbrennungsmotors entspricht; und eine Temperaturanstiegssteuerungs-Ausführungseinheit, die eine Temperaturanstiegssteuerung des Abgases des Verbrennungsmotors ausführt.
  • Darüber hinaus wird gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Abgasreinigungssystem bereitgestellt, das Folgendes umfasst: eine Steuervorrichtung mit einer Einheit zum Schätzen der Kohlenwasserstoffablagerungsmengen, die eine Ablagerungsmenge von Kohlenwasserstoffen, die in einer Abgasreinigungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors, der mit einem Oxidationskatalysator ausgestattet ist, abgelagert werden, auf der Grundlage mindestens eines ersten Messwerts, der einer Ansauglufttemperatur des Verbrennungsmotors entspricht, eines zweiten Messwerts, der einer Temperatur einer Kühlflüssigkeit des Verbrennungsmotors entspricht, und eines dritten Messwerts, der einer Abgas-Durchflussmenge des Verbrennungsmotors entspricht, schätzt, und eine Temperaturanstiegssteuerungs-Ausführungseinheit, die eine Temperaturanstiegssteuerung des Abgases des Verbrennungsmotors ausführt; und die Abgasreinigungsvorrichtung.
  • Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
  • Gemäß jedem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Kohlenwasserstoff (HC)-Ablagerungsmenge angemessen und genau geschätzt werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
    • 1 ist ein Systemdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Motorsteuersystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
    • 2 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eine in 1 dargestellten Motorsteuervorrichtung 100 zeigt.
    • 3 ist ein schematisches Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines in 2 gezeigten Kennfeldes 211 zur Bestimmung der Umgebungsbedingung zeigt.
    • 4 ist ein schematisches Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines in 2 gezeigten Kennfeldes 212 zur Schätzung eines HC-Anstiegs bei Normalsteuerung zeigt.
    • 5 ist ein schematisches Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines in 2 gezeigten Kennfeldes 213 zur Schätzung eines HC-Anstiegs bei niedrigen Temperaturen zeigt.
    • 6 ist ein schematisches Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines in 2 gezeigten Kennfeldes 214 zur Schätzung einer HC-Abnahme zeigt.
    • 7 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für den Betrieb der in 2 dargestellten Motorsteuervorrichtung 100 zeigt.
    • 8 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für den Betrieb der in 2 dargestellten Motorsteuervorrichtung 100 zeigt.
    • 9 ist ein Zeitdiagramm, das schematisch ein Beispiel für den Betrieb des in 1 dargestellten Motorsteuersystems 10 zeigt.
    • 10 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel der in 1 dargestellten Motorsteuervorrichtung 100 (Motorsteuervorrichtung 100a) zeigt.
    • 11 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Kennfeldes zeigt, das in einem in 10 dargestellten Kennfeld 301 zur Steuerung einer Kraftstoffeinspritzung enthalten ist.
    • 12 ist ein schematisches Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel des in 11 gezeigten Kennfeldes 311 zur Steuerung eines Einspritzzeitpunktes zeigt.
    • 13 ist ein schematisches Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel des in 11 gezeigte Kennfeldes 312 zur Steuerung eines Raildrucks zeigt.
    • 14 ist ein schematisches Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel des in 11 gezeigten Kennfeldes 313 zur Steuerung einer Voreinspritzmenge zeigt.
    • 15 ist ein schematisches Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel des in 11 gezeigten Kennfeldes 314 zur Steuerung einer Voreinspritzdauer zeigt.
    • 16 ist ein schematisches Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel des in 11 gezeigten Kennfeldes 315 zur Steuerung einer Nacheinspritzmenge zeigt.
    • 17 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für den Betrieb der in 10 dargestellten Motorsteuervorrichtung 100a zeigt.
    • 18 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel der in 1 dargestellten Motorsteuervorrichtung 100 (Motorsteuervorrichtung 100b) zeigt.
    • 19 ist ein schematisches Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines in 18 gezeigten Kennfeldes 215 zur Schätzung eines HC-Inkrements zeigt.
    • 20 ist ein schematisches Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines in 18 dargestellten Korrekturverstärkungskennfeldes 216 zeigt.
    • 21 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für den Betrieb der in 18 dargestellten Motorsteuervorrichtung 100b zeigt.
    • 22 ist ein erläuterndes Diagramm zur Erläuterung eines Beispiels für den Betrieb des in 1 dargestellten Motorsteuersystems 10.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In jeder Zeichnung werden dieselben Bezugsziffern oder dieselben Bezugsziffern mit dem angefügten Buchstaben „a“ oder „b“ für dieselben oder entsprechende Konfigurationen verwendet, und die Beschreibung derselben entfällt gegebenenfalls.
  • <Erste Ausführungsform>
  • (Motorsteuersystem 10)
  • 1 ist ein Systemdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Motorsteuersystems 10 als ein Konfigurationsbeispiel eines Abgasreinigungssystems gemäß jeder Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Das in 1 dargestellte Motorsteuersystem 10 umfasst einen Motor 1, einen Turbolader 2, einen Abgaskanal 3, eine Abgasreinigungsvorrichtung 4, einen Bildschirm 8, eine Motorsteuervorrichtung 100, einen Motorwassertemperatursensor 91, einen Ansaugkrümmer-Temperatursensor 92 und einen Motordrehzahlsensor 93. Darüber hinaus zeigt 1 im Wesentlichen die Konfiguration, die sich auf die Funktion der Abschätzung der Ablagerungsmenge von Kohlenwasserstoffen (HCs) in der Abgasreinigungsvorrichtung 4 in dem Motorsteuersystem 10 oder der Motorsteuervorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform bezieht, und die Konfiguration, die sich auf andere Funktionen wie die Kraftstoffeinspritzungssteuerung bezieht, wird in der Zeichnung gegebenenfalls weggelassen.
  • Der Motor 1 ist ein Beispiel für einen Verbrennungsmotor und ist in der vorliegenden Ausführungsform ein Mehrzylinder-Dieselmotor. Der Turbolader 2 ist ein Lader, der die Ansaugluft des Motors 1 unter Verwendung des Abgases des Motors 1 verdichtet. Der Abgaskanal 3 leitet das Abgas des Motors 1 durch die Abgasreinigungsvorrichtung 4 in die Atmosphäre ab.
  • Die Abgasreinigungsvorrichtung 4 ist eine Vorrichtung zum Reinigen von Stickoxiden (NOx) und Partikeln (PM), die im Abgas des Motors 1 enthalten sind, und ist mit einer DPF-Vorrichtung 5 und einer SKR-Vorrichtung 6 im Abgaskanal 3 des Motors 1, einer Temperaturerhöhungsvorrichtung 7, einem Temperatursensor 94 und einem Temperatursensor 95 ausgestattet. Die DPF-Vorrichtung 5 umfasst einen Dieseloxidationskatalysator (DOK) 51 und einen Dieselpartikelfilter (DPF) 52, fängt PM mit dem DPF 52 auf, oxidiert die aufgefangenen PM stromabwärts mit dem Stickstoffdioxid, das durch den DOK 51 in Kohlendioxid umgewandelt wird, und beseitigt die PM. Die SKR-Vorrichtung 6 umfasst eine selektive katalytische Reduktion (SKR, selektiver Reduktionskatalysator mit Ammoniak) 61 sowie eine Pumpe 62 und einen Tank 63, die dem Abgas auf der stromaufwärts gelegenen Seite der SKR 61 Harnstoffwasser zuführen und Stickoxide (NOx) in Stickstoffmoleküle (N2) und Wasser (H2O) umwandeln.
  • Zusätzlich zu NOx und PM enthalten die Abgase von Dieselmotoren auch Kohlenwasserstoffe (HC), die sich im DOK 51, im DPF 52 und in der SKR 61 in einem Betriebsbereich ablagern, in dem die Betriebsbedingungen des Motors niedrig sind (etwa 200 Grad oder weniger stromaufwärts der Abgasreinigungsvorrichtung 4). Wenn dieser Zustand über einen längeren Zeitraum anhält, nimmt die Ablagerungsmenge an HCs weiter zu. Wenn der Motor 1 das nächste Mal unter hoher Last betrieben wird, steigt daher die Temperatur in der Abgasreinigungsvorrichtung 4 an, die abgelagerten HCs verbrennen schnell, und es besteht die Gefahr einer Beschädigung der Abgasreinigungsvorrichtung 4. Wenn der Betriebsbereich, in dem die Betriebsbedingungen des Motors niedrig sind (etwa 200 Grad oder weniger stromaufwärts der Abgasreinigungsvorrichtung 4), für eine lange Zeit anhält, ist es daher in einem Fall, in dem festgestellt wird, dass sich eine bestimmte Menge an HCs (in einem Ausmaß, in dem kein Risiko einer Beschädigung besteht) abgelagert hat, notwendig, die Abgastemperatur periodisch zu erhöhen, um eine Steuerung zur Freisetzung der abgelagerten HCs durchzuführen.
  • Die Temperaturerhöhungsvorrichtung 7 umfasst beispielsweise eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, einen Brenner, eine Heizung, ein Auslassventil, das den Abgaskanal 3 drosselt, und ähnliches, und erhöht die Abgastemperatur auf der stromaufwärts gelegenen Seite des DOK 51. Die Temperaturerhöhungsvorrichtung 7 beseitigt die Ablagerung von PM im DPF 52, die durch den Betriebsbereich des Motors 1 verursacht wird, und die Ablagerung von Harnstoffablagerungen, bei denen es sich um feste Substanzen handelt, die von Harnstoffwasser abgeleitet sind, im Abgaskanal 3, und gibt die HCs frei, die im DOK 51, dem DPF 52 und der SKR 61 abgelagert sind, und dementsprechend wird die Temperaturerhöhungsvorrichtung 7 von der Motorsteuervorrichtung 100 gesteuert, um die Abgastemperatur in der Abgasreinigungsvorrichtung 4 auf die Solltemperatur anzuheben.
  • Darüber hinaus misst der Temperatursensor 94 die Eingangstemperatur des DOK 51 und gibt das Messergebnis an der Motorsteuervorrichtung 100 aus. Des Weiteren misst der Temperatursensor 95 die Ausgangstemperatur des DOK 51 und gibt das Messergebnis an die Motorsteuervorrichtung 100 aus. Der Messwert des Temperatursensors 94 und der Messwert des Temperatursensors 95 sind Beispiele für einen vierten Messwert, der der Temperatur im Inneren der Abgasreinigungsvorrichtung 4 entspricht. Einer der Temperatursensoren 94 und der Temperatursensor 95 kann weggelassen werden. Der vierte Messwert ist nicht auf die Eingangs- oder Ausgangstemperatur des DOK 51 beschränkt, sondern kann auch die Temperatur eines anderen Bereichs sein.
  • Der Bildschirm 8 verfügt beispielsweise über ein Anzeigefeld und ein Eingabefeld, dient als Anzeige- und Eingabegerät und zeigt als Reaktion auf Anweisungen der Motorsteuervorrichtung 100 vorgegebene Zeichen und Bilder an oder gibt als Reaktion auf die Eingabebefehle des Benutzers (Bedieners) Signale an die Motorsteuervorrichtung 100 aus.
  • Der Motorwassertemperatursensor 91 misst die Temperatur des Motorkühlwassers, das die Kühlflüssigkeit des Motors 1 ist (im Folgenden als Motorwassertemperatur bezeichnet), und gibt das Messergebnis an die Motorsteuervorrichtung 100 aus. Der Messwert des Motorwassertemperatursensors 91 ist ein Beispiel für einen zweiten Messwert, der der Temperatur der Kühlflüssigkeit des Motors 1 entspricht.
  • Der Ansaugkrümmer-Temperatursensor 92 misst die Temperatur des Gases, das durch einen Ansaugkrümmer (nicht dargestellt) des Motors 1 strömt (im Folgenden als AnsaugkrümmerTemperatur bezeichnet), und gibt das Messergebnis an die Motorsteuervorrichtung 100 aus. Der Messwert des Ansaugkrümmer-Temperatursensors 92 ist ein Beispiel für einen ersten Messwert, der der Ansauglufttemperatur des Motors 1 entspricht.
  • Der Motordrehzahlsensor 93 misst die Drehzahl der Kurbelwelle des Motors 1 (im Folgenden Motordrehzahl genannt) und gibt das Messergebnis an die Motorsteuervorrichtung 100 aus. Der Messwert dieses Motordrehzahlsensors 93 ist ein Beispiel für einen dritten Messwert, der dem Abgasdurchsatz des Motors 1 entspricht. Darüber hinaus kann der dritte Messwert ein Wert sein, der durch die Messung des Abgasdurchsatzes selbst ermittelt wird.
  • Die Motorsteuervorrichtung 100 empfängt wiederholt analoge oder digitale Sensorsignale, die von einer Vielzahl von Sensoren ausgegeben werden, einschließlich des Motorwassertemperatursensors 91, des Ansaugkrümmer-Temperatursensors 92 und des Motordrehzahlsensors 93 in einem vorbestimmten Zyklus, und führt eine Kraftstoffeinspritzungssteuerung unter Verwendung einer Vielzahl von Einspritzdüsen, die in dem Motor 1 enthalten sind, eine Steuerung verschiedener Motoren und Ventile, eine automatische Steuerung durch die Temperaturerhöhungsvorrichtung 7, wie z.B. eine HC-Freigabesteuerung, die sich in der Abgasreinigungsvorrichtung 4 befindet (im Folgenden wird diese Steuerung als automatische Regeneration bezeichnet), oder eine Steuerung, wie z.B. eine HC-Freigabesteuerung nach Einstellen der Motordrehzahl auf eine bestimmte Drehzahl auf der Grundlage einer manuellen Anweisung (im Folgenden wird diese Steuerung als stationäre manuelle Regeneration bezeichnet) durch.
  • Die stationäre manuelle Regeneration ist eine Steuerung zur Unterbrechung des normalen Betriebs und zur Wiederherstellung der Leistung der Abgasreinigungsvorrichtung 4 mit Erlaubnis des Benutzers, wenn die Abgastemperatur im normalen Betriebszustand (ein Zustand, in dem die normale Arbeit ausgeführt wird, ohne dass die Motordrehzahl auf eine bestimmte Drehzahl festgelegt wird) nicht ausreichend ansteigt und PM- und Harnstoffablagerungen nicht entfernt und HCs nicht freigegeben werden können. Bei der stationären manuellen Regeneration gibt die Motorsteuervorrichtung 100 zunächst über den Bildschirm 8 an den Benutzer aus, dass die stationäre manuelle Regeneration durchgeführt werden kann oder dass die stationäre manuelle Regeneration durchgeführt werden soll. Wenn der Benutzer daraufhin über den Bildschirm 8 eine Anweisung zur Durchführung der stationären manuellen Regeneration gibt, stellt die Motorsteuervorrichtung 100 die Motordrehzahl auf eine bestimmte Drehzahl ein, erhöht die Abgastemperatur und entfernt die PM- oder Harnstoffablagerungen und setzt HCs frei.
  • Darüber hinaus definiert die Motorsteuervorrichtung 100 bei der Kraftstoffeinspritzungssteuerung unterschiedliche Steuerzustände entsprechend mindestens zwei Temperaturen, nämlich der Niedrigtemperatursteuerung und der Normalsteuerung, führt bei der Niedrigtemperatursteuerung eine für niedrige Temperaturen geeignete Kraftstoffeinspritzungssteuerung durch und führt bei der Normalsteuerung eine für höhere Temperaturen als niedrige Temperaturen, wie z. B. normale Temperaturen, geeignete Kraftstoffeinspritzungssteuerung durch.
  • (Konfigurationsbeispiel der Motorsteuervorrichtung 100)
  • Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der in 1 gezeigten Motorsteuervorrichtung 100 mit Bezug auf die 2 bis 6 beschrieben. 2 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel der in 1 dargestellten Motorsteuervorrichtung 100 zeigt. 3 ist ein schematisches Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines in 2 gezeigten Kennfeldes 211 zur Bestimmung der Umgebungsbedingung zeigt. 4 ist ein schematisches Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines in 2 gezeigten Kennfeldes 212 zur Schätzung des HC-Anstiegs bei Normalsteuerung darstellt. 5 ist ein schematisches Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines in 2 gezeigten Kennfeldes 213 zur Schätzung des HC-Anstiegs bei niedrigen Temperaturen zeigt. 6 ist ein schematisches Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines in 2 gezeigten Kennfeldes 214 zur Schätzung einer HC-Abnahme darstellt.
  • Die in 2 gezeigte Motorsteuervorrichtung 100 kann beispielsweise durch einen Computer, wie einen Mikrocomputer, Peripherieschaltungen und Peripheriegeräte des Computers gebildet werden, und als Funktionskonfiguration, die aus einer Kombination von Hardware, wie dem Computer, und Software, wie von dem Computer ausgeführten Programmen, gebildet ist, ist eine Vielzahl von in 2 gezeigten Blöcken vorgesehen. Darüber hinaus zeigt 2 eine Funktionskonfiguration zum Abschätzen der HC-Ablagerungsmenge in der Abgasreinigungsvorrichtung 4 und eine Funktionskonfiguration, die sich auf die HC-Freigabesteuerung auf der Grundlage des geschätzten Ergebnisses der HC-Ablagerungsmenge bezieht, unter der Vielzahl von Funktionskonfigurationen der Motorsteuervorrichtung 100.
  • Die in 2 gezeigte Motorsteuervorrichtung 100 umfasst eine Umweltbedingungsbestimmungseinheit 101, eine HC-Ablagerungsmengenschätzeinheit 102, eine Einheit 103 zur Bestimmung des Beginns der HC-Freigabesteuerung, eine Temperaturanstiegssteuerungs-Ausführungseinheit 104, eine Benachrichtigungsbefehlseinheit 105, eine Motordrehzahleinstellsteuerungs-Ausführungseinheit 106, eine Einheit 107 zur Bestimmung des HC-Freigabesteuerungsstopps und eine Speichereinheit 108. Darüber hinaus speichert die Speichereinheit 108 ein HC-Ablagerungsmengenschätzkennfeld 201. Das HC-Ablagerungsmengenschätzkennfeld 201 umfasst das Kennfeld 211 zur Bestimmung der Umgebungsbedingung, das Kennfeld 212 zur Schätzung eines HC-Anstiegs bei Normalsteuerung, das Kennfeld 213 zur Schätzung eines HC-Anstiegs bei niedrigen Temperaturen und das Kennfeld 214 zur Schätzung einer HC-Abnahme.
  • Darüber hinaus können das HC-Ablagerungsmengenschätzkennfeld 201 und andere Kennfelder, die später beschrieben werden, z. B. auf der Grundlage von Testergebnissen und Simulationsergebnissen mit tatsächlichen Maschinen erstellt werden.
  • Die Umweltbedingungsbestimmungseinheit 101 bestimmt die Umgebungsbedingungen mit Hilfe des Kennfeldes 211 zur Bestimmung der Umgebungsbedingungen auf der Grundlage der Ansaugkrümmertemperatur und der Motorwassertemperatur. Dabei sind die Umgebungsbedingungen Faktoren, die in der Umgebung des Motors 1 auftreten und die Menge der vom Motor 1 emittierten HCs (oder die Abgastemperatur des Motors 1) beeinflussen. In der vorliegenden Ausführungsform werden die Umgebungsbedingungen durch zwei Zustände definiert, d. h. ob die Kraftstoffeinspritzsteuerung des Motors 1 eine Niedrigtemperatursteuerung oder eine Normalsteuerung ist. 3 zeigt ein Konfigurationsbeispiel des Kennfeldes 211 zur Bestimmung der Umgebungsbedingungen. Das in 3 gezeigte Kennfeld 211 zur Bestimmung der Umgebungsbedingung ist ein Kennfeld, das die Umgebungsbedingungen (Niedrigtemperatursteuerung oder Normalsteuerung) unter Verwendung der Ansaugkrümmertemperatur und der Motorwassertemperatur als Parameter definiert. Das in 3 gezeigte Kennfeld 211 zur Bestimmung der Umgebungsbedingungen definiert die Umgebungsbedingungen entsprechend der Motorwassertemperatur und der Ansaugkrümmertemperatur, wobei die Motorwassertemperatur auf der horizontalen Achse und die Ansaugkrümmertemperatur auf der vertikalen Achse liegt. Außerdem sind bei der Motorwassertemperatur die Werte rechts von „0“ positive Werte und die Werte links von „0“ negative Werte. Bei der Ansaugkrümmertemperatur sind Werte über „0“ positive Werte und Werte unter „0“ negative Werte.
  • Die HC-Ablagerungsmengenschätzeinheit 102 berechnet einen HC-Ablagerungsmengen-Schätzwert in der Abgasreinigungsvorrichtung 4 wiederholt in einem vorgegebenen Berechnungszyklus unter Verwendung der folgenden Formel.
  • Geschätzter Wert der HC-Ablagerungsmenge [g] = Geschätzter Wert der HC-Ablagerungsmenge, berechnet in der vorherigen Berechnungsphase [g] + HC-Anstieg [g] + HC-Abnahme [g]
  • Es ist zu beachten, dass der geschätzte Wert für die HC-Ablagerungsmenge [g] und der HC-Anstieg [g] 0 oder positive Werte sind und die HC-Abnahme [g] 0 oder ein negativer Wert ist.
  • Die HC-Ablagerungsmengenschätzeinheit 102 schätzt zunächst die HC-Anstiegsmenge unter Verwendung des Kennfeldes 212 zur Schätzung eines HC-Anstiegs bei Normalsteuerung oder des Kennfeldes 213 zur Schätzung eines HC-Anstiegs bei niedrigen Temperaturen auf der Grundlage der von der Umgebungsbedingungsbestimmungseinheit 101 bestimmten Umgebungsbedingungen, der Motordrehzahl und der DOK-Temperatur und schätzt die HC-Abnahmemenge unter Verwendung des Kennfeldes 214 zur Schätzung einer HC-Abnahme auf der Grundlage der Motordrehzahl und der DOK-Temperatur. Als nächstes addiert die HC-Ablagerungsmengenschätzeinheit 102 den HC-Ablagerungsmengen-Schätzwert, der in der Berechnungsverarbeitung des vorherigen Berechnungszyklus berechnet wurde, und die HC-Anstiegsmenge und HC-Abnahmemenge, die im aktuellen Zyklus berechnet wurden, um den HC-Ablagerungsmengen-Schätzwert zu berechnen. Darüber hinaus ist die DOK-Temperatur beispielsweise die vom Temperatursensor 94 gemessene Eingangstemperatur des DOK 51, die vom Temperatursensor 95 gemessene Ausgangstemperatur des DOK 51 oder ein aus der Eingangs- und Ausgangstemperatur des DOK 51 berechneter Wert (Durchschnittswert und dergleichen).
  • 4 zeigt ein Konfigurationsbeispiel für das Kennfeld 212 zur Schätzung eines HC-Anstiegs bei Normalsteuerung (erste Korrespondenzinformation). Das Kennfeld 212 zur Schätzung eines HC-Anstiegs bei Normalsteuerung definiert die HC-Anstiegsmenge [mg/s] pro Zeiteinheit, wenn die Umgebungsbedingungen die Normalsteuerung sind, wobei die Motordrehzahl und die DOK-Temperatur als Parameter verwendet werden. Wenn festgestellt wird, dass die Umgebungsbedingungen normal gesteuert werden, kann die HC-Ablagerungsmengenschätzeinheit 102 unter Verwendung des Kennfeldes 212 zur Schätzung eines HC-Anstiegs bei Normalsteuerung die HC-Anstiegsmenge [mg/s] pro Zeiteinheit entsprechend der Motordrehzahl und der DOK-Temperatur erfassen und multipliziert die HC-Anstiegsmenge pro Zeiteinheit mit dem Berechnungszyklus [s], um die HC-Anstiegsmenge [g] zu erhalten.
  • 5 zeigt ein Beispiel für die Konfiguration des Kennfeldes 213 zur Schätzung eines HC-Anstiegs bei niedrigen Temperaturen (erste Korrespondenzinformation). Das Kennfeld 213 zur Schätzung der HC-Anstiegs bei niedriger Temperatur definiert die HC-Anstiegsmenge [mg/s] pro Zeiteinheit, wenn die Umgebungsbedingungen eine niedrige Temperatursteuerung sind, indem die Motordrehzahl und die DOK-Temperatur als Parameter verwendet werden. Wenn festgestellt wird, dass die Umgebungsbedingungen eine niedrige Temperatursteuerung sind, kann die HC-Ablagerungsmengenschätzeinheit 102 unter Verwendung des Kennfeldes 213 zur Schätzung eines HC-Anstiegs bei niedrigen Temperaturen die HC-Anstiegsmenge [mg/s] pro Zeiteinheit entsprechend der Motordrehzahl und der DOK-Temperatur erfassen und multipliziert die HC-Anstiegsmenge pro Zeiteinheit mit dem Berechnungszyklus [s], um die HC-Anstiegsmenge [g] zu erhalten.
  • 6 zeigt ein Beispiel für die Konfiguration des Kennfeldes 214 zur Schätzung einer HC-Abnahme (zweite Korrespondenzinformation). Das Kennfeld 214 zur Schätzung einer HC-Abnahme definiert die HC-Abnahmemenge [mg/s] pro Zeiteinheit unter Verwendung der Motordrehzahl und der DOK-Temperatur als Parameter. Durch die Verwendung des Kennfeldes 214 zur Schätzung einer HC-Abnahme kann die HC-Ablagerungsmengenschätzeinheit 102 die HC-Abnahmemenge [mg/s] pro Zeiteinheit entsprechend der Motordrehzahl und der DOK-Temperatur erfassen und multipliziert die HC-Abnahmemenge pro Zeiteinheit mit dem Berechnungszyklus [s], um die HC-Abnahmemenge [g] zu erhalten.
  • Die Einheit 103 zur Bestimmung des Beginns der HC-Freigabesteuerung vergleicht den von der HC-Ablagerungsmengenschätzeinheit 102 geschätzten Wert der HC-Ablagerungsmenge mit einem vorgegebenen Bestimmungswert, und wenn der geschätzte Wert der HC-Ablagerungsmenge gleich oder größer als der Bestimmungswert ist, wird bestimmt, dass die HC-Freigabesteuerung gestartet wird. Bei der HC-Freigabesteuerung werden die automatische Regeneration und die stationäre manuelle Regeneration Schritt für Schritt durchgeführt. Der Bestimmungswert wird z.B. auf einen Wert, der es ermöglicht, Schäden durch HC-Ablagerungen an der Abgasreinigungsvorrichtung 4 zu vermeiden, mit einer Toleranz eingestellt.
  • Wenn die Einheit 103 zur Bestimmung des Beginns der HC-Freigabesteuerung feststellt, dass die HC-Freigabesteuerung gestartet werden soll, steuert die Temperaturanstiegssteuerungs-Ausführungseinheit 104 die Temperaturerhöhungsvorrichtung 7 zur Durchführung der automatischen Regeneration.
  • Die Benachrichtigungsbefehlseinheit 105 verwendet den Bildschirm 8, um eine Meldung auszugeben, dass die stationäre manuelle Regeneration durchgeführt werden kann, um eine Aufforderung zur Durchführung der stationären manuellen Regeneration auszugeben und um die Erlaubnis des Benutzers zur Durchführung der stationären manuellen Regeneration anzunehmen. In diesem Fall führt die Benachrichtigungsbefehlseinheit 105 beispielsweise einen ersten Meldebefehl und einen zweiten Meldebefehl Schritt für Schritt aus. Der erste Meldebefehl ist ein Meldebefehl, der die Ausführung der stationären manuellen Regeneration anfordert, ist aber ein Meldebefehl, dessen Ausführungspriorität geringer ist als die des zweiten Meldebefehls. Der erste Meldebefehl ist z. B. ein Meldebefehl zur Durchführung der stationären manuellen Regeneration zu einem für den Benutzer günstigen Zeitpunkt. Der zweite Meldebefehl ist ein Meldebefehl, der die Ausführung der stationären manuellen Regeneration anfordert, ist aber ein Meldebefehl, dessen Ausführungspriorität höher ist als die des ersten Meldebefehls. Der zweite Meldebefehl ist z.B. ein Meldebefehl zur sofortigen Ausführung der stationären manuellen Regeneration. Darüber hinaus ist es möglich, nach der Ausführung der Temperaturanstiegssteuerung (S203) über den Bildschirm 8 zu melden, dass die stationäre manuelle Regeneration für eine bestimmte Zeit vor dem ersten Meldebefehl möglich ist.
  • Die Motordrehzahleinstellsteuerungs-Ausführungseinheit 106 führt die Motordrehzahlfestlegung aus, wenn die Benachrichtigungsbefehlseinheit 105 die Erlaubnis des Benutzers zur Ausführung der stationären manuellen Regeneration annimmt.
  • Die Einheit 107 zur Bestimmung des HC-Freigabesteuerungsstopps bestimmt, ob die abgelagerten HCs freigesetzt worden sind (oder ob ihre Menge auf eine vorbestimmte Menge gesunken ist), und wenn festgestellt wird, dass die abgelagerten HCs freigesetzt worden sind (oder wenn ihre Menge auf eine vorbestimmte Menge gesunken ist), wird die HC-Freigabesteuerung gestoppt.
  • (Beispiel für den Betrieb der Motorsteuervorrichtung 100)
  • Ein Betriebsbeispiel der in 2 gezeigten Motorsteuervorrichtung 100 wird unter Bezugnahme auf die 7 bis 9 beschrieben. 7 und 8 sind Flussdiagramme, die ein Betriebsbeispiel der in 2 dargestellten Motorsteuervorrichtung 100 zeigen. 9 ist ein Zeitdiagramm, das schematisch ein Betriebsbeispiel des in 1 dargestellten Motorsteuersystems 10 zeigt.
  • Zunächst wird unter Bezugnahme auf 7 der Ablauf der Verarbeitung beschrieben, wenn die in 2 gezeigte Motorsteuervorrichtung 100 die HC-Ablagerungsmenge schätzt. Die in 7 gezeigte Verarbeitung wird wiederholt in einem vorgegebenen Berechnungszyklus ausgeführt. Wenn die in 7 gezeigte Verarbeitung gestartet wird, liest die Umgebungsbedingungsbestimmungseinheit 101 die Ansaugkrümmertemperatur, die Motorwassertemperatur, die Motordrehzahl und die DOK-Temperatur (Schritt S101). Als nächstes wählt die Umgebungsbedingungsbestimmungseinheit 101 die Umgebungsbedingung (Normalsteuerung oder Niedrigtemperatursteuerung) auf der Grundlage der Ansaugkrümmertemperatur und der Motorwassertemperatur unter Verwendung des Kennfeldes 211 zur Bestimmung der Umgebungsbedingung aus (Schritt S102). Als nächstes, wenn bestimmt wird, dass die Umgebungsbedingung eine Normalsteuerung ist („JA“ in Schritt S103), schätzt die HC-Ablagerungsmengenschätzeinheit 102 die HC-Anstiegsmenge unter Verwendung des Kennfeldes 212 zur Schätzung eines HC-Anstiegs bei Normalsteuerung, basierend auf der Motordrehzahl und der DOK-Temperatur (Schritt S104). Andererseits, wenn festgestellt wird, dass die Umgebungsbedingung eine Niedrigtemperatursteuerung ist („NEIN“ in Schritt S103), schätzt die HC-Ablagerungsmengenschätzeinheit 102 die HC-Anstiegsmenge unter Verwendung des Kennfeldes 213 zur Schätzung eines HC-Anstiegs bei niedrigen Temperaturen, basierend auf der Motordrehzahl und der DOK-Temperatur (Schritt S105).
  • Nach Schritt S104 oder Schritt S105 schätzt die HC-Ablagerungsmengenschätzeinheit 102 die HC-Ablagerungsmenge unter Verwendung des Kennfeldes 214 zur Schätzung einer HC-Abnahme auf der Grundlage der Motordrehzahl und der DOK-Temperatur (Schritt S106). Als nächstes schätzt die HC-Ablagerungsmengenschätzeinheit 102 die HC-Ablagerungsmenge auf der Grundlage des HC-Ablagerungsmengen-Schätzwerts, der in der vorherigen Berechnungsverarbeitung berechnet wurde, der HC-Anstiegsmenge und der HC-Abnahmemenge (berechnet den HC-Ablagerungsmengen-Schätzwert) (Schritt S107), und beendet die in 7 gezeigte Verarbeitung.
  • Als nächstes wird anhand von 8 der Ablauf der Verarbeitung beschrieben, wenn die in 2 gezeigte Motorsteuervorrichtung 100 die HC-Freigabesteuerung auf der Grundlage des geschätzten Wertes der HC-Ablagerungsmenge durchführt. Die in 8 gezeigte Verarbeitung wird gestartet, wenn die Motorsteuervorrichtung 100 betrieben wird. Wenn die in 8 gezeigte Verarbeitung gestartet wird, erfasst die Einheit 103 zur Bestimmung des Beginns der HC-Freigabesteuerung den HC-Ablagerungsmengen-Schätzwert, der von der HC-Ablagerungsmengenschätzeinheit 102 geschätzt wird (Schritt S201), und bestimmt, ob der HC-Ablagerungsmengen-Schätzwert gleich oder größer als der Bestimmungswert ist oder nicht (Schritt S202). Wenn der geschätzte Wert der HC-Ablagerungsmenge nicht gleich oder größer als der Bestimmungswert ist („NEIN“ in Schritt S202), erfasst die Einheit 103 zur Bestimmung des Beginns der HC-Freigabesteuerung den von der HC-Ablagerungsmengenschätzeinheit 102 geschätzten Wert der HC-Ablagerungsmenge erneut, nachdem eine bestimmte Zeitspanne verstrichen ist (Schritt S201).
  • Andererseits, wenn der HC-Ablagerungsmengen-Schätzwert gleich oder größer als der Bestimmungswert ist („JA“ in Schritt S202), startet die Temperaturanstiegssteuerungs-Ausführungseinheit 104 die Temperaturanstiegssteuerung durch automatische Regeneration (Schritt S203). Als nächstes führt die Benachrichtigungsbefehlseinheit 105 den ersten Benachrichtigungsbefehl vom Bildschirm 8 aus (Schritt S204). Als Nächstes bestimmt die Benachrichtigungsbefehlseinheit 105, ob eine Antwort vom Bildschirm 8 vorliegt, so dass die Anfrage einer stationären manuellen Regeneration als Reaktion auf den ersten Benachrichtigungsbefehl akzeptiert wird (Schritt S205). Wenn eine Antwort vom Bildschirm 8 vorliegt, so dass die Anfrage für eine stationäre manuelle Regeneration akzeptiert wird („JA“ in Schritt S205), führt die Motordrehzahleinstellsteuerungs-Ausführungseinheit 106 eine Motordrehzahleinstellsteuerung aus (Schritt S206).
  • Erfolgt hingegen keine Antwort vom Bildschirm 8, so dass die Anfrage einer stationären manuellen Regeneration akzeptiert wird („NEIN“ in Schritt S205), bestimmt die Benachrichtigungsbefehlseinheit 105, ob seit der Ausgabe des ersten Benachrichtigungsbefehls eine bestimmte Zeitspanne verstrichen ist oder nicht (Schritt S207). Wenn eine bestimmte Zeitspanne nicht verstrichen ist und keine Antwort vorliegt, so dass die Anfrage einer stationären manuellen Regeneration akzeptiert wird („NEIN“ in Schritt S207 und „NEIN“ in Schritt S205), führt die Benachrichtigungsbefehlseinheit 105 die Bestimmung von Schritt S205 und die Bestimmung von Schritt S207 wiederholt aus.
  • Wenn eine bestimmte Zeitspanne verstrichen ist („JA“ in Schritt S207), führt die Benachrichtigungsbefehlseinheit 105 den zweiten Benachrichtigungsbefehl vom Bildschirm 8 aus (Schritt S208). Als Nächstes bestimmt die Benachrichtigungsbefehlseinheit 105, ob es eine Antwort vom Bildschirm 8 gibt, so dass die Anfrage einer stationären manuellen Regeneration als Reaktion auf den zweiten Benachrichtigungsbefehl akzeptiert wird (Schritt S209) oder nicht. Wenn eine Antwort vom Bildschirm 8 vorliegt, so dass die Anfrage für eine stationäre manuelle Regeneration akzeptiert wird („JA“ in Schritt S209), führt die Motordrehzahleinstellsteuerungs-Ausführungseinheit 106 eine Motordrehzahleinstellsteuerung aus (Schritt S206). Wenn keine Antwort vom Bildschirm 8 vorliegt, so dass die Anfrage für stationäre manuelle Regeneration akzeptiert wird („NEIN“ in Schritt S209), führt die Benachrichtigungsbefehlseinheit 105 wiederholt die Bestimmungsverarbeitung in Schritt S209 aus (wiederholt Schritt S209 von „NEIN“ in Schritt S209).
  • Nach Schritt S206 erfasst die Einheit 107 zur Bestimmung des HC-Freigabesteuerungsstopps den von der HC-Ablagerungsmengenschätzeinheit 102 geschätzten Wert der HC-Ablagerungsmenge (Schritt S210) und bestimmt, ob die abgelagerten HCs freigesetzt wurden oder nicht (Schritt S211). Wenn die abgelagerten Kohlenwasserstoffe nicht freigesetzt wurden („NEIN“ in Schritt S211), erfasst die Einheit 107 zur Bestimmung des HC-Freigabesteuerungsstopps den von der HC-Ablagerungsmengenschätzeinheit 102 geschätzten Wert der HC-Ablagerungsmenge erneut, nachdem eine bestimmte Zeitspanne verstrichen ist (Schritt S210). Andererseits, wenn die abgelagerten HCs freigesetzt wurden („JA“ in Schritt S211), stoppt die Einheit 107 zur Bestimmung des HC-Freigabesteuerungsstopps die HC-Freigabesteuerung (Schritt S212) und beendet die in 8 gezeigte Verarbeitung.
  • Es sollte beachtet werden, dass der in 8 gezeigte Ablauf der Verarbeitung ein Beispiel ist und nach Bedarf geändert werden kann. Wenn beispielsweise die Bestimmung in Schritt S209 wiederholt „NEIN“ lautet, kann die Einheit 107 zur Bestimmung des HC-Freigabesteuerungsstopps wiederholt den Schätzwert der HC-Ablagerungsmenge erfassen und bestimmen, ob die abgelagerten HCs freigegeben wurden oder nicht. Wenn festgestellt wird, dass die HC freigesetzt wurden, kann der zweite Benachrichtigungsbefehl zurückgezogen werden, und die Verarbeitung kann zu Schritt S201 zurückkehren. So ist es beispielsweise möglich, einen Fall zu bewältigen, in dem HC aufgrund einer Änderung der Betriebszustände und eines Anstiegs der DOK-Temperatur freigesetzt wird. Darüber hinaus sind das Kennfeld 212 zur Schätzung eines HC-Anstiegs bei Normalsteuerung und das Kennfeld 213 zur Schätzung eines HC-Anstiegs bei niedrigen Temperaturen, die Beispiele für die erste Korrespondenzinformation sind, oder das Kennfeld 214 zur Schätzung einer HC-Abnahme, das ein Beispiel für die zweite Korrespondenzinformation ist, nicht auf ein Kennfeld beschränkt und können als eine Formel zur Berechnung der HC-Anstiegsmenge oder HC-Abnahmemenge unter Verwendung der Motordrehzahl und der DOK-Temperatur als Parameter konfiguriert werden. In diesem Fall ist diese Formel auch ein Beispiel für die erste und zweite Korrespondenzinformation.
  • (Funktionsweise/Effekt)
  • 9 zeigt schematisch ein Beispiel für die zeitlichen Veränderungen des geschätzten Wertes der HC-Ablagerungsmenge, der Motordrehzahl, der DOK-Temperatur, der Ansaugkrümmertemperatur und der Motorwassertemperatur. Wie in 9 gezeigt, steigt der geschätzte Wert der HC-Ablagerung allmählich an, wenn der Motor 1 zum Zeitpunkt t1 betrieben wird und der Niedriglastzustand (ein Zustand, in dem die Motorabgastemperatur niedrig ist) des Motors 1 bis zum Zeitpunkt t2 anhält. Wenn der Motor 1 von einem niedrigen Lastzustand zu einem höheren Lastzustand von Zeitpunkt t2 zu Zeitpunkt t3 wechselt, nimmt der geschätzte Wert der HC-Ablagerung von Zeitpunkt t2 zu Zeitpunkt t3 allmählich ab. In dem in 9 gezeigten Beispiel ist die Anstiegsrate des geschätzten Wertes der HC-Ablagerungsmenge während der Niedrigtemperatursteuerung höher als während des Normalbetriebs, und daher ist die Ablagerungsmenge zum Zeitpunkt t3 immer noch größer als während der Normalsteuerung, obwohl sie ab dem Zeitpunkt t2 abnimmt. Wenn der Motor 1 dann zum Zeitpunkt t3 in den Niedriglastzustand zurückkehrt, steigt der geschätzte Wert der HC-Ablagerungsmenge während der Niedrigtemperatursteuerung wieder an und übersteigt den Bestimmungswert zum Zeitpunkt t4 in dem in 9 dargestellten Beispiel.
  • Wenn beispielsweise die Schätzgenauigkeit der HC-Ablagerungsmenge gering ist, muss die Toleranz für den Bestimmungswert ausreichend groß sein (z. B. muss der Vergleich mit dem Bestimmungswert entsprechend dem Fall durchgeführt werden, in dem der Fehler maximal ist). Selbst im Falle eines Referenzbeispiels, wie in 22 gezeigt, variiert die Abhängigkeit der DOK-Eingangs-HC-Zuflussmenge von der Motordrehzahl stark in Abhängigkeit von der Außenlufttemperatur. Wenn die Ablagerungsmenge entsprechend der Änderung des Abhängigkeitsgrades genau geschätzt werden kann, kann die Toleranz für den Bestimmungswert verringert werden. Das heißt, wenn die Abschätzungsgenauigkeit hoch ist, kann die Toleranz für den Bestimmungswert kleiner gemacht werden als wenn die Genauigkeit niedrig ist. In diesem Fall, wenn die Schätzgenauigkeit hoch ist, ist es möglich, den Fehler zwischen dem Zeitpunkt, an dem die Ablagerungsmenge tatsächlich den Bestimmungswert überschreitet, und dem Zeitpunkt, an dem festgestellt wird, dass die Ablagerungsmenge den Bestimmungswert auf der Grundlage des geschätzten Wertes überschreitet, zu reduzieren. Durch die Erhöhung der Schätzgenauigkeit ist es daher möglich, die Zeit zu verzögern, bis die Steuerung, die die Festlegung der Motordrehzahl beinhaltet, gestartet wird. Infolgedessen kann die Zeit, in der der normale Betriebszustand fortgesetzt werden kann, bei hoher Schätzgenauigkeit im Vergleich zu einer niedrigen Schätzgenauigkeit verlängert werden. Darüber hinaus ist 22 ein erläuterndes Diagramm zur Erläuterung eines Betriebsbeispiels des in 1 gezeigten Motorsteuersystems 10 und zeigt die Beziehung zwischen der Motordrehzahl und der DOK-Eingangs-HC-Zuflussmenge.
  • Gemäß der Ausführungsform umfasst die Motorsteuervorrichtung 100 (Kohlenwasserstoffablagerungsmengen-Schätzvorrichtung) die Kohlenwasserstoff-(HC)-Ablagerungsmengenschätzeinheit 102, die die Ablagerungsmenge von Kohlenwasserstoffen (HC), die in der Abgasreinigungsvorrichtung 4 des mit dem Oxidationskatalysator ausgestatteten Verbrennungsmotors abgelagert werden, auf der Grundlage mindestens des ersten Messwerts, der der Ansauglufttemperatur des Verbrennungsmotors entspricht, des zweiten Messwerts, der der Temperatur der Kühlflüssigkeit des Verbrennungsmotors entspricht, und des dritten Messwerts, der der Abgas-Durchflussmenge des Verbrennungsmotors entspricht, schätzt. Daher ist es möglich, die Kohlenwasserstoff-(HC)-Ablagerungsmenge angemessen und genau zu schätzen.
  • Darüber hinaus ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Motorsteuervorrichtung 100 (Kohlenwasserstoffablagerungsmengen-Schätzvorrichtung) vorgesehen, die ferner die Speichereinheit 108 enthält, die die erste Korrespondenzinformation speichert, die die Korrespondenz des dritten Messwerts, des vierten Messwerts, der der Temperatur innerhalb der Abgasreinigungsvorrichtung 4 entspricht, und der Erhöhungsmenge der in der Abgasreinigungsvorrichtung 4 abgelagerten HCs darstellt, gemäß den Umgebungsbedingungen des Verbrennungsmotors, wobei die HC-Ablagerungsmengenschätzeinheit 102 die Anstiegsmenge auf der Grundlage der Umgebungsbedingungen des Verbrennungsmotors schätzt, die auf der Basis des ersten Messwerts und des zweiten Messwerts, des dritten Messwerts, des vierten Messwerts und der ersten Korrespondenzinformation beim Schätzen der Ablagerungsmenge bestimmt werden. Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, die Anstiegsmenge an Kohlenwasserstoffen (HCs) angemessen und genau zu schätzen, indem die erste Korrespondenzinformation entsprechend den Umgebungsbedingungen verwendet wird, die unter Verwendung eines Kennfeldes, einer einfachen Berechnungsformel oder ähnlichem konfiguriert werden kann.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform speichert die Speichereinheit 108 außerdem die zweite Korrespondenzinformation, die die Korrespondenz des dritten Messwerts, des vierten Messwerts und der Abnahme der in der Abgasreinigungsvorrichtung 4 abgelagerten Kohlenwasserstoffe darstellt, und die HC-Ablagerungsmengenschätzeinheit 102 schätzt die Abnahmemenge basierend auf dem dritten Messwert, dem vierten Messwert und der zweiten Korrespondenzinformation, wenn sie die Ablagerungsmenge schätzt. Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, die Zunahme der Kohlenwasserstoffe (HCs) angemessen und genau zu schätzen, indem die erste Korrespondenzinformation entsprechend den Umgebungsbedingungen verwendet wird, die unter Verwendung eines Kennfeldes, einer einfachen Berechnungsformel oder ähnlichem konfiguriert werden kann. Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, die Abnahmemenge der Kohlenwasserstoffe (HCs) angemessen und genau abzuschätzen, indem die zweite Korrespondenzinformation verwendet wird, die unter Verwendung eines Kennfeldes, einer einfachen Berechnungsformel oder ähnlichem konfiguriert werden kann.
  • <Zweite Ausführungsform>
  • Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 10 bis 17 beschrieben. 10 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel der in 1 gezeigten Motorsteuervorrichtung 100 (als Motorsteuervorrichtung 100a bezeichnet) zeigt. 11 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Kennfeldes zeigt, das in einem in 10 gezeigten Kennfeld 301 zur Steuerung einer Kraftstoffeinspritzung enthalten ist. 12 ist ein schematisches Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines in 11 gezeigten Kennfeldes 311 zur Steuerung eines Einspritzzeitpunktes zeigt. 13 ist ein schematisches Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines in 11 gezeigten Kennfeldes 312 ur Steuerung eines Raildrucks zeigt. 14 ist ein schematisches Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines in 11 dargestellten Kennfeldes 313 für die Steuerung der Voreinspritzmenge zeigt. 15 ist ein schematisches Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines in 11 gezeigten Kennfeldes 314 für die Steuerung der Voreinspritzdauer darstellt. 16 ist ein schematisches Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel für ein in 11 gezeigtes Kennfeld 315 zur Steuerung einer Nacheinspritzmenge zeigt. 17 ist ein Flussdiagramm, das ein Betriebsbeispiel der in 10 dargestellten Motorsteuervorrichtung 100a zeigt.
  • Bei der zweiten Ausführungsform ist die Grundkonfiguration des in 1 gezeigten Motorsteuersystems 10 die gleiche wie bei der ersten Ausführungsform. In der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich die Konfiguration der in 10 dargestellten Motorsteuervorrichtung 100a, die der Konfiguration der in 2 dargestellten Motorsteuervorrichtung 100 entspricht, teilweise von der Konfiguration der in 2 dargestellten Motorsteuervorrichtung 100. Das heißt, in der in 2 gezeigten Motorsteuervorrichtung 100 verwendet die Umgebungsbedingungsbestimmungseinheit 101 das Kennfeld 211 zur Bestimmung der Umgebungsbedingung, um die Umgebungsbedingungen zu bestimmen, während in der in 10 gezeigten Motorsteuervorrichtung 100a eine Umgebungsbedingungsbestimmungseinheit 101a die Umgebungsbedingungen unter Verwendung des Kennfeldes 301 zur Steuerung einer Kraftstoffeinspritzung bestimmt. In der in 10 gezeigten Motorsteuervorrichtung 100a enthält das in der Speichereinheit 108 gespeicherte HC-Ablagerungsmengenschätzkennfeld 201a nicht das Kennfeld 211 zur Bestimmung der Umgebungsbedingung. Außerdem wird in der Speichereinheit 108 das Kennfeld 301 zur Steuerung einer Kraftstoffeinspritzung neu gespeichert.
  • Wie in 11 gezeigt, umfasst das in 10 gezeigte Kennfeld 301 zur Steuerung einer Kraftstoffeinspritzung das Kennfeld 311 zur Steuerung eines Einspritzzeitpunktes, das Kennfeld 312 zur Steuerung eines Raildrucks, das Kennfeld 313 zur Steuerung einer Voreinspritzmenge, das Kennfeld 314 zur Steuerung einer Voreinspritzdauer und das Kennfeld 315 zur Steuerung einer Nacheinspritzmenge, die von der Motorsteuervorrichtung 100a zur Kraftstoffeinspritzsteuerung verwendet werden.
  • Wie in 12 gezeigt, umfasst das Kennfeld 311 zur Steuerung eines Einspritzzeitpunktes ein Kennfeld 3111 zur Bestimmung der Umgebungsbedingungen, ein Normalsteuerungskennfeld 3112 und ein Niedrigtemperatursteuerungskennfeld 3113. Das Kennfeld 3111 zur Bestimmung der Umgebungsbedingungen ist ein Kennfeld, das die Umgebungsbedingungen unter Verwendung der Motorwassertemperatur und der Ansaugkrümmertemperatur als Parameter definiert. In diesem Fall werden die Umgebungsbedingungen durch drei Zustände definiert: Normalsteuerung, Niedrigtemperatursteuerung und Interpolationssteuerung. Das Normalsteuerungskennfeld 3112 und das Niedrigtemperatursteuerungskennfeld 3113 sind Kennfelder, die den Einspritzzeitpunkt [SOI BTDC Grad] der Haupteinspritzung während der Normalsteuerung und den Einspritzzeitpunkt [SOI BTDC Grad] der Haupteinspritzung während der Niedrigtemperatursteuerung unter Verwendung der Motordrehzahl [U/min] und der Einspritzmenge [mg/st] der Haupteinspritzung als Parameter definieren. Dabei steht „st“ für einen Hub und „SOI BTDC Grad“ für den Winkel des Einspritzbeginns vor dem oberen Totpunkt. Die Einspritzmenge der Haupteinspritzung wird z. B. anhand des Ausgangssignals eines Beschleunigungssensors (nicht dargestellt) bestimmt.
  • Die Motorsteuervorrichtung 100a bestimmt die Umgebungsbedingungen mit Hilfe des Kennfelds 3111 zur Bestimmung der Umgebungsbedingungen auf der Grundlage der Motorwassertemperatur und der Ansaugkrümmertemperatur. Wenn die Umgebungsbedingung eine Normalsteuerung ist, verwendet die Motorsteuervorrichtung 100a das Normalsteuerungskennfeld 3112, um den Einspritzzeitpunkt auf der Grundlage der Motordrehzahl und der Einspritzmenge der Haupteinspritzung zu bestimmen. Wenn die Umgebungsbedingung eine Niedrigtemperatursteuerung ist, verwendet die Motorsteuervorrichtung 100a das Niedrigtemperatursteuerungskennfeld 3113, um den Einspritzzeitpunkt auf der Grundlage der Motordrehzahl und der Einspritzmenge der Haupteinspritzung zu bestimmen. Wenn die Umgebungsbedingung eine Interpolationssteuerung ist, verwendet die Motorsteuervorrichtung 100a ferner das Normalsteuerungskennfeld 3112 und das Niedrigtemperatursteuerungskennfeld 3113, um den Einspritzzeitpunkt als Ergebnis der Interpolationsverarbeitung (Interpolationsprozess) unter Verwendung der Werte des Normalsteuerungskennfeldes 3112 und der Werte des Niedrigtemperatursteuerungskennfeldes 3113 auf der Grundlage der Motordrehzahl und der Einspritzmenge der Haupteinspritzung zu bestimmen.
  • Wie in 13 gezeigt, umfasst das Kennfeld 312 zur Steuerung eines Raildrucks außerdem ein Kennfeld 3121 zur Bestimmung der Umgebungsbedingungen, ein Normalsteuerungskennfeld 3122 und ein Niedrigtemperatursteuerungskennfeld 3123. Das Kennfeld 3121 zur Bestimmung der Umgebungsbedingungen ist ein Kennfeld, das die Umgebungsbedingungen unter Verwendung der Motorwassertemperatur und der Ansaugkrümmertemperatur als Parameter definiert. In diesem Fall werden die Umgebungsbedingungen durch drei Zustände definiert: Normalsteuerung, Niedrigtemperatursteuerung und Interpolationssteuerung. Das Normalsteuerungskennfeld 3122 und das Niedrigtemperatursteuerungskennfeld 3123 sind Kennfelder, die den Raildruck (Raildruck der gewöhnlichen Einspritzung) [bar] während der Normalsteuerung und den Raildruck [bar] während der Niedrigtemperatursteuerung unter Verwendung der Motordrehzahl [U/min] und der Einspritzmenge [mg/st] der Haupteinspritzung als Parameter definieren.
  • Die Motorsteuervorrichtung 100a bestimmt die Umgebungsbedingungen mit Hilfe des Kennfelds 3121 zur Bestimmung der Umgebungsbedingungen auf der Grundlage der Motorwassertemperatur und der Ansaugkrümmertemperatur. Wenn die Umgebungsbedingung eine Normalsteuerung ist, verwendet die Motorsteuervorrichtung 100a das Normalsteuerungskennfeld 3122, um den Raildruck auf der Grundlage der Motordrehzahl und der Einspritzmenge der Haupteinspritzung zu bestimmen. Wenn die Umgebungsbedingung eine Niedrigtemperatursteuerung ist, verwendet die Motorsteuervorrichtung 100a das Niedrigtemperatursteuerungskennfeld 3123, um den Raildruck auf der Grundlage der Motordrehzahl und der Einspritzmenge der Haupteinspritzung zu bestimmen. Wenn die Umgebungsbedingung eine Interpolationssteuerung ist, verwendet die Motorsteuervorrichtung 100a ferner das Normalsteuerungskennfeld 3122 und das Niedrigtemperatursteuerungskennfeld 3123, um den Raildruck als Ergebnis der Interpolationsverarbeitung (Interpolationsprozess) unter Verwendung der Werte des Normalsteuerungskennfeldes 3122 und der Werte des Niedrigtemperatursteuerungskennfeldes 3123 auf der Grundlage der Motordrehzahl und der Einspritzmenge der Haupteinspritzung zu bestimmen.
  • Wie in 14 gezeigt, umfasst das Kennfeld 313 zur Steuerung der Voreinspritzmenge außerdem ein Kennfeld 3131 zur Bestimmung der Umgebungsbedingungen, ein Normalsteuerungskennfeld 3132 und ein Niedrigtemperatursteuerungskennfeld 3133. Das Kennfeld 3131 zur Bestimmung der Umgebungsbedingungen ist ein Kennfeld, das die Umgebungsbedingungen unter Verwendung der Motorwassertemperatur und der Ansaugkrümmertemperatur als Parameter definiert. In diesem Fall werden die Umgebungsbedingungen durch drei Zustände definiert: Normalsteuerung, Niedrigtemperatursteuerung und Interpolationssteuerung. Das Normalsteuerungskennfeld 3132 und das Niedrigtemperatursteuerungskennfeld 3133 sind Kennfelder, die die Voreinspritzmenge [mg/st] während der Normalsteuerung und die Voreinspritzmenge [mg/st] während der Niedrigtemperatursteuerung unter Verwendung der Motordrehzahl [U/min] und der Einspritzmenge [mg/st] der Haupteinspritzung als Parameter definieren.
  • Die Motorsteuervorrichtung 100a bestimmt die Umgebungsbedingungen mit Hilfe des Kennfeldes 3131 zur Bestimmung der Umgebungsbedingungen auf der Grundlage der Motorwassertemperatur und der Ansaugkrümmertemperatur. Ferner verwendet die Motorsteuervorrichtung 100a das Normalsteuerungskennfeld 3132, um die Voreinspritzmenge auf der Grundlage der Motordrehzahl und der Einspritzmenge der Haupteinspritzung zu bestimmen, wenn die Umgebungsbedingung eine Normalsteuerung ist. Wenn die Umgebungsbedingung eine Niedrigtemperatursteuerung ist, verwendet die Motorsteuervorrichtung 100a das Niedrigtemperatursteuerungskennfeld 3133, um die Voreinspritzmenge auf der Grundlage der Motordrehzahl und der Einspritzmenge der Haupteinspritzung zu bestimmen. Wenn die Umgebungsbedingung eine Interpolationssteuerung ist, verwendet die Motorsteuervorrichtung 100a ferner das Normalsteuerungskennfeld 3132 und das Niedrigtemperatursteuerungskennfeld 3133, um die Voreinspritzmenge als Ergebnis der Interpolationsverarbeitung (Interpolationsprozess) unter Verwendung der Werte des Normalsteuerungskennfeldes 3132 und der Werte des Niedrigtemperatursteuerungskennfeldes 3133 auf der Grundlage der Motordrehzahl und der Einspritzmenge der Haupteinspritzung zu bestimmen.
  • Wie in 15 gezeigt, umfasst das Kennfeld 314 zur Steuerung einer Voreinspritzdauer außerdem ein Kennfeld 3141 zur Bestimmung der Umgebungsbedingungen, ein Normalsteuerungskennfeld 3142 und ein Niedrigtemperatursteuerungskennfeld 3143. Das Kennfeld 3141 zur Bestimmung der Umgebungsbedingungen ist ein Kennfeld, das die Umgebungsbedingungen unter Verwendung der Motorwassertemperatur und der Ansaugkrümmertemperatur als Parameter definiert. In diesem Fall werden die Umgebungsbedingungen durch drei Zustände definiert: Normalsteuerung, Niedrigtemperatursteuerung und Interpolationssteuerung. Das Normalsteuerungskennfeld 3142 und das Niedrigtemperatursteuerungskennfeld 3143 sind Kennfelder, die die Piloteinspritzdauer [ms] während der Normalsteuerung und die Piloteinspritzdauer [ms] während der Niedrigtemperatursteuerung unter Verwendung der Motordrehzahl [U/min] und der Einspritzmenge [mg/st] der Haupteinspritzung als Parameter definieren.
  • Die Motorsteuervorrichtung 100a bestimmt die Umgebungsbedingungen mit Hilfe des Kennfeldes 3141 zur Bestimmung der Umgebungsbedingungen auf der Grundlage der Motorwassertemperatur und der Ansaugkrümmertemperatur. Wenn die Umgebungsbedingung eine Normalsteuerung ist, verwendet die Motorsteuervorrichtung 100a das Normalsteuerungskennfeld 3142, um die Piloteinspritzdauer auf der Grundlage der Motordrehzahl und der Einspritzmenge der Haupteinspritzung zu bestimmen. Wenn die Umgebungsbedingung eine Niedrigtemperatursteuerung ist, verwendet die Motorsteuervorrichtung 100a das Niedrigtemperatursteuerungskennfeld 3143, um die Voreinspritzdauer auf der Grundlage der Motordrehzahl und der Einspritzmenge der Haupteinspritzung zu bestimmen. Wenn die Umgebungsbedingung eine Interpolationssteuerung ist, verwendet die Motorsteuervorrichtung 100a ferner das Normalsteuerungskennfeld 3142 und das Niedrigtemperatursteuerungskennfeld 3143, um die Voreinspritzdauer als Ergebnis der Interpolationsverarbeitung (Interpolationsprozess) unter Verwendung der Werte des Normalsteuerungskennfeldes 3142 und der Werte des Niedrigtemperatursteuerungskennfeldes 3143 auf der Grundlage der Motordrehzahl und der Einspritzmenge der Haupteinspritzung zu bestimmen.
  • Wie in 16 gezeigt, umfasst das Kennfeld 315 zur Steuerung einer Nacheinspritzmenge außerdem ein Kennfeld 3151 zur Bestimmung der Umgebungsbedingungen, ein Normalsteuerungskennfeld 3152 und ein Niedrigtemperatursteuerungskennfeld 3153. Das Kennfeld 3151 zur Bestimmung der Umgebungsbedingungen ist ein Kennfeld, das die Umgebungsbedingungen unter Verwendung der Motorwassertemperatur und der Ansaugkrümmertemperatur als Parameter definiert. In diesem Fall werden die Umgebungsbedingungen durch drei Zustände definiert: Normalsteuerung, Niedrigtemperatursteuerung und Interpolationssteuerung. Das Normalsteuerungskennfeld 3152 und das Niedrigtemperatursteuerungskennfeld 3153 sind Kennfelder, die die Nacheinspritzmenge [mg/st] während der Normalsteuerung und die Nacheinspritzmenge [mg/st] während der Niedrigtemperatursteuerung unter Verwendung der Motordrehzahl [U/min] und der Einspritzmenge [mg/st] der Haupteinspritzung als Parameter definieren.
  • Die Motorsteuervorrichtung 100a bestimmt die Umgebungsbedingungen mit Hilfe des Kennfelds 3151 zur Bestimmung der Umgebungsbedingungen auf der Grundlage der Motorwassertemperatur und der Ansaugkrümmertemperatur. Wenn die Umgebungsbedingung eine Normalsteuerung ist, verwendet die Motorsteuervorrichtung 100a das Normalsteuerungskennfeld 3152, um die Nacheinspritzmenge auf der Grundlage der Motordrehzahl und der Einspritzmenge der Haupteinspritzung zu bestimmen. Wenn die Umgebungsbedingung eine Niedrigtemperatursteuerung ist, verwendet die Motorsteuervorrichtung 100a das Niedrigtemperatursteuerkennfeld 3153, um die Nacheinspritzmenge auf der Grundlage der Motordrehzahl und der Einspritzmenge der Haupteinspritzung zu bestimmen. Wenn die Umgebungsbedingung eine Interpolationssteuerung ist, verwendet die Motorsteuervorrichtung 100a ferner das Normalsteuerungskennfeld 3152 und das Niedrigtemperatursteuerungskennfeld 3153, um die Nacheinspritzmenge als Ergebnis der Interpolationsverarbeitung (Interpolationsprozess) unter Verwendung der Werte des Normalsteuerungskennfeldes 3152 und der Werte des Niedrigtemperatursteuerungskennfeldes 3153 auf der Grundlage der Motordrehzahl und der Einspritzmenge der Haupteinspritzung zu bestimmen.
  • Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 17 der Ablauf der Verarbeitung beschrieben, wenn die in 10 gezeigte Motorsteuervorrichtung 100a die HC-Ablagerungsmenge schätzt. Die in 17 gezeigte Verarbeitung wird wiederholt in einem vorgegebenen Berechnungszyklus ausgeführt. Wenn die in 17 gezeigte Verarbeitung gestartet wird, liest die Umgebungsbedingungsbestimmungseinheit 101a die Ansaugkrümmertemperatur, die Motorwassertemperatur, die Motordrehzahl und die DOK-Temperatur (Schritt S301). Als Nächstes bestimmt die Umgebungsbedingungsbestimmungseinheit 101a, ob in jedem der Kennfelder 3111, 3121, 3131, 3141 und 3151 zur Bestimmung von Umgebungsbedingungen eine Normalsteuerung in Bezug auf jeden der unten aufgeführten Betriebsbedingungs-Parameter (P1) bis (P5) basierend auf der Ansaugkrümmertemperatur und der Motorwassertemperatur durchgeführt wird oder nicht (Schritt S302). Hier ist der Parameter (P1) der Einspritzzeitpunkt, der Parameter (P2) der Raildruck, der Parameter (P3) die Voreinspritzmenge, der Parameter (P4) die Voreinspritzdauer und der Parameter (P5) die Nacheinspritzmenge.
  • Als nächstes schätzt die HC-Ablagerungsmengenschätzeinheit 102 in Bezug auf jeden der Betriebsbedingungsparameter (P1) bis (P5) die HC-Anstiegsmenge unter Verwendung des Kennfeldes 212 zur Schätzung eines HC-Anstiegs bei Normalsteuerung auf der Grundlage der Motordrehzahl und der DOK-Temperatur, wenn festgestellt wird, dass alle Umgebungsbedingungen „Normalsteuerung“ sind („JA“ in Schritt S303) (Schritt S304). Andererseits, wenn festgestellt wird, dass auch nur eine der Umgebungsbedingungen nicht normal gesteuert ist („NEIN“ in Schritt S303), schätzt die HC-Ablagerungsmengenschätzeinheit 102 die HC-Anstiegsmenge unter Verwendung des Kennfeldes 213 zur Schätzung eines HC-Anstiegs bei niedrigen Temperaturen, basierend auf der Motordrehzahl und der DOK-Temperatur (Schritt S305).
  • Nach Schritt S304 oder Schritt S305 schätzt die HC-Ablagerungsmengenschätzeinheit 102 die HC-Ablagerungsmenge unter Verwendung des Kennfeldes 214 zur Schätzung einer HC-Abnahme auf der Grundlage der Motordrehzahl und der DOK-Temperatur (Schritt S306). Als nächstes schätzt die HC-Ablagerungsmengenschätzeinheit 102 die HC-Ablagerungsmenge auf der Grundlage des HC-Ablagerungsmengen-Schätzwerts, der in der vorherigen Berechnungsverarbeitung berechnet wurde, der HC-Anstiegsmenge und der HC-Abnahmemenge (berechnet den HC-Ablagerungsmengen-Schätzwert) (Schritt S307), und beendet die in 17 gezeigte Verarbeitung.
  • Die in 8 beschriebene Verarbeitung ist für die erste und die zweite Ausführungsform gleich.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Motorsteuervorrichtung 100 (Vorrichtung zur Schätzung der Kohlenwasserstoffablagerungsmenge) die Kohlenwasserstoff-(HC)-Ablagerungsmengenschätzeinheit 102, die die Ablagerungsmenge von Kohlenwasserstoffen (HC), die in der Abgasreinigungsvorrichtung 4 des mit dem Oxidationskatalysator ausgestatteten Verbrennungsmotors abgelagert werden, auf der Grundlage mindestens des ersten Messwerts, der der Ansauglufttemperatur des Verbrennungsmotors entspricht, des zweiten Messwerts, der der Temperatur der Kühlflüssigkeit des Verbrennungsmotors entspricht, und des dritten Messwerts, der der Abgas-Durchflussmenge des Verbrennungsmotors entspricht, schätzt. Daher ist es möglich, die Kohlenwasserstoff-(HC)-Ablagerungsmenge angemessen und genau zu schätzen.
  • Darüber hinaus umfassen die Umgebungsbedingungen in der vorliegenden Ausführungsform Faktoren, die sich auf den Einspritzzeitpunkt, den Raildruck, die Voreinspritzmenge, die Voreinspritzdauer und die Nacheinspritzmenge beziehen, die mit der Kraftstoffeinspritzsteuerung des Verbrennungsmotors in Zusammenhang stehen. Daher können die Umgebungsbedingungen so definiert werden, dass sie für den Inhalt der Kraftstoffeinspritzsteuerung besser geeignet sind.
  • <Dritte Ausführungsform>
  • Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 18 bis 21 beschrieben. 18 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel der in 1 gezeigten Motorsteuervorrichtung 100 (als Motorsteuervorrichtung 100b bezeichnet) zeigt. 19 ist ein schematisches Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines in 18 gezeigten Kennfeldes 215 zur Schätzung eines HC-Inkrements zeigt. 20 ist ein schematisches Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines in 18 gezeigten Korrekturverstärkungskennfeldes 216 zeigt. 21 ist ein Flussdiagramm, das ein Betriebsbeispiel der in 18 dargestellten Motorsteuervorrichtung 100b zeigt.
  • In der dritten Ausführungsform ist die Grundkonfiguration des in 1 dargestellten Motorsteuersystems 10 die gleiche wie in der ersten Ausführungsform. In der dritten Ausführungsform unterscheidet sich die Konfiguration der in 18 dargestellten Motorsteuervorrichtung 100b, die der Konfiguration der in 2 dargestellten Motorsteuervorrichtung 100 entspricht, teilweise von der Konfiguration der in 2 dargestellten Motorsteuervorrichtung 100. Insbesondere bestimmt in der in 2 gezeigten Motorsteuervorrichtung 100 die Umgebungsbedingungsbestimmungseinheit 101 die Umgebungsbedingungen, während in der in 18 gezeigten Motorsteuervorrichtung 100b keine Umgebungsbedingungsbestimmungseinheit 101 vorhanden ist. Darüber hinaus enthält in der in 18 gezeigten Motorsteuervorrichtung 100b ein in der Speichereinheit 108 gespeicherte HC-Ablagerungsmengenschätzkennfeld 201b, das Kennfeld 214 zur Schätzung einer HC-Abnahme, das Kennfeld 215 zur Schätzung eines HC-Inkrements und das Korrekturverstärkungskennfeld 216.
  • Das Kennfeld 214 zur Schätzung einer HC-Abnahme ist die gleiche wie bei der ersten Ausführungsform. Wie in 19 gezeigt, definiert das Kennfeld 215 zur Schätzung eines HC-Inkrements (erste Korrespondenzinformation) einen HC-Inkrement-Schätzwert [mg/s] unter Verwendung der Motorwassertemperatur und der Ansaugkrümmertemperatur als Parameter. Darüber hinaus definiert das Korrekturverstärkungskennfeld 216 (Korrekturinformation) eine Verstärkung zur Korrektur des HC-Inkrement-Schätzwerts, der in dem Kennfeld 215 zur Schätzung eines HC-Inkrements definiert ist, unter Verwendung der Motordrehzahl als Parameter.
  • Eine HC-Ablagerungsmengenschätzeinheit 102b bestimmt den HC-Inkrement-Schätzwert anhand des Kennfeldes 215 zur Schätzung eines HC-Inkrements unter Verwendung der Motorwassertemperatur und der Ansaugkrümmertemperatur als Parameter. Als nächstes bestimmt die HC-Ablagerungsmengenschätzeinheit 102b einen Verstärkungswert unter Verwendung des Korrekturverstärkungskennfeldes 216, wobei die Motordrehzahl als Parameter verwendet wird. Dann berechnet die HC-Ablagerungsmengenschätzeinheit 102b das HC-Inkrement, indem sie den geschätzten HC-Inkrementwert mit dem ermittelten Verstärkungswert multipliziert. Darüber hinaus kann das HC-Inkrement beispielsweise ein Erhöhungsbetragswert sein, der dem Abnahmemengenwert pro Berechnungszyklus entspricht, der aus dem Abnahmemengenwert des Kennfeldes 214 zur Schätzung einer HC-Abnahme und dem Berechnungszyklus berechnet wird. Ähnlich wie die HC-Ablagerungsmengenschätzeinheit 102 berechnet die HC-Ablagerungsmengenschätzeinheit 102b den HC-Ablagerungsmengen-Schätzwert basierend auf dem HC-Ablagerungsmengen-Schätzwert, der in der vorherigen Berechnungsverarbeitung berechnet wurde, der HC-Anstiegsmenge und der HC-Abnahmemenge.
  • Wenn beispielsweise die Wassertemperatur des Motors 20 [°C], die Temperatur des Ansaugkrümmers -20 [°C] und die Motordrehzahl 1000 [U/min] beträgt, steigt der HC-Wert um 24 [mg/s] × 1,3 = 31,2 [mg/s].
  • Als nächstes wird anhand von 21 der Ablauf der Verarbeitung beschrieben, wenn die in 18 gezeigte Motorsteuervorrichtung 100b die HC-Ablagerungsmenge schätzt. Die in 21 gezeigte Verarbeitung wird wiederholt in einem vorgegebenen Berechnungszyklus ausgeführt. Wenn die in 21 gezeigte Verarbeitung gestartet wird, liest die HC-Ablagerungsmengenschätzeinheit 102b die Ansaugkrümmertemperatur, die Motorwassertemperatur, die Motordrehzahl und die DOK-Temperatur (Schritt S401). Als nächstes bestimmt die HC-Ablagerungsmengenschätzeinheit 102b das HC-Inkrement unter Verwendung des Kennfeldes 215 zur Schätzung eines HC-Inkrements unter Verwendung der Motorwassertemperatur und der Ansaugkrümmertemperatur als Parameter, bestimmt den Verstärkungswert unter Verwendung des Korrekturverstärkungskennfeldes 216 unter Verwendung der Motordrehzahl als Parameter, und berechnet das korrigierte HC-Inkrement (Schritt S402). Als nächstes schätzt die HC-Ablagerungsmengenschätzeinheit 102b die HC-Ablagerungsmenge unter Verwendung des Kennfeldes 214 zur Schätzung einer HC-Abnahme (Schritt S403). Als nächstes schätzt die HC-Ablagerungsmengenschätzeinheit 102b die HC-Ablagerungsmenge auf der Grundlage des HC-Ablagerungsmengen-Schätzwerts, der in der vorherigen Berechnungsverarbeitung berechnet wurde, der HC-Anstiegsmenge und der HC-Abnahmemenge (berechnet den HC-Ablagerungsmengen-Schätzwert) (Schritt S404), und beendet die in 21 gezeigte Verarbeitung.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die Speichereinheit 108, die die erste Korrespondenzinformation, die die Korrespondenz des ersten Messwerts, des zweiten Messwerts und der Anstiegsmenge der in der Abgasreinigungsvorrichtung 4 abgelagerten Kohlenwasserstoffe darstellt, und die Korrekturinformation für die erste Korrespondenzinformation auf der Grundlage des dritten Messwerts speichert, bereitgestellt, und die HC-Ablagerungsmengenschätzeinheit 102b schätzt die Anstiegsmenge, indem sie einen Wert, der auf der Grundlage des ersten Messwerts, des zweiten Messwerts und der ersten Korrespondenzinformation geschätzt wird, auf der Grundlage des dritten Messwerts und der Korrekturinformation beim Schätzen der Ablagerungsmenge korrigiert. Gemäß dieser Konfiguration kann die HC-Erhöhungsmenge einfacher geschätzt werden als bei der ersten Ausführungsform.
  • Wie zuvor beschrieben, wurden die Ausführungsformen dieser Erfindung im Detail mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, aber die konkrete Konfiguration ist nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt, und Konstruktionsänderungen und dergleichen sind im Rahmen dieser Erfindung enthalten. Darüber hinaus können ein Teil oder alle Programme, die von dem Computer in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen ausgeführt werden, über computerlesbare Aufzeichnungsmedien oder Kommunikationsleitungen verteilt werden.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Gemäß jedem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Kohlenwasserstoff (HC)-Ablagerungsmenge in geeigneter Weise und genau geschätzt werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Motor (Verbrennungsmotor)
    2
    Turbolader
    3
    Auspuffkanal
    4
    Abgasreinigungseinrichtung
    5
    DPF-Einrichtung
    51
    DOK
    52
    DPF
    6
    SKR-Vorrichtung
    7
    Temperaturerhöhungsvorrichtung
    8
    Bildschirm
    10
    Motorsteuersystem (Abgasreinigungssystem)
    91
    Motorwassertemperatursensor
    92
    Ansaugkrümmer-Temperatursensor
    93
    Motordrehzahlsensor
    94, 95
    Temperatursensor
    100, 100b 100a,
    Motorsteuervorrichtung
    101, 101a
    Umweltbedingungsbestimmungseinheit
    102, 102b
    HC-Ablagerungsmengenschätzeinheit
    104
    Temperaturanstiegssteuerungs-Ausführungseinheit
    108
    Speichereinheit
    201, 201b 201a,
    HC-Ablagerungsmengenschätzkennfeld
    211
    Kennfeldes zur Bestimmung der Umgebungsbedingung
    212
    Kennfeld zur Schätzung eines HC-Anstiegs bei Normalsteuerung (erste Korrespondenzinformation)
    213
    Kennfeld zur Schätzung eines HC-Anstiegs bei niedrigen Temperaturen (erste Korrespondenzinformation)
    214
    Kennfeld zur Schätzung einer HC-Abnahme (zweite Korrespondenzinformation)
    215
    Kennfeld zur Schätzung eines HC-Inkrements (erste Korrespondenzinformation)
    216
    Korrekturverstärkungskennfeld (Korrekturinformationen)
    301
    Kennfeld zur Steuerung einer Kraftstoffeinspritzung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2021030520 [0002]
    • JP 6650675 [0004]

Claims (9)

  1. Vorrichtung zur Schätzung der Kohlenwasserstoffablagerungsmenge, umfassend: eine Kohlenwasserstoffablagerungsmengen-Schätzeinheit, die eine Ablagerungsmenge von Kohlenwasserstoffen, die in einer Abgasreinigungsvorrichtung eines mit einem Oxidationskatalysator ausgestatteten Verbrennungsmotors abgelagert werden, auf der Grundlage von mindestens einem ersten Messwert, der einer Ansauglufttemperatur des Verbrennungsmotors entspricht, einem zweiten Messwert, der einer Temperatur einer Kühlflüssigkeit des Verbrennungsmotors entspricht, und einem dritten Messwert, der einer Abgas-Durchflussmenge des Verbrennungsmotors entspricht, schätzt.
  2. Vorrichtung zur Schätzung der Kohlenwasserstoffablagerungsmenge nach Anspruch 1, die ferner Folgendes umfasst: eine Speichereinheit, die eine erste Korrespondenzinformation speichert, die eine Korrespondenz des dritten Messwertes, eines vierten Messwertes, der einer Temperatur innerhalb der Abgasreinigungsvorrichtung entspricht, und einer erhöhten Menge an Kohlenwasserstoffen, die sich in der Abgasreinigungsvorrichtung ablagern, gemäß den Umgebungsbedingungen des Verbrennungsmotors darstellt, wobei die Kohlenwasserstoffablagerungsmengen-Schätzeinheit die Anstiegsmenge auf der Grundlage der Umgebungsbedingungen des Verbrennungsmotors schätzt, die auf der Grundlage des ersten Messwerts und des zweiten Messwerts, des dritten Messwerts, des vierten Messwerts und der ersten Korrespondenzinformation beim Schätzen der Ablagerungsmenge bestimmt werden.
  3. Vorrichtung zur Schätzung der Kohlenwasserstoffablagerungsmenge nach Anspruch 2, wobei die Umgebungsbedingungen mindestens einen der folgenden Faktoren umfasst: einen Einspritzzeitpunkt, einen Raildruck, eine Voreinspritzmenge, eine Voreinspritzdauer und eine Nacheinspritzmenge, die mit der Kraftstoffeinspritzsteuerung des Verbrennungsmotors zusammenhängen.
  4. Vorrichtung zur Schätzung der Kohlenwasserstoffablagerungsmenge nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Speichereinheit ferner eine zweite Korrespondenzinformation speichert, die eine Korrespondenz des dritten Messwerts, des vierten Messwerts und der Abnahme der in der Abgasreinigungsvorrichtung abgelagerten Kohlenwasserstoffe darstellt, und die Kohlenwasserstoffablagerungsmengen-Schätzeinheit die Abnahmemenge auf der Grundlage des dritten Messwerts, des vierten Messwerts und der zweiten Korrespondenzinformation bei der Schätzung der Ablagerungsmenge schätzt.
  5. Vorrichtung zur Schätzung der Kohlenwasserstoffablagerungsmenge nach Anspruch 1, die ferner umfasst: eine Speichereinheit, die eine erste Korrespondenzinformation, die eine Korrespondenz des ersten Messwerts, des zweiten Messwerts und der Zunahme der in der Abgasreinigungsvorrichtung abgelagerten Kohlenwasserstoffe darstellt, und eine Korrekturinformation für die erste Korrespondenzinformation auf der Grundlage des dritten Messwerts speichert, wobei die Kohlenwasserstoffablagerungsmengen-Schätzeinheit die Anstiegsmenge schätzt, indem sie einen auf der Grundlage des ersten Messwerts, des zweiten Messwerts und der ersten Korrespondenzinformation geschätzten Wert auf der Grundlage des dritten Messwerts und der Korrekturinformation korrigiert, wenn sie die Ablagerungsmenge schätzt.
  6. Vorrichtung zur Schätzung der Kohlenwasserstoffablagerungsmenge nach Anspruch 5, wobei die Speichereinheit ferner eine zweite Korrespondenzinformation speichert, die eine Korrespondenz des dritten Messwerts, des vierten Messwerts, der der Temperatur im Inneren der Abgasreinigungsvorrichtung entspricht, und der Abnahmemenge an in der Abgasreinigungsvorrichtung abgelagerten Kohlenwasserstoffen darstellt, und die Kohlenwasserstoffablagerungsmengen-Schätzeinheit die Abnahmemenge auf der Grundlage des dritten Messwerts, des vierten Messwerts und der zweiten Korrespondenzinformation bei der Schätzung der Ablagerungsmenge schätzt.
  7. Verfahren zur Schätzung der Kohlenwasserstoffablagerungsmenge, umfassend: einen Schritt zum Schätzen einer Ablagerungsmenge von Kohlenwasserstoffen, die in einer Abgasreinigungsvorrichtung eines mit einem Oxidationskatalysator ausgestatteten Verbrennungsmotors abgelagert werden, auf der Grundlage von mindestens einem ersten Messwert, der einer Ansauglufttemperatur des Verbrennungsmotors entspricht, einem zweiten Messwert, der einer Temperatur einer Kühlflüssigkeit des Verbrennungsmotors entspricht, und einem dritten Messwert, der einer Abgas-Durchflussmenge des Verbrennungsmotors entspricht.
  8. Steuervorrichtung, umfassend: eine Kohlenwasserstoffablagerungsmengen-Schätzeinheit, die eine Ablagerungsmenge von Kohlenwasserstoffen, die in einer Abgasreinigungsvorrichtung eines mit einem Oxidationskatalysator ausgestatteten Verbrennungsmotors abgelagert werden, auf der Grundlage von mindestens einem ersten Messwert, der einer Ansauglufttemperatur des Verbrennungsmotors entspricht, einem zweiten Messwert, der einer Temperatur einer Kühlflüssigkeit des Verbrennungsmotors entspricht, und einem dritten Messwert, der einer Abgas-Durchflussmenge des Verbrennungsmotors entspricht, schätzt; und eine Temperaturanstiegssteuerungs-Ausführungseinheit, die eine Steuerung des Temperaturanstiegs des Abgases des Verbrennungsmotors durchführt.
  9. Abgasreinigungssystem, umfassend: eine Steuervorrichtung mit einer Kohlenwasserstoffablagerungsmengen-Schätzeinheit, die eine Ablagerungsmenge von Kohlenwasserstoffen, die in einer Abgasreinigungsvorrichtung eines mit einem Oxidationskatalysator ausgestatteten Verbrennungsmotors abgelagert werden, auf der Grundlage von mindestens einem ersten Messwert, der einer Ansauglufttemperatur des Verbrennungsmotors entspricht, einem zweiten Messwert, der einer Temperatur einer Kühlflüssigkeit des Verbrennungsmotors entspricht, und einem dritten Messwert, der einer Abgas-Durchflussmenge des Verbrennungsmotors entspricht, schätzt, und einer Temperaturanstiegssteuerungs-Ausführungseinheit, die eine Temperaturanstiegssteuerung des Abgases des Verbrennungsmotors ausführt; und die Abgasreinigungsanlage.
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