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1. Bereich
der Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Reinigen des Abgases
eines Verbrennungsmotors.
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2. Beschreibung des Stands
der Technik
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Das
Abgas eines Verbrennungsmotors und insbesondere eines Dieselmotors
enthält
schädliche Partikel,
die Kohlenstoff als Hauptbestandteil aufweisen, wobei das Verlangen
besteht, die Menge der Partikel zu verringern, die in die Atmosphäre emittiert werden.
Es wurde deshalb vorgeschlagen, einen Partikelauffangeinrichtung
in dem Abgassystem des Dieselmotors als ein Filter zum Auffangen
der Partikel anzuordnen. Solch ein Partikelauffangeinrichtung könnte ein
großer
Widerstand gegen das Abgas werden, sowie die Menge der aufgefangenen
Partikel ansteigt. Es wird deshalb notwendig, die Partikelauffangeinrichtung
durch Verbrennen der aufgefangenen Partikel wiederherzustellen bzw.
zu regenerieren.
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Wenn
die Abgastemperatur bei Hochmotorlast- und Hochdrehzahlbetriebsverhältnissen
und dergleichen hoch wird, zünden
sich die aufgefangenen Partikel spontan und die Partikelauffangeinrichtung
kann wiederhergestellt werden. Jedoch besteht keine Garantie, dass
die Hochmotorlast- und Hochmotordrehzahlbetriebsbedingungen häufig ausgeführt werden.
Im Allgemeinen wird deshalb die Wiederherstellungsbehandlung durch
Anordnen einer Heizeinrichtung oder eines Oxidationskatalysators
in der Partikelauffangeinrichtung ausgeführt, wobei das Erregen der
Heizeinrichtung oder das Zuführen
von unverbrannten Kraftstoff in den Oxidationskatalysator die Wiederherstellung
verursacht.
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Es
ist deshalb notwendig, die Zeit zur Wiederherstellung der Partikelauffangeinrichtung
zu bestimmen. Wenn die bestimmte Zeit zur Wiederherstellung zu früh ist, wird
die Wiederherstellungsbehandlung unnötigerweise ausgeführt, was
ein Problem verursacht, dass die Batterie groß sein muss oder ein großer Betrag
vom Kraftstoff verbraucht wird. Wenn die bestimmte Zeit zur Wiederherstellung zu
spät ist,
erhöht
sich andererseits der Widerstand gegen das Abgas sehr stark bei
dem Motorabgassystem, was einen großen Abfall der Motorausgabe
verursacht.
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Es
ist deshalb gewünscht,
die Zeit zur Wiederherstellung der Partikelauffangeinrichtung direkt zu
bestimmen. Es wurde beispielsweise vorgeschlagen, die Zeit zur Wiederherstellung
auf die Tatsache beruhend zu bestimmen, dass ein Betrag der aufgefangenen
Partikel mit einem Anstieg der Strecke ansteigt, welche das Fahrzeug
gefahren ist. Jedoch tritt ein deutlicher Unterschied der Menge
der aufgefangenen Partikel auf, die von den Betriebsverhältnissen über eine
vorbestimmte Strecke, welches das Fahrzeug gefahren ist, abhängen. Mit
diesem Verfahren ist es deshalb nicht möglich, die Zeit zur Wiederherstellung
korrekt zu bestimmen.
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Die
japanische offengelegte Patentveröffentlichung (Kokai) mit der
Nummer 3-41112 schlägt
die Bestimmung einer Zeit zur Wiederherstellung der Partikelauffangeinrichtung
durch Vergleichen der Menge der gemessenen frischen Ansaugluft mit
einem Differenzwert für
jeden Motorbetriebszustand vor, der auf der Tatsache beruht, dass
die Menge der frischen Ansaugluft sich mit einem Anstieg der Menge
der aufgefangenen Partikel verringert.
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Im übrigen ist
ein Abgasrückführungssystem (EGR)-Gerät weitgehend
bekannt, das die Verbrennungstemperatur durch Rückführen eines Teils des Abgases
in die Zylinder verringert, um eine Menge des NOx zu verringern,
welcher eine schädliche Komponente
ist, die durch die Verbrennung erzeugt wird, wobei viele Verbrennungsmotoren
mit solch einem EGR-Gerät
ausgerüstet
wurden. Die oben erwähnte
Bestimmung der Zeit zur Wiederherstellung wird relativ korrekt wiedergegeben.
Um dies bei einem Verbrennungsmotor anzuwenden, der mit dem EGR-Gerät ausgerüstet ist,
wird es jedoch notwendig, die Rückführung des
Abgases bei der Bestimmung zu unterbrechen. Bei den normalen Motorbetrieben
wird deshalb eine große
Menge von NOx während
dieser Zeitspanne hergestellt.
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Dokument
JP 63 253108A bezieht
sich auf ein Wiederherstellungsverarbeitungsgerät für einen Filter und offenbart
die Merkmale gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Es
ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Zeit zur
Wiederherstellung der Partikelauffangeinrichtung korrekt zu bestimmen,
die in dem Abgassystem eines Verbrennungsmotors angeordnet ist,
der mit einem EGR-Gerät
ausgestattet ist, nämlich
durch korrektes Abschätzen
einer Menge von Partikeln, die durch die Partikelauffangeinrichtung
aufgefangen werden, ohne Ansteigen einer Menge von erzeugtem NOx.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist ein Gerät
zum Reinigen des Abgases eines Verbrennungsmotors bereitgestellt,
das aufweist:
eine Partikelauffangeinrichtung, die in dem Abgassystem
angeordnet ist;
ein Abgasrückführungsdurchgang,
der eine Verbindung der stromaufwärtigen Seite der Partikelauffangeinrichtung
in dem Abgassystem mit dem Motoransaugsystem herstellt; ein Steuerventil
zum Steuern der Menge des Abgases, das durch den Abgasrückführungsdurchgang
zurückgeführt wird,
auf eine optimale Menge in Übereinstimmung
mit einem Motorbetriebszustand;
eine Frischluftmengenerfassungseinrichtung
zum Erfassen einer Menge von Frischluft, die in das Motoransaugsystem
während
einer Kraftstoffabschaltung eingeführt wird; und eine Schätzeinrichtung
zum Schätzen
einer Menge von Partikeln, die durch die Partikelauffangeinrichtung
aufgefangen werden, auf der Basis der Menge von Frischluft, die
durch die Frischlufterfassungseinrichtung erfasst wird, nach dem
das Steuerventil auf einen vorbestimmten Öffnungsgrad geöffnet wird.
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Darüber hinaus
ist ein anderes unbeanspruchtes Gerät zum Reinigen von Abgas eines
Verbrennungsmotors bereitgestellt, aufweisend:
eine Partikelauffangeinrichtung,
die in dem Motorabgassystem angeordnet ist;
ein Abgasrückführungsdurchgang,
der die stromaufwärtige
Seite der Partikelauffangeinrichtung in dem Motorabgassystem mit
dem Motoransaugsystem verbindet;
ein Steuerventil zum Steuern
der Menge von Abgas, das durch den Abgasrückführungsdurchgang zurückgeführt wird,
auf eine optimale Mengenübereinstimmung
mit einem Motorbetriebszustand; eine
Druckdifferenzerfassungseinrichtung
zum direkten oder indirekten Erfassen einer Druckdifferenz zwischen
der stromaufwärtigen
Seite der Partikelauffangeinrichtung während einer Kraftstoffabschaltung, nach
dem das Steuerventil vollständig
geschlossen ist und ein Drosselventil, das in dem Motoransaugsystem
angeordnet ist, vollständig
geöffnet
ist;
eine Schätzeinrichtung
zum Schätzen
einer Menge der Partikel, die durch die Partikelauffangeinrichtung aufgefangen
werden, auf der Basis der Druckdifferenz, die durch die Druckdifferenzerfassungseinrichtung
erfasst wird.
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Die
vorliegende Erfindung wird vollständig von der Beschreibung der
bevorzugten Ausführungsbeispiele
der Erfindung, die untenstehend dargelegt sind, zusammen mit den
begleitenden Zeichnungen verständlich.
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Kurze Beschreibungen
der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Ansicht, die ein Gerät zum Reinigen von Abgas eines
Verbrennungsmotors gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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2 ist
ein erstes Flussdiagramm zum Bestimmen der Zeit zur Wiederherstellung;
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3 ist
ein zweites Flussdiagramm zum Bestimmen der Zeit zur Wiederherstellung;
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4 ist
ein drittes Flussdiagramm zum Bestimmen der Zeit zur Wiederherstellung;
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5 ist
ein viertes Flussdiagramm zum Bestimmen der Zeit zur Wiederherstellung;
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6 ist
ein fünftes
Flussdiagramm zum Bestimmen, ob das Flussdiagramm zum Betimmen der Zeit
zur Wiederherstellung ausgeführt
wird;
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7 ist
ein sechstes Flussdiagramm zum Ändern
der Stabilisierungszeitspanne;
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8 ist
ein siebtes Flussdiagramm um Ändern
der Stabilisierungszeitspanne;
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9 ist
eine schematische Ansicht, die ein Gerät zum Reinigen von Abgas eines
Verbrennungsmotors gemäß einem
anderen Beispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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10 ist
ein achtes Flussdiagramm zum Bestimmen, ob das Flussdiagramm zum
Bestimmen der Zeit zur Wiederherstellung ausgeführt wird;
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11 ist
ein neuntes Flussdiagramm zum Bestimmen des Abschließens der
Wiederherstellung;
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12 ist
ein unbeanspruchtes zehntes Flussdiagramm zum Bestimmen der Zeit
zur Wiederherstellung;
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13 ist
ein elftes Flussdiagramm zum Bestimmen des Abschließens der
Wiederherstellung;
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14 ist
ein zwölftes
Flussdiagramm zum Aktualisieren des Korrekturkoeffizienten, der
in dem elften Flussdiagramm verwendet wird;
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15 ist
ein dreizehntes Flussdiagramm zum Aktualisieren des Korrekturkoeffizienten,
der in dem elften Flussdiagramm verwendet wird;
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16 ist
ein vierzehntes Flussdiagramm zum Aktualisieren des Korrekturkoeffizienten,
der in dem elften Flussdiagramm verwendet wird;
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17 ist
ein Teil eines fünfzehnten
Flussdiagramms zum Bestimmen des Abschließens der Wiederherstellung;
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18 ist
der verbleibende Teil des fünfzehnten
Flussdiagramms; und
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19 ist
ein sechzehntes Flussdiagramm zum Aktualisieren des Korrekturkoeffizienten,
der in dem fünfzehnten
Flussdiagramm verwendet wird;
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsbeispiele
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1 ist
eine schematische Ansicht, die ein Gerät zum Reinigen von Abgas des
Verbrennungsmotors gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In 1 bezeichnet
das Bezugszeichen 1 einen Motorrumpf, 2 bezeichnet
ein Motoransaugsystem, 3 bezeichnet ein Motorabgassystem.
Bei dem Motoransaugsystem 2 ist ein Drosselventil 4 an
der stromaufwärtigen
Seite eines Ansaugkrümmers 2a angeordnet,
der mit den Zylindern verbunden ist, wobei ein Luftmengenmesser 5 an
der stromaufwärtigen
Seite des Drosselventils 4 zum Erfassen eines Betrags frischer
Ansaugluft angeordnet ist, die in das Motoransaugsystem 2 eingeführt wird.
Die stromaufwärtige
Seite des Luftmengenmessers 5 mündet zur Atmosphäre über einen Luftfilter.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist das Drosselventil 4 nicht mechanisch durch Kupplung
mit dem Gaspedal angetrieben, sondern wird frei für deren Öffnungsgrad
durch Verwendung eines Schrittmotors oder ähnlichen Einrichtungen festgelegt.
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Bei
dem Motorabgassystem 3 wird andererseits eine Partikelauffangeinrichtung 6 an
der stromabwärtigen
Seite des Abgaskrümmers 3a,
der mit den Zylindern verbunden ist, angeordnet. Die stromabwärtige Seite
der Partikelauffangeinrichtung 6 mündet zur Atmosphäre über einen
Katalysator oder einen Dämpfer.
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Ein
Abschnitt bei dem Motoransaugsystem zwischen dem Ansaugkrümmer 2a und
dem Drosselventil 4 ist durch einen Abgasrückführungsdurchgang 7 mit
einem Abschnitt zwischen dem Abgaskrümmer 3a und der Partikelauffangeinrichtung 6 bei
dem Motorabgassystem verbunden. In dem Abgasrückführungsdurchgang 7 ist
ein Steuerventil 7a zum Steuern des Rückführungsbetrags des Abgases auf
einen optimalen Betrag in Übereinstimmung
mit einem Motorbetriebszustand angeordnet. Die Partikelauffangeinrichtung 6 ist
eine poröse
Auffangeinrichtung, die aus einem porösem Material hergestellt ist,
solch einem wie Keramik. Die Partikelauffangeinrichtung hat mehrere
in Längsrichtung
weisende Räume,
die durch Teilungswände
unterteilt sind, die sich in Längsrichtung
erstrecken. In jeglichen zwei in Längsrichtung weisenden Räumen, die
zueinander angrenzend sind, sind Blockierbauteile, die aus einem
keramischen in Längsrichtung
weisenden Raum an der stromaufwärtigen
Seite des Abgases und dem Anderen in Längsrichtung weisenden Raum
an der stromabwärtigen
Seite hergestellt sind. Daher bilden die zwei in Längsrichtung
weisenden Räume,
die zueinander angrenzend angeordnet sind, einen Auffangdurchgang
aus, in welchem das Abgas von der stromaufwärtigen Seite zu der stromabwärtigen Seite durch
die Teilungswand strömt,
wobei die Teilungswände,
die aus einem porösem
Material hergestellt sind, als eine Auffangwand zum Auffangen der
Partikel fungieren, wenn das Abgas durch diese hindurch geht.
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Weiter
kann die Partikelauffangeinrichtung 6 eine Metallfaserpartikelauffangeinrichtung
sein, die hitzebeständige
Metallfaservliesstoffblätter
und hitzebeständige
Metallwellbleche aufweist. Die Partikelauffangeinrichtung ist durch
zwei Vliesstoffblätter und
zwei Wellbleche abwechselnd miteinander überliegend in der dicken Richtung
auf eine Spiralweise ausgeführt
und hat viele in Längsrichtung
weisende Räume
zwischen den Vliesstoffblättern
und den Wellblechen. Die hitzebeständige Metallfaser, die das Vliesstoffblatt
ausmacht, und das hitzebeständige Metall,
das das Wellblech ausbildet, können
beispielsweise eine Legierung aus Fe-Cr-Al oder Ni-Cr-Al sein. Bei
den zwei Vliesstoffblättern
sind eine Fläche
von einem Vliesstoffblatt und eine Fläche des anderen Blatts in engem
Kontakt und sind fortlaufend miteinander auf eine Spiralweise entlang
der stromaufwärtigen
Ränder
davon verschmolzen, wobei die andere Fläche von einem Vliesstoffblatt
und die andere Fläche
des anderen Vliesstoffblatts in engem Kontakt sind und fortlaufend
auf eine Spiralweise miteinander entlang der stromabwärtigen Ränder davon
verschmolzen sind. Daher werden die zwei in Längsrichtung weisenden Räume, die
radial zueinander angrenzend sind, ein Auffangdurchgang, in welchem
das Abgas von der stromaufwärtigen
Seite zu der stromabwärtigen
Seite durch beide Vliesstoffblätter
strömt,
wobei die Vliesstoffblätter
als eine Auffangwand zum Auffangen der Partikel fungieren, wenn
das Abgas durch diese hindurchgeht.
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Wenn
ein Betrag von Partikeln, die durch solch eine Partikelauffangeinrichtung 6 aufgefangen werden,
groß wird,
steigt der Abgaswiderstand an und die Motorausgabe verringert sich
deutlich. Es wird daher notwendig, die Partikelauffangeinrichtung selbst
durch Verbrennen der Partikel wiederherzustellen, wenn ein angemessener
Betrag von Partikeln aufgefangen ist.
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Zu
diesem Zweck ist gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
eine Heizeinrichtung 6a in der Partikelauffangeinrichtung
angeordnet, wobei es notwendig wird, die Zeit zur Wiederherstellung
zum Erregen der Heizeinrichtung 6a zu bestimmen. Als Einrichtung
zur Wiederherstellung der Partikelauffangeinrichtung kann ein Oxidationskatalysator
oder dergleichen in der Partikelauffangeinrichtung angeordnet sein,
wobei der unverbrannte Kraftstoff zu dem Oxidationskatalysator zur
Zeit der Wiederherstellung zugeführt
werden kann.
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Es
ist nicht wünschenswert,
dass die Zeit zur Wiederherstellung entweder zu früh oder zu
spät bestimmt
wird; das heißt,
es ist notwendig, korrekt zu bestimmen, dass ein angemessener Betrag
von Partikeln aufgefangen wurde. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Betrag
von Partikeln, die durch die Partikelauffangeinrichtung aufgefangen
sind, geschätzt
und die Zeit zur Wiederherstellung wird durch eine Steuereinheit 20 gemäß einem
ersten Flussdiagramm, das in 2 gezeigt
ist, bestimmt.
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Die
Steuereinheit 20 ist eine elektronische Steuereinheit,
die als ein Digitalrechner ausgeführt wird. Die Steuereinheit 20 hat
ein ROM (Nur-Lese-Speicher) 22,
ein RAM (Lese-Schreib-Speicher) 23, eine CPU (Mikroprozessor
etc.) 24, einen Eingangskanal 25 und einen Ausgangskanal 26,
welche durch eine bidirektionale Leitung 21 zwischenverbunden
sind. Der Luftmengenmesser 5 ist mit dem Eingangskanal 25 über einen
AD-Umwandler 27d verbunden. Ein Temperatursensor 31,
welcher eine Abgastemperatur unmittelbar stromaufwärts der
Partikelauffangeinrichtung 6 erfasst, ist mit dem Eingangskanal 25 über einen
AD-Umwandler 27a verbunden. Ein Gaspedalhubsensor 32,
welcher einen Niederdrückbetrag
des Gaspedals als eine Motorlast erfasst, ist mit dem Eingangskanal 25 über einen AD-Umwandler 27c verbunden.
Ein Bremsschalter 33, welcher angeschalten ist, wenn das
Bremspedal niedergedrückt
wird, ist mit dem Eingangskanal 25 über eine AD-Umwandler 27d verbunden.
Ein Motordrehzahlsensor 34, welcher eine Motordrehzahl erfasst,
ist mit dem Eingangskanal 25 verbunden. Andererseits ist
das Drosselventil 4 mit dem Ausgangskanal 26 über einen
Antriebskreis 28c verbunden. Das Steuerventil 7a ist
mit dem Ausgangskanal 26 über einen Antriebskreis 28b verbunden.
Die Heizeinrichtung 6a ist mit dem Ausgangskanal 26 über einen
Antriebskreis 28a verbunden. Das erste Flussdiagramm wird
wie folgt erläutert.
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Bei
Schritt 101 wird zuerst bestimmt, ob ein Niederdrückbetrag
L des Gaspedals, der durch den Gaspedalhubsensor 32 erfasst
wird, „0" ist. Wenn diese
Bestimmung unwahr ist, wurde das Gaspedal niedergedrückt, das
heißt
der Motor ist in Betrieb, wobei es nicht möglich ist, einen Betrag der
aufgefangenen Partikel abzuschätzen,
deshalb endet die Prozedur.
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Wenn
diese Bestimmung wahr ist, das heißt, wenn das Gaspedal nicht
niedergedrückt
wurde, schreitet die Prozedur andererseits zu Schritt 102 voran,
wo bestimmt wird, ob die derzeitige Kraftstoffeinspritzmenge Q „0" ist. Wenn diese
Bestimmung unwahr ist, wird der Kraftstoff eingespritzt und der Motor
ist in Betrieb. Es ist deshalb nicht zulässig, einen Betrag von aufgefangenen
Partikeln abzuschätzen,
und die Prozedur endet.
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Wenn
die Bestimmung bei Schritt 102 wahr ist, schreitet die
Prozedur jedoch zu Schritt 103 voran, bei welchem bestimmt
wird, ob der Bremsschalter 33 (BS) angeschaltet ist. Wenn
diese Bestimmung wahr ist, wurde deshalb kein Kraftstoff eingespritzt, das
heißt
eine Kraftstoffabschaltung wurde ausgeführt, wobei die Motordrehzahl
sich deutlich ändern kann
wegen der Aufbringung der Bremse. Dieser Fall ist deshalb nicht
passend für
das korrekte Abschätzen
eines Betrags von aufgefangenen Partikeln und die Prozedur endet.
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Wenn
die Bestimmung bei schritt 103 unwahr ist, schreitet die
Prozedur andererseits zu Schritt 104 voran, bei welchem
bestimmt wird, ob eine derzeitige Motordrehzahl Ne innerhalb eines vorbestimmten
Bereichs liegt. Der vorbestimmte Bereich ist beispielsweise von
1000 upm bis 2000 upm. Wenn die derzeitige Motordrehzahl kleiner
als 1000 upm ist, ist es wahrscheinlich, dass die Leerlaufdrehzahl
bald zum Starten der Kraftstoffeinspritzung wieder angenommen werden
kann. Wenn die Motordrehzahl so hoch wie 2000 upm oder mehr ist,
das heißt
wenn der Kolben bei einer Hochgeschwindigkeit absteigt, findet eine
Verzögerung
der Ansaugluft statt, wobei eine verringerte Menge von Luft in den
jeweiligen Zylinder gezogen wird. Wenn die derzeitige Motordrehzahl
Ne nicht innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, ist deshalb
die Bedingung zum korrekten Abschätzen eines Betrags von aufgefangenen Partikeln
nicht passend und die Prozedur endet.
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Wenn
die derzeitige Drehzahl innerhalb des vorbestimmten Bereichs bei
Schritt 104 liegt, schreitet die Prozedur jedoch zu Schritt 105 zum
Abschätzen
eines Betrags von aufgefangenen Partikeln voran und das Drosselventil 4 wird
vollständig
geöffnet oder
nahezu vollständig
geöffnet.
Dann wird bei Schritt 106 das Steuerventil 7a vollständig geöffnet oder
nahezu vollständig
geöffnet.
Bei Schritt 107 wird eine Referenzansaugluftmenge Gn', die in jeden Zylinder
gezogen werden soll, basierend auf der derzeitigen Motordrehzahl
Ne berechnet. Natürlich
ist es zulässig,
den Referenzwert Gn' in
der Form einer Abbildung für
jede Motordrehzahl Ne zu speichern.
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Als
nächstes
wird bei Schritt 108 bestimmt, ob ein vorbestimmter Wert
A um eine Differenz zwischen dem Referenzwert Gn', der bei Schritt 107 berechnet
wird, und einer praktischen frischen Ansaugluftmenge Gn, die durch den
Luftmengenmesser 5 erfasst wird, überschritten wird. Wenn diese
Bestimmung unwahr ist, ist nicht die Zeit zur Wiederherstellung
und die Prozedur endet. Wenn die Bestimmung bei Schritt 108 wahr
ist, wird andererseits in Schritt 109 bestimmt, dass die
Zeit zur Wiederherstellung ist, wobei die Heizeinrichtung 6a,
die in der Partikelauffangeinrichtung 6 angeordnet ist,
zum Ausführen
der Wiederherstellungsbehandlung erregt wird.
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Es
war vorher bekannt, dass sich die Menge der frischen Ansaugluft
mit einem Anstieg des Betrags der aufgefangenen Partikel verringert.
Gemäß einem
Stand der Technik wird deshalb ein Fall, bei welchem die praktische
Menge der frischen Ansaugluft beispielsweise auf 80% der Referenzmenge
der frischen Ansaugluft abgefallen ist, wenn die Fremdkörper überhaupt
nicht aufgefangen wurden, bestimmt, dass dies eine Zeit zur Wiederherstellung
basierend auf der Annahme ist, dass eine angemessene Menge von Partikeln
durch die Partikelauffangrichtung aufgefangen wurde.
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Gemäß dieser
Bestimmung muss jedoch die Rückführung des
Abgases unterbrochen werden, was dazu führt, dass NOx in erhöhten Mengen
während
dem normalen Motorbetrieb produziert wird. Theoretisch kann die
Bestimmung erbracht werden, wenn die Kraftstoffabschaltung zum Unterbrechen der
Verbrennung ausgeführt
wird, unabhängig
von der Menge von NOx, die produziert wird. Jedoch ist der Referenzwert
selbst so klein, dass die praktische Menge von frischer Ansaugluft,
welche 80% des Referenzwerts wird, lediglich eine kleine Differenz
erzeugt, wobei nicht betrachtet wird, dass die Zeit zur Wiederherstellung
korrekt bestimmt wurde, wenn ein Fehler bei der Messung in Betracht
gezogen wird.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
wird andererseits das Steuerventil 7a in dem Abgasrückführungsdurchgang 7 vollständig bei
der Zeit geöffnet, wenn
die Kraftstoffabschaltung ausgeführt
wird. Wenn keine Partikel durch die Partikelauffangeinrichtung 6 aufgefangen
wurden, ist der Druck nahezu gleich zwischen der stromabwärtigen Seite
des Drosselventils 4 in dem Motoransaugsystem 2 und
der stromaufwärtigen
Seite der Partikelauffangeinrichtung 6 in dem Motorabgassystem 6,
wobei lediglich eine kleine Menge des Gases durch den Abgasrückführungsdurchgang 7 hindurchgeht,
wenn dieses überhaupt
strömt.
Dementsprechend ist der Referenzwert Gn' nahezu gleich der praktischen Menge Gn
der frischen Ansaugluft, wobei die Bestimmung bei Schritt 108 unwahr
ist.
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Jedoch
steigt der Druck an der stromaufwärtigen Seite der Partikelauffangeinrichtung 6 in
dem Motorabgassystem 6 an, wenn die Partikel durch die Partikelauffangeinrichtung 6 aufgefangen
werden und der Abgaswiderstand ansteigt, wobei das Gas beginnt,
in das Ansaugsystem, das durch den Abgasrückführungsdurchgang 7 hindurchführt, zurückgeführt zu werden,
wobei je mehr die Menge des Gases ansteigt, desto mehr die Menge
der aufgefangenen Partikel ansteigt. Dementsprechend verringert
sich die praktische Menge der frischen Ansaugluft mit einem Anstieg
des Abgaswiderstands durch die Partikelauffangeinrichtung 6 und
verringert sich mit einem Anstieg der Menge des Rückführungsgases.
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Daher
tritt ein deutlicher Unterschied zwischen dem Referenzwert Gn' und der praktischen Menge
Gn der frischen Ansaugluft auf, wenn die Partikel in einer angemessenen
Menge durch die Partikelauffangeinrichtung 6 aufgefangen
werden. Bei Schritt 108 wird deshalb zugelassen, einen
relativ großen
Wert A zu verwenden, wobei die Zeit zur Wiederherstellung korrekt
bestimmt werden kann, selbst wenn der Grad des Fehlers in der Messung
enthalten ist. Hier stellt der Unterschied zwischen dem Referenzwert
Gn' und der praktischen
Menge Gn der frischen Ansaugluft die Menge der Partikel, die durch die
Partikelauffangeinrichtung 6 aufgefangen werden, dar.
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Bei
der Bestimmung der Zeit zur Wiederherstellung basierend auf der
Menge der aufgefangenen Partikel gemäß diesem Ausführungsbeispiel
wird das Drosselventil 4 vollständig geöffnet und die Motordrehzahl
Ne liegt innerhalb des vorbestimmten Bereichs an der Motorniederdrehzahlseite.
Obwohl dies nicht zum Beschränken
der Erfindung ist, ermöglicht dies
die Frischansaugluftreferenzmenge Gn' auf einen großen Wert festzulegen, wenn
keine Partikel durch die Partikelauffangeinrichtung 6 aufgefangen wurden,
wodurch der Vorteil angeboten wird, die Menge der aufgefangenen
Partikel korrekt zu erfassen oder die Zeit zur Wiederherstellung
korrekt zu bestimmen. Bei dem Bestimmen der Zeit zur Wiederherstellung
basierend auf der Menge der aufgefangenen Partikel ist weiter das
Steuerventil 7a, das in dem Abgasrückführungsdurchgang 7 angeordnet
ist, vollständig
geöffnet.
Obwohl dies nicht zum Beschränken
der vorliegenden Erfindung ist, wird sowie die Partikel durch die
Partikelauffangeinrichtung 6 aufgefangen sind, so dass
der Abgaswiderstand sich erhöht,
deshalb eine relativ große
Menge des Gases in das Motoransaugsystem rückgeführt, wodurch es ermöglicht wird,
den vorbestimmten Wert A auf einen großen Wert festzulegen, wodurch
der Vorteil angeboten wird, die Zeit zur Wiederherstellung korrekt
zu bestimmen. Der vorbestimmte Wert A kann in Übereinstimmung mit der Motordrehzahl
variiert werden.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
wird der Unterschied zwischen dem Referenzwert Gn' und der praktischen
Ansaugluftmenge Gn als der Auffangbetrag der Partikel verwendet,
wobei die Zeit zur Herstellung bestimmt wird, wenn die Differenz
den vorbestimmten Wert A überschritten
hat. Natürlich
stellt ebenso das Verhältnis
Gn/Gn' der praktischen
Frischansaugluftmenge Gn zu dem Referenzwert Gn' die Menge der aufgefangenen Partikel
dar. Der Verhältniswert
wird 1, wenn die Menge der aufgefangenen Partikel 0 ist, wobei dieser
sich mit einem Anstieg der aufgefangenen Menge von Partikeln verringert. Deshalb
kann bestimmt werden, dass die Zeit zur Wiederherstellung ist, wenn
der Verhältniswert
ein vorbestimmter Wert wird (zum Beispiel 0,6), das heißt, wenn
die praktische Frischansaugluftmenge Gn 60% des Referenzwerts Gn' wird. Hierbei resultierte
der vorbestimmte Wert 60% von der Rückführung des Abgases durch den
Abgasrückführungsdurchgang 7,
was jedoch nicht zu bedeuten hat, dass die Partikelauffangeinrichtung
den Durchgang des Abgases um 40% verhindert, sondern bedeutet, dass die
Menge der Frischansaugluft sich drastisch verringert hat, verglichen
mit dem Stand der Technik, wenn eine angemessene Menge von Partikeln
aufgefangen wurde.
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3 ist
ein zweites Flussdiagramm zum Bestimmen der Zeit zur Wiederherstellung
durch Schätzen
der Menge von Partikel, die durch die Partikelauffangeinrichtung
aufgefangen wurden, anstelle der Verwendung des ersten Flussdiagramms.
Untenstehend sind Unterschiede zu dem ersten Flussdiagramm beschrieben.
Bei diesem Flussdiagramm werden das Drosselventil und das Steuerventil
vollständig
geöffnet
und die Zeit zur Wiederherstellung wird bestimmt, wenn die Kraftstoffabschaltung
ausgeführt
wird, unabhängig
davon, ob der Bremsschalter angeschalten ist oder die Motordrehzahl
Ne innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt. Wenn die Kraftstoffabschaltung
ausgeführt
wird, wird die Zeit zur Wiederherstellung jedoch nicht bestimmt,
bis eine Stabilisierungszeitspanne bei Schritt 205 verstrichen
ist, nach dem das Drosselventil und das Steuerventil vollständig geöffnet wurden.
Die Stabilisierungszeitspanne ist zum Eliminieren der Auswirkung der
Veränderung
des Öffnungsgrads
des Drosselventils und des Steuerventils bei der Menge von frischer
Ansaugluft vorgesehen.
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Als
nächstes
wird die Motordrehzahl Ne bei Schritt 206 erfasst, wobei
die Frischansaugluftreferenzmenge Gn' von der Abbildung basierend auf die Motordrehzahl
Ne ausgelesen wird, wobei die praktische Ansaugfrischluftmenge Gn
bei Schritt 208 erfasst wird. Dann wird bei Schritt 209 bestimmt,
ob die Partikelauffangeinrichtung 6 eine Neue ist. Wenn
die Partikelauffangeinrichtung bei den Motorbetrieben zum ersten
Mal verwendet wird, das heißt,
wenn das Fahrzeug neu ist oder wenn die Partikelauffangeinrichtung
erneuert wird, ist die Bestimmung wahr, wobei die Prozedur zu Schritt 210 voranschreitet,
bei welchem Gn' – Gn entsprechend
der aufgefangenen Menge von Partikeln berechnet wird.
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Wenn
Gn', das von der
Abbildung ausgelesen wird, einem korrekten Wert entspricht, wird
die aufgefangene Menge der Partikel „0", bei welchem die Partikelauffangeinrichtung
neu ist, wobei daher Gn' – Gn „0" sein sollte. Wenn
Gn' – Gn nicht „0" ist, bedeutet es
jedoch, dass der Abbildungswert nicht korrekt ist.
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Deshalb
wird die Abbildung basierend auf diesem Wert geändert. Diese Änderung
kann lediglich für
den Abbildungswert entsprechend der derzeitigen Motordrehzahl Ne
bewirkt werden. Jedoch können
alle Abbildungswerte entsprechend anderen Motordrehzahlen bei dem
gleichen Verhältnis
geändert werden.
Wenn die Frischansaugluftreferenzmenge Gn' basierend auf der Motordrehzahl zu
berechnen ist, ohne die Verwendung der Abbildung, können weiter
die Koeffizienten, die in Berechnungsformeln verwendet werden, basierend
auf dem Wert Gn' – Gn verändert werden,
so dass der Referenzwert korrekt berechnet werden kann. Daher kann
die Menge der aufgefangenen Partikel noch genauer geschätzt werden.
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Wenn
die Partikelauffangeinrichtung nicht mehr neu ist, wird die Zeit
zur Wiederherstellung bei Schritt 211 und bei den anschließenden Schritten
basierend auf dem Wert Gn' – Gn entsprechend
der Menge der aufgefangenen Partikel wie bei dem ersten Flussdiagramm
bestimmt.
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4 ist
ein drittes Flussdiagramm zum Bestimmen der Zeit zur Wiederherstellung
durch Abschätzen
der Menge der Partikel, die durch die Partikelauffangeinrichtung
aufgefangen sind. Untenstehend werden Unterschiede zu dem ersten
Flussdiagramm beschrieben. Bei diesem Flussdiagramm werden das Drosselventil
und das Steuerventil vollständig
zum Bestimmen der Zeit zur Wiederherstellung geöffnet, wenn die Kraftstoffabschaltung
ausgeführt
wird, unabhängig
davon, ob der Bremsschalter angeschalten ist oder ob die Motordrehzahl
Ne innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt. Nach dem Ablauf der
Stabilisierungszeitspanne wird wie bei dem zweiten Flussdiagramm
jedoch bei dem Schritt 306 bestimmt, ob die Änderung
dN der Motordrehzahl pro Zeiteinheit größer als ein vorfestgelegter Wert
A ist. Wenn diese Bestimmung unwahr ist, wird die Zeit zur Wiederherstellung
basierend auf der Partikelauffangmenge wie bei dem ersten Flussdiagramm
bestimmt.
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Wenn
die Bestimmung bei Schritt 306 wahr ist, bedeutet dies
andererseits, dass eine große Änderung
der Motordrehzahl stattfindet, nämlich
wegen solchen Gründen,
dass das Bremspedal niedergedrückt
wurde, ein Kupplungspedal niedergedrückt wurde oder dass die Übersetzung
in dem Getriebe verlagert wurde. Die Frischluftmenge Gn, die praktisch
erfasst wird, verfehlt die Stabilität, wobei es nicht möglich ist,
die Menge der aufgefangenen Partikel korrekt abzuschätzen, und
die Prozedur endet. Es ist daher möglich, noch genauer die Menge
der aufgefangenen Partikel zu schätzen.
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5 ist
ein viertes Flussdiagramm zum Bestimmen der Zeit zur Wiederherstellung
durch Abschätzen
der Menge der Partikel, die durch die Partikelauffangeinrichtung
aufgefangen werden. Untenstehend werden Unterschiede zu dem ersten
Flussdiagramm beschrieben. Bei diesem Flussdiagramm werden das Drosselventil
und das Steuerventil vollständig
zum Bestimmen der Zeit zur Wiederherstellung geöffnet, wenn die Kraftstoffabschaltung
ausgeführt
wird, unabhängig
davon, ob der Bremsschalter angeschalten ist oder ob die Motordrehzahl
Ne innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt. Jedoch wird bei Schritt 403 bestimmt,
ob eine vorfestgelegte Temperatur Tf1 durch die Temperatur Tf der
Partikelauffangeinrichtung überschritten
wird, die basierend auf den Temperaturen des Abgases, das in die
Partikelauffangeinrichtung strömt,
und den Strömungsraten
bis zu dieser Zeit geschätzt
wird, zusätzlich
zur Bestimmung der Zeit zur Wiederherstellung, nach dem die Stabilisierungszeitspanne
wie bei dem zweiten Flussdiagramm vergangen ist. Wenn diese Bestimmung
wahr ist, wird die Zeit zur Wiederherstellung wie bei dem ersten
Flussdiagramm bestimmt. Hierbei werden die Temperaturen des Abgases
durch den Temperatursensor 31 erfasst, wobei die Strömungsraten
die Gleichen sind wie jene der Frischansaugluft, die durch den Luftmengenmesser 5 erfasst wird.
-
Wenn
die Bestimmung bei Schritt 403 unwahr ist, wird jedoch
das Drosselventil auf einen kleinen Grad bei Schritt 404 geöffnet, wobei
das Steuerventil vollständig
bei Schritt 405 geschlossen wird, um nicht die Zeit zur
Wiederherstellung zu bestimmen. Bei einem Zustand, bei welchem die
Bestimmung bei Schritt 403 unwahr ist, das heißt, bei
welchem die Temperatur der Partikelauffangeinrichtung niedrig ist,
wenn das Drosselventil vollständig
zum Zulassen geöffnet
ist, dass das unverbranntes Abgas niedriger Temperatur in großen Mengen
durch die Partikelauffangeinrichtung zum Bestimmen der Zeit zur
Wiederherstellung hindurchgeht, dann verringert sich die Temperatur
der Partikelauffangeinrichtung weiter, wobei die aufgefangenen Partikel
härten
und es schwierig wird, diese bei der oben erwähnten Wiederherstellungsbehandlung
auszubrennen. Bei diesem Flussdiagramm wird die Bestimmung der Zeit zur
Wiederherstellung unterbunden, wenn die Temperatur der Partikelauffangeinrichtung
niedrig ist, wobei das Drosselventil auf einen schmalen Grad geöffnet wird,
während
das Steuerventil vollständig
geschlossen wird, wobei zugelassen wird, dass das Abgas niedriger
Temperatur in einer verringerten Menge durch die Partikelauffangeinrichtung
strömt,
so dass die aufgefangenen Partikel nicht gehärtet werden. Bei diesem Flussdiagramm
wird die Temperatur der Partikelauffangeinrichtung von dem Abgas,
das in die Partikelauffangeinrichtung strömt, abgeschätzt. Es ist jedoch ebenso selbstverständlich zulässig, die Temperatur
der Partikelauffangeinrichtung direkt zu messen.
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6 ist
ein fünftes
Flussdiagramm zum Bestimmen, ob die oben erwähnten Flussdiagramme zur Bestimmung
der Zeit zur Wiederherstellung ausgeführt werden. Bei Schritt 501 wird
zuerst bestimmt, ob die Abgastemperatur Te bei der derzeitigen Motorbetriebsbedingung
höher als
eine vorfestgelegte Temperatur Tel ist. Wenn diese Bestimmung unwahr ist,
wird der gezählte
Wert n wieder auf „0" bei Schritt 502 neu
eingestellt, wobei ein Ausführungsgewährungsmerker
F auf „0" bei Schritt 503 festgelegt
wird, wobei zugelassen wird, dass das oben erwähnte Flussdiagramm zur Bestimmung
der Zeit zur Wiederherstellung ausgeführt wird.
-
Wenn
die Bestimmung bei Schritt 501 andererseits wahr ist, das
heißt,
wenn die Abgastemperatur Te bei der derzeitigen Motorbetriebsbedingung sehr
hoch ist, schreitet die Prozedur zum Schritt 504 voran,
bei welchem der gezählte
Wert n um „1" erhöht wird,
wobei bei Schritt 505 bestimmt wird, ob der gezählte Wert
n größer ist
als ein Sollwert n1. Wenn diese Bestimmung unwahr ist, wird der
Ausführungsgewährungsmerker
F zu „0" bei Schritt 503 festgelegt.
Wenn der gezählte
Wert n größer als
der vorfestgelegte Wert n1 ist, das heißt, wenn die Motorbetriebsbedingung,
bei welcher für
eine relativ lange Zeitspanne die Abgastemperatur Te fortlaufend
hoch gemacht wird, wird der Ausführungsgewährungsmerker
F1 zu 1 bei Schritt 506 festgelegt, unter der Annahme,
dass die aufgefangenen Partikel automatisch ausgebrannt wurden und
die Partikelauffangeinrichtung wieder hergestellt ist, wobei nicht
zugelassen wird, dass das oben erwähnte Flussdiagramm zur Bestimmung
der Zeit zur Wiederherstellung ausgeführt wird.
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Wenn
die Partikelauffangeinrichtung daher wieder hergestellt ist, wird
die Bestimmung der Zeit zur Wiederherstellung nicht ausgeführt; das
heißt, dass
das unverbrannte Abgas niedriger Temperatur nicht unnötiger Weise
durch die Partikelauffangeinrichtung hindurchgeht, wobei die Temperatur
der Partikelauffangeinrichtung nicht abfällt. Dementsprechend wird die
Partikelauffangeinrichtung bei einer relativ hohen Temperatur aufrecht
erhalten und kann effizient wieder hergestellt werden.
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7 ist
ein siebtes Flussdiagramm zum Ändern
der Stabilisierungszeitspanne, die bei dem oben erwähnten Flussdiagramm
zum Bestimmen der Zeit zur Wiederherstellung verwendet wird. Zuerst
wird bei Schritt 601 bestimmt, ob der Niederdrückbetrag
L des Gaspedals größer als
ein erster vorfestgelegter Betrag L1 ist. Wenn diese Bestimmung
wahr ist, wird eine relativ lange Zeitspanne benötigt, bevor der Betrag der
Frischansaugluft stabilisiert ist. Dies rührt daher, dass das Gaspedal
zu großen
Beträgen
umgekehrt wird, was eine große Änderung
der Motorlast verursacht, wenn die Kraftstoffabschaltung ausgeführt wird
und die Zeit zur Wiederherstellung bestimmt ist. Bei Schritt 602 wird
deshalb die Stabilisierungszeitspanne t zu einer relativ langen
Zeitspanne t1 festgelegt.
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Wenn
die Bestimmung bei Schritt 601 unwahr ist, wird bei Schritt 603 bestimmt,
ob der Niederdrückbetrag
L des Gaspedals größer als
ein zweiter vorfestgelegter Betrag L2 ist. Wenn diese Bestimmung
wahr ist, wird eine nicht so lange Zeitspanne benötigt, bevor
der Betrag der Frischansaugluft stabilisiert ist. Dies rührt daher,
dass das Gaspedal nicht zu einem derart großen Betrag umgekehrt wird und daher
lediglich eine kleine Änderung
der Motorlast dadurch verursacht wird, wenn die Kraftstoffabschaltung
ausgeführt
wird und die Zeit zur Wiederherstellung bestimmt ist. Bei Schritt 604 wird
deshalb die Stabilisierungszeitspanne t derart festgelegt, dass diese
eine relative kurze Zeitspanne t2 ist.
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Wenn
die Bestimmung bei Schritt 603 unwahr ist, ist der Niederdrückbetrag
L des Gaspedals klein und der Betrag der Frischansaugluft wird innerhalb
einer kurzen Zeitspanne stabilisiert. Dies rührt daher, dass bestimmt wird,
dass das Gaspedal geringfügig
umgekehrt wird und daher eine Änderung der
Motorlast beinahe nicht verursacht wird, wenn die Kraftstoffabschaltung
ausgeführt
wird und die Zeit zur Wiederherstellung bestimmt ist. Bei Schritt 605 wird deshalb
die Stabilisierungszeitspanne t derart festgelegt, dass diese eine
sehr kurze Zeitspanne t3 ist.
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Bei
Wiederholen des Betriebs wird die Stabilisierungszeitspanne in Abhängigkeit
des Niederdrückbetrags
des Gaspedals unmittelbar vor der Bestimmung der Zeit zur Wiederherstellung
festgelegt. Deshalb ist die Bestimmung der Zeit zur Wiederherstellung
nicht unnötiger
Weise verlängert,
wobei verhindert wird, dass die Temperatur der Partikelauffangeinrichtung
unnötiger
Weise verringert wird, begleitet von dem Durchgang des Niedertemperaturabgases.
Bei diesem Flussdiagramm wird die Stabilisierungszeitspanne in drei
Stufen in Abhängigkeit
des Niederdrückbetrags
des Gaspedals festgelegt. Es ist selbstverständlich möglich, den Niederdrückbetrag des
Gaspedals noch feiner zu teilen, um die Stabilisierungszeitspanne
noch feiner festzulegen.
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8 ist
ein siebtes Flussdiagramm zum Ändern
der Stabilisierungszeitspanne, anstelle der Verwendung des sechsten
Flussdiagramms. Bei Schritt 701 wird zuerst bestimmt, ob
der Öffnungsgrad
Eg des Steuerventils nicht größer als
ein vorfestgelegter Öffnungsgrad
Eg1 ist. Wenn diese Bestimmung wahr ist, wird bei Schritt 702 bestimmt,
ob der Öffnungsgrad
Th des Drosselventils nicht größer als
ein vorfestgelegter Öffnungsgrad
Th1 ist. Wenn diese Bestimmung wahr ist, das heißt wenn der Öffnungsgrad Eg
des Steuerventils und der Öffnungsgrad
Th des Drosselventils beide klein sind, wird eine relativ lange Zeitspanne
erforderlich, bevor die Menge der Frischansaugluft stabilisiert
ist. Dies rührt
daher, dass das Steuerventil und das Drosselventil zu ihrem vollständig geöffneten
Zustand geöffnet
werden, wenn die Kraftstoffabschaltung ausgeführt wird und die Zeit zur Wiederherstellung
bestimmt ist. Bei Schritt 703 wird deshalb die Stabilisierungszeitspanne
t derart festgelegt, dass diese eine relativ lange Zeitspanne ta
ist.
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Wenn
die Bestimmung bei Schritt 702 unwahr ist, wird der Öffnungsgrad
Eg des Steuerventils klein aber der Öffnungsgrad Th des Drosselventils
ist relativ groß,
wobei eine nicht so lange Zeitspanne der Zeit erforderlich ist,
bevor die Menge der Frischansaugluft stabilisiert ist. Dies rührt daher,
dass das Steuerventil zu dessen vollständig geöffneten Zustand geöffnet werden
muss, wenn die Kraftstoffabschaltung ausgeführt wird und die Zeit zur Wiederherstellung
bestimmt ist, aber das Drosselventil um lediglich einen kleinen
Betrag geöffnet
sein muss, um dessen vollständig
geöffneten
Zustand zu erreichen. Bei Schritt 704 wird deshalb die
Stabilisierungszeitspanne t derart festgelegt, dass diese eine relative kurze
Zeitspanne tb ist.
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Wenn
die Bestimmung bei Schritt 701 unwahr ist, wird weiter
bei Schritt 705 bestimmt, ob der Öffnungsgrad Th des Drosselventils
nicht größer als ein
vorfestgelegter Öffnungsgrad
Th1 ist. Wenn diese Bestimmung wahr ist, wird der Öffnungsgrad
Eg des Steuerventils relativ groß, aber der Öffnungsgrad
Th des Drosselventils ist relativ klein, wobei eine so lange Zeitspanne
erforderlich ist, bevor die Menge der Frischansaugluft stabilisiert
ist. Dies rührt
daher, dass das Drosselventil zu dessen vollständig geöffneten Zustand geöffnet werden
muss, wenn die Kraftstoffabschaltung ausgeführt wird und die Zeit zur Wiederherstellung
bestimmt ist, aber das Steuerventil lediglich um einen kleinen Betrag
zu dessen vollständig
geöffneten
Zustand geöffnet
werden muss. Bei Schritt 706 wird deshalb die Stabilisierungszeitspanne
t derart festgelegt, dass diese eine relativ kurze Zeitspanne tc
ist. Die Menge der Frischansaugluft wird mehr durch eine Änderung
des Öffnungsgrad des
Drosselventils als durch eine Änderung
des Öffnungsgradsteuerventils
direkt beeinflusst. Es ist deshalb wünschenswert, dass eine vorfestgelegte
Zeit tc bei Schritt 706 länger als eine Sollzeit tb bei
Schritt 704 ist.
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Wenn
die Bestimmung unwahr bei Schritt 705 ist, werden sowohl
der Öffnungsgrad
Eg des Steuerventils und der Öffnungsgrad
Th des Drosselventils groß,
wobei die Menge der Frischansaugluft innerhalb einer kurzen Zeitspanne
stabilisiert ist. Dies rührt
daher, dass das Steuerventil und das Drosselventil lediglich um
kleine Beträge
zu deren vollständig
geöffneten
Zuständen
geöffnet
werden müssen,
wenn die Kraftstoffabschaltung ausgeführt wird und die Zeit zur Wiederherstellung
bestimmt ist. Bei Schritt 707 wird deshalb die Stabilisierungszeitspanne
t derart festgelegt, dass dies eine sehr kurze Zeitspanne td ist.
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Gemäß diesem
Flussdiagramm, das wie oben beschrieben ist, wird die Stabilisierungszeitspanne
in Abhängigkeit
des Öffnungsgrads
des Steuerventils und des Drosselventils festgelegt, unmittelbar
bevor die Zeit zur Wiederherstellung bestimmt wird. Deshalb ist
die Bestimmung der Zeit zur Wiederherstellung nicht unnötiger Weise
verlängert,
wobei verhindert wird, dass die Temperatur der Partikelauffangeinrichtung
unnötiger
Weise verringert wird, begleitet von dem Durchgang des Niedertemperaturabgases.
Bei diesem Flussdiagramm kann ebenso die Stabilisierungszeitspanne
in einer Vielfachheit von Schritten durch noch feineres Teilen der Öffnungsgrade
des Steuerventils und des Drosselventils festgelegt werden. Außerdem können dieses Flussdiagramm
und das sechste Flussdiagramm miteinander kombiniert werden, um
eine Stabilisierungszeitspanne festzulegen.
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9 ist
eine schematische Ansicht, die das Gerät zum Reinigen von Abgas eines
Verbrennungsmotors gemäß einem
anderen Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Untenstehend beschrieben
sind lediglich die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel, das in 1 gezeigt
ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist der Abgasrückführungsdurchgang 7 mit
einem Abgaskühler 7b zum Kühlen des
Rückführungsabgases
ausgestattet, so dass ermöglicht
wird, eine große
Menge von Abgas zurückzuführen. Eine
Turbine 8a eines Turboladers ist zwischen einem Abschnitt
vorgesehen, bei welchem der Abgasrückführungsdurchgang 7 mit
dem Motorabgassystem 3 und der Partikelauffangeinrichtung 6 verbunden
ist, wobei ein Kompressor 8b des Turboladers zwischen dem
Drosselventil 4 und dem Luftmengenmesser 5 im
Motoransaugsystem 2 vorgesehen ist. Weiter ist das Motoransaugsystem 2 mit einem
Ansaugluftkühler 2b zum
Kühlen
der Frischluft vorgesehen, um zu ermöglichen, große Mengen
von Frischluft in den Zylinder einzuführen.
-
Ein
Umleitungsdurchgang 9 ist derart vorgesehen, dass dieser
die Turbine 8a stromabwärts
des Abschnitts umleitet, bei welchem der Abgasrückführungsdurchgang 7 mit
dem Motorabgassystem 3 verbunden ist. Ein Ablaufregelventil 9a ist
in dem Umleitungsdurchgang 9 zum Steuern einer Menge von
Abgas angeordnet, dass durch die Turbine 8a hindurchgeht,
und zum Steuern der Rotationsgeschwindigkeit der Turbine 9.
Die Steuereinheit 20' ist
eine elektronische Steuereinheit wie die des Ausführungsbeispiels in 1 und
hat weiter einen Antriebskreis 28' zum Steuern des Ablaufregelventils 9a.
Ein erster Drucksensor 35, der einen Abgasdruck unmittelbar
stromaufwärts
der Partikelauffangeinrichtung 6 erfasst, ist vorgesehen
und mit dem Eingangskanal 25' über einen
A/D-Umwandler 27f' verbunden.
Ein zweiter Drucksensor 36, der einen Abgasdruck unmittelbar stromabwärts der
Partikelauffangeinrichtung 6 erfasst, ist mit einem Eingangskanal 25' über einen A/D-Umwandler 27e' verbunden.
Ein erster Gastemperatursensor 37, der eine Gastemperatur
nahe des Abschnitts erfasst, bei welchem der Abgasrückführungsdurchgang 7 mit
dem Motorabgassystem 3 verbunden ist, ist vorgesehen und
mit dem Eingangskanal 25' über einen
A/D-Umwandler 27g verbunden. Ein zweiter Gastemperatursensor 38,
der eine Gastemperatur nahe des Abschnitts erfasst, bei welchem der
Abgasrückführungsdurchgang 7 mit
dem Motoransaugsystem 3 verbunden ist, ist mit dem Eingangskanal 25' über einen
A/D-Umwandler 27h' verbunden.
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10 ist
ein achtes Flussdiagramm zum Bestimmen, ob die oben erwähnten Flussdiagramme zum
Bestimmen der Zeit zur Wiederherstellung ausgeführt werden, beruhend auf den
Gasströmungswiderstand
durch den Abgasrückführungsdurchgang. Bei
Schritt 801 wird zuerst bestimmt, ob der derzeitige Motorbetriebszustand
ein Leerlaufzustand ist. Wenn diese Bestimmung wahr ist, wird bei
Schritt 802 bestimmt, ob der Öffnungsgrad Eg des Steuerventils 7a größer ist
als ein Sollöffnungsrad
Eg'.
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Während des
Leerlaufzustands ist es notwendig, eine gewünschte Menge von Frischluft
in die Zylinder zum Realisieren einer stabilen Verbrennung zuzuführen. Aus
diesem Grund ist das Steuerventil 7a gesteuert durch Rückkopplung.
Das heißt,
wenn die Menge von Frischluft, die durch die Luftmengenmesser 5 erfasst
wird, klein ist relativ zu einem vorbestimmten Öffnungsgrad des Drosselventils,
wird der Öffnungsgrad
des Steuerventils 7a zum Verringern der Menge des Rückführungsabgases
und zum Erhöhen
der Menge von Frischluft verringert. Wenn die Menge der Frischluft,
die durch den Luftmengenmesser 5 erfasst wird, groß ist, wird
der Öffnungsgrad
des Steuerventils 7a zum Erhöhen der Menge des Rückführungsabgases
und zum Verringern der Menge von Frischluft erhöht.
-
Während des
Leerlaufzustands wird das Steuerventil 7a durch Rückkoppelung
gesteuert um kleine Beträge
nahe eines vorbestimmten Öffnungsgrads,
wenn der Gasströmungswiderstand
durch den Abgasrückführungsdurchgang 7 so
klein ist wie derjenige, wenn die Neue verwendet wird. Im Gegensatz zu
dem Motoransaugsystem, durch welches die Frischluft strömt, ist
es bei dem Abgasrückführungsdurchgang 7,
durch welches das Abgas strömt
jedoch wahrscheinlich, dass die Partikel an dem Steuerventil 7a anhaften,
was verursacht, dass sich der Gasströmungswiderstand auf einen beträchtlichen Grad
erhöht.
Bei dem Ausführungsbeispiel,
das in 9 gezeigt ist, ist der Abgasrückführungsdurchgang 7 mit
dem Abgaskühler 7b vorgesehen,
wobei die Partikel an dem Abgaskühler 7b auch
anhaften können.
Daher wird die Menge des Rückführungsabgases
sehr klein und die Menge von Frischluft steigt während des Leerlaufzustands
an, wenn der Gasströmungswiderstand
durch den Abgasrückführungsdurchgang 7 auf
einen beträchtlichen
Grad ansteigt. Dementsprechend wird das Steuerventil 7a auf
einen sehr großen
Grad geöffnet,
so dass dieses durch Rückkopplung
gesteuert wird. Wenn die Bestimmung bei Schritt 802 wahr
ist, bedeutet dies deshalb, dass der Gasströmungswiderstand sehr hoch durch
den Abgasrückführungsdurchgang 7 geworden
ist.
-
Bei
der Bestimmung der Zeit zur Wiederherstellung der oben erwähnten Partikelauffangeinrichtung
ist es eine Voraussetzung, dass der Gasströmungswiderstand durch den Abgasrückführungsdurchgang 7 so
klein ist wie der, wenn die Neue verwendet wird. Deshalb ist es
nicht möglich,
die Zeit zur Wiederherstellung beruhend auf eine korrekt geschätzte Menge
von aufgefangenen Partikeln zu bestimmen, wenn die Bestimmung bei
Schritt 802 unwahr ist, das heißt wenn der Gasströmungswiderstand
durch den Abgasrückführungsdurchgang 7 sehr
hoch ist. Bei Schritt 804 wird deshalb der Ausführungsgewährungsmerker
F zu „1" festgelegt, wobei
das Flussdiagramm zum Bestimmen der Zeit zur Wiederherstellung nicht
ausgeführt
wird. Wenn die Bestimmung unwahr bei den Schritten 801 und 802 ist,
wird andererseits nicht bestimmt, dass der Gasströmungswiderstand
durch den Abgasrückführungsdurchgang 7 sehr
hoch ist. Deshalb wird der Bestimmungsgewährungsmerker F zu „0" bei Schritt 803 festgelegt,
wobei das Flussdiagramm zur Bestimmung der Zeit zur Wiederherstellung
ausgeführt
wird.
-
Bei
diesem Flussdiagramm wird bestimmt, dass der Gasströmungswiderstand
durch den Abgasrückführungsdurchgang 7 während des
Leerlaufzustands sehr hoch wird. Es ist natürlich nicht zulässig, zu
beurteilen, dass der Gasströmungswiderstand durch
den Abgasrückführungsdurchgang 7 sehr
hoch wird, basierend auf der gleichen Idee, wie die, die während des
Leerlaufzustands selbst unter gewöhnlichen Betriebszuständen, die
anders als der Leerlaufzustand sind, verwendet wird. Streng gesehen
jedoch erfordert diese Bestimmung, dass der Gasströmungswiderstand
durch die Partikelauffangeinrichtung niedrig und konstant sein muss.
Zum minimieren der Auswirkung der Änderung der Menge der Partikel,
die durch die Partikelauffangeinrichtung aufgefangen werden, wird
deshalb gewünscht,
den Gasströmungswiderstand
durch den Abgasdurchführungsdurchgang 7 während des
Leerlaufzustands zu bestimmen, bei welchem die Menge des Abgases klein
ist. Wenn der Gasströmungswiderstand
durch den Abgasrückführungsdurchgang 7 sehr
hoch wird, muss das Fahrzeug zur Reparaturwerkstatt gebracht werden,
nämlich
zum Säubern
oder Erneuern des Abgasrückführungsdurchgangs 7,
da keine Einrichtung zur Wiederherstellung des Abgasrückführungsdurchgangs 7 besteht.
Während
das Fahrzeug zur Reparaturwerkstatt gebracht wird, kann dies tatsächlich bei
der Zeit zur Wiederherstellung der Partikelauffangeinrichtung sein.
Wenn der Gasströmungswiderstand
durch den Abgasrückführungsdurchgang 7 sehr
hoch wird, kann deshalb die Zeit zur Wiederherstellung bestimmt
werden, während das
Fahrzeug zur Reparaturwerkstatt gebracht wird, anstelle des Unterbindens
der Bestimmung der Zeit zur Wiederherstellung der Partikelauffangeinrichtung,
wobei die Wiederherstellungsbehandlung ausgeführt werden kann, während das
Fahrzeug zur Reparaturwerkstatt gebracht wird, wenn die Zeit zur Wiederherstellung
bestimmt wird, obwohl diese nicht korrekt sein kann.
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11 ist
ein neuntes Flussdiagramm zum Ausführen der Wiederherstellungsbehandlung,
wenn bestimmt wird, dass eine Zeit zur Wiederherstellung der Partikelauffangeinrichtung
beruhend auf den oben erwähnten
Flussdiagrammen zum Bestimmen der Zeit zur Wiederherstellung ist.
Bei Schritt 901 wird zuerst die Wiederherstellungsbehandlung
ausgeführt.
Dann wird bei Schritt 902 der Ausführungsgewährungsmerker F zu „1" festgelegt, wobei
nicht gewährt
wird, das Flussdiagramm zum Bestimmen der Zeit zur Wiederherstellung
auszuführen.
Wenn die Zeit zur Wiederherstellung zu Bestimmen ist, wie vorher
beschrieben ist, wird die Kraftstoffabschaltung ausgeführt und
ein Niedertemperaturabgas strömt
in großen
Mengen durch die Partikelauffangeinrichtung. Deshalb fällt die
Temperatur der aufgefangenen Partikel ab und es wird schwierig,
die Partikelauffangeinrichtung wieder herzustellen. Während der
Wiederherstellungsbehandlung ist es deshalb nicht gestattet, die
Zeit zur Wiederherstellung zu bestimmen.
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Als
nächstes
wird bei Schritt 903 bestimmt, ob die Menge PM der Partikel,
die durch die Partikelauffangeinrichtung aufgefangen sind, kleiner
als eine vorfestgelegte Menge PM1 geworden ist. Die Menge der Partikel,
die pro Zeiteinheit bei der Wiederherstellungsbehandlung ausgebrannt
sind, wird als ein Minuswert betrachtet, wobei die Menge der Partikel,
die von der Verbrennungskammer pro Zeiteinheit basierend auf der
derzeitigen Motordrehzahl und dem Niederdrückbetrag des Gaspedals als
eine Motorbelastung ausgestoßen
werden, als ein Pluswert betrachtet wird, wobei diese Werte zu der
Menge der aufgefangenen Partikel bei einem Moment aufaddiert werden,
wenn die Wiederherstellungsbehandlung gestartet ist, um die Menge
PM der aufgefangenen Partikel zu berechnen.
-
Die
Wiederherstellungsbehandlung wird fortgesetzt bis die Bestimmung
bei Schritt 903 wahr wird. Wenn die Bestimmung bei Schritt 903 wahr
wird, wird bei der Berechnung angenommen, dass die Wiederherstellung
der Partikelauffangeinrichtung abgeschlossen ist. Bei Schritt 904 wird
dann bestimmt, ob der Niederdrückbetrag
L des Gaspedals „0" ist, wobei die gleiche
Behandlung wie die Bestimmung der Zeit zur Wiederherstellung des
dritten Flussdiagramms ausgeführt
wird. Jedoch ist dieses Flussdiagramm bereitgestellt, wenn eine
Turboladerturbine 8a an der stromaufwärtigen Seite der Partikelauffangeinrichtung
in dem Motorabgassystem 3 vorgesehen ist. Beim Schritt 906 wird
das Ablaufregelventil 9a vollständig geöffnet, wobei der Druckunterschied
zwischen der stromaufwärtigen
Seite und der stromabwärtigen
Seite der Turbine 8a verringert wird, nämlich wünschenswerter Weise zu „0". Daher wird die
praktische Menge von Frischansaugluft bei einer frühen Zeit
stabilisiert.
-
Bei
Schritt 911 wird bestimmt, ob der Unterschied zwischen
der Ansaugluftreferenzmenge Gn', die
basierend auf einer derzeitigen Motordrehzahl berechnet oder von
der Abbildung ausgelesen wird, und der praktischen Frischluftmenge
Gn, die durch den Luftmengenmesser gemessen wird, kleiner als ein
vorfestgelegter Wert B ist. Wenn diese Bestimmung wahr ist, wird
die Ansaugluftreferenzmenge Gn' näherungsweise
gleich der praktischen Frischluftmenge Gn. Dies bedeutet, dass die
Menge der aufgefangenen Partikel nahezu „0" ist, wobei die Wiederherstellung der
Partikelauffangeinrichtung abgeschlossen ist. Bei Schritt 912 wird
der Ausführungsgewährungsmerker
F zu „0" zum Bestimmen der
Zeit zur Wiederherstellung beim nächsten Mal festgelegt, wobei
zugelassen wird, das Flussdiagramm zum Bestimmen der Zeit zur Wiederherstellung
auszuführen.
-
Wenn
die Bestimmung bei Schritt 911 unwahr ist, wurde andererseits
die Partikelauffangeinrichtung nicht zu einem hinreichenden Grad
wiederhergestellt. Es wird deshalb angenommen, dass die Menge der
aufgefangenen Partikel nicht richtig bei Schritt 903 bestimmt
ist, wobei der Wiederherstellungsabschließschwellwert PM1, der bei Schritt 903 verwendet
wird, um einen Sollwert dPM bei Schritt 913 verringert
wird. Die Wiederherstellungsbehandlung wird dann wieder ausgeführt, wobei
diese von Schritt 901 startet. Daher stellt die Differenz
zwischen der Ansaugluftreferenzmenge, die basierend auf der Motordrehzahl
geschätzt
wird, und der praktischen Frischansaugluftmenge die Menge der Partikel
dar, die durch die Partikelauffangeinrichtung aufgefangen sind,
wobei diese nicht lediglich zum Bestimmen der Zeit zur Wiederherstellung
verwendet werden kann, sondern ebenso zum Bestimmen des Abschließens der
Wiederherstellungsbehandlung wie bei diesem Flussdiagramm.
-
Bei
diesem Flussdiagramm wird das Ablaufregelventil vollständig geöffnet, wenn
die Turbine des Turboladers an der stromabwärtigen Seite der Partikelauffangeinrichtung
angeordnet ist, um die praktische Frischansaufluftmenge zu einer
frühen
Zeit zu stabilisieren. Dies ist jedoch selbstverständlich nicht zum
Begrenzen der vorliegenden Erfindung. Wenn der Öffnungsgrad des Ablaufregelventils
geändert wird,
während
der Bestimmung des Abschließens der
Wiederherstellungsbehandlung, wird jedoch die praktische Ansaugluftmenge
durch eine Änderung der
Last der Turbine beeinflusst. Während
der Bestimmung der Abschließens
der Wiederherstellungsbehandlung ist es deshalb wünschenswert,
das Ablaufregelventil zu fixieren, zumindest zu einem vorbestimmten Öffnungsgrad,
so dass die praktische Frischansaugluftmenge lediglich durch eine Änderung des
Gasströmungswiderstands
beeinflusst wird, der in Abhängigkeit
der Menge der Partikel, die durch die Partikelauffangeinrichtung
aufgefangen werden, variiert. In diesem Fall muss die Ansaugluftreferenzmenge,
die beruhend auf der Motordrehzahl abgeschätzt wird, durch in Betracht
ziehen der Turbinenlast bei diesem Moment bestimmt werden.
-
Wenn
der Öffnungsgrad
des Ablaufregelventils während
der Bestimmung des Abschließens
der Wiederherstellungsbehandlung geändert wird, wird der Gasströmungswiderstand
der Partikelauffangeinrichtung beeinflusst, selbst wenn die Turbine
des Turboladers an der stromabwärtigen
Seite der Partikelauffangeinrichtung angeordnet ist. Ebenso ist
es bei diesem Fall deshalb wünschenswert,
dass das Ablaufregelventil auf einen vorbestimmten Öffnungsgrad
fixiert ist oder fixiert ist, vollständig geöffnet zu sein. Das Ablaufregelventil,
das vollständig
geöffnet fixiert
ist oder zu einem vorbestimmten Öffnungsgrad fixiert
ist, ist nicht lediglich bei der Bestimmung des Abschließens der
Wiederherstellungsbehandlung wirkend, sondern ebenso bei der Bestimmung
der Zeit zur Wiederherstellung bei der Stabilisierung der praktischen
Frischansaugluftmenge zu einer frühen Zeit.
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12 ist
ein unbeanspruchtes zehntes Flussdiagramm zum Bestimmen der Zeit
zur Wiederherstellung, welches kein Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung, sondern ein Beispiel, ist. Gemäß diesem Flussdiagramm werden
im Gegensatz zu den oben erwähnten
Flussdiagramm zum Bestimmen der Zeit zur Wiederherstellung das Ablaufregelventil
und das Drosselventil vollständig
geöffnet, wenn
die Kraftstoffabschaltung ausgeführt
wird, aber das Steuerventil wird bei Schritt 1005 vollständig zum Anhalten
der Rückführung des
Abgases geschlossen. Daher wird lediglich zugelassen, dass das Abgas
einer Menge, die in Übereinstimmung
mit der Motordrehzahl Ne variiert, durch die Partikelauffangeinrichtung
durchgeht. Selbst wenn die Rückführung des
Abgases angehalten ist, tritt kein Problem auf, solches wie ein
Anstieg der Menge von produziertem NOx, da die Kraftstoffabschaltung
ausgeführt
wurde. Dann wird bei Schritt 1008 angenommen, dass keine Partikel
durch die Partikelauffangeinrichtung aufgefangen wurden, wobei ein
Referenzdruckunterschied dP' zwischen
der stromaufwärtigen
Seite und der stromabwärtigen
Seite der Partikelauffangeinrichtung berechnet wird oder von der
Abbildung bei der Zeit ausgelesen wird, wenn die Menge des Abgases entsprechend
der Motordrehzahl Ne durch die Partikelauffangeinrichtung hindurchgeht.
Dann wird bei Schritt 1009 bestimmt, ob ein vorfestgelegter
Wert C um eine Differenz zwischen dem Referenzdruckunterschied dP', der bei Schritt 1008 berechnet
wird, und einem praktischen Druckunterschied, der beruhend auf den
Ausgaben des ersten und zweiten Drucksensors 35, 36,
die an der stromaufwärtigen Seite
und stromabwärtigen
Seite der Partikelauffangeinrichtung angeordnet sind, überschritten
wird. Der Unterschied, der bei Schritt 1009 berechnet wird,
ist ein Wert, der über
die Menge der Partikel aufgebracht wird, die praktisch aufgefangen
ist, relativ zu der Menge des Abgases entsprechend der Motordrehzahl
Ne, und repräsentiert
die Menge der aufgefangenen Partikel. Wenn dieser Unterschied größer als
der vorfestgelegte Wert C ist, ist deshalb die Bestimmung bei Schritt 1009 wahr
und es wird bei Schritt 1010 bestimmt, dass die Zeit zur
Wiederherstellung ist. Daher wird das Drosselventil vollständig geöffnet, wenn die
Kraftstoffabschaltung ausgeführt wird,
wobei daher die Menge von produzierten NOx nicht ansteigt, wobei
zugelassen wird, dass eine Maximalmenge von Abgas entsprechend der
Motordrehzahl durch die Partikelauffangeinrichtung durchgeht. Deshalb
wird der reale Druckunterschied entsprechend der aufgefangenen Partikel
explizit erhöht,
wodurch ermöglicht
wird, die Menge der aufgefangenen Partikel korrekt zu abschätzen. Der
vorfestgelegte Wert C, der zum Bestimmen der Zeit zur Wiederherstellung
verwendet wird, kann in Übereinstimmung
mit der Motordrehzahl variieren.
-
Im
Gegensatz zu den oben erwähnten
Flussdiagrammen zum Bestimmen der Zeit zur Wiederherstellung vergleicht
dieses Flussdiagramm den Referenzdruckunterschied mit dem realen
Druckunterschied zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite
der Partikelauffangeinrichtung. Um den Referenzdruckunterschied
zu korrigieren, wenn die Partikel gar nicht aufgefangen wurden, können die
Referenzdruckunterschiede in der Form einer Abbildung basierend
auf den realen Druckunterschieden, wenn die Partikelauffangeinrichtung eine
Neue ist, korrigiert werden, wie dies in dem zweiten Flussdiagramm
gemacht wird. Weiter verliert der reale Druckunterschied die Stabilität wegen
der Abweichung der Motordrehzahl. Wie bei dem vierten Flussdiagramm
kann deshalb die Messung des realen Druckunterschieds bis die Abweichung
der Motordrehzahl sich verringert verzögert werden. Weiter können die
anderen Ideen, die in dem Flussdiagramm zum Bestimmen der Zeit zur
Wiederherstellung basierend auf der Frischansaugluftmenge erklärt sind,
auf dieses Flussdiagramm angewandt werden, welches die Zeit zur
Wiederherstellung basierend auf dem Druckunterschied bestimmt.
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Bei
den oben erwähnten
Flussdiagrammen ist die Bestimmung derart beschaffen, dass die Zeit zur
Wiederherstellung ist, wenn der Unterschied zwischen dem Referenzwert
Gn' und der praktisch
gemessenen Frischansaugluftmenge Gn selbst einmal größer als
der vorfestgelegte Wert wird. Um eine noch korrektere Bestimmung
wiederzugeben, kann jedoch die Zeit zur Wiederherstellung für die erste Zeit
bestimmt werden, nachdem der Unterschied zwischen dem Referenzwert
Gn' und der praktisch
gemessenen Frischansaugluftmenge Gn den Sollwert wiederholt überschritten
hat. Die Zeit zur Wiederherstellung kann bestimmt werden, selbst
wenn die Differenz, die wiederholt berechnet wird, nicht fortlaufend
größer als
der vorfestgelegte Wert wird, sondern wenn die Differenz, die wiederholt
berechnet wird, den Sollwert in einer vorbestimmten Häufigkeit überschritten
hat. Diese Idee kann ebenso zum Bestimmen des Abschließens der
Wiederherstellung bei dem neunten Flussdiagramm angewandt werden und
kann weiter auf die Bestimmung der Zeit zur Wiederherstellung beruhend
auf dem Druckunterschied wegen der Partikelauffangeinrichtung wie
bei dem unbeanspruchten zehnten Flussdiagramm angewandt werden.
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13 ist
ein elftes Flussdiagramm zum Bestimmen einer Zeit zur Wiederherstellung.
Wie bei den oben erwähnten
Flussdiagrammen wird die Referenzfrischansaugluftmenge Gn' berechnet, wenn die
Kraftstoffabschaltung ausgeführt
wird oder wird von der Abbildung auf der Basis der Motordrehzahl Ne
bei Schritt 1107 ausgelesen. Dann wird bei Schritt 1108 der
Referenzwert Gn' durch
Mulitplizieren mit einem Korrekturkoeffizient k korrigiert. Bei
Schritt 1109 wird der so korrigierte Referenzwert Gn'' mit der praktischen Frischansaugluftmenge
Gn verglichen. Wie bei den oben erwähnten Flussdiagrammen wird die
Zeit zur Wiederherstellung durch Schätzen der Menge von Partikeln, die
durch die Partikelauffangeinrichtung aufgefangen werden, bestimmt.
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Der
Korrekturkoeffizient k ist zuerst zu 1 festgelegt oder wird vorzugsweise
basierend auf dem Referenzwert Gn' und der praktischen Frischansaugluftmenge
Gn bestimmt, wenn die Kraftstoffabschaltung bei dem ersten Fortbewegen
des Fahrzeugs ausgeführt
wird. 14 ist ein zwölftes Flussdiagramm
zum Aktualisieren des Korrekturkoeffizienten. Dieses Flussdiagramm
wird vor dem elften Flussdiagramm ausgeführt. Bei Schritt 1201 wird
zuerst bestimmt, ob die Wiederherstellungsbehandlung für die Partikelauffangeinrichtung
abgeschlossen ist. Wenn bestimmt wird, dass eine Zeit zur Wiederherstellung bei
dem elften Flussdiagramm ist, wird die Wiederherstellungsbehandlung
ausgeführt,
wie oben beschrieben ist. Wenn die Wiederherstellungsbehandlung
abgeschlossen ist, ist die Bestimmung bei Schritt 1201 wahr
und es wird bei den Schritten 1202 und 1203 bestimmt,
ob die Kraftstoffabschaltung ausgeführt wird.
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Wenn
die Kraftstoffabschaltung ausgeführt wurde,
wird das Drosselventil 4 zu dem vollständig geöffneten Zustand oder nahezu
vollständig
geöffneten
Zustand bei Schritt 1204 festgelegt. Bei Schritt 1205 wird
das Steuerventil 7a vollständig geschlossen. Dann wird
bei Schritt 1206 derzeitige Motordrehzahl Ne erfasst. Bei
Schritt 1207 wird eine Frischansaugluftreferenzmenge Gn' basierend auf der
derzeitigen Motordrehzahl Ne berechnet oder aus der Abbildung unter
in Betrachtziehung, dass das Drosselventil vollständig geöffnet wurde,
das Steuerventil vollständig
geschlossen wurde und keine Partikel durch die Partikelauffangeinrichtung
aufgefangen wurden, ausgelesen, da die Wiederherstellungsbehandlung
abgeschlossen wurde.
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Bei
Schritt 1208 wird ein Korrekturkoeffizient k basierend
auf dem Referenzwert Gn' und
der praktischen Frischansaugluftmenge Gn berechnet. Der Korrekturkoeffizient
k kann beispielsweise Gn/Gn' sein.
Die praktische Frischansaugluftmenge Gn zu dieser Zeit wird lediglich
durch den Gasströmungswiderstand
durch das Motoransaugsystem beeinflusst, da das Steuerventil vollständig geschlossen
wurde, das heißt,
dass zuerst der Korrekturkoeffizient k in Abhängigkeit der Verteilung des
Gasströmungswiderstands
durch den Luftfilter und den Luftmengenmesser berechnet wird. Wenn
der Strömungswiderstand
des Luftfilters und der gleichen schrittweise mit dem Verlauf der
Zeit ansteigt, verringert sich die praktische Frischansaugluftmenge
Gn schrittweise, und der Korrekturkoeffizient k verringert sich
entsprechend schrittweise.
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Daher
verwendet das elfte Flussdiagramm einen Referenzwert Gn'', der durch den Korrekturkoeffizienten
k korrigiert wird. Deshalb wird die Zeit zur Wiederherstellung der
Partikelauffangeinrichtung durch in Betracht ziehen der Tatsache
bestimmt, dass die praktische Frischansaugluftmenge Gn sich mit
einem Anstieg des Gasströmungswiderstands durch
das Motoransaugsystem unabhängig
von der Menge der aufgefangenen Partikel erhöht, wodurch verhindert wird,
dass die Zeit zur Wiederherstellung bestimmt wird, selbst wenn die
Menge der aufgefangenen Partikel klein ist. Bei dem zwölften Flussdiagramm
wird das Steuerventil vollständig
geschlossen, wenn die Kraftstoffabschaltung ausgeführt wird. Deshalb
kann das zwölfte
Flussdiagramm nicht simultan zum elften Flussdiagramm ausgeführt werden.
Weiter ist es bedeutungslos, ob die Partikel wieder durch die Partikelauffangeinrichtung
aufgefangen werden, wobei folglich der Korrekturkoeffizient k lediglich
einmal berechnet wird, nachdem die Wiederherstellungsbehandlung
für die Partikelauffangeinrichtung
fertiggestellt ist. Streng gesehen wird deshalb lediglich ein optimaler
Korrekturkoeffizient bei der Motordrehzahl Ne zu dieser Zeit berechnet.
Der Korrekturkoeffizient k ist ein Verhältnis der Frischansaugluftmenge
Gn zu dem Referenzwert Gn',
wobei dieser bei jeder anderen Motordrehzahl zu einem hinreichenden
Grad angewandt werden kann.
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15 ist
ein dreizehntes Flussdiagramm zum Aktualisieren des Korrekturkoeffizienten,
an Stelle der Verwendung des zwölften
Flussdiagramms. Bei diesem Flussdiagramm wird das elfte Flussdiagramm
nicht zum Bestimmen der Zeit zur Wiederherstellung unmittelbar nach
dem Abschließen
der Wiederherstellungsbehandlung für die Partikelauffangeinrichtung
unterbrochen, was in dem zwölften
Ausführungsbeispiel
gemacht wurde; das heißt,
das Flussdiagramm wird simultan zur Bestimmung der Zeit zur Wiederherstellung
ausgeführt. Wenn
bei dem Schritten 1301 und 1302 bestimmt wird,
dass die Kraftstoffabschaltung ausgeführt wurde, wird ein Korrekturkoeffizient
k bei Schritt 1303 basierend auf der Gastemperatur t1 nahe
dem Abschnitt berechnet, bei welchem der Abgasrückführungsdurchgang 7 mit
dem Motorabgassystem verbunden ist und basierend auf der Gastemperatur
T2 nahe dem Abschnitt, bei welchem der Abgasrückführungsdurchgang 7 mit
dem Motoransaugsystem verbunden ist. Die Gastemperaturen T1 und
T2 werden durch den ersten und zweiten Gastemperatursensor 37 und 38 erfasst.
In Bezug auf die Gastemperatur T2 des Motoransaugsystems ist jedoch
die thermische Ausdehnung als ein Ergebnis der Wärmeaufnahme klein und daher
kann die externe Lufttemperatur verwendet werden. Zum Berechnen
des Korrekturkoeffizienten k wird ein Gaspartialdruck P1 in dem Motorabgassystem,
der durch einen Anstieg der Temperatur verursacht wird, basierend
auf der Gastemperatur T1 und dem Volumen V1 des Motorabgassystems
an der stromaufwärtigen
Seite der Partikelauffangeinrichtung herausgefunden. Weiter wird ein
Gasdruck P2 in dem Motoransaugsystem, der durch einen Anstieg der
Temperatur verursacht wird, basierend auf der Gastemperatur T2 und
dem Volumen V2 des Motoransaugsystems an der stromabwärtigen Seite
des Drosselventils herausgefunden. Der Gasdruck P2 kann nahezu als
der atmosphärische
Druck betrachtet werden und kann daher zu „0" betrachtet werden. Der Druckunterschied ΔP (P1 – P2) wird
hauptsächlich
durch die thermische Ausdehnung des Gases erzeugt, das die Hitze
von dem Motorabgassystem aufnimmt und wirkt zum Zurückführen von
einem Teil des Abgases durch den Abgasrückführungsdurchgang 7,
unabhängig
von der Menge der aufgefangenen Partikel.
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Die
Abgasrückführungsmenge
ist proportional zu ΔP½ und
der Korrekturkoeffizient k kann daher durch 1 – C1 × ΔP½ (C1
ist eine Konstante) gegeben sein. Daher verwendet das elfte Flussdiagramm
den Referenzwert Gn'', der durch diesen
Korrekturkoeffizient k korrigiert wird, und die Zeit zur Wiederherstellung
der Partikelauffangeinrichtung wird durch in Betracht ziehen der
Tatsache bestimmt, dass die praktische Frischansaugluftmenge Gn
sich wegen der thermischen Ausdehnung des Gases verringert, das die
Wärme von
dem Motorabgassystem aufnimmt, unabhängig von der Menge der aufgefangenen
Partikel, wodurch solch ein Auftreten verhindert wird, dass die
Zeit zur Wiederherstellung bestimmt wird, selbst wenn die Menge
der aufgefangenen Partikel klein ist.
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16 ist
ein vierzehntes Flussdiagramm zum Aktualisieren des Korrekturkoeffizienten
und wird anstelle der Verwendung des zwölften Flussdiagramms und des
dreizehnten Flussdiagramms ausgeführt. Bei diesem Flussdiagramm
wird der Korrekturkoeffizient k basierend auf dem praktischen Öffnungsgrad
Eg des Steuerventils 7a und dem Referenzöffnungsgrad
Eg'' jede Zeit berechnet,
wenn der Motorbetriebszustand im Leerlauf ist. Während des Leerlaufzustands
wird wie oben beschrieben der Öffnungsgrad
des Steuerventils 7a durch Rückkopplung zum Zuführen einer
gewünschten
Menge von Frischluft in die Zylinder zum Realisieren einer stabilen
Verbrennung gesteuert. Wenn der praktische Öffnungsgrad Eg größer ist
als der Referenzöffnungsgrad
Eg'', bedeutet dies,
dass der Gasströmungswiderstand durch
den Abgasrückführungsdurchgang
wegen dem Anhaften der Partikel an dem Steuerventil 7a,
dem Abgasrückführungsdurchgang 7 und
dem Abgaskühler 7b ansteigt.
Deshalb wird ein Teil des Abgases, der rückgeführt werden sollte, nicht wirklich
durch den Abgasrückführungsdurchgang 7 in Übereinstimmung
mit der Menge der aufgefangenen Partikel rückgeführt, wobei die praktische Frischansaugluftmenge
entsprechend ansteigt.
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Die
Menge von diesem Gas ist proportional zu Eg/Eg'' und
der Korrekturkoeffizient k kann daher durch 1 + C2 × Eg/Eg'' (C2 ist eine Konstante) gegeben werden.
Daher verwendet das elfte Flussdiagramm den Referenzwert Gn'', der durch den Korrekturkoeffizienten
k korrigiert wird, wobei die Zeit zur Wiederherstellung der Partikelauffangeinrichtung durch
in Betracht ziehen der Tatsache bestimmt wird, dass die praktische
Frischansaugluftmenge Gn sich nicht auf einen hinreichenden Grad
in Übereinstimmung
mit der Menge der aufgefangenen Partikel verringert, nämlich wegen
einem Anstieg des Gasströmungswiderstands
durch den Abgasrückführungsdurchgang,
wodurch solch ein Auftreten verhindert wird, dass immer noch nicht
die Zeit zur Wiederherstellung ist, selbst wenn der Betrag der aufgefangenen
Partikel groß ist.
Bei dem zwölften,
dreizehnten und vierzehnten Flussdiagrammen wurde der Korrekturkoeffizient
k allein zum Vereinfachen der Erläuterung aktualisiert. Jedoch
kann ein derzeit optimaler Korrekturkoeffizient durch Kombinieren
der entsprechenden Ideen miteinander berechnet werden.
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Die 17 und 18 veranschaulichen ein
fünfzehntes
Flussdiagramm zum Bestimmen der Zeit zur Wiederherstellung. Wenn
die Kraftstoffabschaltung ausgeführt
wird, wie bei den oben erwähnten
Flussdiagrammen, wird eine Referenzfrischansaugluftmenge Gn' berechnet oder wird
von der Abbildung basierend von der Motordrehzahl bei Schritt 1507 ausgelesen.
Dann wird bei Schritt 1508 bestimmt, ob die Partikelauffangeinrichtung
eine Neue ist, wie bei dem zweiten Flussdiagramm. Wenn die Bestimmung
wahr ist, schreitet die Prozedur zu Schritt 1509 voran,
bei welchem ein Korrekturkoeffizient k1 basierend auf dem Referenzwert
Gn' und der praktischen
Frischansaugluftmenge Gn berechnet wird. Der Korrekturkoeffizient
k1 kann beispielsweise Gn/Gn' sein.
Wenn die Partikelauffangeinrichtung eine Neue ist, ist die Menge
der aufgefangenen Partikel „0", wobei Gn/Gn' 1 werden sollte.
Wegen der Verteilung in dem Motoransaugsystem und dem Motorabgassystem
kann Gn/Gn' jedoch
einen anderen Wert als „1" annehmen. Dann wird
bei Schritt 1510 der praktische Korrekturkoeffizient k
zu k1 festgelegt. Da die Partikelauffangeinrichtung eine Neue ist, muss
die Zeit zur Wiederherstellung nicht bestimmt werden, wobei die
Prozedur endet.
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Wenn
die Partikelauffangeinrichtung nicht mehr eine Neue ist, wird andererseits
die Bestimmung bei Schritt 1508 unwahr, wobei die Prozedur
zu Schritt 1511 voranschreitet, bei welchem der Referenzwert
Gn' durch den Korrekturkoeffizienten
k korrigiert wird, um einen Referenzwert Gn'' neu
zu berechnen. Dann wird bei Schritt 1512 bestimmt, ob ein vorbestimmter
Wert A durch einen Unterschied zwischen dem Referenzwert Gn'' und der praktischen Frischansaugluftmenge
Gn überbeschritten wird. Wenn
die Bestimmung unwahr ist, endet die Prozedur. Wenn die Bestimmung
wahr ist, wird jedoch bei Schritt 1513 bestimmt, ob das
Intervall t zwischen der Wiederherstellungsbehandlung und der letzten
Wiederherstellungsbehandlung länger
als das vorfestgelegte Intervall t' ist. Das vorfestgelegte Intervall t' ist das kürzeste Zeitintervall,
bei welchem die Partikelauffangeinrichtung nicht wiederhergestellt
werden muss, abhängig
von deren Kapazität,
selbst wenn ein Motorbetrieb das Emittieren von Partikeln in großen Mengen
fortgesetzt hat. Wenn diese Bestimmung wahr ist, wird bei Schritt 1514 bestimmt,
dass es Zeit zur Wiederherstellung ist, wobei die Wiederherstellungsbehandlung
bei Schritt 1515 ausgeführt
wird, wobei das Intervall t zwischen der Wiederherstellungsbehandlung
der letzten Wiederherstellungsbehandlung neu zu „0" bei Schritt 1516 festgelegt
wird, und das Intervall t bei Schritt 1517 wieder integriert wird.
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Der
Korrekturkoeffizient k, der bei dem fünfzehnten Flussdiagramm verwendet
wird, wird durch das sechzehnte Flussdiagramm, das in 19 gezeigt
ist, aktualisiert. Das sechzehnte Flussdiagramm wird zuerst beschrieben.
Bei diesem Flussdiagramm werden das Drosselventil und das Steuerventil
vollständig
geöffnet,
wenn die Kraftstoffabschaltung ausgeführt wird, unmittelbar nach
dem Abschließen
der Wiederherstellungsbehandlung der Partikelauffangeinrichtung,
wobei ein Korrekturkoeffizient k2 (Gn/Gn') von der praktischen Frischansaugluftmenge
Gn und dem Referenzwert Gn' berechnet
wird, der berechnet oder von der Abbildung basierend auf der Motordrehzahl
Ne ausgelesen wird. Bei Schritt 1609 wird bestimmt, ob
der so berechnete Korrekturkoeffizient k2 größer ist als der Korrekturkoeffizient
k, der jetzt verwendet wird. Wenn die Bestimmung unwahr ist, endet
die Prozedur ohne den Korrekturkoeffizient k zu aktualisieren.
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Wenn
die Bestimmung bei Schritt 1609 wahr ist, schreitet die
Prozedur zu Schritt 1610 voran, bei welchem bestimmt wird,
ob der Korrekturkoeffizient k2, der bei Schritt 1608 berechnet
wird, größer als der
Sollwert G ist. Wenn die Bestimmung wahr ist, wird der Korrekturkoeffizient
k2 abnormal groß und das
Problem bei dem Verfahren der Berechnung bis zu Schritt 1608 besteht.
Deshalb endet die Prozedur ohne den Korrekturkoeffizienten k zu
aktualisieren. Wenn die Bestimmung bei Schritt 1610 unwahr
ist, wird andererseits ein Korrekturkoeffizient k2, der zu dieser
Zeit berechnet wird, als der praktische Korrekturkoeffizient k bei
Schritt 1611 verwendet.
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Daher
wird der Korrekturkoeffizient lediglich aktualisiert, wenn der neu
berechnete Korrekturkoeffizient k2 für die Korrektur des Referenzwerts
Gn' in einen großen Wert
verwendet wird, welcher jedoch nicht abnormal groß ist. Dies
ermöglicht
die leicht zu bekräftigende
Bestimmung bei Schritt 1512 bei dem fünfzehnten Flussdiagramm, wodurch
solch ein Auftreten verhindert wird, dass die Zeit zur Wiederherstellung
nicht bestimmt wird, selbst wenn die Partikelauffangeinrichtung
die Partikel aufgefangen hat, die die Partikel einschließt, die
selbst nach der Wiederherstellungsbehandlung in einer Menge größer als
die Menge verblieben sind, welche die Wiederherstellung erfordert.
Dies verhindert nicht lediglich einen Abfall der Motorausgabe, sondern
ebenso verhindert dies zuverlässig
solch ein Auftreten, dass die Partikel in großen Mengen bei einer Zeit verbrannt werden,
die verursacht, dass die Partikelauffangeinrichtung schmilzt.
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Zurückkehrend
zum fünfzehnten
Flussdiagramm schreitet die Prozedur zu Schritt 1518 voran, wenn
das Intervall t zwischen der Wiederherstellungsbehandlung und der
letzten Wiederherstellungsbehandlung kürzer ist als das vorfestgelegte
Intervall t', selbst
wenn der vorbestimmte Wert A um die Differenz zwischen dem korrigierten
Referenzwert Gn'' und der praktischen
Frischansaugluftmenge Gn' bei
Schritt 1512 überschritten
wird.
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Bei
Schritt 1518 wird bestimmt, ob das zugehörige Gerät abnormal
ist, beispielsweise ob die Steuereinheit abnormal ist, das Kraftstoffeinspritzsystem
abnormal ist oder das Abgasrückführungssystem
abnormal ist. Wenn zumindest eines dieser Systeme abnormal ist,
wird dies dahingehend betrachtet, dass das Intervall t kürzer werden
kann als das vorfestgelegte Intervall t', wobei die Verarbeitung bei Schritt 1514 und
den anschließenden
Schritten ausgeführt
wird.
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Jedoch
wird dies dahingehend betrachtet, dass ein Problem betreffend der
Aktualisierung des Korrekturkoeffizienten in dem sechzehnten Flussdiagramm
besteht, wenn das Intervall t kürzer
wird als das vorfestgelegte Intervall t', selbst wenn alle der Geräte normal
sind. Bei Schritt 1519 wird deshalb der Korrekturkoeffizient
k zu dem Korrekturkoeffizient k1 zurückgesetzt, der berechnet wurde,
wenn die Partikelauffangeinrichtung neu war. Bei Schritt 1520 wird dann
das Intervall t zu „0" neu festgesetzt,
wobei die Prozedur ohne Ausführen
der Wiederherstellungsbehandlung endet.
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Gemäß dem fünfzehnten
und sechzehnten Flussdiagramm wird die Partikelauffangeinrichtung wie
oben beschrieben häufig
wieder hergestellt, wie erforderlich ist. Die Partikelauffangeinrichtung
jedoch wird nicht wieder hergestellt in einem Übermaß der erforderlichen Häufigkeit.
Daher kann die Wiederherstellung der Partikelauffangeinrichtung
effektiv ausgeführt
werden.