DE60200383T2

DE60200383T2 - Abgasreinigungsanlage für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE60200383T2
Application number: DE60200383T
Authority: DE
Inventors: Naoya Yokohama-shi Tsutsumoto
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2001-02-05
Filing date: 2002-02-04
Publication date: 2004-08-26
Anticipated expiration: 2022-02-05
Also published as: EP1229223A1; EP1229223B1; DE60200383D1; JP3846309B2; JP2002303123A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasreinigungsvorrichtung nach dem Oberbegriffsabschnitt von Anspruch 1.
Solch eine Abgasreinigungsvorrichtung ist aus dem Stand der Technik-Dokument US 5,287,698 bekannt.
Um das aus einzelnen Teilchen bestehende, von einem Dieselmotor abgegebene Abgas einer Behandlung zu unterwerfen, schlägt die JP-A7-11935 das Anordnen eines Filters in das Abgassystem vor. In diesem Fall wird sich, wenn sich die aus einzelnen Teilchen bestehende Menge (hauptsächlich Kohlenstoffteilchen) in dem Filter erhöht, der Widerstand des Kanals erhöhen und der Abgasdruckverlust des Motors wird sich erhöhen.
Wenn somit die Ansammelmenge der Teilchen in dem Filter eine vorbestimmte Menge erreicht, wird die Filtertemperatur durch einen Heizer erhöht, um die gesammelten Teilchen zu verbrennen und um den Filter zu regenerieren. Die Regenerationszeit wird auf der Grundlage der Abgas-Druckdifferenz stromauf und stromab des Filters, und wenn die Druckdifferenz einen festgelegten Wert überschreitet, wird es festgestellt, dass es Zeit ist den Filter zu regenerieren.
Wenn das Motoröl brennt, wird Ölasche erzeugt, obwohl in sehr kleiner Menge. Falls die in dem Abgas enthaltene Ölasche sich an dem Filter ablagert, selbst wenn noch nicht viele Teilchen momentan an dem Filter gesammelt wurden, wird die vorerwähnte Druckdifferenz groß. Ölasche kann nicht wie die Teilchen verbrannt werden, und ihre Ablagerungsmenge erhöht sich im Verlauf der Zeit allmählich. Aus diesem Grund wird, falls die abgelagerte Ölasche an dem Filter ignoriert wird, die Bestimmung der Filterregenerationszeit für die erforderliche Wärmeenergie, um die Temperatur während der Filterregeneration anzuheben, inkorrekt, aber wenn überflüssige Regenerationsvorgänge wiederholt stattfinden wird die Kraftstoffkosten-Wirksamkeit verschlechtert.
Es ist demzufolge ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine Motor-Abgasreinigungsvorrichtung, wie oben angezeigt, zu schaffen, die in der Lage ist die Regenerationszeit eines Filters korrekt zu bestimmen, die Abgasreinigung angemessen auszuführen und die Verluste der Kraftstoffkosten-Wirksamkeit soweit wie möglich zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird durch eine Motorreinigungsvorrichtung für ein Fahrzeug gelöst, die die Merkmale von Anspruch 1 hat.
Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen niedergelegt.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung in größerer Ausführlichkeit in Bezug auf mehrere Ausführungsbeispiele derselben in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erläutert, wobei:
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein schematisches Blockdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel zeigt.
2 ist ein Ablaufdiagramm, das die Steuerung solch eines Ausführungsbeispieles beschreibt; 2(A) ist ein Hauptablauf und 2(B) ist ein Unterablauf.
3 zeigt die Merkmale der Abgas-Strömungsrate auf der Grundlage der Motorbelastung und der Motordrehzahl; 3(A) ist ein natürlicher Einlassmotor, und 3(B) ist ein turbogeladener Motor.
4 ist eine beschreibende Zeichnung, die die Regenerationsbeginn- und die Regenerationsstoppmerkmale zeigt.
5 ist ein Diagramm, das die Merkmale der Korrekturwerte zum Regenerieren der Beginn- und Stoppbestimmungswerte auf der Grundlage der Fahrstrecke zeigt.
6 ist ein Diagramm, das die Ölasche-Ablagerungsmenge und die Filterdruck-Verlustmerkmale auf der Grundlage der Fahrstrecke zeigt.
7 ist ein Diagramm, das die Teilchensammelmenge und die Filterdruck-Verlustmerkmale durch Vergleich eines Anfangszustandes mit dem Zustand nach der Ablagerung von Ölasche zeigt.
8 ist ein Diagramm, das die Filterdruck-Veränderungsmerkmale infolge des Filterregenerationsvorganges zeigt.
9 ist ein Diagramm, das die Teilchensammelmenge und die Verbrennungsgeschwindigkeitsmerkmale während der Filterregeneration zeigt.
10 ist ein Diagramm, das die Merkmale der Korrekturwerte der Regenationsbeginn- und -stoppbestimmungswerte auf der Grundlage der Filtereinlass- und Filterauslasstemperatur zeigt.
11 ist ein Diagramm, das die Filtereinlass- und Filterauslass-Temperaturmerkmale infolge der Regeneration zeigt.
12 ist ein Diagramm, das die Merkmale der Korrekturwerte der Regenationsbeginn- und -stoppbestimmungswerte auf der Grundlage der Regenerationszeit zeigt.
13 ist ein Merkmalsdiagramm, das die Teilchenauslassmenge auf der Grundlage der Motordrehzahl und -belastung zeigt.
14 ist ein Diagramm, das die Merkmale der Korrekturwerte der Regenationsbeginn- und -stoppbestimmungswerte auf der Grundlage der Teilchensammelmenge der Regenationsbeginn- und -stoppbestimmungswerte auf der Grundlage der Teilchensammelmenge zeigt.
Ein Ausführungsbeispiel wir jetzt in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Zuerst zeigt in der 1 die Bezeichnung 20 einen Dieselmotor, der einen Einlasskanal 21 und einen Auslasskanal 22 hat.
Ein Filter 1, der die Teilchen in dem Abgas sammelt, ist in dem Auslasskanal 22 angeordnet.
Eine Steuerung 30 ist vorgesehen, die den Filter 1 regeneriert, wenn die Teilchensammelmenge des Filters 1 einen vorbestimmten Wert erreicht.
Die Steuerung 30 weist einen Mikroprozessor, einen Speicher und eine Eingangs/Ausgangsschnittstelle auf.
Ein Druckdifferenzsensor 3 ist in einem Druckdifferenz-Erfassungskanal installiert, der den Filter 1 umgeht, um die Abgasdruckdifferenz stromauf und stromab des Filters 1 zu erfassen, und die Temperatursensoren 4, 5 sind installiert, um jeweils die Einlass- und die Auslasstemperaturen des Filters 1 zu erfassen.
Ein Motordrehzahlsensor 6 und ein Motorbelastungssensor 7 sind vorgesehen, um die Motorabgasströmungsgeschwindigkeit zu erfassen, und ein Fahrstreckensensor 8 ist vorgesehen, um die Fahrstrecke des Fahrzeuges zu erfassen. Die Ausgangssignale dieser Sensoren werden zu der Steuerung 30 gesendet. Auf dieser Grundlage wird die Teilchensammelmenge des Filters 1 festgestellt und die Regeneration des Filters 1 wird zu einem bestimmten Zeitpunkt ausgeführt, wie später beschrieben wird.
Die Regeneration des Filters 1 wird durch Erhöhen der Abgastemperatur durch Verzögern des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes des von dem Kraftstoffeinspritzer 2 (z. B. des normalen Reihen-Kraftstoffeinspritzers) des Dieselmotors 20 eingespritzten Kraftstoffes, verglichen mit dem Kraftstoffeinspritzzeitpunkt während des gewöhnlichen Fahrens, oder durch Ausführen einer zusätzlichen Einspritzung einmal nach der gewöhnlichen Einspritzung ausgeführt.
2 ist ein Ablaufdiagramm zum Ausführen der Regeneration in der Steuerung 30; (A) zeigt einen Hauptablauf, (B) zeigt einen Unterablauf. Diese werden in einem vorbestimmten Intervall wiederholt ausgeführt.
Die Regeneration des Filters 1 entsprechend dieses Ablaufdiagramms beschrieben.
Zuerst wir der Unterablauf (B) für die Korrektur des Regenerationsbestimmungszeitpunktes beschrieben.
In einem Schritt S11 wird eine Druckdifferenz ΔP stromauf und stromab des Filters 1 aus dem Ausgangssignal des Druckdifterenzsensors 3 gelesen, und in einem Schritt S12 werden die Motordrehzahl und -belastung von dem Ausgangssignal des Motordrehzahlsensors 6 und des Motorbelastungssensors 7 gelesen.
In einem Schritt S13 wird die Abgasströmungsgeschwindigkeit entsprechend des Diagramms der 3 auf der Grundlage der Motordrehzahl und -belastung berechnet. Die 3(A) zeigt die Merkmale eines natürlichen Einspritzmotors und die 3(B) zeigt die Merkmale eines Motors mit einem Turbolader.
Die Druckdifferenz stromauf und stromab des Filter 1 erhöht sich, wie sich die Teilchensammelmenge erhöht, aber er schwankt entsprechend der Abgasströmungsgeschwindigkeit zu der Zeit, und für eine identischen Sammelmenge wird die Druckdifferenz größer, je höher die Abgasströmungsgeschwindigkeit wird.
In einem Schritt S14 werden ein Regenerationsbeginn-Bestimmungswert, der ein Druckwert ist, wenn die Regeneration beginnt, und ein Regenerationsstoppwert, der ein Druckwert ist, wenn die Regeneration stoppt, aus einer Tabelle, wie in der 4 gezeigt, die die Regenerationsbestimmungswerte auf der Grundlage der Menge der Abgasströmungsgeschwindigkeit zu der Zeit festlegt, gelesen.
Der Regenerationsbestimmungswert wird als ein Wert entsprechend eines Druckwertes festgelegt, wenn die Teilchensammelmenge einen vorbestimmten Wert erreicht.
Der Filterdruckverlust bei Beginn der Regeneration, d. h., die stromauf-/stromabwärtige Druckdifferenz, ist vergleichsweise groß, und die Druckdifferenz nimmt nach dem Verbrennen der Teilchen beim Stoppen der Regeneration ab. Demzufolge werden die Regenerationsbestimmungswerte entsprechend festgelegt.
Der Regenerationsbeginn-Bestimmungswert und der Regenerationsstopp-Bestimmungswert werden größer, wenn sich die Abgasströmungsgeschwindigkeit erhöht. Als nächstes, in einem Schritt S15, wird die Fahrstrecke aus dem Ausgangssignal des Ausgangssignal-Erfassungssensors 8 gelesen, und in einem Schritt S16, auf der Grund lage dieser Fahrstrecke, werden der Regenerationsbeginn-Bestimmungswert und der Regenerationsstopp-Bestimmungswert korrigiert.
Wenn in diesem Abgas durch die Verbrennung des Motoröls erzeugte Ölasche enthalten ist und sich an dem Filter 1 ablagert, wird sich die Druckdifferenz stromauf und stromab des Filters 1 entsprechend der Ölasche-Ablagerungsmenge erhöhen. Die Ölasche brennt nicht, wenn der Filter regeneriert wird. Aus diesem Grund erhöht sich die Ölasche-Ablagerungsmenge, je größer die Motorlaufzeit ist.
Somit wird in Betracht gezogen, dass beim Korrigieren der vorerwähnten Bestimmungswerte entsprechend der Ölasche-Ablagerungsmenge, unter Verwendung der Korrekturwerte, Kmax, Kmin, festgelegt durch eine Tabelle, wie in der 5 gezeigt, diese korrigierten Bestimmungswerte von der tatsächlich gesammelten Teilchensammelmenge in dem Filter 1 abhängen. Ein Regenerationsbeginn-Bestimmungswert PHmax wird als ein Basiswert (Anfangswert) Pmax+ Korrekturwert Kmax berechnet, und der Regenerationsstopp-Bestimmungswert PLmin wird ähnlich als ein Basiswert (Anfangswert) Pmin + Kmin berechnet. Es ist jedoch auch möglich, die Regenerations-Bestimmungswerte durch Multiplizieren der Basiswerte mit den Korrekturwerten zu berechnen.
Wenn sich die Ölasche-Ablagerungsmenge entsprechend der Fahrstrecke des Fahrzeuges erhöht, werden die Korrekturwerte Kmax, Kmin beides werte, die sich entsprechend der Fahrstrecke erhöhen. Der Regenerationsbeginn-Bestimmungswert und der Regenerationsstopp-Bestimmungswert nach dieser Korrektur werden durch die Strich-Punkt-Linie der 4 gezeigt, und sie sind, verglichen mit den Werten vor der Korrektur, beides große Werte.
Wie in der 6 gezeigt, erhöht sich die Menge der abgelagerten Ölasche an dem Filter 1 entsprechend der Fahrstrecke des Fahrzeuges, so dass sich der Filter 1 allmählich verstopft und sich der Filterdruckverlust erhöht.
Somit erleidet der Filter einen Druckverlust infolge der gesammelten Teilchen und auch infolge der Ablagerung von Ölasche, so durch Addieren des Druckverlustes infolge dieser Ölasche zu dem Druckwert zum Bestimmen des Regenerationsbeginns und des Regenerationsstoppens, die Bestimmung der Korrekturverluste in Abhängigkeit von der Teilchensammelmenge präzis berechnet werden kann.
Als nächstes wird die Regenerationssteuerung des Filters entsprechend des Hauptablaufs der 2(A) beschrieben. Diese Steuerung wird ausgeführt, während das Durchführungsergebnis des vorerwähnten Unterablaufs gelesen wird.
In einem Schritt S1 werden die Größen der Druckdifferenz ΔP stromauf und stromab des Filters 1 und der Regenerationsbeginn-Bestimmungswert PHmax vergli chen, und die Regenerationsstartzeit wird festgestellt. Wenn die Druckdifferenz ΔP größer als der Bestimmungswert PHmax ist, wird es festgestellt, dass es Zeit ist, dass der Filter regeneriert werden muss, andererseits kehrt der Ablauf auf seinen Originalzustand zurück.
Wenn sich der Druckverlust des Filters 1 erhöht und es wird festgestellt, dass die Regeneration begonnen hat, geht der Ablauf zu dem Schritt S2 weiter und es wird festgestellt, ob die vorliegende Bedingung den Regenerationsbedingungen genügt, oder nicht. Wenn die Regenerationsbedingungen ausreichend sind, z. B. wenn der Motor in einem gleichmäßigen Zustand läuft, verschiebt sich der Ablauf zu einer Regenerationssteuerung in einem Schritt S3. Wenn die Regenerationsbedingungen nicht ausreichend sind, wartet das System auf einen Fahrzustand, wenn die Regenerationsbedingungen ausreichend sind.
In der Regenerationssteuerung des Schrittes S3 wird ein Kraftstoffeinspritzzeitpunkt des von dem Kraftstoffeinspritzer 2 eingespritzten Kraftstoffes relativ verzögert, oder die Verbrennung in dem Motor wird von dem regulären Zustand durch nochmaliges Einspritzen nach der Einspritzung bei dem gewöhnlichen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt verzögert, um so die Abgastemperatur zu erhöhen, und die durch den Filter 1 gesammelten Teilchen werden dadurch verbrannt.
In einem Schritt S4 wird die Druckdifferenz ΔP stromauf und stromab des Filters 1 mit dem Regenerationsstopp-Bestimmungswert PLmin verglichen, und die Regenerationssteuerung wird fortgesetzt, bis die Druckdifferenz ΔP geringer als der Regenerationsstopp-Bestimmungswert PLmin wird. Wenn infolge der Verbrennung der Teilchen der Differenzdruck stromauf und stromab des Filters 1 geringer als der Regenerationsstopp-Bestimmungswert Plmin ausfällt, wird es festgestellt, dass die Regenerationsstoppzeit erreicht worden ist, und die Regenerationssteuerung wird gestoppt.
Als nächstes wird der Gesamtbetrieb unter Bezug auf die 7 bis 9 beschrieben.
Die in dem Abgas enthaltenen Teilchen aus dem Motor werden an dem Filter 1 gesammelt und ihr Ausstoß an die äußere Atmosphäre wird verhindert. Wie sich die Teilchensammelmenge erhöht, wird der Filter verstopft, und die stromauf-/stromabwärtige Druckdifferenz wird allmählich groß.
Wenn die Druckdifferenz groß wird, wird sich der Abgasdruckverlust erhöhen und die Leistung des Motors wird verschlechtert. Daher wird, wenn die gesammelten Teilchen eine vorbestimmte Menge überscheiten, die Regeneration des Filters 1 ausgeführt.
Die Bestimmung der Regenerationszeit wird auf der Grundlage eines Vergleichs des Regenerationsbeginndruckes, auf der Grundlage der Abgasströmungsgeschwindig keit zu der Zeit, und die stromauf-/stromabseitige Druckdifferenz (Druckverlust) des Filters 1, ausgeführt.
Der Druckverlust des Filters 1 nimmt zu, je mehr sich die Teilchen-(PM) Sammelmenge erhöht, und dieser Druckverlust erhöht sich relativ infolge der Ablagerung der Ölasche, wie auch in der 7 gezeigt. Anfänglich, wenn die Fahrzeugfahrstrecke noch klein ist, gibt es nur eine kleine Ablagerung von Ölasche, aber wenn sich die Fahrstrecke erhöht, wird sich die Ascheablagerungsmenge erhöhen. Daher wird die Ölasche-Ablagerungsmenge an dem Filter 1 entsprechend der Fahrstrecke eingeschätzt, und der Regenerationsbeginn-Bestimmungswert und der Regenerationsstopp-Bestimmungswertwerden auf der Grundlage dieser Einschätzung korrigiert.
Demzufolge enthalten diese korrigierten Bestimmungswerte eine Ölasche-Ablagerungsbruchteil und durch Vergleichen dieser mit den Druckverlusten des Filters 1 kann eine präzise Bestimmung der Regenerations-Startzeit und der Regenerationsstoppzeit, die die tatsächlichen Teilchensammelmenge reflektiert, vorgenommen werden.
9 zeigt die Regeneration des Filters 1 und den resultierenden Druckverlustzustand des Filters 2, wenn die Regenerationsbestimmungswerte im Verhältnis zu der Ölablagerungsmenge an dem Filter 1 korrigiert worden sind (Strich-Punkt-Linie in der Figur), und wenn die Regenerationsbestimmungswerte im Verhältnis zu der Ölablagerungsmenge an dem Filter 1 nicht korrigiert worden sind (gepunktete Linie in der Figur).
Wie aus dieser Figur gesehen werden kann, sind in dem Filteranfangszustand, gezeigt durch die durchgehende Linie in der Figur, der Bestimmungswert (die Druckdifferenz) für den Filterregenerationsbeginn und der Bestimmungswert für das Regenerationsstoppen niedrig, während die Bestimmungswerte infolge der Korrektur nach der Ölascheablagerung im Verhältnis höher sind.
Demzufolge entsprechen der Regenerationsbeginn und das -stoppen präzis der tatsächlichen Teilchensammelmenge des Filters 1 und aus diesem Grund wird die Regenerationszeit effektiv festgelegt. Wenn andererseits die Korrektur trotz der Ablagerung von Ölasche nicht ausgeführt wird, selbst wenn die tatsächliche Teilchenmenge nicht die Menge erreicht, bei dem die Regeneration notwendig ist, gibt es einen Druckverlust infolge der Ablagerung von Ölasche, wobei die Druckdifferenz stromauf und stromab des Filters 1 schnell den Regenerationsbeginn-Bestimmungswert erreicht.
In diesem Fall vermindert sich die Teilchensammelmenge weniger als in einem stabilen Zustand. Wie in der 8 gezeigt, verändert sich die Verbrennungsgeschwindigkeit infolge der Teilchensammelmenge, und die Verbrennungsgeschwindigkeit vermindert sich, je geringer die Sammelmenge wird. Daher erhöht sich die für die Regeneration erforderliche Zeit und die Kraftstoffkosten-Wirksamkeit verschlechtert sich um eine entsprechende Menge. D. h., wenn die Verbrennungsgeschwindigkeit abfällt, verbrennen die Teilchen nicht leicht und es dauert für die Druckdifferenz des Filters 1 einige Zeit, um auf den Regenerationsstopp-Bestimmungswert abzufallen.
Jedoch entsprechend der Lehre der vorliegenden Erfindungen kann durch Einschätzung der Ölasche-Ablagerungsmenge und Anwenden einer Korrektur der Teilchensammelmenge korrekt festgestellt werden, die Regenerationszeit ist immer genau und die Verschlechterung der Kraftstoffkosten-Wirksamkeit wird unterdrückt.
Als nächstes wird ein weiteres Ausführungsbeispiel beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Technik für das Einschätzen der Ölasche-Ablagerungsmenge des Filters 1 anders.
In dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel wurde die Ölasche-Ablagerungsmenge auf der Grundlage der Fahrstrecke des Fahrzeuges eingeschätzt und das Regenerationsbeginn-Bestimmungswert und der Regenerationsstopp-Bestimmungswert wurden dementsprechend korrigiert, aber in diesem Ausführungsbeispiel wird die folgende Verarbeitung ausgeführt.
Wenn sich die Ölasche-Ablagerungsmenge erhöht, vermindert sich die Teilchensammelmenge im Verhältnis, wenn die Druckdifferenz stromauf und stromab des Filters 1 derselbe ist.
In diesem Fall wird die Regeneration ausgeführt, wenn die Filter-Druckdifferenz einen vorbestimmten Regenerationsbeginn-Bestimmungswert erreicht und selbst wenn die Regeneration gestoppt wird, wenn er auf den Regenerationsstopp-Bestimmungswert abgefallen ist, erhöht sich die für die Regeneration erforderliche Zeit um die Menge, wie sich die tatsächliche Teilchensammelmenge vermindert hat, und die Temperaturdifferenz (Auslasstemperatur-Einlasstemperatur) zwischen der Einlasstemperatur und der Auslasstemperatur des Filters 1 wird während der Regeneration klein. Folglich werden das Ausgangssignal des Temperatursensors 4 an dem Einlass des Filters 1 und das Ausgangssignal des Temperatursensors 5 am Auslass des Filters 1 verglichen, und der Regenerationsbeginn-Bestimmungswert und der Regenerationsstopp-Bestimmungswert werden, wie in der 10 gezeigt, unter Verwendung der Korrekturwerte Kmax, Kmin korrigiert, Selbst wenn die Druckdifferenz des Filters 1 derselbe ist, vermindert sich die tatsächliche Teilchensammelmenge, d. h., die Ölasche-Ablagerungsmenge erhöht sich, je geringer die Temperaturdifferenz zwischen der Einlasstemperatur und der Auslasstemperatur des Filters 1 wird.
Demzufolge werden beide, der Regenerationsbeginn-Bestimmungswert und der Regenerationsstopp-Bestimmungswert, korrigiert, so dass sie höher sind.
Selbst wenn sich die Ölasche-Ablagerungsmenge mit der Zeit erhöht, können die Teilchen, die tatsächlich gesammelt werden, auf eine festgelegte Menge durch Erhöhen der Regenerationsbestimmungswerte erhöht werden.
11 zeigt die Merkmale der Abgastemperatur an dem Einlass und Auslass des Filters 1, wenn die Regeneration ausgeführt wird. Die Regeneration beginnt bei einer Zeit t0, die Abgastemperatur an dem Einlass steigt, wie durch die durchgehende Linie gezeigt wird, während des Zeitraumes Δt1 an, und anschließend wird während der Regeneration eine konstante Temperatur beibehalten. Wenn andererseits die durch den Filter 1 gesammelten Teilchen verbrennen, wird die Abgastemperatur an dem Auslass, gezeigt durch die gepunktete Linie, höher als die Temperatur an dem Einlass.
Der Temperaturanstieg an der Auslassseite erfolgt leicht langsamer, als der Temperaturanstieg auf der Einlassseite, und nachdem er eventuell eine Maximaltemperatur erreicht, beginnt die Temperatur abzufallen. Während der Regeneration, wenn die Teilchen verbrennen, verbleibt die Auslasstemperatur höher als die Einlasstemperatur.
Die Differenz zwischen der Einlasstemperatur und der Auslasstemperatur, die der Teilchenverbrennungsmenge entspricht, kann z. B. als die durchschnittliche Temperaturdifferenz während des Intervalls Δt1, berechnet als eine Temperaturdifferenz der Einlasstemperatur T1b, wenn die Auslasstemperatur eine maximale Temperatur T2max erreicht, oder berechnet als die Temperaturdifferenz zwischen einer Auslasstemperatur T2a und einer Einlasstemperatur T1a an einem Punkt (t0 + Δt1), wenn eine feststehende Zeit von dem Beginn der Regeneration verstrichen ist, berechnet werden.
Eine Korrektur auf der Grundlage der Temperaturdifferenz zwischen dem Einlass und dem Auslass kann an Stelle der Korrektur des Regenerationsbeginn-Bestimmungswertes und des Regenerationsstopp-Bestimmungswertes auf der Grundlage der Fahrstrecke durch das Lesen der Fahrzeugfahrstrecke vorgenommen werden, die in den schritten S15, S16 des Ablaufdiagramms der 2(B) ausgeführt wird. Die Temperaturdifferenz an dem Filtereinlass und an dem Filterauslass wird während des Ausführens der Regeneration bei der unmittelbar vorhergehenden Gelegenheit gespeichert, und der Regenerationsbeginn-Bestimmungswert und der Regenerationsstopp-Bestimmungswert werden auf dieser Grundlage korrigiert. Die Korrekturwerte sind erhaltene Daten, als das Regenerationsverfahren bei der unmittelbar vorhergehenden Gelegenheit ausgeführt wurde, aber dies nähert sich der letzten Situation und verursacht keine Probleme in der Praxis.
Wenn die Temperaturdifferenz an dem Filtereinlass und dem Filterauslass klein wird, werden die Regenerationsbeginn- und -stoppbestimmungswerte jeweils korrigiert, so dass sie erhöht werden. Als ein Ergebnis wird die Druckverlustkorrektur infolge der Ölasche-Ablagerung ausgeschlossen, die Regenerationsbestimmungswerte entsprechen der Teilchensammelmenge und die Regenerationsverarbeitung wird immer ausgeführt, wenn die vorbestimmte Menge der Teilchen gesammelt worden ist. Auf diese Weise erhöht sich die für die Regenerationsverarbeitung erforderliche Zeit nicht unnötigerweise und die Verschlechterung der Kraftstoffkosten-Wirksamkeit wird wie in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel unterdrückt.
In diesem Fall kann der Filter 1 eine von einem Katalysator unterstützte Art sein. Jetzt wird beim Beschreiben eines weiteren Ausführungsbeispieles die Ölasche-Ablagerungsmenge abhängend von der Regenerationszeit des Filters 1 eingeschätzt, und der Regenerationsbeginn-Bestimmungswert und der Regenerationsstopp-Bestimmungswert werden jeweils dadurch korrigiert.
Wenn sich die Ölablagerungsmenge erhöht, vermindert sich die Teilchensammelmenge, wenn die Druckdifferenz des Filters den Regenerationsbeginn-Bestimmungswert erreicht, die Teilchenverbrennungsgeschwindigkeit vermindert sich und die für die Regeneration erforderliche Verarbeitungszeit wird länger. Daher werden der Regenerationsbeginn-Bestimmungswert und der Regenerationsstopp-Bestimmungswert korrigiert, um entsprechend der Regenrationsverarbeitungszeit, unter Verwendung der in der 12 gezeigten Korrekturwerte Kmax, Kmin, höher zu werden.
Die Regenrationsverarbeitungszeit ist die erforderliche Zeit von dann, wenn die Regeneration beginnt, zu dann, wenn es festgestellt wird, dass die Regeneration gestoppt hatte. Diese Korrektur wird auch durch die Schritte S15, S16 des Ablaufdiagramms der 2(B) ausgeführt. In diesem Fall werden den Regenerationsbeginn-Bestimmungswert und den Regenerationsstopp-Bestimmungswert unter Verwendung der Korrekturwerte auf der Grundlage der Regenrationsverarbeitungszeit bei der unmittelbar vorhergehenden Gelegenheit ausgeführt. Auf diese Weise wird eine Ölascheablagerung ausgeschlossen, und die Regeneration des Filters 1 entspricht präzis der Teilchensammelmenge.
Nun erfolgt noch das Beschreiben eines weiteren Ausführungsbeispieles, wenn sich die Ölascheablagerungsmenge erhöht, sich die Teilchensammelmenge für dieselbe Druckdifferenz des Filters 1 vermindert, so dass die Teilchensammelmenge bis zur Regenrationsverarbeitung aus der Laufgeschichte vorhergesagt wird, um den Regenerationsbeginn-Bestimmungswert und den Regenerationsstopp-Bestimmungswert vorherzusagen.
Wenn sich die Ölascheablagerungsmenge erhöht, vermindert sich die Teilchensammelmenge für denselben Druckverlust des Filters 1, verglichen mit dem Fall, wenn sich die Ölasche nicht ablagert. Die Teilchensammelmenge verändert sich entsprechend der Laufgeschichte des Motors, d. h., entsprechend der Motordrehzahl/Belastungsentwicklung. 13 zeigt die Teilchenausstossmenge auf der Grundlage der Motordrehzahl und -belastung.
Demzufolge kann durch Berechnen des Integralwertes der Teilchenausstossmenge pro Zeiteinheit bis zur nächsten Regenrationsverarbeitung der Teilchensammelmenge eingeschätzt werden.
Wenn die Druckdifferenz den Regenerationsbestimmungswert erreicht, wenn die aus der Laufgeschichte berechnete Teilchensammelmenge klein ist, bedeutet das, dass die Ölascheablagerungsmenge groß ist. Daher werden der Regenerationsbeginn-Bestimmungswert und der Regenerationsstopp-Bestimmungswert durch die Korrekturwerte Kmax, Kmin entsprechend der wie in der 14 gezeigten Teilchensammelmenge berechnet. Auch in diesem Fall werden der Regenerationsbeginn-Bestimmungswert und der Regenerationsstopp-Bestimmungswert, bezogen auf die Teilchensammelmenge an Stelle der Korrektur, ausgeführt in den Schritten S15, S16 des Ablaufdiagramms der 2, korrigiert.
Als ein Ergebnis kann durch Erhöhen der Regenerationsbestimmungswerte, je mehr sich die Teilchensammelmenge vermindert und je höher der eingeschätzte Wert der Ölascheablagerungsmenge ist, die Teilchensammelmenge bis zur nächsten Regeneration vorgenommen werden, um sich dem präzis vorherbestimmten Wert zu nähern.
In der oben beschriebenen Beschreibung wurde der Druckverlust des Filters 1 durch einen Druckdifferenzsensor erfasst, aber wenn die Druckschwankung stromab des Filters klein ist, kann der Druckverlust nur durch Einschätzen des stromaufseitigen Abgasdruckes auch eingeschätzt werden. Es ist auch möglich, sowohl den stromaufseitigen, als auch den stromabseitigen Abgasdruck zu erfassen, um den Druckverlust des Filters 1 einzuschätzen.
Die oben vorgestellte Beschreibung schafft hauptsächlich eine Abgasreinigungsvorrichtung für einen Fahrzeugmotor, der einen Filter besitzt, der Teilchen in einem Abgaskanal sammelt. Die Vorrichtung weist einen Sensor auf, der eine Druckdifferenz stromauf und stromab des Filters erfasst, einen Sensor, der eine Abgasströmungsgeschwindigkeit erfasst, eine Vorrichtung, die die Abgastemperatur stromauf des Filters erhöht, und eine Steuerung, die funktioniert um: eine Ölascheablagerungsmenge an dem Filter einzuschätzen, einen Regenerationsbestimmungswert festzulegen, der die Regeneration des Filters auf der Grundlage der Ölascheablagerungsmenge und einer Abgastemperatur ausführt, und die Abgastemperatur stromauf des Filters erhöht, um die Regeneration des Filters auszuführen, wenn es durch Vergleichen der erfassten Druckdiffe renz und des Regenerationsbestimmungswertes festgestellt wird, dass es Zeit ist, den Filter zu regenerieren.

Claims

Motor-Abgasreinigungsvorrichtung für ein Fahrzeug, mit einem Filter (1), der Teilchen in einem Auslasskanal (22) sammelt, mit: einem Sensor (3) zum Erfassen einer Druckdifferenz (P), stromauf und stromab des Filters (1), einer Vorrichtung zum Anheben einer Abgastemperatur (T1a) stromab des Filters (1), und einer Steuerung (30), vorgesehen eine Ölrückstandsablagerungsmenge an dem Filter (1) einzuschätzen und die Abgastemperatur (T1a) stromauf des Filters (1) zu erhöhen, um eine Regeneration des Filters (1) auszuführen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (30) außerdem vorgesehen ist, eine Abgasströmungsrate in Verbindung mit einer Sensoranordnung (6, 7) zu bestimmen und einen korrigierten Druckwert (PHmax) zu berechnen, der den Beginn der Filterregeneration auf der Grundlage der Ölrückstandsablagerungsmenge und der Abgasströmungsrate bestimmt, wobei festgestellt wird, dass es dann Zeit ist, den Filter (1) zu regenerieren, indem die erfasste Druckdifferenz (P) mit dem korrigierten Druckwert (PHmax), der den Beginn der Filterregeneration bestimmt, verglichen wird.
Motor-Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Regenerations-Bestimmungswert mit einem Regenerationsbeginn-Bestimmungswert (PHmax), und einem Regenerationsstopp-Bestimmungswert (PLmin), wobei die Steuerung vorgesehen ist, die Regeneration zu beginnen, wenn der Druckdifferenz (P) den Regenerationsbeginn-Bestimmungswert (PHmax) erreicht, und um die Regeneration zu stoppen, wenn sich die Druckdifferenz (P) auf den Regenerationsstopp-Bestimmungswert (PLmin) vermindert.
Motor-Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Regenerationsbestimmungswert festgelegt wird, sich zu erhöhen, je größer die Abgasströmungsrate wird.
Motor-Abgasreinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasströmungsrate auf der Grundlage der Motordrehzahl und einer Motorbelastung eingeschätzt wird.
Motor-Abgasreinigungsvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Regenerationsbestimmungswert festgelegt wird, sich zu erhöhen, je größer die Ölrückstandsablagerungsmenge wird.
Motor-Abgasreinigungsvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölrückstandsablagerungsmenge auf der Grundlage der Fahrzeuglaufstrecke eingeschätzt wird.
Motor-Abgasreinigungsvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölrückstandsablagerungsmenge auf der Grundlage der Motorlaufgeschichte eingeschätzt wird.
Motor-Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorlaufgeschichte auf der Grundlage der Motordrehzahl und der Belastungsgeschichte eingeschätzt wird.
Motor-Abgasreinigungsvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch weitere Sensoren, vorgesehen eine Abgastemperatur stromauf und stromab des Filters (4, 5) zu erfassen, wobei die Ölrückstandsablagerungsmenge auf der Grundlage der stromaufseitigen und stromabseitigen Auslassgastemperatur eingeschätzt wird.
Motor-Abgasreinigungsvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Messen einer Regenerationsbehandlungszeit des Filters, wobei die Ölrückstandsablagerungsmenge auf der Grundlage der Filterregenerationsbehandlungszeit eingeschätzt wird.
Motor-Abgasreinigungsvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine Abgastemperatur-Erhöhungsvorrichtung, vorgesehen um die Abgastemperatur durch Verzögern eines Kraft stoffeinspritzzeitpunktes des Motors, verglichen mit einem Kraftstoffeinspritzzeitpunkt in dem Normalzustand, zu erhöhen.
Motor-Abgasreinigungsvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine Abgastemperaturerhöhungsvorrichtung, vorgesehen um die Abgastemperatur durch Wiederholen der Kraftstoffeinspritzung nach dem Ausführen eines Kraftstoffeinspritzung in den Motor in dem Normallaufzustand zu erhöhen.
Motor-Abgasreinigungsvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckdifferenzsensor (3) einen Drucksensor aufweist, angeordnet stromauf des Filters, und die Druckdifferenz auf der Grundlage des Ausgangssignals dieses Drucksensors eingeschätzt wird.