-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Abgaspartikel-Nachbehandlungseinrichtung
für einen Motor,
einen Motor bzw. Verbrennungsmotor, ein Computerprogrammprodukt
zum Durchführen
eines Regel- bzw. Steuerverfahrens, wenn es auf einem geeigneten
Computer laufen gelassen wird, ein computer-lesbares Speichermedium,
das darauf ein Computerprogramm speichert, und ein Abgaspartikel-Nachbehandlungsverfahren
für einen
Motor.
-
Herkömmliche
Dieselmotoren weisen ein Teilchen- bzw. Partikelfilter in ihren
Abgasdurchtritten auf, um Abgaspartikel bzw. -teilchen (als Partikel
erwähnt
bzw. bezeichnet), wie beispielsweise Kohlenstoff, im Abgas enthalten,
einzufangen, um Partikel daran zu hindern, in die Atmosphäre freigesetzt
zu werden.
-
Wenn
die eingefangene Menge der ausgebrachten bzw. Abgaspartikel die
Einfangkapazität des
Partikelfilters erreicht, sollten derartige Motoren das Filter regenerieren,
um seine Filterfunktion durch Ausbrennen der im Filter eingefangenen
Abgaspartikel wieder herzustellen.
-
In
dieser Hinsicht sind einige Ansätze
bekannt geworden, welche ein Heizgerät betätigen bzw. betreiben, das im
Partikelfilter angeordnet ist, oder eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung
regeln bzw. steuern, um einen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt von einem normalen
Zeitpunkt zu verzögern, um
die Abgastemperatur anzuheben und eine Nachverbrennung zu unterstützen bzw.
fördern,
wodurch die Abgaspartikel ausgebrannt werden.
-
Jedoch
leidet der obige Stand der Technik an einem Nachteil einer unzureichenden
Regenerierung des Partikelfilters, aufgrund der schleppenden Zunahme
in der Filtertemperatur, wenn die Motordrehzahl von einem Betriebszustand
niedriger Drehzahl und niedriger Last des Motors während der
Regenerationstätigkeit
des Partikelfilters zunimmt.
-
Genauer
bewirkt während
des beschleunigenden Zustands vom Betriebszustand niedriger Drehzahl
und niedriger Last mit niedriger Abgastemperatur die Zunahme in
der Luftstrommenge, daß die Abgasflußmenge zunimmt.
Unter dem Zustand bzw. der Bedingung niedriger Drehzahl und niedriger
Last ist jedoch die Abgastemperatur ursprünglich so niedrig, daß die Zunahme
im kalten Abgasfluß bzw. -strom
in nachteiliger Weise das Partikelfilter abkühlt, was in einem ungenügenden Temperaturanstieg
des Partikelfilters resultiert.
-
Im
Speziellen wird mit einem Turbolader, der in einem Abgasdurchtritt
angeordnet ist, die Abgastemperatur weiter während des Wärmeaustauschs zwischen einer
Turbine und dem Gas abgekühlt.
Somit wird, wenn der Beschickungsdruck vergrößert bzw. angehoben wird, um
die Luftstrommenge während
des beschleunigenden Zustands zu erhöhen, kaltes Abgas in einer
großen
Menge in das Partikelfilter zugeführt, was in einem unzureichenden
Temperaturanstieg des Partikelfilters resultiert.
-
US4615172 offenbart eine
Luftpfadregelung bzw. -steuerung, wobei eine Drossel bzw. Drosselklappe
und ein Superlader gemäß der Abgastemperatur
reguliert sind bzw. werden, um eine kontinuierliche Regenerierung
aktiv zu halten.
-
Die
japanische ungeprüfte
Patentveröffentlichung
S62-67214 offenbart den Ansatz, der eine Belade- bzw. Beschickungsvorrichtung,
die an der stromaufwärtigen
Seite einer Partikelfalle angeordnet ist, und einen Bypaßdurchtritt
verwendet, der die Beschickungsvorrichtung umgeht. Während des
Zustands niedriger Last ist der Bypaßdurchtritt offen, um den Temperaturabfall
im Abgas aufgrund der Beschickungsvorrichtung zu unterdrücken, um
eine Nachverbrennung der Partikel bzw. Teilchen sicherzustellen.
Während
des Zustands hoher Last ist der Bypaßdurchtritt geschlossen, um
den Abfall in der Motorleistung zu unterdrücken.
-
Dieser
Stand der Technik offenbart die Verhinderung eines Temperaturabfalls
in der Falle bzw. dem Abscheider während des Betriebsbereichs
niedriger Last, diskutiert aber nicht das Problem eines Temperaturabfalls
in der Falle während
der Ausbrenntätigkeit
der Partikel unter dem beschleunigenden Zustand, noch die Lösung davon.
Somit verbleibt das obige Problem noch ungelöst.
-
Im
Hinblick auf das obige Problem ist ein Ziel bzw. Gegenstand der
vorliegenden Erfindung, eine Abgaspartikel-Nachbehandlungseinrichtung
für einen
Motor bereitzustellen, die den Temperaturabfall im Partikelfilter
unterdrückt,
wenn der Motor beschleunigt, während
Abgaspartikel ausgebrannt werden.
-
Das
Ziel wird gemäß der Erfindung
durch eine Abgaspartikel-Nachbehandlungseinrichtung
für einen
Motor gemäß Anspruch
1, durch einen Motor bzw. Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 6, durch ein Computerprogrammprodukt
gemäß Anspruch
7, durch ein computer-lesbares Speichermedium gemäß Anspruch
8 und durch ein Abgaspartikel-Nachbehandlungsverfahren für einen
Motor gemäß Anspruch
1 gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
-
Somit
wird gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Temperaturabfall im Partikelfilter unterdrückt, wenn
der Motor beschleunigt, während
die Abgaspartikel ausgebrannt werden.
-
Um
das obige Ziel zu erreichen, nimmt die vorliegende Erfindung die
folgenden Konstitutionen bzw. Beschaffenheiten an. In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung wird eine Abgaspartikel-Nachbehandlungseinrichtung
für einen
Motor bereitgestellt, umfassend: Abgaspartikel-Einfangmittel, welche
in einem Abgasdurchtritt des Motors bzw. Verbrennungsmotors anzuordnen
sind, zum Einfangen von Abgasteilchen bzw. -partikeln in einem Abgas;
Regenerationsmittel zum teilweisen Ausbrennen wenigstens eines Teils
der Abgaspartikel, welche in den Abgaspartikel-Einfangmitteln eingefangen sind,
unter einer bestimmten (vorbestimmten bzw. vorbestimmbaren) Bedingung;
Beschleunigungszustands-Detektionsmittel
zum Detektieren bzw. Feststellen des Beschleunigungszustands des
Motors; und Abgastemperatur-Anhebemittel, welche einen Anstieg der
Temperatur des Abgases bewirken können, welches in die Abgaspartikel-Einfangmittel strömt bzw.
fließt,
von der Abgastemperatur, die erzielt wird, während die Regenerationsmittel
außerhalb
ihres Ausbrennbetriebs bzw. -vorgangs der Abgaspartikel sind, wenn
die Beschleunigungszustands-Detektionsmittel den Beschleunigungszustand
des Motors detektieren, während
sich die Regenerationsmittel in ihrem Ausbrennbetrieb der Abgaspartikel
befinden.
-
Demgemäß wird die
Temperatur des Abgases, das in die Abgaspartikel-Einfangmittel strömt bzw.
fließt,
angehoben, wenn der Motor beschleunigt, während die Abgaspartikel ausgebrannt
werden, um den Temperaturabfall in den Abgaspartikel-Einfangmitteln
zu unterdrücken,
wodurch die Abgaspartikel zuverlässig
ausgebrannt werden.
-
Vorzugsweise
kann die Abgaspartikel-Nachbehandlungseinrichtung für einen
Motor weiterhin beinhalten: Übersetzungs- bzw. Getriebeverhältnis-Einstellmittel
zum Einstellen eines Übersetzungs- bzw.
Getriebeverhältnisses
eines Automatikgetriebes des Motors gemäß einer Schaltlinie, welche
basierend auf einem Fahrzeugfahrzustand definiert ist; und Übersetzungsverhältnis-Korrekturmittel
zum Korrigieren des Übersetzungsverhältnisses,
welches durch die Übersetzungsverhältnis-Einstellmittel
eingestellt ist. Die Abgastemperatur-Anhebemittel beinhalten die Übersetzungsverhältnis-Korrekturmittel. Die Übersetzungsverhältnis-Korrekturmittel
konfiguriert sind, um wahrscheinlicher die Übersetzungsverhältnis-Einstellmittel
an einem Ändern
des Übersetzungsverhältnisses
zu der höheren
Seite zu hindern als in dem Fall, während sich die Regenerationsmittel außerhalb
ihres Ausbrennbetriebs der Abgaspartikel befinden, wenn die Beschleunigungszustands-Detektionsmittel
den Beschleunigungszustand des Motors detektieren, während sich
die Regenerationsmittel in ihrem Ausbrennbetrieb der Abgaspartikel
befinden.
-
Demgemäß wird das Übersetzungsverhältnis daran
gehindert, zur höheren
Seite geändert
zu werden, wenn der Motor be schleunigt, während die Abgaspartikel ausgebrannt
werden, um wahrscheinlicher das Übersetzungsverhältnis an
der niedrigeren Seite beizubehalten, welches wiederum die Motordrehzahl
erhöht.
Dies erhöht
die Menge an Einlaßluft und
erhöht
somit die Temperatur des Abgases, das in die Abgaspartikel-Einfangmittel
strömt
bzw. fließt, wodurch
die Abgaspartikel zuverlässig
ausgebrannt werden.
-
Bevorzugter
können
die Übersetzungsverhältnis-Korrekturmittel
das Übersetzungsverhältnis daran
hindern, zu der höheren
Seite geändert
zu werden, indem die Schaltlinie, auf welche sich die Übersetzungsverhältnis-Einstellmittel
beziehen, zu der Seite höherer
Fahrzeuggeschwindigkeit korrigiert wird, wenn die Beschleunigungszustands-Detektionsmittel
den beschleunigenden bzw. Beschleunigungszustand des Motors detektieren,
während
sich die Regenerationsmittel in ihrem Ausbrennbetrieb der Abgasteilchen
befinden.
-
Demgemäß wird die
Schaltlinie, auf welche sich die Übersetzungsverhältnis-Einstellmittel
beziehen, zu der Seite höherer
Fahrzeuggeschwindigkeit korrigiert, wenn der Motor beschleunigt,
während
die Abgaspartikel ausgebrannt werden, um wahrscheinlicher das Übersetzungsverhältnis an
der niedrigeren Seite beizubehalten, was wiederum die Motordrehzahl
erhöht.
Dies hebt die Temperatur des Abgases an, das in die Abgaspartikel-Einfangmittel
strömt bzw.
fließt,
wodurch die Abgaspartikel zuverlässig ausgebrannt
werden.
-
Noch
weiterhin kann vorzugsweise die Einrichtung enthalten:
einen
Oxidationskatalysator, welcher an der stromaufwärtigen Seite der Abgaspartikel-Einfangmittel
in dem Abgasdurchtritt angeordnet ist; Kraftstoffeinspritzmittel
zum Einspritzen von Kraftstoff direkt in eine Verbrennungskam mer
des Motors; Abgaspartikelmengen-Detektionsmittel für ein direktes
oder indirektes Detektieren der Menge an Abgaspartikeln, welche
in den Abgaspartikel-Einfangmitteln eingefangen sind; Nacheinspritzungsmittel
für ein
zusätzliches
Durchführen
einer Nacheinspritzung während des
Expansionshubs, nachdem eine Haupteinspritzung nahe dem oberen Totpunkt
des Kompressionshubs durchgeführt
ist, wenn die Abgaspartikelmenge, welche durch die Abgaspartikelmengen-Detektionsmittel
detektiert ist, die vorbestimmbare Menge oder darüber erreicht;
und/oder Nacheinspritzungs-Korrekturmittel
zum Korrigieren der Menge der Nacheinspritzung, welche durch die
Nacheinspritzungsmittel durchgeführt
ist bzw. wird. Die Regenerationsmittel enthalten die Nacheinspritzungsmittel.
Die Abgastemperatur-Anhebemittel enthalten weiterhin die Nacheinspritzungs-Korrekturmittel.
Die Nacheinspritzungs-Korrekturmittel erhöhen vorzugsweise die Menge
der Nacheinspritzung, wenn die Beschleunigungszustands-Detektionsmittel
den beschleunigenden bzw. Beschleunigungszustand des Motors detektieren,
während
sich die Regenerationsmittel in ihrem Ausbrennbetrieb der Abgaspartikel
befinden.
-
Demgemäß wird die
Menge der Nacheinspritzung erhöht,
wenn der Motor beschleunigt, während
die Abgaspartikel ausgebrannt werden, um die Menge des Kraftstoffs,
der in den Oxidationskatalysator zuzuführen ist, zu erhöhen. Dies
fördert
die Oxidationsreaktion des Kraftstoffs im Oxidationskatalysator,
um die Abgastemperatur anzuheben, welche wiederum den Temperaturabfall
in dem Abgas unterdrückt,
das in die Abgaspartikel-Einfangmittel strömt, wodurch die Abgaspartikel
zuverlässig
ausgebrannt werden.
-
In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung kann die Abgaspartikel-Nachbehandlungseinrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung oder der bevorzugten Ausführungsform davon vorteilhafterweise
in Kombination mit einem Motor, bevorzugt einem Dieselmotor verwendet
werden.
-
Vorzugsweise
kann der Motor enthalten: einen Turbolader.
-
Demgemäß wird der
Temperaturabfall des Abgases, das in die Abgaspartikel-Einfangmittel strömt, wodurch
die Abgaspartikel zuverlässig
ausgebrannt werden, in einem Motor mit einem Turbolader unterdrückt, welcher
die Abgastemperatur sehr herabsetzen kann.
-
In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung wird weiterhin ein Computerprogramm
bereitgestellt, welches, wenn es auf eine Abgaspartikel-Nachbehandlungsvorrichtung
für einen
Motor geladen ist, enthaltend wenigstens einen Computer, und Abgaspartikel-Einfangmittel,
welche in einem Abgasdurchtritt des Motors angeordnet sind, welche zu
einem Einfangen von Abgaspartikeln in dem Abgas fähig sind,
die folgenden Schritte ausführt:
wenigstens teilweises Ausbrennen der Abgaspartikel, welche in den
Abgaspartikel-Einfangmitteln eingefangen sind, unter einer bestimmten
(vorbestimmten oder vorbestimmbaren) Bedingung bzw. einem bestimmten
(vorbestimmten oder vorbestimmbaren) Zustand; Detektieren eines
beschleunigenden bzw. Beschleunigungszustands des Motors; und Anheben der
Temperatur des Abgases, welches in die Abgaspartikel-Einfangmittel
strömt
bzw. fließt,
wenn der Beschleunigungszustand des Motors detektiert ist bzw. wird,
während
die Abgaspartikel ausgebrannt sind bzw. werden.
-
Demgemäß wird die
Temperatur des Abgases, das in die Abgaspartikel-Einfangmittel strömt, angehoben,
wenn der Motor beschleunigt, während die
Abgaspartikel ausgebrannt werden, um den Temperaturabfall in den
Abgaspartikel-Einfangmitteln zu unterdrücken, wodurch die Abgaspartikel
zuverlässig ausgebrannt
werden.
-
In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung wird ein computer-lesbares Speichermedium zur
Verfügung
gestellt, welches darauf das Computerprogrammprodukt gemäß der Erfindung
oder eine bevorzugten Ausführungsform
davon gespeichert aufweist.
-
In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung wird weiterhin ein Regel- bzw. Steuerverfahren
oder ein Abgaspartikel-Nachbehandlungsverfahren für einen
Motor zur Verfügung
gestellt, welcher Abgaspartikel-Einfangmittel aufweist, welche in
einem Abgasdurchtritt angeordnet sind, welche zu einem Einfangen
von Abgaspartikeln in dem Abgas fähig sind, umfassend die folgenden
Schritte:
wenigstens teilweises Ausbrennen der Abgaspartikel,
welche in den Abgaspartikel-Einfangmitteln eingefangen werden, unter
einer bestimmten (vorbestimmten oder vorbestimmbaren) Bedingung
bzw. einem bestimmten (vorbestimmten oder vorbestimmbaren) Zustand;
Detektieren
eines beschleunigenden bzw. Beschleunigungszustands des Motors;
und
Anheben der Temperatur des Abgases, welches in die Abgaspartikel-Einfangmittel
strömt
bzw. fließt, wenn
der Beschleunigungszustand des Motors detektiert wird, während die
Abgaspartikel ausgebrannt werden.
-
Vorzugsweise
wird das Anheben der Abgastemperatur erzielt durch:
Einstellen
des Gang- bzw. Übersetzungsverhältnisses
eines Automatikgetriebes (24), welches mit dem Motor (1)
gekoppelt ist, so daß das Ändern des Übersetzungsverhältnisses
zu der höheren
Seite wahrscheinlicher in dem Zustand, wo die Abgaspartikel ausgebrannt
werden, als in dem Zustand ver- bzw. behindert wird, wo die Abgaspartikel
nicht ausgebrannt werden.
-
Am
meisten bevorzugt umfaßt
das Verfahren weiterhin die folgenden Schritte:
Einstellen
eines Übersetzungs-
bzw. Getriebeverhältnisses
eines Automatikgetriebes des Motors gemäß einer Schaltlinie, welche
basierend auf einem Fahrzeugfahrzustand definiert ist; und
Korrigieren
des eingestellten Übersetzungs-
bzw. Getriebeverhältnisses,
wobei
das Ändern
des Übersetzungsverhältnisses
zu der höheren
Seite wahrscheinlicher in dem Zustand, wo die Abgaspartikel ausgebrannt
werden, als in dem Zustand ver- bzw.
behindert wird, wo die Abgaspartikel nicht ausgebrannt werden.
-
Andere
Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der
Erfindung ersichtlich, welche auf die begleitenden Zeichnungen Bezug
nehmen.
-
1 ist
eine Gesamtkonstruktion der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung;
-
2 ist
ein Regel- bzw. Steuerblockdiagramm der ersten Ausführungsform;
-
3 ist
ein Diagramm, das die Karte des Nacheinspritzungstimings der Ausführungsformen zeigt;
-
4 ist
ein Flußdiagramm,
das die Regelung bzw. Steuerung der ersten Ausführungsform zeigt;
-
5(a) und 5(b) sind
Diagramme, die den normalen Schaltplan bzw. den regenerativen Schaltplan
in der ersten Ausführungsform
zeigen;
-
6 ist
ein Diagramm, das den normalen Schaltplan und den regenerativen
Schaltplan vergleicht;
-
7 ist
ein Regel- bzw. Steuerblockdiagramm der zweiten Ausführungsform;
und
-
8 ist
ein Zeitgebungs- bzw. Timingdiagramm der zweiten Ausführungsform.
-
Bevorzugte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben. Es sollte verstanden werden, daß, selbst obwohl die Ausführungsformen
getrennt beschrieben sind bzw. werden, einzelne Merkmale davon zu
zusätzlichen
Ausführungsformen
kombiniert werden können.
-
1 illustriert
die Gesamtkonstruktion dieser Ausführungsform. Identifiziert durch
das Bezugszeichen 1 ist ein Mehr-(beispielsweise Vier-)Zylinder-Dieselmotor,
welcher einen Einlaßdurchtritt 2 und einen
Auslaßdurchtritt 3 beinhaltet,
die damit verbunden sind.
-
In
dem Einlaßdurchtritt
sind von seiner stromaufwärtigen
Seite zu seiner stromabwärtigen Seite
ein Luftfilter 4, ein Luftstromsensor 5, ein Gebläse 6a eines
VGT Turboladers (d.h. Turboladers mit variabler Geometrie) 6,
ein Zwischenkühler 7,
ein Einlaßdrosselventil 8,
ein Einlaßluft-Tem peratursensor 9 und/oder
ein Einlaßluft-Drucksensor 10,
vorzugsweise in dieser Reihenfolge angeordnet.
-
In
dem Auslaßdurchtritt
sind von seiner stromaufwärtigen
Seite bis zu seiner stromabwärtigen
Seite eine Turbine 6b des VGT Turboladers (d.h. Turboladers
mit variabler Geometrie) 6, eine bewegbare Schaufel 6c,
ein Oxidationskatalysator 11 und/oder ein Partikelfilter 12 angeordnet.
Die bewegbare Schaufel 6c ist vorzugsweise zum Einstellen
der Geschwindigkeit des Abgases bereitgestellt, das in die Turbine 6b strömt bzw.
fließt.
-
An
der stromaufwärtigen
Seite und der stromabwärtigen
Seite des Partikelfilters 12 sind Abgas-Drucksensoren 13, 14 jeweils
zum Detektieren der eingefangenen Menge der Abgaspartikel in dem Partikelfilter 12 bereitgestellt.
Die Detektion wird basierend auf dem Druckunterschied zwischen den
Detektionen der Abgas-Drucksensoren 13 und 14 durchgeführt.
-
Der
Einlaßdurchtritt 2 und
der Auslaßdurchtritt 3 können (vorzugsweise
regel- bzw. steuerbar) miteinander durch einen Abgas-Rezirkulationsdurchtritt 15 kommunizieren
bzw. in Verbindung treten. Am Mittelstromabschnitt des Abgas-Rezirkulationsdurchtritts 15 sind
ein Abgas-Rezirkulationsventil 16 und ein Kühler 17 angeordnet.
Das Abgas-Rezirkulationsventil 16 ist vakuumbetätigt, und
der Kühler 17 kühlt das
Abgas durch Verwendung eines Motorkühlmittels ab.
-
Identifiziert
durch das Bezugszeichen 18 ist eine Kraftstoffeinspritzpumpe,
welche Kraftstoff von einem Kraftstofftank (nicht gezeigt) zu einer
Common Rail bzw. ge meinsamen Druckleitung 19 liefert, die als
ein Sammelmittel dient.
-
Die
Common Rail 19 kommuniziert bzw. steht in Verbindung mit
jeweiligen Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 20 (von denen
eine in 1 gezeigt ist), die für jeden
der Zylinder zur Verfügung
gestellt sind. In der Common Rail 19 sind ein Kraftstoffeinspritzdrucksensor 21 und
ein Entlastungs- bzw. Überdruckventil 22 angeordnet.
Das Entlastungsventil 22 öffnet und gibt Kraftstoff zur
Kraftstofftankseite frei, wenn der Druck des angesammelten Kraftstoffs in
der Common Rail 19 einen zulässigen (vorbestimmten oder
vorbestimmbaren) Druck oder höher erreicht.
-
Identifiziert
durch das Bezugszeichen 23 ist ein Kurbelwinkelsensor (als
ein bevorzugter Motordrehzahlsensor), der betriebsfähig ist
bzw. arbeitet, um die Motordrehzahl zu detektieren.
-
Identifiziert
durch das Bezugszeichen 24 ist ein Automatikgetriebe, umfassend
einen Drehmomentwandler 25 und einen Mehrgeschwindigkeits-Getriebemechanismus 26 vom
Planetentyp. Es sollte jedoch verstanden werden, daß andere
Typen einer Übertragung
bzw. eines Getriebes (beispielsweise manuelles Getriebe, sequentielle Übertragung bzw.
Getriebe, usw.) auch verwendet werden können.
-
Der
Mehrgeschwindigkeits-Getriebemechanismus 26 vom Planetentyp
ist mit einer Mehrzahl von Schaltsolenoid- bzw. -magnetventilen 27 ausgerüstet. Die
Solenoid- bzw. Magnetventile 27 werden selektiv in einer
Vielfalt von Kombinationen mit Energie versorgt bzw. erregt oder
abge schaltet, welche verschiedene Übersetzungsverhältnisse
erzielen.
-
(Erste Ausführungsform)
-
2 zeigt
ein Regel- bzw. Steuerblockdiagramm einer ersten bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung. Eine Motorregel- bzw. -steuereinheit 30 empfängt durch
den Abgasdrucksensor 13, 14 detektierte Signale.
-
Die
Motorregel- bzw. -steuereinheit 30 ist mit Abgaspartikelmengen-Detektionsmitteln 30a ausgestattet
bzw. versehen, die betriebsfähig
bzw. operativ sind, um die eingefangene Menge der Abgaspartikel im
Partikelfilter 12 zu detektieren.
-
Die
Abgaspartikelmengen-Detektionsmittel 30a detektieren die
Menge vorzugsweise basierend auf dem Unterschied im Abgasdruck über das
Partikelfilter 12.
-
Diese
Detektion kann durchgeführt
werden, weil der Druckunterschied von der eingefangenen Menge der
Abgaspartikel in einer derartigen Weise abhängt, daß der Abgasdruck auf der stromaufwärtigen Seite
des Partikelfilters zunimmt, wenn die eingefangene Menge zunimmt.
-
Nacheinspritzungs-Regel-
bzw. -Steuermittel 30b (als bevorzugte Regenerationsmittel)
sind zum Durchführen
der Nacheinspritzung insbesondere für den Zweck eines Ausbrennens
der Abgaspartikel in dem Partikel- bzw. Teilchenfilter 12 bereitgestellt.
Die Nacheinspritzung wird zusätzlich
während
des Expansionshubs durchgeführt,
nachdem eine Haupteinspritzung nahe dem oberen Totpunkt (TDC) des Kompressionshubs
durchgeführt
ist, wenn die Menge der Abgasparti kel, die durch die Abgaspartikelmengen-Detektionsmittel 30a detektiert
ist, eine erste spezifizierte bzw. bestimmte (vorbestimmte oder
vorbestimmbare) Menge erreicht, die vorzugsweise im wesentlichen
der Einfangkapazität
des Partikelfilters 12 äquivalent
ist oder dieser entspricht.
-
Mit
anderen Worten zielt die Nacheinspritzung darauf ab, ihren zusätzlichen
Kraftstoff im Abgasdurchtritt 3 nachzuverbrennen und mit
Sauerstoff im Oxidationskatalysator 11 zu reagieren, um
die Abgastemperatur anzuheben, wodurch die im Teilchenfilter 12 eingefangenen
Abgaspartikel ausgebrannt werden.
-
Wie
in 3 gezeigt, wird die Nacheinspritzung in dem beschränkten Bereich
durchgeführt,
der zwischen den Linien L1 und L2 definiert ist, während sie
an der Außenseite
der Linie L1 (an der Seite einer größeren Kraftstoffeinspritzmenge
und/oder größeren Motordrehzahl
der Linie L1) und an der Innenseite der Linie L2 (an der Seite einer
kleineren Kraftstoffeinspritzmenge und/oder kleineren Motordrehzahl der
Linie L2) verhindert wird. Der Grund für diese Verhinderung ist wie
folgt:
An der Außenseite
der Linie L1 stellt (stellen) eine hohe Motordrehzahl und/oder hohe
Motorlast so hohe Abgastemperatur bereit, daß sich das Filter 12 spontan
regeneriert. Außerdem
kann in dem Bereich die Nacheinspritzung eine übermäßig hohe Abgastemperatur verursachen,
welche eine thermische Haltbarkeit der Komponenten im Abgassystem
verschlechtert. An der Innenseite der Linie L2 stellt (stellen)
die niedrige Motordrehzahl und/oder niedrige Motorlast die zu niedrige
Abgastemperatur bereit, um eine ausreichend hohe Temperatur für ein Ausbrennen
der Abgaspartikel selbst mit der Nacheinspritzung zu erzielen. Vielmehr
unterdrückt in
dem Bereich die Verhinderung der Nacheinspritzung in vorteilhafter
Weise die Verschlechterung in der Kraftstoffnutzleistung bzw. -effizienz.
-
Eine
(Automatik-) Getriebe-Regel- bzw. -Steuereinheit 40 empfängt durch
einen Gaspedalpositionssensor 28 und einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 28 detektierte
Signale zur Regelung bzw. Steuerung der Schaltmagnetventile 27 des
Automatikgetriebes 24.
-
Die
Automatikgetriebe-Steuer- bzw. -Regeleinheit 40 ist versehen
mit: Beschleunigungszustands-Detektionsmittel 40a; Übersetzungsverhältnis-Einstellmittel 40b;
und/oder Schaltlinien-Korrekturmittel 40c. Die einen beschleunigenden
Zustand detektierenden Mittel 40a sind zum Detektieren
eines beschleunigenden Zustands des Fahrzeugs basierend auf einer Änderung
in der Gaspedalposition bereitgestellt. Die Übersetzungsverhältnis-Einstellmittel 40b sind
zum Einstellen eines Übersetzungsverhältnisses
in Übereinstimmung
mit einer Schaltlinie bereitgestellt, die auf Basis einer Gaspedalposition
und einer Fahrzeuggeschwindigkeit definiert ist. Die Schaltlinien-Korrekturmittel 40c korrigieren
die Schaltlinie (oder Schaltmerkmale bzw. -charakteristika), die
durch die Übersetzungsverhältnis-Einstellmittel 40b eingestellt
ist, in Richtung zur Seite einer höheren Fahrzeuggeschwindigkeit,
wenn die Beschleunigungszustands-Detektionsmittel 40a den
beschleunigenden Zustand detektieren, während die Abgaspartikel ausgebrannt
werden, nachdem die Abgaspartikelmengen-Detektionsmittel 30a detektieren, daß die Abgaspartikelmenge
die erste vorbestimmte oder vorbestimmbare Menge oder mehr erreicht.
-
Regelungen
bzw. Steuerungen der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 20 und
der Schaltmagnetventile 27 werden nun unter Bezugnahme
auf das Flußdiagramm
beschrieben, das in 4 gezeigt ist. Wie aus der obigen
Beschreibung ersichtlich, sind bzw. werden die Motorregel- bzw.
-steuereinheit 30 und die (Automatik-) Getriebe-Regel-
bzw. -Steuereinheit 40 vorzugsweise mit einem Computerprogramm
zum Ausführen
des folgenden Regel- bzw. Steuerflusses geladen. Das Programm ist
vorzugsweise in einem Speicher (nicht gezeigt) geladen, der mit
der Motorregel- bzw. -steuereinheit 30 und der Automatikgetriebe-Regel-
bzw. -Steuereinheit 40 gekoppelt ist.
-
Wie
in 4 gezeigt, werden bei Schritt S1 die von den Abgasdrucksensoren 13, 14,
dem Gaspedalpositionssensor 28, dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 29 und
anderen Sensoren detektierten Signale gelesen oder eingegeben.
-
Dann
wird bei Schritt S2 die Menge des Kraftstoffs, der während der
Haupteinspritzung nahe dem oberen Totpunkt (TDC) des Kompressionshubs einzuspritzen
ist, unter Bezugnahme auf eine Karte oder Tabelle oder Beziehung
basierend auf der Motordrehzahl und/oder der Gaspedalposition bestimmt.
Auch bei Schritt S2 wird das Timing bzw. der Zeitpunkt der Haupteinspritzung
unter Bezugnahme auf eine Karte oder Tabelle oder Beziehung basierend
auf der Motordrehzahl und/oder der Kraftstoffeinspritzmenge bestimmt
(vorzugsweise basierend auf der Motordrehzahl und der Gaspedalposition
bestimmt).
-
Bei
Schritt S3 wird die eingefangene Menge der Abgaspartikel im Partikelfilter 12 detektiert
oder vorzugsweise ba sierend auf dem Druckunterschied zwischen den
Detektionen der Abgasdrucksensoren 13, 14 berechnet.
-
Bei
Schritt S4 wird eine Beurteilung durchgeführt, ob die bei Schritt S3
detektierte Abgaspartikelmenge gleich oder größer ist als die erste bestimmte (vorbestimmte
oder vorbestimmbare) Menge oder nicht, die vorzugsweise äquivalent
der Einfangkapazität
des Partikelfilters 12 ist.
-
Wenn
JA bei Schritt S4, was anzeigt, daß die eingefangene Menge der
Abgaspartikel im Partikelfilter 12 die vorbestimmte oder
vorbestimmbare erste Menge (vorzugsweise im wesentlichen seine Einfangkapazität bzw. sein
Fassungsvermögen)
erreicht hat, und somit das Partikelfilter durch ein Ausbrennen der
Partikel regeneriert werden sollte, schreitet die Routine zu Schritt
S5 fort, wo die Menge und das Timing der Nacheinspritzung eingestellt
werden. Dann wird bei Schritt S6 ein obligatorisches Regenerationsflag
F auf 1 gestellt.
-
Wenn
NEIN bei Schritt S4, schreitet die Routine zu Schritt S7 fort, wo
eine Beurteilung gemacht wird, ob die Partikelmenge unter einer
zweiten bestimmten (vorbestimmten oder vorbestimmbaren) Menge (weniger
als ungefähr
10 % einer maximalen Partikelkapazität des Partikelfilters 12,
am meisten bevorzugt ungefähr
Null) kleiner als die erste vorbestimmte oder vorbestimmbare Menge
ist oder nicht.
-
Wenn
NEIN bei Schritt S7, was anzeigt, daß die Abgaspartikelmenge noch
groß verbleibt,
dann schreitet die Routine zu Schritt S5 fort, wo die Menge und
das Timing der Nacheinspritzung wie oben eingestellt werden.
-
Wenn
JA bei Schritt S7, was anzeigt, daß das Partikelfilter 12 ausreichend
regeneriert worden ist, schreitet die Routine zu Schritt S8 fort,
wobei die Einstellung der Parameter für die Nacheinspritzung übersprungen
wird. Bei Schritt S8 wird das obligatorische Regenerationsflag F
bzw. Flag einer zwingenden Regeneration auf 0 gestellt.
-
Dann
wird bei Schritt S9 eine Beurteilung gemacht, ob der Motor 1 in
einem beschleunigenden Zustand ist oder nicht.
-
Wenn
JA bei Schritt S9, wird eine Beurteilung gemacht, ob das obligatorische
Regenerationsflag F auf 1 gestellt worden ist oder nicht.
-
Wenn
JA bei Schritt S10, was anzeigt, daß sich der Motor 1 zum
beschleunigenden Zustand verlagert hat, während die Abgaspartikel ausgebrannt werden,
schreitet die Routine zu Schritt S11 fort, wo der regenerative Beschleunigungsschaltplan,
der in 5(b) gezeigt ist, für das Automatikgetriebe 24 eingestellt
wird.
-
Wenn
NEIN bei Schritt S10, schreitet die Routine zu Schritt S12 fort,
wo der normale Beschleunigungsschaltplan bzw. Schaltplan einer normalen
Beschleunigung, gezeigt in 5(a), für das Automatikgetriebe 24 eingestellt
wird.
-
Wenn
NEIN bei Schritt S9, schreitet die Routine zu Schritt S13 fort.
-
6 vergleicht
die obigen Schaltpläne
oder Merkmale bzw. Eigenschaften. In 6 zeigt
die volle bzw. durchgehende Linie den normalen Beschleunigungsschaltplan
an; die strichlierten bzw. unterbrochenen Linien zeigen den rege nerativen
Beschleunigungsschaltplan bzw. Schaltplan einer regenerativen Beschleunigung
an. Wie gezeigt, definiert der regenerative Beschleunigungsplan
Schaltlinien an der Seite einer höheren Fahrzeuggeschwindigkeit
als jene in dem normalen Beschleunigungsschaltplan.
-
Dann
wird bei Schritt S13 die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 18 betätigt, um
die Haupteinspritzung in der Menge und dem Timing durchzuführen, die
bei Schritt S2 bestimmt wurden, und um die Nacheinspritzung in der
Menge und dem Timing durchzuführen,
die bei Schritt S5 bestimmt wurden.
-
Bei
Schritt S14 werden die Schaltmagnetventile 27 betätigt, um
das Übersetzungsverhältnis gemäß dem Schaltplan
zu erzielen, der bei Schritt S11 oder S12 eingestellt ist.
-
Gemäß der ersten
Ausführungsform
wird die Schaltlinie, über
welche das Automatikgetriebe sein Übersetzungsverhältnis ändert, in
Richtung zur Seite einer höheren
Fahrzeuggeschwindigkeit korrigiert, wenn sich der Motor 1 zum
Beschleunigungszustand verlagert, während die Abgaspartikel ausgebrannt werden.
Dann neigt das Übersetzungsverhältnis dazu,
an der niedrigeren Seite mit einer höheren Motordrehzahl beibehalten
zu werden.
-
Demgemäß wird die
Menge der Einlaßluft
erhöht,
um die Verbrennungstemperatur anzuheben, was wiederum die Abgastemperatur
veranlaßt
anzusteigen, wodurch die Abgaspartikel zuverlässig ausgebrannt werden.
-
(Zweite Ausführungsform)
-
Als
nächstes
wird eine zweite bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
-
Die
zweite bevorzugte Ausführungsform hebt
die Abgastemperatur an, indem die Menge an Nacheinspritzung vergrößert wird,
um eine Oxidationsreaktion von Kraftstoff im Oxidationskatalysator 11 zu
fördern,
wenn sich der Motor 1 zum beschleunigenden Zustand verlagert,
während
die Abgaspartikel ausgebrannt werden, im Gegensatz zur ersten Ausführungsform,
die die Abgastemperatur durch ein Korrigieren der Schaltlinie, über welche
das Automatikgetriebe 24 sein Übersetzungsverhältnis ändert, in Richtung
zur Seite höherer
Fahrzeuggeschwindigkeit anhebt, um die Motordrehzahl mit höherer Abgastemperatur
zu vergrößern.
-
7 zeigt
ein Regel- bzw. Steuerblockdiagramm der zweiten bevorzugten Ausführungsform,
in welcher nur die Komponenten, die mit der Regelung bzw. Steuerung
der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 20 verbunden sind, illustriert
sind. Die zweite bevorzugte Ausführungsform
unterscheidet sich von der ersten bevorzugten Ausführungsform
in einem beschleunigenden Zustand detektierenden Mitteln 30c und/oder Nacheinspritzungsmengen-Korrekturmitteln 30d,
die zusätzlich
bereitgestellt sind. Die einen beschleunigenden Zustand detektierenden
Mittel 30c sind zum Detektieren eines beschleunigenden
Zustands bereitgestellt. Die Nacheinspritzungsmengen-Korrekturmittel 30d sind
zum korrigierenden Erhöhen
der Menge der Nacheinspritzung bereitgestellt, die durch die Nacheinspritzungs-Regel-
bzw. -Steuermittel 30b durchzuführen ist, wenn die einen beschleunigenden Zustand
detektierenden Mittel 30c den beschleunigenden Zustand
detektieren, während
die Abgaspartikel ausgebrannt werden.
-
8 zeigt
das Profil der Hauptspritzung und der Nacheinspritzung. 8(a) zeigt die Profile, die während der normalen
Regenerationstätigkeit
gesehen werden; 8(b) zeigt die Profile,
die im beschleunigenden Zustand während der Regenerationstätigkeit
gesehen werden.
-
Wie
aus 8 ersichtlich, wird die Haupteinspritzung ähnlich in
beiden Zuständen
durchgeführt. Betreffend
die Nacheinspritzung ist in dem beschleunigenden Zustand während der
Regenerationstätigkeit
ihre Menge gegenüber
jener in der normalen regenerierenden Tätigkeit erhöht.
-
Gemäß der zweiten
bevorzugten Ausführungsform
wird die Menge der Nacheinspritzung erhöht, wenn sich der Motor 1 zum
beschleunigenden Zustand verlagert, während die Abgaspartikel ausgebrannt
werden. Dies erhöht
die Menge an Kraftstoff, der in den Oxidationskatalysator 11 zuzuführen ist, um
die Oxidationsreaktion des Kraftstoffs im Oxidationskatalysator 11 zu
fördern
bzw. zu unterstützen, was
wiederum die Abgastemperatur anhebt, wodurch die Abgaspartikel zuverlässig ausgebrannt werden.
-
Während die
Schaltlinie, über
welche das Automatikgetriebe 24 sein Übersetzungsverhältnis ändert, in
Richtung zur Seite höherer
Fahrzeuggeschwindigkeit korrigiert wird, wenn sich der Motor 1 zu
dem beschleunigenden Zustand verlagert, während die Abgaspartikel in
der ersten Ausführungsform
ausgebrannt werden, kann das Übersetzungsverhältnis obligatorisch
in Richtung zur niedriger Seite geändert werden, um die Motordrehzahl
zu erhöhen
und somit die Abgastemperatur anzuheben.
-
Wenn
eine Rutschregelung bzw. -steuerung bereitgestellt ist, um ein Rutschen über eine
Drehmomentwandlerwelle einzustellen, kann die Abgastemperatur angehoben
werden, indem das Rutschen verringert wird, um die Motordrehzahl
zu erhöhen, wenn
sich der Motor zu dem beschleunigenden Zustand verlagert, während die
Abgaspartikel ausgebrannt werden.
-
Eine
andere Alternative kann die korrigierende Zunahme in der Nacheinspritzung
mit einer der Schaltlinienkorrektur zur Seite höherer Fahrzeuggeschwindigkeit,
einer Korrektur des obligatorischen Übersetzungsverhältnisses
zur niedrigeren Seite und der Rutschkorrektur kombinieren.
-
Alternativ
können
die Abgaspartikel ausgebrannt werden, indem das Timing des Haupteinspritzungstimings
verzögert
wird, statt eines Durchführens
der Nacheinspritzung wie in den oben beschriebenen Ausführungsformen.
-
Weiterhin
kann, obwohl die Ausführungsformen
den beschleunigenden Zustand basierend auf der Änderung in der Gaspedalposition
detektieren, der Zustand basierend auf der Änderung in der Motordrehzahl
und/oder der Änderung
in der Einlaßluftstrommenge
detektiert werden.
-
Außerdem können, obwohl
diese Ausführungsform
das Computerprogramm zum Durchführen
der Regelungen bzw. Steuerungen der vorliegenden Erfindung durchläuft, welches
in den Speichern der Regel- bzw. Steuereinheit 30 und der
Automatikgetriebe-Regel- bzw. -Steuereinheit 40 gespeichert worden
ist, die Programme in einem Speichermedium (beispielsweise CD-ROM)
getrennt von den Regel- bzw. Steuereinheiten 30, 40 gespeichert
sein, oder können
in einer speziellen Schaltung, Logikkomponente und/oder programmierbaren
Vorrichtung (beispielsweise einem EPROM) implementiert sein bzw.
werden.
-
Zusätzlich können die
Computerprogramme durch drahtlose Kommunikationsmittel, wie beispielsweise
das Internet, erhalten werden und beispielsweise in einem wiederbeschreibbaren
ROM gespeichert werden.
-
Abgaspartikel-Einfangmittel 12 sind
in einem Abgasdurchtritt 3 des Motors 1 zum Einfangen
von Abgaspartikel im Abgas angeordnet. Regenerationsmittel 30b sind
zum Ausbrennen der in den Abgaspartikel-Einfangmitteln 12 eingefangenen
Partikel unter einem bestimmten (vorbestimmten oder vorbestimmbaren)
Zustand vorgesehen. Einen beschleunigenden Zustand detektierende
Mittel 40a sind zum Detektieren des beschleunigenden Zustands
des Motors 1 bereitgestellt. Wenn die einen beschleunigenden
Zustand detektierenden Mittel 40a den beschleunigenden
Zustand detektieren, während
sich die Regenerationsmittel 30b in ihrem Ausbrennbetrieb
der Partikel befinden, wird die Temperatur des Abgases, das in die
Abgaspartikel-Einfangmittel 12 strömt, von der Abgastemperatur
angehoben, die erzielt bzw. erhalten wird, während sich die Regenerationsmittel 30b außerhalb
ihres Ausbrennbetriebs bzw. -vorgangs befinden. Die Temperatur des
Abgases, das in die Abgaspartikel-Einfangmittel 12 strömt, wird
angehoben, wenn der Motor 1 beschleunigt, während die
Partikel ausgebrannt werden, um den Temperaturabfall in den Abgaspartikel-Einfangmitteln 12 zu
unterdrücken,
wodurch die Partikel zuverlässig ausgebrannt
werden.
-
Es
sollte erkannt werden, daß die
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung für
einen Dieselmotor beschrieben ist, aber die vorliegende Erfindung
kann sich an Benzinmotoren oder irgendwelche anderen Motoren wenden,
die Kohlenstoffpartikel erzeugen können. Auch ist die Anwendung
der vorliegenden Erfindung nicht auf Kraftfahrzeugmotoren beschränkt, sondern
enthält
Motoren in industrieller Verwendung oder Motoren, die für andere
Zwecke verwendet werden.