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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Regenerationssystem und
ein Verfahren zum Regenerieren eines Partikelfilters, der feine
Abgaspartikel (im Allgemeinen als Feinstaub bezeichnet) von einem
Abgasstrom einer Dieselkraftmaschine sammelt.
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Mit
Bezug auf eine Brennkraftmaschine, die in einem Fahrzeug montiert
ist, gab es eine große Nachfrage
zum Verbessern eines Reinigungsniveaus von von der Kraftmaschine
ausgegebenen Emissionen (Abgas). Insbesondere ist es im Fall einer
Dieselkraftmaschine, die als ihren Brennstoff Leichtöl verwendet,
erforderlich, zusätzlich
zur Beseitigung von CO, HC und NOx von dem Abgas die feinen Abgaspartikel
(den Feinstaub), etwa Ruß,
der in dem Abgas enthalten ist, zu beseitigen. Um einer solchen
Nachfrage gerecht zu werden, ist in einem Auslassdurchlass der Kraftmaschine
ein Partikelfilter angeordnet, um den Feinstaub von dem Abgas zu
sammeln.
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Der
Partikelfilter hat beispielsweise einen porösen Keramikkörper. Wenn
die Abgase in dem Partikelfilter Trennwände des porösen Keramikkörpers passieren,
wird der Feinstaub durch die Trennwände und die Poren des porösen Keramikkörpers gefangen.
Wenn die Feinstaubansammlungsmenge übermäßig wird, dann wird die Leistung
des Partikelfilters zum Fangen des Feinstaubs auf nachteilhafte
Weise gesenkt oder ein Strömungswiderstand
des Abgases in dem Partikelfilter wird auf nachteilhafte Weise erhöht. Wenn
der Strömungswiderstand
des Abgases verringert wird, wird ein Rückdruck der Brennkraftmaschine
erhöht,
sodass eine Abnahme einer Ausgabekraft der Kraftmaschine verursacht
wird. Um einen solchen Nachteil anzugehen, ist ein Regenerationssystem
zum Regenerieren des Partikelfilters durch geeignetes Entfernen
des sich in dem Partikelfilter angesammelten Feinstaubs vorgesehen.
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Beispielsweise
wird, wie in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-1146
erwähnt
ist, eine Kraftstoffnacheinspritzung durchgeführt, um Kraftstoff während jedem
Expansionshub (oder jedem Auslasshub) der Dieselkraftmaschine einzuspritzen
und dadurch den Kraftstoff zu dem Partikelfilter zuzuführen. Durch
Verwendung der Verbrennungswärme
des zugeführten
Kraftstoffs wird die Temperatur des Partikelfilters erhöht, sodass
der angesammelte Feinstaub verbrannt und entfernt wird.
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Im
Wesentlichen wird der Regenerationsbetrieb des Regenerationssystems
in einem Betriebszustand der Dieselkraftmaschine durchgeführt. Genauer
gesagt wird das Regenerationssystem dann betrieben, wenn das Fahrzeug
zum Fahren durch die Dieselkraftmaschine angetrieben ist. Dies stimmt
für das
in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-1146 dargelegte
Regenerationssystem. Jedoch wird in einigen Fällen ein erzwungener Regenerationsbetrieb
zum erzwungenen Regenerieren des Partikelfilters zum Zeitpunkt eines
Wartungsservices bei einem Fahrzeughändler durchgeführt, ohne
dass es erforderlich ist, dass das Fahrzeug fährt.
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Im
Fall des erzwungenen Regenerationsbetriebs bei dem Fahrzeughändler wird
die Dieselkraftmaschine in den Betriebszustand gebracht und die Kraftstoffnacheinspritzung
wird während
jedem Auslasshub durchgeführt.
Der erzwungene Regenerationsbetrieb wird in einer Weise durchgeführt, die
zu jener des Regenerationsbetriebs ähnlich ist, der während dem
Fahren des Fahrzeugs durchgeführt
wird. Somit ist der Betriebszustand der Dieselkraftmaschine in einigen
Fällen
nicht zum Regenerieren des Partikelfilters geeignet, was zu einer
unnötigen
Verschwendung des Kraftstoffs führt.
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Ferner
offenbart die WO 02/086301 A1 ein Regenerationssystem und ein Verfahren
zum Regenerieren eines Partikelfilters mit den Merkmalen, wie sie
in den Oberbegriffen von Ansprüchen
1 und 10 definiert sind. Eine Regeneration des Partikelfilters wird
initiiert, wenn abgeschätzt
wird, dass der angesammelte Feinstaub an dem Partikelfilter einen
vorbestimmten konstanten Wert erreicht hat. Der Regenerationsbetrieb
wird gestoppt, wenn die verstrichene Zeit, die seit der Initiierung
des Regenerationsbetriebs gemessen wurde, eine vorbestimmte Betriebszeitdauer
erreicht hat, die zum Abbrennen des angesammelten Feinstaubs an
dem Partikelfilter erforderlich ist.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Regenerationssystem
und -Verfahren eines Partikelfilters zu schaffen, welches den Kraftstoffverbrauch
zum Zeitpunkt einer erzwungenen Regeneration des Partikelfilters
beispielsweise bei einem Fahrzeughändler minimiert.
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Um
die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, ist ein Regenerationssystem
zum Durchführen
eines erzwungenen Regenerationsbetriebs eines Partikelfilters einer
in einem Fahrzeug installierten Dieselkraftmaschine vorgesehen.
Das Regenerationssystem hat eine Abschätzeinrichtung, eine Einstelleinrichtung,
eine Erfassungseinrichtung, eine Regenerationseinrichtung und eine
Stopp-Einrichtung. Die Abschätzeinrichtung
dient zum Abschätzen einer
Menge von an dem Partikelfilter vor der Initiierung des Regenerationsbetriebs
angesammelten Feinstaub. Die Abschätzeinrichtung stellt zumindest einen
abgeschätzten
Wert der Feinstaubansammlungsmenge bereit. Die Einstelleinrichtung
dient zum Einstellen einer maximalen Betriebszeitspanne des Regenerationsbetriebs
auf Grundlage des zumindest einen abgeschätzten Werts der Feinstaubansammlungsmenge.
Die Erfassungseinrichtung dient zum Erfassen zumindest einer physikalischen
Größe bzw. Quantität, die sich
auf die Menge des angesammelten Feinstaubs bezieht. Die Regenerationseinrichtung
dient zum Regenerieren des Partikelfilters in dem Regenerationsbetrieb
durch Durchführen
einer Kraftstoffnacheinspritzung in der Dieselkraftmaschine während jedem
Auslasstakt der Dieselkraftmaschine, um zu dem Partikelfilter Kraftstoff
zuzuführen und
dadurch den Feinstaub von dem Partikelfilter durch Verwendung der
Verbrennungswärme
des zugeführten
Kraftstoffs nach der Verbrennung des zugeführten Kraftstoffs zu beseitigen.
Die Stopp-Einrichtung dient zum Stoppen des Regenerationsbetriebs
der Regenerationseinrichtung, wenn eine der folgenden Bedingungen
erfüllt
ist: Eine verbliebene Menge von angesammelten Feinstaub des Partikelfilters,
die durch die Stopp-Einrichtung überwacht
wird und die auf Grundlage der zumindest einen durch die Erfassungseinrichtung
erfassten physikalischen Größe bestimmt
wird, ist gleich oder kleiner als ein Referenzwert, der zum Bestimmen
der Vollendung der Regeneration des Partikelfilters verwendet wird;
und die verstrichene Zeit, die seit der Initiierung des gegenwärtigen Regenerationsbetriebs
der Regenerationseinrichtung gemessen wurde, erreicht ein Ende der
maximalen Betriebszeitdauer. Die Stopp-Einrichtung stoppt den Regenerationsbetrieb
der Regenerationseinrichtung zwangsweise, wenn die verstrichene Zeit
das Ende der maximalen Betriebszeitdauer erreicht, ungeachtet der überwachten
verbleibenden Menge von angesammeltem Feinstaub des Partikelfilters.
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In
einem Fall, in dem die Feinstaubmenge auf Grundlage der durch die
Erfassungseinrichtung erfassten physikalischen Größe erhalten
wird, kann dann, wenn ein Messfehler der Erfassungseinrichtung übermäßig groß ist, eine
exakte Feinstaubansammlungsmenge nicht erhalten werden. Somit kann in
einer solchen Situation selbst nach Vollendung der Regeneration
des Partikelfilters der Betriebszustand der Dieselkraftmaschine
so beibehalten werden, dass er eine Verschwendung von Kraftstoff
verursacht.
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Somit
wird gemäß der vorliegenden
Erfindung die Feinstaubmenge vor der Initiierung des Regenerationsbetriebs
abgeschätzt.
Dann wird die maximale Betriebszeitdauer auf Grundlage zumindest eines
abgeschätzten
Werts der Feinstaubansammlungsmenge eingestellt. Wenn die verstrichene
Zeit, die seit der Initiierung des gegenwärtigen Regenerationsbetriebs
der Regenerationseinrichtung gemessen wurde, das Ende der maximalen
Betriebszeitdauer erreicht, dann wird der Regenerationsbetrieb zwangsweise
gestoppt. Somit ist es selbst dann möglich, die Verschwendung des
Kraftstoffs zu beschränken,
wenn der Messfehler der Erfassungseinrichtung relativ groß ist.
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Das
Regenerationssystem der vorliegenden Erfindung kann ferner eine
Betriebsausfall-Diagnoseeinrichtung und eine Speichereinrichtung
aufweisen. Die Betriebsausfall- Diagnoseeinrichtung
ist zum Diagnostizieren eines Betriebsausfalls von zumindest einem
aus der Abschätzeinrichtung,
der Einstelleinrichtung, der Erfassungseinrichtung, der Regenerationseinrichtung
und der Stopp-Einrichtung. Die Speichereinrichtung dient zum Speichern
einer Betriebsausfallsinformation, wenn der Betriebsausfall einer jeden
der zumindest einen der Abschätzeinrichtung, der
Einstelleinrichtung, der Erfassungseinrichtung, der Regenerationseinrichtung
und der Stopp-Einrichtung durch die Betriebsausfall-Diagnoseeinrichtung erfasst
wurde. Die Betriebsausfallinformation ist für den erfassten Betriebsausfall
indikativ. Die Stopp-Einrichtung kann den Regenerationsbetrieb der
Regenerationseinrichtung stoppen, wenn die Betriebsausfallinformation
in der Speichereinrichtung vorhanden ist. Wenn eine Komponente des
Regenerationssystems versagt bzw. einen Betriebsausfall hat, dann
kann der Regenerationsbetrieb nicht regelrecht durchgeführt werden.
Somit wird in einer solchen Situation der Regenerationsbetrieb gestoppt, um
die Verschwendung des Kraftstoffs zu begrenzen.
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In
dem vorstehend erwähnten
Regenerationssystem kann der zumindest eine abgeschätzte Wert
der Feinstaubansammlungsmenge, der durch die Abschätzeinrichtung
abgeschätzt
wird, eine Vielzahl von abgeschätzten
Werten der Feinstaubansammlungsmenge beinhalten. Die Schätzeinrichtung kann
die Vielzahl von geschätzten
Werten der Feinstaubansammlungsmenge jeweils durch eine Vielzahl
von Verfahren abschätzen.
Die Einstelleinrichtung kann die maximale Betriebszeitdauer des
Regenerationsbetriebs auf Grundlage der Vielzahl von abgeschätzten Werten
der Feinstaubansammlungsmenge einstellen. Auf diese Weise kann die
maximale Betriebszeitdauer eingestellt werden, sodass sie mit der präziseren
Feinstaubansammlungsmenge korrespondiert. In dem Fall, in dem die
maximale Betriebszeitdauer auf Grundlage der Vielzahl abgeschätzter Werte
der Feinstaubansammlungsmenge bestimmt wird, kann die maximale Betriebszeitdauer auf
Grundlage eines Durchschnitts (gewichteten Durchschnitts) der abgeschätzten Werte
der Feinstaubansammlungsmenge bestimmt werden. Alternativ kann die
maximale Betriebszeitdauer auf Grundlage einer Summe eines voreingestellten Werts
und des Durchschnitts (gewichteten Durchschnitts) der abgeschätzten Werte
bestimmt werden. Weiter alternativ kann die maximale Betriebszeitdauer
auf Grundlage eines Maximalwerts einer Gruppe von abgeschätzten Werten,
die innerhalb eines vorbestimmten Bereichs fallen, bestimmt werden.
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Um
jedoch den Feinstaub im Wesentlichen von dem Partikelfilter zu entfernen,
kann die Einstelleinrichtung die maximale Betriebszeitdauer des
Regenerationsbetriebs auf Grundlage eines maximalen Werts der Vielzahl
der abgeschätzten
Werten der Feinstaub-Ansammlungsmenge einstellen.
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Die
Vielzahl abgeschätzter
Werte der Feinstaubansammlungsmenge, die durch die Schätzeinrichtung
geschätzt
werden, kann zumindest zwei der Folgenden aufweisen: Einen abgeschätzten Wert
der Feinstaubansammlungsmenge, der durch die Abschätzeinrichtung
auf Grundlage einer Druckdifferenz zwischen einem Einlass des Partikelfilters
und einem Auslass des Partikelfilters abgeschätzt wird; einen abgeschätzten Wert
der Feinstaubansammlungsmenge, der durch die Schätzeinrichtung auf Grundlage
eines Gewichts des Partikelfilters abgeschätzt wird; einen abgeschätzten Wert
der Feinstaubansammlungsmenge, der durch die Schätzeinrichtung auf Grundlage
einer verstrichenen Betriebszeit der Dieselkraftmaschine, die seit
einem Ende eines vorhergegangenen erzwungen Regenerationsbetriebs
des Partikelfilters gemessen wurde, abgeschätzt wird; einen abgeschätzten Wert
der Feinstaubansammlungsmenge, der durch die Schätzeinrichtung auf Grundlage
einer Fahrstrecke des Fahrzeuges, die seit dem Ende vorhergegangenen
Regenerationsbetriebs des Partikelfilters gemessen wurde, abgeschätzt wird;
und ein abgeschätzter
Wert der Feinstaubansammlungsmenge, der durch die Schätzeinrichtung
auf Grundlage einer Gesamtmenge von eingespritztem Kraftstoff abgeschätzt wird,
der seit dem Ende des vorhergehenden Regenerationsbetriebs des Partikelfilters
gemessen wurde.
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Das
Regenerationssystem kann eine Drehzahlsteuereinrichtung zum Steuern
einer Drehzahl der Dieselkraftmaschine aufweisen. Die Drehzahlsteuereinrichtung
hält die
Drehzahl der Dieselkraftmaschine über eine vorbestimmte Zeitspanne,
die zu der Initiierungszeit des gegenwärtigen Regenerationsbetriebs
startet höher
als eine normale Leerlaufdrehzahl der Dieselkraftmaschine. Auf diese
Weise wird eine Temperaturerhöhungsrate
des Partikelfilters erhöht.
Somit kann die Beseitigung des Feinstaubs (Regeneration des Partikelfilters)
durch die Verbrennung des zugeführten
Kraftstoffs, der durch die Kraftstoffnacheinspritzung zugeführt wird,
beschleunigt werden. Dies kann zu einer Abnahme des Kraftstoffverbrauchs
führen.
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Die
vorbestimmte Zeitspanne kann dann enden, wenn die Verbrennung des
zugeführten
Kraftstoffs, der zu dem Partikelfilter zugeführt wird, bestätigt ist.
Wenn die Verbrennung des zugeführten
Kraftstoffs bestätigt
ist, wird angenommen, dass der Partikelfilter auf die vorbestimmte Temperatur
erhöht wurde,
die für
den Regenerationsbetrieb erforderlich ist.
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Die
Drehzahlsteuereinrichtung kann die Drehzahl der Dieselkraftmaschine
nach dem Verstreichen der vorbestimmten Zeitspanne auf eine minimale
Leerlaufdrehzahl reduzieren, die zum Beibehalten des Leerlaufs der
Dieselkraftmaschine erforderlich ist. Während dem Regenerationsbetrieb
muss die Dieselkraftmaschine am Laufen gehalten werden, um die Kraftstoffnacheinspritzung
durchzuführen. Somit
wird nach dem Erwärmen
des Partikelfilters auf die vorbestimmte Temperatur die Drehzahl
bei der minimalen Drehzahl beibehalten, um den Kraftstoffverbrauch
zu minimieren.
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Die
Drehzahlsteuereinrichtung kann die Drehzahl der Dieselkraftmaschine
auf eine solche Art steuern, dass in der Dieselkraftmaschine pro
Verbrennungshub der Dieselkraftmaschine über den Regenerationsbetrieb
der Regenerationseinrichtung eine Einzelkraftstoffeinspritzung durchgeführt wird.
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In
der Dieselkraftmaschine wird häufig
ein mehrstufiger Kraftstoffeinspritzbetrieb (beispielsweise einschließlich einer
Kraftstoffpiloteinspritzung, Kraftstoffvoreinspritzung, Kraftstoffhaupteinspritzung und
Kraftstoffnacheinspritzung) durchgeführt, um die Verbrennungstemperatur
des Kraftstoffs zum Erreichen der geeigneten Verbrennung des Kraftstoffs
zu erhöhen.
Jedoch sollte der mehrstufige Kraftstoffeinspritzbetrieb zum Reduzieren
des Kraftstoffverbrauchs verboten werden und die einzelne Kraftstoffeinspritzung
(bspw. die Kraftstoffhaupteinspritzung) kann während dem Verbrennungstakt
durchgeführt werden.
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Ferner
ist zum Lösen
der Aufgabe der vorliegenden Erfindung zudem ein Regenerationsverfahren
zum Regenerieren eines Partikelfilters einer in einem Fahrzeug installierten
Dieselkraftmaschine vorgesehen. Dieses Verfahren kann beispielsweise
bei einem Fahrzeughändler
durchgeführt
werden, ohne dass es erforderlich ist, dass das Fahrzeug fährt. Gemäß dem Verfahren
wird vor der Initiierung eines erzwungenen Regenerationsbetriebs
des Partikelfilters zumindest ein abgeschätzter Wert einer Feinstaubansammlungsmenge
an dem Partikelfilter erhalten. Eine maximale Betriebszeitdauer
des Regenerationsbetriebs wird auf Grundlage des zumindest einen
abgeschätzten
Werts der Feinstaubansammlungsmenge eingestellt. Der Partikelfilter
wird in dem Regenerationsbetrieb regeneriert, indem in der Dieselkraftmaschine
während
jedem Auslasstakt der Dieselkraftmaschine eine Kraftstoffnacheinspritzung durchgeführt wird,
um Kraftstoff zu dem Partikelfilter zuzuführen und dadurch den Feinstaub
von dem Partikelfilter durch Verwendung der Verbrennungswärme des
zugeführten
Kraftstoffs nach Verbrennung des zugeführten Kraftstoffs zu beseitigen.
Dann werden eine verbleibende Feinstaubansammlungsmenge des Partikelfilters
und die verstrichene Zeit, die seit der Initiierung des gegenwärtigen Regenerationsbetriebs
gemessen wurde, überwacht
und der Regenerationsbetrieb wird gestoppt, wenn eine der folgenden
Bedingungen erfüllt
ist: die verbliebene Feinstaubansammlungsmenge des Partikelfilters
ist gleich oder kleiner als ein Referenzwert, der zum Bestimmen
der Vollendung der Regeneration des Partikelfilters verwendet wird;
und die verstrichene Zeit erreicht ein Ende der maximalen Betriebszeitdauer. Der
Regenerationsbetrieb wird zwangsgestoppt, wenn die verstrichene
Zeit das Ende der maximalen Betriebszeitdauer ungeachtet der überwachten verbleibenden
Feinstaubansammlungsmenge des Partikelfilters erreicht.
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Die
Erfindung wird zusammen mit zusätzlichen
Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen davon am besten aus der nachfolgenden
Beschreibung, den beiliegenden Ansprüchen und den zugehörigen Zeichnungen
verstanden, in denen:
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1 ein
Schaubild ist, das eine Struktur einer Dieselkraftmaschine zeigt,
an der ein Regenerationssystem zum Regenerieren eines Partikelfilters gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung angewendet wird;
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2 ein
Ablaufdiagramm ist, das eine Hauptroutine eines erzwungenen Regenerationsbetriebs
des Partikelfilters durch das Regenerationssystem anzeigt;
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3 ein
Ablaufdiagramm ist, das einen Betrieb zum Berechnen einer Feinstaubansammlungsmenge
des Partikelfilters und zum Berechnen einer Regenerationsbetriebszeitdauer
zeigt, die der berechneten Feinstaubansammlungsmenge entspricht;
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4 ein
Ablaufdiagramm ist, das einen Kraftmaschinensteuerbetrieb während der
erzwungenen Regeneration des Partikelfilters zeigt; und
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5 ein
Sensor-Eigenschaftsschaubild ist, das Eigenschaften eines Differenzialdrucksensors des
Regenerationssystems zeigt.
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Unter
Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen wird nun ein Regenerationssystem
und Verfahren zum Regenerieren eines Partikelfilters gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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1 zeigt
eine Struktur einer Dieselkraftmaschine, an der das Regenerationssystem
der vorliegenden Erfindung installiert ist. In der Dieselkraftmaschine
sind ein Lufteinlassdurchlass 2 und ein Auslassdurchlass 3 an
einem Kraftmaschinenhauptkörper 1 angeschlossen.
Der Lufteinlassdurchlass 2 leitet Einlassluft und der Auslassdurchlass 3 leitet
Abgas (Emissionen), die von Zylindern des Kraftmaschinenhauptkörpers 1 ausgegeben
werden. Außerdem
befindet sich in dem Auslassdurchlass 3 ein Dieselpartikelfilter
(DPF) 4. Der Partikelfilter 4 hat einen porösen Keramikkörper, der
beispielsweise aus Kordierit oder Siliziumcarbid gefertigt ist.
Das Abgas betritt den Partikelfilter 4 durch einen Einlass 4a und passiert
durch Trennwände
des porösen
Keramikkörpers.
Danach tritt das Abgas aus dem Partikelfilter 4 durch einen
Auslass 4b und strömt
zu einer stromabwärtigen
Seite. Zu diesem Zeitpunkt werden in dem Abgas enthaltene feine
Abgaspartikel (im Wesentlichen als Feinstaub bezeichnet) durch den
Partikelfilter 4 gefangen und werden zunehmend in dem Partikelfilter 4 angesammelt.
Ein Oxidationskatalysator, der ein Edelmetall, etwa Platin oder
Palladium als seine Hauptkomponente aufweist, ist an einer Fläche eines
Filterhauptkörpers
des Partikelfilters 4 getragen, um den Feinstaub unter
einer vorbestimmten Temperaturbedingung zu oxidieren, zu verbrennen und
zu beseitigen.
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Die
Dieselkraftmaschine des vorliegenden Ausführungsbeispiels hat eine Kraftstoffzuführvorrichtung,
d. h. eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 5, die Injektoren
zum Zuführen
von Kraftstoff zu den Zylindern des Kraftmaschinenhauptkörpers 1 aufweist. Ferner
ist eine ECU 6 vorgesehen. Die ECU 6 steuert beispielsweise
die Kraftstoffzuführmenge
und die Kraftstoff-Einspritzzeitgebung
der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 5. Zusätzlich zu
dem Steuerbetrieb zum Steuern des Betriebszustands der Dieselkraftmaschine
führt die
ECU 6 einen Steuerbetrieb zum Steuern des Regenerationsbetriebs
des Partikelfilters 4 durch, der nachstehend beschrieben
wird. Somit spielt die ECU 6 eine zentrale Rolle in dem
Regenerationssystem zum Regenerieren des Partikelfilters gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel.
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Verschiedene
Signale, die den tatsächlichen Betriebszustand
der Dieselkraftmaschine anzeigen, werden in der ECU 6 zugeführt. Die
Dieselkraftmaschine wird auf Grundlage dieser Signale gesteuert, um
einen gewünschten
Betriebszustand der Dieselkraftmaschine zu erreichen.
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Zunächst empfängt die
ECU 6 ein Messsignal von einem Differenzialdrucksensor 8 als
einen Wert, der sich auf die Feinstaubansammlungsmenge bezieht.
Der Differenzialdrucksensor 8 erfasst eine Druckdifferenz
zwischen einer stromaufwärtigen
Seite des Partikelfilters 4 und einer stromabwärtigen Seite
des Partikelfilters 4. Erste und zweite abzweigende Durchlässe 31a, 31b sind
an dem Auslassdurchlass 6 angeschlossen. Der erste abzweigende
Durchlass 31a zweigt von dem Auslassdurchlass 3 an
der stromaufwärtigen
Seite des Partikelfilters 4 ab und der zweite abzweigende
Durchlass 31b zweigt von dem Auslassdurchlass 3 an
der stromabwärtigen Seite
des Partikelfilters 4 ab. Der Differenzialdrucksensor 8 erfasst
die Druckdifferenz zwischen dem Einlass (der stromaufwärtigen Seite) 4a des
Partikelfilters 4 und dem Auslass (der stromabwärtigen Seite) 4b des
Partikelfilters 4. Die durch den Differenzialdrucksensor 8 erfasste
Druckdifferenz korreliert mit der Feinstaubansammlungsmenge (im
Weiteren als Menge von angesammeltem PM bezeichnet) des Partikelfilters 4.
Wenn die Menge von angesammeltem PM zunimmt, sodass sie eine Zunahme
im Druckverlust verursacht, nimmt die Druckdifferenz ebenso zu.
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Ferner
ist in der Nähe
des Partikelfilters 4 ein Gewichtssensor 11 angeordnet.
Der Gewichtssensor 11 erfasst das Gewicht des Partikelfilters 4 als
den Wert, der sich auf die Menge von angesammeltem PM bezieht. Ein
Messsignal des Gewichtssensors 11 wird ebenso zu der ECU 6 zugeführt. Es
ist nicht erforderlich, sowohl den Differenzialdrucksensor 8 als auch
den Gewichtssensor 11 vorzusehen, und lediglich einer von
dem Differenzialdrucksensor 8 und dem Gewichtssensor 11 kann
vorgesehen sein, wenn dies erwünscht
ist.
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In
dem Lufteinlassdurchlass ist ein Luftmassenmesser 7 vorgesehen,
um die Strömungsrate
der Einlassluft zu erfassen (im Weiteren wird sie einige Male als
eine Einlassluft-Strömungsrate
bezeichnet). Ein Messsignal des Luftmassenmessers 7 wird
zu der ECU 6 zugeführt.
Zudem werden ein Messsignal eines Öffnungsgradsensors (auch als
ein Beschleunigerpedal-Stellungssensor bezeichnet) 9 und
ein Messsignal eines Kurbelwinkelsensors 10 zu der ECU 6 zugeführt. Der Öffnungsgradsensor
erfasst einen Öffnungsgrad
eines (nicht gezeigten) Drosselventils, der einer Position eines
Beschleunigerpedals (nicht gezeigt) entspricht, das durch einen
Fahrer betätigt
wird. Der Kurbelwinkelsensor 10 erfasst eine Drehzahl (RPM)
der Kraftmaschine.
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Ferner
ist an der stromabwärtigen
Seite des Partikelfilters 4 in dem Auslassdurchlass 3 ein
Dieseloxidationskatalysator (DOC) 14 vorgesehen. Der DOC 14 entfernt
schädlichen
Abgaskomponenten, die sich von dem Feinstaub unterscheiden.
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Ferner
ist an der stromabwärtigen
Seite des Oxidationskatalysators 14 ein Sauerstoffsensor (O2-Sensor) 13 vorgesehen, um die
Beseitigung der schädlichen
Komponenten durch den Oxidationskatalysator 14 zu überwachen.
Die Menge von verbleibenden schädlichen
Komponenten in dem Abgas kann durch Messen der Sauerstoffmenge in
dem Abgas durch den Sauerstoffsensor 13 bestimmt werden.
Wahlweise können
die schädlichen
Komponenten direkt mittels eines Gassensors (nicht gezeigt) gemessen
werden.
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Ein
Instrument (Händlerinstrument) 20 ist
abnehmbar an der ECU 6 angeschlossen und weist die ECU 6 dazu
an, den erzwungenen Regenerationsbetrieb des Partikelfilters 4 durchzuführen. Ferner
zeigt das Instrument 20 eine Information über verschiedene
Zustände
in dem erzwungenen Regenerationsbetrieb des Partikelfilters 4 an.
Der durch Verwendung des Instruments 20 erzwungene Regenerationsbetrieb
des Partikelfilters wird unter Bezugnahme auf die in 2 bis 4 gezeigten
Ablaufdiagramme ausführlicher
beschrieben.
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2 zeigt
das Ablaufdiagramm, das eine Hauptroutine des erzwungenen Regenerationsbetriebs
des Partikelfilters 4 anzeigt. Wie in 2 gezeigt
ist, wird bei Schritt S10 zunächst
bestimmt, ob ein Ausführkommando,
das ein Ausüben
des erzwungenen Regenerationsbetriebs des Partikelfilters 4 nachfragt,
von dem Instrument 20 zu der ECU 6 ausgegeben
wurde. Wenn bestimmt wurde, dass das Ausführkommando von dem Instrument 20 zu
der ECU 6 ausgegeben wurde, dann schreitet die Steuerung
zu Schritt S20 vor.
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Bei
Schritt S20 wird bestimmt, ob Diagnosedaten (die manchmal als Diag
Data bezeichnet werden), die sich auf den Regenerationsbetrieb des
Partikelfilters 4 beziehen, gespeichert sind, d. h. in
der ECU 6 vorhanden sind. Genauer gesagt, überwacht die
ECU 6 die Ansammlung des Feinstaubs in dem Partikelfilter 4 und überwacht
zudem, ob eine Beseitigung des Feinstaubs von dem Partikelfilter 4 während dem
Betriebszustand der Dieselkraftmaschine regelrichtig durchgeführt werden
kann. Wenn die ECU 6 einen Betriebsfehler irgendeiner Komponente des
Regenerationssystems erfasst, speichert die ECU 6 die Diagnosedaten,
die die Betriebsfehlerinformation beinhalten, die die betriebsfehlerbehaftete Komponente
sowie die Art des Betriebsfehlers anzeigen.
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Beispielsweise
könnte
in einem Fall, in dem der Differenzialdrucksensor 8 betriebsfehlerbehaftet ist
und dadurch die Feinstaubansammlungsmenge nicht präzise erfasst
werden kann, ein Ausübungszeitintervall
zum Ausüben
des Regenerationsbetriebs des Partikelfilters 4 extrem
verkürzt
oder verlängert
werden. In einem solchen Fall bestimmt die ECU 6, dass
eine Möglichkeit
eines Betriebsfehlers des Differenzialdrucksensors 8 relativ
hoch ist und speichert die entsprechenden Diagnosedaten, die die
relativ hohe Wahrscheinlichkeit des Betriebsfehlers des Differenzialdrucksensors 8 anzeigen.
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Wenn
bei Schritt S20 bestimmt wird, dass die Diagnosedaten in der ECU 6 gespeichert
sind, schreitet die Steuerung zu Schritt S110 vor. Bei Schritt S110
zeigt das Instrument 20 die Betriebsfehlerinformation an,
die die betriebsfehlerhafte Komponente angibt und zeigt zudem eine
Nachricht zur Aufforderung zum Reparieren oder Austauschen der betriebsfehlerhaften
Komponente an. Ferner zeigt das Instrument 20 eine Nachricht
zur Aufforderung einer Eingabe eines Befehls zum Ausüben des
erzwungenen Regenerationsbetriebs des Partikelfilters 4 nach dem
Reparieren oder dem Austauschen der betriebsfehlerhaften Komponente
an. Danach endet der Prozess. In einem Fall, in dem die eine der
Komponenten des Regenerationssystems betriebsfehlerhaft ist, kann
der Regenerationsbetrieb nicht regelrichtig durchgeführt werden.
Somit wird in einem solchen betriebsfehlerhaften Zustand der Regenerationsbetrieb
verboten, um eine Verschwendung von Kraftstoff zu beschränken.
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Wenn
im Gegensatz dazu bei Schritt S20 bestimmt wird, dass die Diagnosedaten
nicht in der ECU 6 gespeichert sind, schreitet die Steuerung
zu Schritt S30 vor. Bei Schritt S30 wird die Menge von angesammeltem
PM des Partikelfilters 4 berechnet. Dann wird die entsprechende
Regenerationsbetriebszeitspanne (oder einfacher als eine Betriebszeitspanne
oder Regenerationszeit bezeichnet) berechnet, die der berechneten
Menge von angesammeltem PM entspricht. Dieser Prozess wird ausführlicher
unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
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Zunächst wird
bei Schritt S210 des Ablaufdiagramms in 3 eine Vielzahl
von Verfahren verwendet, um eine Menge von angesammeltem PM zu bestimmen.
Somit werden eine Vielzahl von abgeschätzten Werten für die Menge
von angesammeltem PM erhalten. Diese Verfahren werden nachstehend
beschrieben.
- (1) Die Dieselkraftmaschine wird
gestartet und wird dann in den Betriebszustand gebracht. Dann wird
die Menge von angesammeltem PM auf Grundlage der Druckdifferenz
zwischen dem Einlass 4a und dem Auslass 4b des
Partikelfilters 4 zum Zeitpunkt des Zuführens des vorbestimmten Einlassluftstroms
abgeschätzt.
- (2) Das Gewicht des Partikelfilters 4 wird durch den
Gewichtssensor 11 erfasst und die Menge von angesammeltem
PM wird auf Grundlage des erfassten Gewichts des Partikelfilters 4 abgeschätzt. Wenn
die Menge von angesammeltem PM erhöht ist, ist dementsprechend
das Gewicht des Partikelfilters 4 erhöht. Auf Grundlage einer Änderung
des Gewichts des Partikelfilters 4 kann die Menge von angesammeltem
PM abgeschätzt werden.
- (3) Eine Betriebszeitspanne der Dieselkraftmaschine zwischen
dem Ende des vorhergegangenen Regenerationsbetriebs und dem Anfang
des gegenwärtigen
Regenerationsbetriebs wird jedes Mal dann gemessen, wenn der Regenerationsbetrieb
durchgeführt
wird. Die Menge von angesammeltem PM wird auf Grundlage eines Durchschnitts
der Betriebszeitspanne der Dieselkraftmaschine zwischen den beiden
aufeinanderfolgenden Regenerationsbetrieben während dem normalen Betrieb
abgeschätzt.
Wenn in dem Normalbetrieb die Menge von angesammeltem PM einen Regenerationsreferenzwert
(einen Grenzwert) zum Initiieren des Regenerationsbetriebs erreicht,
wird der Regenerationsbetrieb ausgeführt. Somit kann durch Speichern
des Durchschnitts der Betriebszeitspanne der Dieselkraftmaschine zwischen
den beiden aufeinanderfolgenden Regenerationsbetrieben die Menge
von angesammeltem PM auf Grundlage eines Verhältnisses der gegenwärtig verstrichenen
Regenerationszeit, die seit dem Ende des vorhergegangenen Regenerationsbetriebs
gemessen wurde, bezogen auf den Durchschnitt der Betriebszeitspanne der
Dieselkraftmaschine zwischen den beiden aufeinanderfolgenden Regenerationsbetrieben abgeschätzt werden.
Alternativ
kann die Menge von angesammelten PM pro Zeiteinheit während dem
normalen Betrieb berechnet werden. Dann kann die Gesamtmenge von
angesammeltem PM abgeschätzt werden,
indem die Menge von angesammeltem PM pro Zeiteinheit mit der gegenwärtig verstrichenen Regenerationszeit
der Dieselkraftmaschine multipliziert wird.
- (4) Ein Fahrstrecke des Fahrzeugs mit der Dieselkraftmaschine
zwischen dem Ende des vorangegangenen Regenerationsbetriebs und
dem Anfang des gegenwärtigen
Regenerationsbetriebs wird jedes Mal dann gemessen, wenn der Regenerationsbetrieb
durchgeführt
wird. Die Menge von angesammeltem PM wird auf Grundlage eines Durchschnitts
der Fahrstrecke des Fahrzeugs zwischen den beiden aufeinanderfolgenden
Regenerationsbetrieben während
dem normalen Betrieb abgeschätzt.
Das heißt, ähnlich zu
dem vorstehenden Fall, bei dem die Betriebszeitspanne der Dieselkraftmaschine
verwendet wird, um die Menge von angesammeltem PM abzuschätzen, kann
die angesammelte Menge von PM auf Grundlage eines Verhältnisses
bzw. Anteils der Fahrstrecke des Fahrzeugs abgeschätzt werden, die
seit dem Ende des vorangegangenen Regenerationsbetriebs gemessen
wurde, und zwar bezogen auf den Durchschnitt der Fahrstrecke des Fahrzeugs.
- (5) Die Gesamtmenge von in der Dieselkraftmaschine eingespritztem
Kraftstoff zwischen dem Ende des vorhergegangenen Regenerationsbetriebs
und dem Anfang des gegenwärtigen
Regenerationsbetriebs wird jedes Mal dann gemessen, wenn der Regenerationsbetrieb
durchgeführt wird.
Die Menge von angesammeltem PM wird auf Grundlage eines Durchschnitts
der Gesamtmenge von eingespritztem Kraftstoff zwischen den beiden
aufeinanderfolgenden Regenerationsbetrieben während dem normalen Betrieb
abgeschätzt.
Das heißt,
der Durchschnitt der Gesamtmenge von eingespritztem Kraftstoff,
der zwischen den beiden aufeinanderfolgenden Regenerationsbetrieben
eingespritzt wird, wird gespeichert. Dann kann die Menge von angesammeltem PM
auf Grundlage eines Anteils der gegenwärtigen kumulativen Menge von
eingespritztem Kraftstoff, der seit dem Ende des vorangehenden Regenerationsbetriebs
eingespritzt wurde, bezogen auf den Durchschnitt der Gesamtmenge
von eingespritztem Kraftstoff abgeschätzt werden.
- (6) Die Dieselkraftmaschine wird gestartet und wird somit in
den vorbestimmten Betriebszustand gebracht. Dann wird die Menge
von angesammeltem PM auf Grundlage eines Änderungsgradienten in der Druckdifferenz
zwischen dem Einlass 4a und dem Auslass 4b des
Partikelfilters 4 in dem vorbestimmten Fahrzustand abgeschätzt. Das
heißt,
der Änderungsgradient
in der durch den Differenzialdrucksensor 8 gemessenen Druckdifferenz
ist nicht immer konstant. Genauer gesagt, ändert sich der Änderungsgradient
in dem durch den Differenzialdrucksensor 8 gemessenen Druckdifferenz
quadratisch gemäß der Menge von
angesammelten PM. Somit kann die Menge von angesammeltem PM auf
Grundlage des Änderungsgradienten
der Druckdifferenz abgeschätzt
werden.
-
Als
Nächstes
wird bei Schritt S220 der Maximalwert aus den abgeschätzten Werten
der Menge von angesammeltem PM ausgewählt, die bei Schritt S210 berechnet
wurden. Dann wird bei Schritt S230 die entsprechende Regenerationsbetriebszeitspanne
berechnet. Die entsprechende Regenerationsbetriebszeitspanne ist
die Zeitspanne, die zum Regenerieren des Partikelfilters 4 durch
Entfernen der entsprechenden Menge von angesammeltem PM erforderlich
ist, was dem ausgewählten
Maximalwert entspricht.
-
Der
Grund zum Auswählen
des Maximalwerts aus den abgeschätzten
Werten der Menge von angesammeltem PM in Schritt S220 liegt darin,
sicherzustellen, dass der Feinstaub, der in dem Partikelfilter 4 angesammelt
wurde, im Wesentlichen entfernt wird. Jedoch ist anzumerken, dass
jeder der abgeschätzten
Werte der Menge von angesammeltem PM, die durch die vorstehenden
Verfahren berechnet wurden, aus verschiedenen Gründen fehlerhaft sein können. Somit
kann alternativ zur Verwendung des ausgewählten Maximalwerts die Regenerationsbetriebszeitspanne
auf Grundlage einer Summe eines voreingestellten Werts und eines
gewichteten Durchschnitts der Menge von angesammeltem PM eingestellt
werden. Ferner kann alternativ die Regenerationsbetriebszeitspanne
auf Grundlage eines Maximalwerts eingestellt werden, der aus einer
Gruppe der Durchschnittswerte der Menge von angesammeltem PM ausgewählt wird,
die in einen vorbestimmten Bereich fallen.
-
Wenn
die Berechnung der Regenerationsbetriebszeitspanne endet, wird die
berechnete Regenerationsbetriebszeitspanne durch das Instrument 20 bei
Schritt S40 des in 2 gezeigten Ablaufdiagramms
angezeigt. Auf diese Weise kann der Betreiber des erzwungenen Regenerationsbetriebs
die Betriebszeitspanne, die zum Durchführen des erzwungenen Regenerationsbetriebs
erforderlich ist, im Vorfeld des erzwungenen Regenerationsbetriebs
wissen.
-
Bei
Schritt S50 wird ein Kraftmaschinensteuerbetrieb für die erzwungene
Regeneration durchgeführt.
Der Kraftmaschinensteuerbetrieb für die erzwungene Regeneration
wird ausführlich
unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
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Zunächst wird
bei Schritt S310 die Dieselkraftmaschine gestartet. Zu diesem Zeitpunkt
ist ein mehrstufiger Kraftstoffeinspritzbetrieb, der während dem
normalen Betrieb durchgeführt
wird, untersagt, um den Kraftstoffverbrauch in dem erzwungenen Regenerationsbetrieb
zu reduzieren. Das heißt,
in jedem Verbrennungstakt wird lediglich eine einzige Kraftstoffeinspritzung
(Kraftstoffhaupteinspritzung) durchgeführt.
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Ferner
wird in jedem Auslasstakt eine Kraftstoffposteinspritzung zum Entfernen
des Feinstaubs, der sich in dem Partikelfilter angesammelt hat,
durchgeführt.
Der Kraftstoff wird durch die Kraftstoffnacheinspritzung zu dem
Partikelfilter 4 zugeführt.
Wenn die Temperatur des Partikelfilters 4 durch das Abgas auf
ein ausreichendes Niveau zugenommen hat, dann wird der Kraftstoff
erwärmt
und somit verbrannt. In dem Regenerationsbetrieb wird die Temperatur des
Oxidationskatalysators des Partikelfilters 4 durch die
Verbrennungswärme
des Kraftstoffs erhöht,
sodass der angesammelte Feinstaub verbrannt und entfernt wird.
-
Als
Nächstes
wird bei Schritt S320 ein Relais, etwa ein Klimaanlagenrelais ausgeschaltet.
Dies dient dazu, eine Korrektur der Kraftstoffeinspritzmenge, die
durch Einschalten des Relais verursacht wurde, in dem erzwungenen
Regenerationsbetrieb zu verhindern. Mit anderen Worten ist der Betrieb
der Klimaanlage oder dergleichen während dem erzwungenen Regenerationsbetrieb
nicht erforderlich. Somit wird zum Verhindern eines übermäßigen Kraftstoffverbrauchs
jedes entsprechende Relais zwangsweise ausgeschaltet.
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Bei
Schritt S330 wird die Kraftstoffeinspritzmenge erhöht, um eine
Leerlaufdrehzahl der Dieselkraftmaschine von einer normalen Leerlaufdrehzahl auf
eine vorbestimmte Leerlaufdrehzahl (bspw. ca. 1 500 rpm) zu erhöhen. Wie
vorstehend beschrieben ist, ist in dem Partikelfilter 4 die
Beseitigung des Feinstaubs nur dann möglich, wenn der Kraftstoff
durch das Abgas auf seine Zündtemperatur
erhöht
ist. Die Erhöhung
der Temperatur des Partikelfilters 4 kann ferner verbessert
oder beschleunigt werden, indem die Leerlaufdrehzahl der Dieselkraftstoffmaschine
erhöht
wird. Auf diese Weise kann die Beseitigung des Feinstaubs, d. h.,
die Regeneration des Partikelfilters 4 durch die Verbrennung
des in der Kraftstoffnacheinspritzung zugeführten Kraftstoffs beschleunigt
werden. Als ein Ergebnis kann die erforderliche Gesamtkraftstoff-Einspritzmenge, die
in dem gesamten Regenerationsbetrieb erforderlich ist, reduziert
werden.
-
Bei
Schritt S340 wird auf Grundlage des Messsignals des Temperatursensors 12 bestimmt, ob
die Temperatur des Partikelfilters 4 auf die vorbestimmte
Temperatur, die die Zündung
und Verbrennung des Kraftstoffs hervorruft, angestiegen ist. Wenn
zu diesem Zeitpunkt bestimmt wurde, dass die Temperatur des Partikelfilters 4 nicht
auf die vorbestimmte Temperatur angestiegen ist, dann wird die erhöhte Leerlaufdrehzahl
der Dieselkraftmaschine bei Schritt S340 beibehalten. Wenn im Gegensatz dazu
bestimmt wird, dass die Temperatur des Partikelfilters 4 auf
die vorbestimmte Temperatur angestiegen ist, dann wird die Leerlaufdrehzahl
der Dieselkraftmaschine bei Schritt S350 verringert. Somit wird
die erhöhte
Leerlaufdrehzahl lediglich für
eine gewisse Zeitspanne (eine vorbestimmte Zeitspanne) beibehalten.
-
Die
Dieselkraftmaschine 1 muss den Betriebszustand bzw. Laufzustand
zum Durchführen der
Kraftstoffnacheinspritzung während
dem Regenerationsbetrieb beibehalten. Nachdem der Partikelfilter 4 auf
die vorbestimmte Temperatur erwärmt
wurde, die für
den Regenerationsbetrieb erforderlich ist, ist es jedoch nicht erforderlich,
die hohe Abgastemperatur beizubehalten und es ist lediglich erforderlich,
den Leerlaufzustand der Dieselkraftmaschine beizubehalten. Somit
wird die Drehzahl der Dieselkraftmaschine auf das niedrigste mögliche Niveau gesteuert,
d. h. sie wird auf die minimale Drehzahl (minimale Leerlaufdrehzahl)
gesteuert, die den Leerlaufzustand der Dieselkraftmaschine beibehalten kann.
Auf diese Weise kann der Kraftstoffverbrauch zum Beibehalten des
Laufzustands der Dieselkraftmaschine reduziert werden.
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Während dem
Kraftmaschinensteuerbetrieb, der in der erzwungenen Regeneration
durchgeführt wird,
empfängt
die ECU 6 die Messsignale von dem Differenzialdrucksensor 8 und
dem Gewichtssensor 11 bei Schritt S60. Dann wird bei Schritt
S70 bestimmt, ob die berechnete Regenerationsbetriebszeitspanne,
die bei Schritt S30 berechnet wurde, verstrichen ist.
-
Wenn
die Betriebszeitspann verstrichen ist, bevor die Menge von angesammeltem
PM, die auf Grundlage des Messsignals des Differenzialdrucksensors 8 und/oder
des Messsignals des Gewichtssensors 11 erfasst wurde, den
Regenerationsreferenzwert erreicht, der die Vollendung der Regeneration
des Partikelfilters 4 angibt, könnte dies eine Abnormalität verursachen,
etwa ein Sensorversagen. Somit wird eine Gegenmaßnahme gegen die Anormalität bei Schritt
S90 in einer solchen Weise getätigt,
dass das Instrument 20 ein Speichern der Betriebsfehlerinformation
durchführt,
die den Zustand der Anormalität
angibt und die das Auftreten der Anormalität angebende Information anzeigt.
-
Gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
wird, wie vorstehend erörtert
ist, selbst wenn die korrekte Menge von angesammeltem PM des Partikelfilters 4 infolge
des Auftretens der Anormalität, etwa
des Betriebsfehlers des Differenzialdrucksensors 8, nicht
gemessen werden kann, die Menge von angesammeltem PM des Partikelfilters 4 vor
der Initiierung des Regenerationsbetriebs abgeschätzt. Die maximale
Regenerationsbetriebszeitspanne wird auf Grundlage der abgeschätzten Feinstaubansammlungsmenge
bestimmt und wird als die Regenerationsbetriebszeitspanne eingestellt.
Somit kann selbst dann, wenn die verstrichene Zeit, die seit dem
Anfang des Regenerationsbetriebs gemessen wurde, das Ende der voreingestellten
Regenerationsbetriebszeitspanne erreicht, der Regenerationsbetrieb zwangsbeendet
werden, um eine Verschwendung des Kraftstoffs zu vermeiden.
-
Wenn
im Gegensatz dazu bei Schritt S70 bestimmt wurde, dass die voreingestellte
Regenerationsbetriebszeitspanne nicht verstrichen ist, schreitet die
Steuerung zu Schritt S80 vor. Bei Schritt S80 wird bestimmt, ob
der gemessene Sensorwert (die gemessene Druckdifferenz) des Sensors 8 und/oder der
gemessene Sensorwert (gemessenes Gewicht) des Sensors 11 auf
den Regenerationsreferenzwert oder darunter verringert wurden.
-
Wenn
in dem Fall des Differenzialdrucks 8, wie in dem Eigenschaftsdiagramm
von 5 gezeigt ist, der Sensor 8 normal ist,
wird der Feinstaub kontinuierlich durch den erzwungenen Regenerationsbetrieb
beseitigt. Daher wird der Sensorwert (die gemessene Druckdifferenz)
des Sensors 8 dementsprechend progressiv reduziert. Wenn
der Sensorwert reduziert ist und gleich oder kleiner als der Regenerationsbezugswert
ist, dann wird bestimmt, dass die Regeneration des Partikelfilters 4 vollendet
ist. Hier wird der Regenerationsbezugswert auf Grundlage eines herstellerseitig
voreingestellten Sensorwerts eingestellt. Der herstellerseitig voreingestellte Sensorwert
wird unter einer voreingestellten Betriebsbedingung zum Zeitpunkt
der Lieferung von einem Herstellungsbetrieb unter Verwendung eines brandneuen
Partikelfilters, in dem kein angesammelter Feinstaub vorhanden ist,
eingestellt. Daher gibt der herstellerseitig voreingestellte Sensorwert
die Druckdifferenz zwischen dem Einlass und dem Auslass des Partikelfilters
an, bei dem sich kein Feinstaub angesammelt hat. Alternativ kann
der Regenerationsreferenzwert der herstellerseitig voreingestellte
Sensorwert selbst sein. Wenn der Sensor anormal ist, könnte der
auf Grundlage des gemessenen Signals des Sensors erhaltene Sensorwert
sogar nach der wesentlichen Beseitigung des Feinstaubs von dem Partikelfilter 4 auf
einem hohen Wert gehalten werden, der höher als der Regenerationsreferenzwert
ist. In einem solchen Fall wird die Gegenmaßnahme gegen die Anormalität nach Bestimmung
des Verstreichens der voreingestellten Regenerationsbetriebszeitspanne
getroffen. Obwohl der Differenzialdrucksensor 8 vorstehend
ausführlich
beschrieben ist, kann der Sensorwert des Gewichtssensors 11 in einer ähnlichen
Weise zu jener des Differenzialdrucksensors 8 verarbeitet
werden. Das heißt,
wenn der Sensorwert des Gewichtssensors 11 verringert wird und
gleich oder kleiner als der entsprechende Regenerationsbezugswert
wird, dann wird bestimmt, dass die Regeneration des Partikelfilters 4 vollendet.
Wie beim Differenzialdrucksensor 8 kann der Regenerationsreferenzwert
des Gewichtssensors 11 auf Grundlage eines entsprechenden
herstellerseitig voreingestellten Sensorwerts des Gewichtssensors 11 eingestellt
sein oder kann der entsprechende herstellerseitig voreingestellte
Sensorwert selbst sein. Der herstellerseitig voreingestellte Sensorwert
des Gewichtssensors 11 gibt das Gewicht des Partikelfilters 11 ohne
Feinstaub an.
-
Wenn
bestimmt wurde, dass der gemessene Sensorwert des Sensors 8 und/oder
der gemessene Sensorwert des Sensors 11 auf den Regenerationsreferentwert
oder darunter abgenommen haben, schreitet die Steuerung zu Schritt
S100 vor. Bei Schritt S100 zeigt das Instrument 20 die Vollendungsinformation
an, die die Vollendung des Regenerationsbetriebs anzeigt. Danach
schreitet die Steuerung zu Schritt S120 vor, wo die Dieselkraftmaschine
gestoppt wird und der erzwungene Regenerationsbetrieb beendet wird.
-
Das
bevorzugte Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wurde beschrieben. Jedoch ist das Regenerationssystem
der vorliegenden Erfindung nicht auf das vorherige Ausführungsbeispiel
beschränkt
und kann auf verschiedene Arten ausgeführt werden.
-
Beispielsweise
werden in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel
die Vielzahl von abgeschätzten Werten
der Menge von angesammelten PM durch eine Vielzahl von Methoden
bzw. Verfahren berechnet. Alternativ kann lediglich ein abgeschätzter Wert der
Menge von angesammeltem PM verwendet werden, der durch eines der
vorgenannten Verfahren erhalten wird.
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Zusätzliche
Vorteile und Modifikationen sind dem Fachmann leicht zugänglich.
Die Erfindung in ihrem breitesten Ausdruck ist daher darauf das
Beanspruchte aber nicht auf die spezifischen Details, repräsentative
Geräte
und veranschaulichten Beispiele, die gezeigt und beschrieben wurden,
beschränkt.