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    EinAbgasreinigungssystem einer Dieselkraftmaschine (1) hat einen Dieselpartikelfilter(einen DPF) (3), der in einem Abgaskanal (2) angeordnet ist, und einenDieseloxidationskatalysator (einen DOC) (4), der stromaufwärts vondem DPF (3) angeordnet ist. Wenn eine elektronische Steuereinheit(eine ECU) (6) einen Temperaturerhöhungsvorgang wie zum Beispieleine Nacheinspritzung zum Beseitigen von in dem DPF (3) gesammelten Partikelstoffendurchführt,dann wird ein Verhältnis(ein Pulsdauerverhältnis)zwischen einer Wirkperiode und einer Unterbrechungsperiode des Temperaturerhöhungsvorgangesgemäß einerTemperatur des DPF (3) geändert.Somit wird eine dem DOC (4) zugeführte Kohlenwasserstoffmengeschrittweise oder kontinuierlich gesteuert. Somit kann die Temperaturdes DPF (3) schnell auf eine Soll-Temperatur erhöht werden, und sie kann naheder Soll-Temperatur aufrechterhalten werden, wenn die Regenerierungdes DPF (3) durchgeführtwird.
    公开号:DE102004015545A1
    申请号:DE200410015545
    申请日:2004-03-30
    公开日:2004-11-11
    发明作者:Tsukasa Kariya Kuboshima；Shinichiro Kariya Okugawa
    申请人:Denso Corp；
    IPC主号:F02D45-00
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Abgasreinigungssystemeiner Brennkraftmaschine mit einem Partikelfilter in einem Abgaskanal.Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Abgasreinigungssystem,das eine Temperaturerhöhungsregenerierungeines Partikelfilters durchführenkann.
    [0002] Unlängst hatein Abgasreinigungssystem als eine Maßnahme zum Umweltschutz anBedeutung gewonnen, dass das Auslassen von schädlichen Komponenten durch Behandlungdes Abgases reduziert, das aus einer Brennkraftmaschine mit einem Katalysatoroder einem Filter ausgelassen wird. Zum Beispiel ist ein Abgasreinigungssystemmit einem Dieselpartikelfilter (DPF) bekannt, der in einem Abgasrohrzum Sammeln von Partikelstoffen angeordnet ist, die von der Dieselkraftmaschineausgelassen werden. Der DPF wird durch Verbrennen und eliminierender gesammelten Partikelstoffe regelmäßig regeneriert. Somit kannder DPF kontinuierlich verwendet werden.
    [0003] DieRegenerierung des DPF wird durch Erhöhen der Temperatur des DPFauf eine bestimmte Temperatur (zum Beispiel 600°C oder mehr) durchgeführt, beider die Partikelstoffe verbrannt werden können, wenn die Menge der gesammeltenPartikelstoffe (nachfolgend eine Partikelstoffsammellänge PM)einen vorbestimmten Wert erreicht. Die Partikelstoffsammellänge PM wirdauf der Grundlage einer Druckdifferenz über den DPF berechnet. Dabeiführt eineTemperaturerhöhungseinrichtungeine Nacheinspritzung, eine Verzögerungder Kraftstoffeinspritzzeitgebung, eine Begrenzung der Einlassluftoder dergleichen durch. Jedoch verschlechtern derartige Temperaturerhöhungsverfahrenden Kraftstoffverbrauch.
    [0004] Wennsich die Temperatur T des DPF zum Durchführen der Regenerierung erhöht, dannwird die Verbrennungsgeschwindigkeit der Partikelstoffe erhöht, unddie Regenerierung wird in einer kurzen Zeitlänge beendet. Infolgedessenkann die Verschlechterung des Kraftstoffverbrauches reduziert werden,der von der Regenerierung des DPF begleitet wird. Falls jedoch dieDPF-Temperatur T zu hoch ist, dann besteht die Möglichkeit eine Beschädigung desDPF, einer Verschlechterung eines Oxidationskatalysators, der durchden DPF gestütztist, oder dergleichen, wie dies in der 13 gezeigt ist. In der 13 stellt eine durchgezogene Linie „v" die Verbrennungsgeschwindigkeitder gesammelten Partikelstoffe dar, eine andere durchgezogene Linie „f" ist der Verschlechterungsgraddes Kraftstoffverbrauches, und eine Fläche H ist ein Temperaturbereich, beidem eine Möglichkeitder Verschlechterung des Oxidationskatalysators oder der Beschädigung des DPFbesteht. Um die Verschlechterung des Kraftstoffverbrauches zu unterbindenund die Regenerierung des DPF sicher durchzuführen, muss daher die DPF-TemperaturT nahe einer vorbestimmten Temperatur aufrecht erhalten werden.Daher wird üblicherweiseeine Temperatur des Abgases stromaufwärts oder stromabwärts vondem DPF erfasst, und die Temperaturerhöhungseinrichtung wird so betrieben,dass die erfasste Temperatur mit der Soll-Temperatur übereinstimmt.
    [0005] Beieiner Technik, die in der ungeprüftenjapanischen Patentoffenlegungsschrift JP-H11-101122 offenbart ist,ist ein Oxidationskatalysator (ein Dieseloxidationskatalysator:nachfolgend als DOC) stromaufwärtsvon dem DPF in Reihen angeordnet, wie dies in der 14A gezeigt ist, und die Temperatur desAbgases stromaufwärtsvon dem DPF und stromabwärtsvon dem DOC wird als die DPF-Temperatur T erfasst. Wie dies in der 15 gezeigt ist, wird dannder Temperaturerhöhungsvorgangdurch die Temperaturerhöhungseinrichtunggestoppt (wie dies durch einen Zustand „AUS" bei einer durchgezogenen Linie „T-UP" in der 15 gezeigt ist), falls die DPF-TemperaturT einen vorbestimmten Wert überschreitet(zum Beispiel 500°C).Falls die DPF- TemperaturT kleiner als die vorbestimmte Temperatur ist (zum Beispiel 500°C), dannwird der Temperaturerhöhungsvorgangdurch die Temperaturerhöhungseinrichtungdurchgeführt(wie dies durch einen Zustand „EIN" bei der durchgezogenenLinie T-UP in der 15 gezeigtist). In der 15 stellteine FlächeL einen Temperaturbereich dar, bei dem die gesammelten Partikelstoffenicht verbrannt werden können.
    [0006] Jedochführt dievorstehend genannte Technik ausschließlich den Vorgang zum Schaltender Temperaturerhöhungseinrichtungdurch, die die Nacheinspritzung zum Beispiel zwischen einem Betriebszustandund einem Stoppzustand durchführt. Fallsdie Nacheinspritzung bei einem Zeitpunkt tA in der 16 gestoppt wird (AUS),wenn die Temperatur des Abgases, die durch eine dünne Linie „b" in der 16 gezeigt ist, sich dervorbestimmten Soll-Temperatur Tt während eines Betriebs zum Schaltenzwischen einem Betrieb und einer Unterbrechung der Nacheinspritzungannähert,dann verringert sich daher die Temperatur des DOC schnell, wie diesdurch eine gestrichelte Linie „a" in der 16 gezeigt ist. Dies istdadurch begründet,dass das Abgas mit niedriger Temperatur in den DOC eintritt undeine Erzeugung von Reaktionswärmevon Kohlenwasserstoffen gestoppt wird. Die Änderung der erfassten Temperaturdes Abgases stromaufwärtsvon dem DPF, die durch dünneLinie „b" in der 16 gezeigt ist, wird hinsichtlichder Änderungder DOC-Temperatur verzögert,wie dies durch die gestrichelte Linie „a" gezeigt ist. Daher wird bei diesemZeitpunkt die durch die dünneLinie „b" gezeigte erfassteTemperatur für eineWeile auf eine hohe Temperatur aufrecht erhalten. Eine in der 14B gezeigte graphischeDarstellung zeigt eine Temperaturverteilung in dem in der 14A gezeigten Abgasrohrwährenddieser Zeit auf der Grundlage von Temperaturen, die bei PunktenP1 – P7erfasst werden, wie dies in der 14A gezeigtist.
    [0007] Insbesonderewird die Nacheinspritzung unterbrochen (AUS), während die Abgastemperatur stromaufwärts vondem DPF, die durch die dünneLinie „b" gezeigt wird, aufder hohen Temperatur aufrecht erhalten wird. Die Nacheinspritzungwird erneut gestartet, wenn die Temperatur des Abgases stromaufwärts vondem DPF, die durch die dünneLinie „b" gezeigt ist, kleinerwird als die Soll-Temperatur (zum Beispiel 500°C) Tt bei einem Zeitpunkt tB gemäß der 16. Die DOC-Temperatur wurdestark verringert, wie dies durch die gestrichelte Linie „a" in der 16 gezeigt ist, und zwarwährendjener Zeit, wenn die Nacheinspritzung bei dem Zeitpunkt tB erneut gestartet wird. Daher tritt dasAbgas mit niedriger Temperatur in den DPF ein, das durch den DOCmit niedriger Temperatur hindurch tritt. Infolgedessen verringert sichdie DPF-Temperatur stromabwärtsvon dem DOC einmal stark, wie dies durch eine dicke Linie „c" in der 16 gezeigt ist, und zwartrotz der Tatsache, dass die Nacheinspritzung durchgeführt wird.
    [0008] Somitdauert es eine lange Zeit, bevor die DOC-Temperatur durch die Wärme derKohlenwasserstoffreaktion erhöhtwird, die durch den Neustart der Nacheinspritzung erzeugt wird,wie dies durch die gestrichelte Linie „a" gezeigt ist, und nachfolgend wird dieTemperatur des DPFs stromabwärtsvon dem DOC auf die Näheder Soll-Temperatur Tt wiederhergestellt, wie dies durch die dickeLinie „c" gezeigt ist. Wenndie Nacheinspritzung durchgeführt wird,aber die DPF-Temperatur niedrig ist (zum Beispiel 450°C oder weniger),dann ist die Verbrennungsgeschwindigkeit der Partikelstoffe an demDPF klein. In einem derartigen Zustand ist der Kraftstoffverbrauchaufgrund der Nacheinspritzung verschlechtert, aber wenige oder keinePartikelstoffe an dem DPF könnenverbrannt werden.
    [0009] Esist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Abgasreinigungssystemvorzusehen, das in geeigneter Weise eine Energiemenge bestimmenkann, die zum Regenerieren eines Partikelfilters gemäß der Temperaturdes Partikelfilters eingegeben wird. Somit kann die Temperatur desPartikelfilters schnell auf die Soll-Temperatur erhöht werden,und sie kann nahe der Soll-Temperatur während der Regenerierung desPartikelfilters aufrecht erhalten werden. Infolgedessen kann eineVerschlechterung des Kraftstoffverbrauches verhindert werden, diedann hervorgerufen werden würde,wenn die gesammelten Partikelstoffe nicht verbrannt werden können. Außerdem kanndie Regenerierung des Partikelfilters effizient durchgeführt werden,währendeine Bestätigungdes Partikelfilters oder eine Verschlechterung eines Oxidationskatalysatorsverhindert wird.
    [0010] Gemäß einemAspekt der vorliegenden Erfindung hat ein Abgasreinigungssystemeiner Brennkraftmaschine einen Partikelfilter, eine Temperaturerhöhungseinrichtung,eine Temperaturschätzeinrichtung,eine Partikelstoffsammelmengeschätzeinrichtungund eine Regeneriereinrichtung. Der Partikelfilter ist in einemAbgaskanal der Brennkraftmaschine angeordnet. Die Temperaturerhöhungseinrichtung erhöht eineTemperatur des Partikelfilters. Die Temperaturschätzeinrichtungschätztdie Temperatur des Partikelfilters. Die Partikelstoffsammelmengeschätzeinrichtungschätzteine Partikelstoffmenge, die in dem Partikelfilter gesammelt ist.Die Regeneriereinrichtung regeneriert den Partikelfilter durch Steuern derTemperaturerhöhungseinrichtung,um die Temperatur des Partikelfilters auf eine vorbestimmte Temperaturzu erhöhen,und durch Eliminieren der gesammelten Partikelstoffe durch eineVerbrennung, wenn die Menge der gesammelten Partikelstoffe einenvorbestimmten Wert überschreitet,die durch die Partikelstoffsammelmengenschätzeinrichtung geschätzt wird.Die Regeneriereinrichtung hat eine Energieeingabemengenbestimmungseinrichtung zumBestimmen einer Energiemenge, die durch die Temperaturerhöhungsmengeeingegeben wird, und zwar gemäß der Temperaturdes Partikelfilters, die durch die Temperaturschätzeinrichtung geschätzt wird.
    [0011] Beidem vorstehend beschriebenen Aufbau legt die Regeneriereinrichtungdie Energieeingabemenge, die durch die Temperaturerhöhungseinrichtungeingegeben wird, gemäß der Temperaturdes Partikelfilters auf einen optimalen Wert fest, und sie ändert dieEnergieeingabemenge gemäß der Änderungder Temperatur des Partikelfilters. Somit wird die Temperatur desPartikelfilters schnell auf die Soll-Temperatur erhöht und naheder Soll-Temperatur aufrecht erhalten. Daher kann eine Verschlechterungdes Kraftstoffverbrauches, eine Beschädigung des Partikelfiltersoder eine Verschlechterung eines Oxidationskatalysators verhindertwerden. Somit kann die Regenerierung des Partikelfilters effizient durchgeführt werden.
    [0012] Merkmaleund Vorteile von Ausführungsbeispielenwerden ebenso wie die Betriebsweisen und die Funktionen der dazugehörigen Bauteileauf der folgenden detaillierten Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen undden Zeichnungen ersichtlich, die alle Bestandteile dieser Anmeldungsind. Zu den Zeichnungen:
    [0013] 1 zeigt eine schematischeAnsicht eines Abgasreinigungssystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung;
    [0014] 2 zeigt eine schematischeAnsicht einer anderen Bauart eines Abgasreinigungssystems gemäß dem erstenAusführungsbeispiel;
    [0015] 3 zeigt eine graphischeDarstellung einer Beziehung zwischen einer Druckdifferenz über einenDPF und einer Partikelstoffsammelmenge hinsichtlich einer Abgasdurchsatzrategemäß dem erstenAusführungsbeispiel;
    [0016] 4 zeigt eine graphischeDarstellung einer Beziehung zwischen einem Pulsdauerverhältnis beieinem Temperaturerhöhungsvorgangund einer DPF-Temperatur gemäß dem erstenAusführungsbeispiel;
    [0017] 5 zeigt eine graphischeDarstellung einer Beziehung zwischen dem Pulsdauerverhältnis beidem Temperaturerhöhungsvorgangund einer Kohlenwasserstoffmenge, die in dem Abgas enthalten ist,gemäß dem erstenAusführungsbeispiel;
    [0018] 6 zeigt eine graphischeDarstellung einer Beziehung zwischen der Kohlenwasserstoffmenge,die in dem Abgas enthalten ist, und der DPF-Temperatur gemäß dem erstenAusführungsbeispiel;
    [0019] 7 zeigt eine Zeitkarte einesVerfahrens zum Schalten einer Temperaturerhöhungseinrichtung zwischen einemBetriebszustand und einem Unterbrechungszustand auf der Grundlagedes Pulsdauerverhältnissesgemäß dem erstenAusführungsbeispiel;
    [0020] 8 zeigt eine Zeitkarte einesVerfahrens zum Schalten zwischen einer Funktion und einer Unterbrechungeiner Nacheinspritzung auf der Grundlage des Pulsdauerverhältnissesgemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
    [0021] 9 zeigt ein Flussdiagrammeiner Regenerierungssteuerung, die durch eine ECU gemäß dem erstenAusführungsbeispieldurchgeführtwird;
    [0022] 10 zeigt ein Zeitdiagrammeiner Änderungswirkungdes Pulsdauerverhältnissesbei dem Temperaturerhöhungsvorganggemäß der DPF-Temperaturgemäß dem erstenAusführungsbeispiel;
    [0023] 11 zeigt ein Zeitdiagrammeiner Wirkung eines Temperatursteuerverfahrens gemäß dem erstenAusführungsbeispiel;
    [0024] 12 zeigt ein Flussdiagrammeiner Regenerierungssteuerung, die durch eine ECU gemäß einemzweiten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung durchgeführt wird;
    [0025] 13 zeigt eine graphischeDarstellung einer Beziehung zwischen einer Verbrennungsgeschwindigkeitvon Partikelstoffen und einem Verschlechterungsgrad des Kraftstoffverbraucheshinsichtlich der DPF-Temperatur gemäß dem Stand der Technik;
    [0026] 14A zeigt eine schematischeAnsicht eines Abgasrohres gemäß dem Standder Technik;
    [0027] 14B zeigt eine graphischeDarstellung der Temperaturverteilung in dem Abgasrohr gemäß der 14A, falls sich die Temperatureines DOC schnell verringert;
    [0028] 15 zeigt ein Zeitdiagrammeines Temperatursteueruverfahrens gemäß dem Stand der Technik; und
    [0029] 16 zeigt ein Zeitdiagrammeines Übergangesder DPF-Temperatur,währenddie Temperaturerhöhungseinrichtunggemäß dem Standder Technik gestoppt wird.
    [0030] UnterBezugnahme auf die 1 wirdein Abgasreinigungssystem einer Dieselkraftmaschine 1 gemäß einemersten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie dies in der 1 gezeigt ist, ist ein Dieselpartikelfilter(ein DPF) 3 zwischen Abgasrohren 2b, 2c angeordnet,die einen Abgaskanal 2 der Dieselkraftmaschine 1 bilden.Ein Oxidationskatalysator (ein Dieseloxidationskatalysator: einDOC) 4 ist stromaufwärtsvon dem DPF 3 zwischen den Abgasrohren 2a, 2b angeordnet.Der DPF 3 ist ein Keramikfilter mit einer im Allgemeinenbekannten Struktur. Zum Beispiel ist der DPF 3 aus einerwärmebeständigen Keramikwie zum Beispiel Kordierit mit der Form einer Wabenstruktur ausgebildet,die eine Vielzahl der Zellen als Gaskanäle aufweist, die durch Trennwände vorgesehensind. Ein Einlass oder ein Auslass der jeweiligen Zelle ist abwechselndblockiert. Das aus der Kraftmaschine 1 ausgelassene Abgasströmtstromabwärts,während esdurch die porösenTrennwändedes DPF 3 hindurchströmt.Dabei werden Partikelstoffe gesammelt und in dem DPF 3 allmählich angesammelt.
    [0031] DerDOC 4 hat eine im Allgemein bekannte Struktur, bei demein keramisches Stützelement,das aus einem Wabenstrukturkörperaus Kordierit und dergleichen gebildet ist, einen Oxidationskatalysator anseiner Oberflächestützt.Der DOC 4 verbrennt Kohlenwasserstoffe (HC), die in demAbgaskanal 2 zugeführtwerden, durch eine katalytische Reaktion, und er erhöht die Temperaturdes Abgases. Somit erhöhtder DOC 4 die Temperatur des DPF 3. Der Oxidationskatalysatorkann an dem DPF 3 gestütztsein, oder er kann nicht an dem DPF 3 gestützt sein.Bei dem gegenwärtigenAusführungsbeispielwird jener DPF 3 verwendet, der keinen Oxidationskatalysator stützt. Alternativkann eine Systemstruktur verwendet werden, die den DPF 3 aufweist,der zwar den Oxidationskatalysator stützt, aber keinen DOC 4 enthält.
    [0032] EinAbgastemperatursensor 51 ist in dem Abgasrohr 2b stromaufwärts vondem DPF 3 angeordnet, und ein anderer Abgastemperatursensor 52 istin dem Abgasrohr 2c stromabwärts von dem DPF 3 angeordnet.Die Abgastemperatursensoren 51, 52 sind mit derECU 6 verbunden, um die Temperatur des Einlassgases unddes Auslassgases des DPF 3 zu erfassen und um die Temperaturzu der ECU 6 jeweils abzugeben. Die ECU 6 schätzt dieTemperatur (die mittlere Temperatur) des DPF 3 auf derGrundlage der Abgaben von den Abgastemperatursensoren 51, 52.eine Luftdurchsatzmessvorrichtung (ein Einlassdurchsatzratensensor) 53 istin einem Einlassrohr 11 der Kraftmaschine 1 angeordnet,um die Einlassluftdurchsatzrate zu der ECU 6 abzugeben.Ein Einlassdrosselventil 12 ist in dem Einlassrohr 11 stromabwärts vonder Luftdurchsatzvorrichtung 53 angeordnet, um die Einlassluftdurchsatzrateals Reaktion auf einen Befehl von der ECU 6 zu erhöhen oderzu verringern. Das Einlassrohr 11 der Kraftmaschine 1 istmit dem Abgasrohr 2a stromaufwärts von dem DOC 4 durchein EGR-Rohr 71 mit einem EGR-Ventil 7 in Verbindung.Das EGR-Ventil 7 vermehrt oder verringert eine Abgasrückführungsmenge (eineEGR-Menge) des Abgases, das zu der Einlassluft rückgeführt wird, und zwar als Reaktionauf den Befehl von der ECU 6.
    [0033] DieAbgastemperatursensoren 51, 52 zum Erfassen derTemperaturen des Abgases stromaufwärts und stromabwärts vondem DPF 3 sind stromaufwärts bzw. stromabwärts vondem DPF 3 angeordnet. Alternativ kann ein einziger Abgastemperatursensorstromaufwärtsoder stromabwärtsvon dem DPF 3 angeordnet sein, und die Temperatur des DPF 3 kannaus der Abgabe von dem Abgastemperatursensor geschätzt werden.
    [0034] EinDruckdifferenzsensor 8 erfassen einer Druckdifferenz über denDPF 3 ist mit den Abgasrohren 2b, 2c verbunden,um eine Menge der Partikelstoffe zu schätzen, die in dem DPF 3 gesammeltund angehäuftwird (eine Partikelstoffsammelmenge PM). Ein Ende des Druckdifferenzsensors 8 istmit dem Abgasrohr 2b stromaufwärts von dem DPF 3 durch einDruckeinführungsrohr 81 verbunden,und das andere Ende von dem Druckdifferenzsensor 8 istmit dem Abgasrohr 2c stromabwärts von dem DPF 3 durchein anderes Druckeinführungsrohr 83 verbunden.Somit gibt der Druckdifferenzsensor 8 ein Signal entsprechendder Druckdifferenz überden DPF 3 zu der ECU 6 ab.
    [0035] Außerdem istdie ECU 6 mit verschiedenen Sensoren wie zum Beispiel einBeschleunigungsvorrichtungspositionssensor oder ein Kraftmaschinendrehzahlsensorverbunden. Die ECU 6 erfasst einen Betriebszustand derKraftmaschine 1 auf der Grundlage der Erfassungssignale,die von den verschiedenen Sensoren abgegeben werden. Die ECU 6 berechneteine optimale Kraftstoffeinspritzmenge, eine optimale Einspritzzeitgebung,einen optimalen Einspritzdruck und dergleichen gemäß dem Betriebszustand,und sie steuert die Kraftstoffeinspritzung in die Kraftmaschine 1.Die ECU 6 steuert die Einlassluftdurchsatzrate durch Reguliereneines Ventilöffnungsgradesdes Einlassdrosselventils 12, und sie steuert die EGR-Mengedurch Regulieren eines Ventilöffnungsgradesdes EGR-Ventils 7.
    [0036] Alsnächsteswird eine Regenerierungssteuerung des DPF 3 beschrieben,die durch die ECU 6 durchgeführt wird. Die ECU 6 hateine Temperaturerhöhungseinrichtungzum Erhöhender Temperatur des DPF 3 durch Vermehren der Kohlenwasserstoffmenge,die in dem Abgas enthalten ist, und durch Nutzen der Reaktionswärme derKohlenwasserstoffe, die bei dem DOC 4 erzeugt wird. DieECU 6 hat eine Partikelstoffsammelmengenschätzeinrichtung zumSchätzender Partikelstoffsammelmenge PM des DPF 3. Die ECU 6 hateine Regeneriereinrichtung zum Betreiben der Temperaturerhöhungseinrichtungzum Erhöhender Temperatur des DPF 3 auf eine vorbestimmte Temperatur,wenn die Partikelstoffsammelmenge PM einen vorbestimmten Wert α überschreitet.Somit werden die gesammelten Partikelstoffe durch die Verbrennungbeseitigt, und der DPF 3 wird regeneriert. Die ECU 6 hateine Temperaturschätzeinrichtungzum Schätzender Temperatur des DPF 3 (die DPF-Temperatur T) auf derGrundlage der Abgaben von den Abgastemperatursensoren 51, 52.
    [0037] DieTemperaturerhöhungseinrichtungführt eineNacheinspritzung, eine Verzögerungder Kraftstoffeinspritzzeitgebung, eine Begrenzung der Einlassluft,eine Vermehrung der EGR-Menge und dergleichen durch. Durch derartigeVorgängewird die Menge der nicht verbrannten Kohlenwasserstoffe vermehrt,die dem Abgaskanal 2 zugeführt wird. Die Temperatur desAbgases wird durch die Verzögerung derKraftstoffeinspritzzeitgebung, der Vermehrung der EGR-Menge unddergleichen erhöht.Wie dies in einem Beispiel eines anderen Systemaufbaus gezeigt ist,wie dies in der 2 gezeigtist, könnendie Kohlenwasserstoffe von einer Kraftstoffzugabevorrichtung 9 direktzugeführtwerden, die in dem Abgasrohr 2a stromaufwärts vondem DOC 4 angeordnet ist. Die Temperaturerhöhungseinrichtungkann einen der vorstehend genannten Vorgänge oder irgendeine Kombinationder vorstehend genannten Vorgänge durchführen.
    [0038] DiePartikelstoffsammelmengenschätzeinrichtungschätztdie Partikelstoffsammelmenge PM aus der Druckdifferenz ΔP über denDPF 3, die zum Beispiel durch den Druckdifferenzsensor 8 erfasst wird.Wie dies in der 3 gezeigtist, erhöhtsich die Druckdifferenz ΔP über denDPF 3, wenn sich die Partikelstoffsammelmenge PM vermehrt,falls die Durchsatzrate QE des Abgases gleich ist. Die PartikelstoffsammelmengePM vermehrt sich entlang eines Pfeiles in der 3. Daher kann die PartikelstoffsammelmengePM dadurch berechnet werden, dass die Beziehung im Voraus erhaltenwird. Alternativ kann die Partikelstoffsammelmenge PM auf der Grundlagedes Betriebszustandes der Kraftmaschine 1 geschätzt werden,der durch die Abgaben von den verschiedenen Sensoren erfasst wird.Alternativ könnendie vorstehend genannten Schätzverfahrenmiteinander kombiniert werden. Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel schätzt dieTemperaturschätzeinrichtungdie DPF-Temperatur T auf der Grundlage der Abgaben von den Abgastemperatursensoren 51, 52.Alternativ kann nur ein einziger Abgastemperatursensor stromaufwärts oderstromabwärtsvon dem DPF 3 angeordnet sein, und die Temperaturschätzeinrichtungkann die DPF-Temperatur T auf der Temperatur des Abgases stromaufwärts oderstromabwärtsvon dem DPF 3 schätzen.
    [0039] DieTemperaturen von dem DOC 4 und dem DPF 3 werdendurch ein Gleichgewicht zwischen der erzeugten Wärme durch die Oxidationsreaktionder Kohlenwasserstoffe und der Wärmediffusionzu dem Abgas oder dem umgebenden Bereich bestimmt. Die Regeneriereinrichtunggemäß dem Standder Technik kann ausschließlichdem zweistufigen Betrieb zum Schalten der Temperaturerhöhungseinrichtung zwischendem Betriebszustand und dem gestoppten Zustand durchführen. Fallsdie Abgabe von dem Abgastemperatursensor den vorbestimmten Wert überschreitet,dann wird daher die Temperaturerhöhungseinrichtung gestoppt.Falls jedoch die Wärmeerzeugungdurch die Oxidationsreaktion der Kohlenwasserstoffe plötzlich beseitigtist, dann wird die Wärmediffusionzu dem Abgas oder dem umgebenden Bereich schnell relativ groß. Fallsinsbesondere die Zufuhr der Kohlenwasserstoffe gestoppt wird, dannverringert sich die Temperatur schnell an einem stromaufwärtigen Endabschnittdes DOC 4. Jedoch gibt es eine Verzögerung, bevor die Temperaturverringerung einenstromabwärtigenEndabschnitt des DOC 4 erreicht, und die Temperaturverringerungschlägtsich in der Temperatur des stromabwärtigen Abgases und in der Abgabevon dem Abgastemperatursensor nieder. Daher wird die Temperaturdes DOC 4 weiter verringert, bevor die Regeneriereinrichtungdie Temperaturerhöhungseinrichtungerneut startet. Daher benötigtdie Temperaturerhöhungdes DPF 3 eine lange Zeit, und keine oder wenig Partikelstoffekönnenverbrannt werden, währenddie Temperatur des DPF erhöhtwird. Infolgedessen benötigtdie Regenerierung eine lange Zeit, und der Kraftstoffverbrauch istverschlechtert.
    [0040] Daherwird bei dem gegenwärtigenAusführungsbeispieldie Wärmeerzeugungdurch die Oxidationsreaktion der Kohlenwasserstoffe allmählich verringert,falls die Abgabe von dem Abgastemperatursensor, die die DPF-TemperaturT darstellt, den vorbestimmten Wert überschreitet. Infolgedessenwird die Wärmediffusionzu dem Abgas oder dem umgebenden Bereich größer als die Wärmeerzeugung durchdie Oxidationsreaktion der Kohlenwasserstoffe. Somit verringertsich die Temperatur des DOC 4 oder des DPF 3,und der übermäßige Temperaturanstiegkann verhindert werden. Außerdemkann die Temperatur des DOC 4 allmählich und nicht schnell verringertwerden.
    [0041] Daherhat bei dem gegenwärtigenAusführungsbeispieldie Regeneriereinrichtung eine Energieeingabemengenbestimmungseinrichtung zumBestimmen einer Energiemenge, die durch die Temperaturerhöhungseinrichtungeingegeben wird, und zwar gemäß der DPF-TemperaturT, die durch die Temperaturschätzeinrichtunggeschätztist. Insbesondere hat die Energieeingabenmengenbestimmungseinrichtungeine Pulsdauerverhältnisbestimmungseinrichtungzum Bestimmen eines Periodenverhältnisses(eines Pulsdauerverhältnisses)zwischen einer Wirkperiode und einer Unterbrechungsperiode des Temperaturerhöhungsvorgangesder durch die Temperaturerhöhungseinrichtunggemäß der Temperaturdes DPF 3 durchgeführtwird und zum Änderndes Pulsdauerverhältnissesgemäß der Änderungder DPF-Temperatur T jeweils in vorbestimmten Zyklen (10s oder weniger).Bei dem Stand der Technik wird der Temperaturerhöhungsvorgang wie zum Beispieldie Nacheinspritzung einmal unterbrochen, falls die Abgabe von demAbgastemperatursensor oder die Temperatur, die die DPF-Temperatur T darstellen,den vorbestimmten Wert auf nur leicht überschreitet. Im Gegensatzdazu wird bei dem gegenwärtigenAusführungsbeispieldie Frequenz zum Durchführendes Temperaturerhöhungsvorgangesschrittweise oder kontinuierlich gemäß der erfassten Temperaturanders als bei dem zweistufigen Betrieb bei dem Stand der Technikverringert. Daher kann die schnelle Temperaturverringerung des DOC 4 verhindertwerden. infolgedessen kann die DPF-Temperatur T in einfacher Weisenahe der Soll-Temperatur Tt aufrecht erhalten werden. Daher wirddie DPF-Temperatur nicht stark verringert, wenn die Abgabe von demAbgastemperatursensor kleiner wird als der vorbestimmte Wert, undder Temperaturerhöhungsvorgangwie zum Beispiel die Nacheinspritzung wird erneut gestartet, sodass ein geeigneter Regenerierzustand aufrecht erhalten werden kann.
    [0042] Wiedies in der 4 gezeigtist, wird die DPF-Temperatur T insbesondere erhöht, wenn das Pulsdauerverhältnis DRerhöhtwird. Falls das PulsdauerverhältnisDR, das zum aufrecht erhalten der DPF-Temperatur T auf die Soll-TemperaturTt erforderlich ist, ein VerhältnisDRA ist (zum Beispiel 60%), dann wird dasPulsdauerverhältnisDR von dem VerhältnisDRA auf ein anderes Verhältnis DRB verringert (zumBeispiel 55%), wenn die DPF-Temperatur T größer ist als die Soll-TemperaturTt. Falls die DPF-Temperatur T kleiner ist als die Soll-Temperatur Tt,dann wird das PulsdauerverhältnisDR von dem VerhältnisDRA auf ein anderes Verhältnis DRC erhöht (zumBeispiel 65%) oder auf ein anderes Verhältnis DRD (zumBeispiel 100%) erhöht.Anstatt das PulsdauerverhältnisDR durch Festlegen des Pulsdauerverhältnisses DR auf 4 Niveaus (dieVerhältnisse DRA, DRB, DRC, DRD) auf der Grundlagedes VerhältnissesDRA gemäß der DPF-TemperaturD zu schalten, kann das Pulsdauerverhältnis DR kontinuierlich gemäß der DPF-TemperaturT geändertwerden. Falls die DPF-Temperatur T so hoch wird, dass die Verschlechterungdes Oxidationskatalysators oder die Beschädigung des DPF 3 hervorgerufenwerden könnten,dann kann die Sicherheit dadurch verbessert werden, dass der Temperaturerhöhungsvorgang durchFestlegen des PulsdauerverhältnissesDR auf 0% gestoppt wird, bis sich die DPF-Temperatur T auf dem vorbestimmtenWert oder weniger verringert hat. Wenn die DPF-Temperatur T kleinerist als eine Aktivierungstemperatur des Oxidationskatalysators (zum Beispiel200°C),dann wird keine oder eine kleine Temperaturerhöhungswirkung ausgeübt, auchwenn die Menge der Kohlenwasserstoffe in dem Abgas vermehrt ist.Daher wird in einem derartigen Fall das Pulsdauerverhältnis DRauf 0% festgelegt, um den Temperaturerhöhungsvorgang zu stoppen. Somit kanndie Wirkung zum Unterbinden der Kraftstoffverbrauchsverschlechterungverbessert werden.
    [0043] Wiedies in der 5 gezeigtist, wird die Menge HC der von der Kraftmaschine 1 ausgelassenenKohlenwasserstoffe vermehrt, wenn sich das Pulsdauerverhältnis DRbei dem Temperaturerhöhungsvorgangvergrößert. Wennsich die Menge HC der von der Kraftmaschine 1 ausgelassenenKohlenwasserstoffe vermehrt, dann erhöht sich die DPF-TemperaturT aufgrund der Reaktionswärme vonden Kohlenwasserstoffen, wie dies in 6 gezeigtist. Daher kann die Menge HC der in dem DOC strömenden Kohlenwasserstoffe kontinuierlichoder schrittweise gesteuert werden, indem das Pulsdauerverhältnis DRgemäß der DPF-Temperatur T geändert wird.Somit könnendie Kohlenwasserstoffe mit der optimalen Menge zum Erhöhen derDPF-Temperatur T auf die Soll-Temperatur Tt oder zum aufrecht erhaltender DPF-Temperatur T nahe der Soll-Temperatur Tt gemäß der DPF-TemperaturT während dieserZeit zugeführtwerden. Infolgedessen kann die DPF-Temperatur T optimal gesteuert werden.
    [0044] DasPulsdauerverhältnisDR wird dadurch geändert,dass eine Periode τ1zum Durchführendes Temperaturerhöhungsvorgangesin einer vorbestimmten Wiederholzyklusperiode τa (zum Beispiel 3s) geändert wird,wie dies in der 7 gezeigtist. Die Periode τ1ist gleich oder kürzerals die Wiederholzyklusperiode τa.Ein Fußstand „EIN" bei einer durchgezogenenLinie „T-UP" in der 7 stellt jenen Zustand dar,bei dem der Temperaturerhöhungsvorgangdurchgeführtwird, und ein Zustand „AUS" bei der durchgezogenenLinie T-UP stellt einen Zustand dar, bei dem der Temperaturerhöhungsvorgangunterbrochen ist. In diesem Fall wird das Pulsdauerverhältnis DRdadurch berechnet, dass die Periode τ1 durch die Wiederholzyklusperiode τa dividiert wird.Falls die Temperaturerhöhungseinrichtungdie Nacheinspritzung durchführt,dann wird ein Verhältniszwischen einem Zyklus zum Durchführender Nacheinspritzung und einem anderen Zyklus zum Nicht-Durchführen derNacheinspritzung geändert, wiedies in der 8 gezeigtist. An einer durchgezogenen Linie „PULS", die in der 8 gezeigt ist, stellen Vorsprünge „m" Haupteinspritzpulsezum Durchführeneiner Haupteinspritzung dar, und Vorsprünge „p" stellen Nacheinspritzpulse zum Durchführen der Nacheinspritzungdar. Bei einer durchgezogenen Linie „QPOST" in der 8 wirddie Nacheinspritzung in einer Periode „EIN" durchgeführt, und sie wird in einerPeriode „AUS" unterbrochen. DiePerioden τ1, τa können miteinem Kurbelwinkel synchronisiert werden.
    [0045] DieTemperaturerhöhungseinrichtungist so konfiguriert, dass die DPF-Temperatur T zu einem vorbestimmtenWert, der größer alsdie Soll-Temperatur Tt ist, und zwar bei den jeweiligen Betriebszustand,wenn der Temperaturerhöhungsvorgangbei dem PulsdauerverhältnisTr von 100% durchgeführt wird.Falls zum Beispiel die Temperaturerhöhungseinrichtung die Nacheinspritzungdurchführt,dann speichert die ECU 6 die Nacheinspritzmengen zum Erhöhen derDPF-Temperatur T auf den vorbestimmten Wert (zum Beispiel 750°C), wenndie Nacheinspritzung bei der jeweiligen Drehzahl und der jeweiligenBeschleunigungsvorrichtungsposition für eine ausreichende Periodedurchgeführtwird. Die ECU 6 speichert zum Beispiel die Nacheinspritzmengenin der Form einer 2 Dimensionalen Abbildung auf der Grundlage derDrehzahl und der Beschleunigungsvorrichtungsposition.
    [0046] Alseine Technik auf der Grundlage eines ähnlichen Konzepts ist ein Verfahrenzum Vermehren oder Verringern der Nacheinspritzmenge bei einer Einspritzungauf der Grundlage der erfassten Abgastemperatur bekannt. Bei diesemVerfahren wird die Menge der Kohlenwasserstoffe, die in dem Abgas enthaltensind, dadurch vermehrt, dass die Nacheinspritzmenge vermehrt wird,wenn die Abgastemperatur niedrig ist, und dass sie dadurch verringertwird, dass die Nacheinspritzmenge verringert wird, wenn die Abgastemperaturhoch ist. Im Allgemeinen werden im Falle der Nacheinspritzung vieleVerifikationspunkte und Einstellpunkte hinzugefügt, um die Änderung der Kraftmaschinenabgabezu korrigieren oder um die Verschlechterung der Emissionen aufgrund derVermehrung der Nacheinspritzmenge zu verhindern. Die Kraftmaschinenabgabe ändert sich,wenn die Nacheinspritzung durchgeführt wird, da ein Teil des Nacheinspritzkraftstoffesin dem Zylinder verbrannt wird. Daher muss eine Haupteinspritzmenge sokorrigiert werden, dass die Kraftmaschinenabgabe in jenem Fall,wenn die Nacheinspritzung durchgeführt wird, mit der Kraftmaschinenabgabein jenem Fall übereinstimmt,wenn die Nacheinspritzung nicht durchgeführt wird. Falls jedoch derNacheinspritzkraftstoff bei einer zu späten Zeitgebung eingespritzt wird,nachdem ein Kolben einen oberen Todpunkt passiert hat, dann bestehtdie Möglichkeiteines Problems, dass der Nacheinspritzkraftstoff eine Zylinderwanderreicht und eine Ölverdünnung hervorruft. Fallsim Gegensatz dazu die Nacheinspritzzeitgebung zu früh ist, dannwird das Intervall zwischen der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzungzu eng. Infolgedessen wird in einfacher Weise Rauch erzeugt, oderdie ausreichenden Kohlenwasserstoff können nicht ausgelassen werden,da der Nacheinspritzkraftstoff in dem Zylinder verbrannt wird.
    [0047] Fallssich die Nacheinspritzmenge gemäß der Abgastemperaturallmählich ändert, dannsind zusätzlichdaher sehr viele Verifikationen und Einstellung erforderlich, sodass der Bereich zum Vermehren oder Verringern der Nacheinspritzmengeauf einen engen Bereich im praktischen Gebrauch begrenzt ist. Infolgedessenbesteht die Möglichkeit, dassdas ursprünglicheZiel vom kontinuierlichen Ändernder Temperatur des DPF 3 nicht hinreichend erreicht werdenkann.
    [0048] Alsnächsteswird die Regenerierungssteuerung, die durch die ECU 6 gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispieldurchgeführtwird, auf der Grundlage eines Flussdiagramms beschrieben, das inder 9 gezeigt ist. Zunächst nimmtdie ECU 6 bei einem Schritt S101 die AbgastemperaturenT1, T2 von den Abgastemperatursensoren 51, 52 auf,die stromaufwärtsund stromabwärtsvon dem DPF 3 angeordnet sind. Dann wird bei einem SchrittS102 die DPF-Temperatur T auf der Grundlage der AbgastemperaturenT1, T2 berechnet. Eine der Abgastemperaturen T1, T2 kann vereinfachtals die DPF-Temperatur T verwendet werden. Alternativ kann die DPF-TemperaturT aus den Abgastemperaturen T1, T2 berechnet werden. Bei einem SchrittS103 wird die Partikelstoffsammelmenge PM des DPF 3 geschätzt. ZumBeispiel kann die Partikelstoffsammelmenge PM auf der Grundlageder Druckdifferenz ΔP über demDPF 3, die durch den Druckdifferenzsensor 8 erfasstwird, und der Abgasdurchsatzrate QE geschätzt werden, die aus der Abgabevon der Luftdurchsetzmessvorrichtung 53 berechnet wird,indem die Beziehung (in der 3 gezeigt)zwischen der Druckdifferenz ΔP über demDPF 3 und der Partikelstoffmenge PM hinsichtlich der DurchsatzrateQE des hindurchtretenden Abgases verwendet wird.
    [0049] Beieinem Schritt S104 wird bestimmt, ob die geschätzte PartikelstoffsammelmengePM einen vorbestimmten Wert α erreicht,bei dem die Regenerierung des DPF 3 erforderlich ist. Fallsdie Partikelstoffsammelmenge PM größer ist als der vorbestimmte Wert α, dann wirdder Temperaturerhöhungsvorgang desDPF 3 durchgeführt,um den DPF 3 zu regenerieren. Bei dem Temperaturerhöhungsvorgangwird zum Beispiel die Nacheinspritzung durchgeführt. Insbesondere wird einekleine Kraftstoffmenge nach der Hauptkraftstoffeinspritzung zusätzlich eingespritzt, diezum Betreiben der Kraftmaschine 1 durchgeführt wird,und zwar bei dem Expansionshub nach dem oberen Todpunkt, so dassdie nicht verbrannten Kohlenwasserstoffe erzeugt werden. Die Kohlenwasserstoffeerzeugen Wärmebei der Oxidationsreaktion an dem DOC 4 und führen dasAbgas mit hoher Temperatur dem DPF 3 zu. Falls das Ergebnisder Bestimmung bei dem Schritt S104 „NEIN" lautet, dann wird die Nacheinspritzungnicht durchgeführt,und die Verarbeitung wird direkt beendet.
    [0050] Beieinem Schritt S105 wird bestimmt, ob die DPF-Temperatur T kleinerist als ein vorbestimmter Wert T1 (zum Beispiel 200°C). der vorbestimmte WertT1 ist eine Aktivierungstemperatur des Oxidationskatalysators. Fallsdas Ergebnis der Bestimmung bei dem Schritt S105 „JA" lautet oder fallsdie DPF-Temperatur T kleiner ist als die vorbestimmte TemperaturT1 (zum Beispiel 200°C),dann wird der Oxidationskatalysator nicht aktiviert, so dass die Temperaturerhöhungsworkungnicht erreicht wird, auch wenn die Kohlenwasserstoffe dem DOC 4 geführt werden.Daher wird die Nacheinspritzung dadurch gestoppt, dass das Pulsdauerverhältnis auf0% festgelegt wird. Falls das Ergebnis der Bestimmung bei dem SchrittS105 „NEIN" lautet, dann wirdbestimmt, ob die DPF-Temperatur T größer ist als ein vorbestimmterWert T2 (zum Beispiel 700°C)bei einem Schritt S106. Falls die DPF-Temperatur T größer istals der vorbestimmte Wert (zum Beispiel 700°C), dann besteht die Möglichkeitder Verschlechterung des Oxidationskatalysators oder Beschädigung des DPF 3.Daher wird das PulsdauerverhältnisDR auf 0% festgelegt, und die Nacheinspritzung wird gestoppt.
    [0051] Fallsdas Ergebnis der Bestimmung bei dem Schritt S106 „NEIN" lautet, dann dieschreitet die Verarbeitung zu einem Schritt S107 weiter, und eswird bestimmt, ob die DPF-Temperatur T kleiner ist als ein vorbestimmterWert T3 (zum Beispiel 550°C).Falls die DPF-Temperatur T kleiner ist als der vorbestimmte WertT3 (zum Beispiel 550°C),dann ist die DPF-Temperatur T viel kleiner als die Soll-TemperaturTt (z:B. 650°C).Daher wird das PulsdauerverhältnisDR auf einen Wert DRD festgelegt (zum Beispiel 100%),um die DPF-Temperatur T schnell zu erhöhen. Falls das Ergebnis derBestimmung bei dem Schritt S107 „NEIN" lautet, dann schreitet die Verarbeitungzu einem Schritt S108 weiter, und es wird bestimmt, ob die DPF-TemperaturT größer istals ein vorbestimmter Wert T4 (zum Beispiel 660°C). Falls die DPF-TemperaturT größer istals der vorbestimmte Wert T4 (zum Beispiel 660°C), dann ist die DPF-TemperaturT geringfügiggrößer alsdie Soll-Temperatur Tt (zum Beispiel 650°C). Daher wird das Pulsdauerverhältnis DRauf ein VerhältnisDRB (zum Beispiel 55%) festgelegt, um dieDPF-Temperatur T zu verringern. Das Verhältnis DRB wirdauf einen bestimmten Wert (zum Beispiel 55%) festgelegt, wodurchdie DPF-Temperatur T kleiner wird als die Soll-Temperatur Tt, wiedies in der 4 gezeigtist.
    [0052] Fallsdas Ergebnis der Bestimmung bei dem Schritt S108 „NEIN" lautet, dann schreitetdie Verarbeitung zu einem Schritt S109 weiter, und es wird bestimmt,ob die DPF-Temperatur T kleiner ist als ein vorbestimmter Wert T5(zum Beispiel 640°C).Falls die DPF-Temperatur T kleiner ist als der vorbestimmte WertT5 (z.B 640°C),dann ist die DPF-Temperatur D geringfügig kleiner als die Soll-TemperaturTt (zum Beispiel 650°C).Daher wird das Pulsdauerverhältnis DRauf ein VerhältnisDRC (zum Beispiel 65%) festgelegt, um dieDPF-Temperatur T zu erhöhen.Das VerhältnisDRC wird auf einen bestimmten Wert (zum Beispiel65%) festgelegt, wodurch die DPF-Temperatur T größer wird als die Soll-TemperaturTt, wie dies in der 4 gezeigtist.
    [0053] Fallsdas Ergebnis der Bestimmung bei dem Schritt S109 „NEIN" lautet, oder fallsdie DPF-Temperatur T größer istals der vorbestimmte Wert T5 (zum Beispiel 640°C) oder kleiner als der vorbestimmte WertT4 (zum Beispiel 660°C),dann schreitet die Verarbeitung zu einem Schritt S110 weiter, unddas PulsdauerverhältnisDR wird auf ein VerhältnisDRA (zum Beispiel 60%) festgelegt. Das Pulsdauerverhältnis DRA wird auf einen bestimmten Wert (zum Beispiel 60%)festgelegt, wodurch die DPF-TemperaturT gleich der Soll-Temperatur Tt wird, wie dies in der 4 gezeigt ist. Der vorbestimmteWert T3 (zum Beispiel 550°C)ist größer alsder vorbestimmte Wert T1 (zum Beispiel 200°C). Der vorbestimmte Wert T5 (zumBeispiel 640°C)ist größer alsder vorbestimme Wert T3 (zum Beispiel 550°C). Der vorbestimmte Wert T4(zum Beispiel 660°C)ist größer alsder vorbestimmte Wert T5 (zum Beispiel 640°C).
    [0054] EineWirkung des gegenwärtigenAusführungsbeispielesist in einem Zeitdiagramm in der 10 gezeigt.Das in der 10 gezeigteZeitdiagramm ist ein Beispiel der Regenerierungssteuerung, die durchdie ECU 6 durchgeführtwird, auf der Grundlage des in der 9 gezeigtenFlussdiagramme. Wie dies in der 10 gezeigtist, ist die DPF-Temperatur T bei dem Start der Regenerierungssteuerungniedrig. Dabei wird bestimmte, dass die Wirkung des Temperaturerhöhungsvorganges niedrigist, so dass das PulsdauerverhältnisDR auf 0% festgelegt wird. Wenn die DPF-Temperatur T gleich odergrößer alsdie Aktivierungstemperatur des Oxidationskatalysators bei einemZeitpunkt t1 wird, dann wird das Pulsdauerverhältnis DR auf 100% festgelegt,und die DPF-Temperatur T wird schnell erhöht. Falls sich die DPF-TemperaturT der Soll-Temperatur Tt annähert,dann wird das PulsdauerverhältnisDR schrittweise verringert, so dass sich die DPF-Temperatur T allmählich erhöht. Fallsdie DPF-Temperatur T kleiner wird als Soll-Temperatur Tt aufgrundder Verringerung des Pulsdauerverhältnisses DR, dann wird dasPulsdauerverhältnisDR schrittweise erhöht,um die DPF-TemperaturT allmählichzu erhöhen.Durch die Wiederholung von diesen Vorgängen kann die DPF-TemperaturT nahe der Soll-TemperaturTt aufrecht erhalten werden, wie dies durch eine durchgezogene Linie „a" in der 11 gezeigt ist. Verglichenmit dem Fall des herkömmlichenTemperatursteuerverfahrens, das durch eine durchgezogene Linie „b" in der 11 gezeigt ist, hat dasVerfahren gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispieleine ausgezeichnete Steuerbarkeit der DPF-Temperatur T, wie diesdurch die durchgezogene Linie „a" in der 11 gezeigt wird, und dieMöglichkeitder Verschlechterung des DOC 4 oder der Beschädigung desDPF 3 ist start reduziert. Somit kann die Verschlechterungdes Kraftstoffverbrauchs verhindert werden, die dann hervorgerufen werdenwürde,wenn die Partikelstoffe verbrannt werden können. Infolgedessen kann dieRegenerierungssteuerung des DPF 3 effizient durchgeführt werden.
    [0055] Alsnächsteswird eines Regenerierungssteuerung, die durch eine ECU 6 gemäß einemzweiten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, auf der Grundlageder 12 beschrieben.Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wirddas PulsdauerverhältnisDR gemäß der DPF-TemperaturT kontinuierlich geändert.Zunächst nimmtdie ECU 6 bei einem Schritt S201 die AbgastemperaturenT1, T2 von den Abgastemperatursensoren 51, 52 auf,die stromaufwärtsbzw. stromabwärtsvon dem DPF 3 angeordnet sind. Bei einem Schritt S202 wirddie DPF-Temperatur T auf der der Grundlage der AbgastemperaturenT1, T2 berechnet. Die Temperatur T1 oder die Temperatur T2 kann vereinfachtals die DPF-Temperatur T verwendet werden. Alternativ kann die DPF-Temperatur T aus denTemperaturen T1, T2 berechnet werden. Bei einem Schritt S203 wirddie Partikelstoffsammelmenge durch PM des DPF 3 geschätzt. ZumBeispiel wird die Partikelstoffsammelmenge PM aus der Druckdifferenz ΔP über denDPF 3 geschätzt,die durch den Druckdifferenzsensor 8 erfasst wird, undauf der Abgasdurchsatzrate QE, die aus der Abgabe von der Luftdurchsatzmessvorrichtung 53 berechnetwird, und zwar auf der Grundlage der Beziehung (in der 3 gezeigt) zwischen derDruckdifferenz ΔP über demDPF 3 und der Partikelstoffsammelmenge PM hinsichtlichder Durchsatzrate QE des hindurchtretenden Abgases.
    [0056] Beieinem Schritt S204 wird bestimmt, ob die geschätzte PartikelstoffsammelmengePM einen vorbestimmten Wert α erreicht,bei dem die Regenerierung des DPF 3 erforderlich ist. Fallsdie Partikelstoffsammelmenge PM größer ist als der vorbestimmte Wert α, dann wirdder Temperaturerhöhungsvorgang desDPF 3 durchgeführt,um den DPF 3 zu regenerieren. Zum Beispiel wird die Nacheinspritzungals der Temperaturerhöhungsvorgangdurchgeführt.Insbesondere wird eine kleine Kraftstoffmenge zusätzlich nachder Hauptkraftstoffeinspritzung eingespritzt, die zum Betreibender Kraftmaschine durchgeführtwird, und zwar bei dem Expansionshub nach dem oberen Todpunkt, umnicht verbrannte Kohlenwasserstoffe zu erzeugen. Die Kohlenwasserstoffeerzeugen die Wärmedurch die Oxidationsreaktion an dem DOC 4. Somit wird dasAbgas mit hoher Temperatur bei dem DPF 3 vorgesehen. Fallsdas Ergebnis der Bestimmung bei dem Schritt S204 „NEIN" lautet, dann wird dieNacheinspritzung nicht durchgeführt,und die Verarbeitung wird direkt beendet.
    [0057] Beieinem Schritt S205 wird bestimmt, ob die DPF-Temperatur T kleinerist als ein vorbestimmter Wert T1 (zum Beispiel 200°C). Der vorbestimmte WertT1 ist die Aktivierungstemperatur des Oxidationskatalysators. Fallsdie DPF-Temperatur T kleiner ist als der vorbestimmte Wert T1 (zumBeispiel 200°C),dann wird bestimmt, dass der Oxidationskatalysator nicht aktiviertist, so dass die Temperaturerhöhungswirkungnicht erreicht werden kann, auch wenn die Kohlenwasserstoffe demDOC 4 zugeführt werden.Daher wird die Nacheinspritzung dadurch gestoppt, dass das Pulsdauerverhältnis DRauf 0% festgelegt wird. Falls das Ergebnis der Bestimmung bei demSchritt S205 „NEIN" lautet, dann wirdbestimmt, ob die DPF-Temperatur T größer ist als ein vorbestimmterWert T2 (zum Beispiel 700°C)bei einem Schritt S206. Falls die DPF-Temperatur T größer istals der vorbestimmte Wert T2 (zum Beispiel 700°C), dann besteht die Möglichkeitder Verschlechterung des Oxidationskatalysators oder der Beschädigung desDPF 3. Daher wird die Nacheinspritzung dadurch gestoppt,dass das PulsdauerverhältnisDR auf 0% festgelegt wird. Der vorbestimmte Wert T2 ist größer alsder vorbestimmte Wert T1.
    [0058] Fallsdas Ergebnis der Bestimmung bei dem Schritt S206 „NEIN" lautet, dann schreitetdie Verarbeitung zu einem Schritt S207 weiter, und eine Abweichung ΔT der gegenwärtigen DPF-TemperaturT von der Soll-Temperatur Tt (zum Beispiel 650°C) wird berechnet. Dann wirdbei einem Schritt S208 das Pulsdauerverhältnis DR auf der Abweichung ΔT unter Verwendungeiner Funktion K(ΔT)berechnet, die durch einen folgenden Ausdruck (1) ausgedrückt wird. K(ΔT) = –Kp × ΔT + A0 (1)
    [0059] Beidem Ausdruck (1) stellt Kp einen vorbestimmten positiven Koeffizientendar, und A0 ist eine bestimmte Konstante zum Vorsehen eines Pulsdauerverhältnisses(zum Beispiel 60%), bei dem die DPF-Temperatur T mit der Soll-TemperaturTt übereinstimmt,wenn die Abweichung ΔTNull beträgt.
    [0060] Auchbei dieser Steuerung des zweiten Ausführungsbeispiels können ähnlicheWirkungen zum schnellen Erhöhender DPF- TemperaturT auf die Soll-Temperatur Tt und zum aufrecht erhalten der DPF-TemperaturT nahe der Soll-Temperatur Tt bei dem Regenerierungsvorgang erreichtwerden.
    [0061] Dievorliegende Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispielebeschränkt,sondern sie kann in vielen anderen Möglichkeiten implementiert werden,ohne dass der Umfang der Erfindung verlassen wird.
    [0062] EinAbgasreinigungssystem einer Dieselkraftmaschine (1) hateinen Dieselpartikelfilter (einen DPF) (3), der in einemAbgaskanal (2) angeordnet ist, und einen Dieseloxidationskatalysator(einen DOC) (4), der stromaufwärts von dem DPF (3)angeordnet ist. Wenn eine elektronische Steuereinheit (eine ECU)(6) einen Temperaturerhöhungsvorgangwie zum Beispiel eine Nacheinspritzung durchführt, um in dem DPF (3)gesammelte Partikelstoffe zu beseitigen, dann wird ein Verhältnis (einPulsdauerverhältnis)zwischen einer Wirkperiode und einer Unterbrechungsperiode des Temperaturerhöhungsvorganges gemäß der Temperaturdes DPF (3) geändert.Somit wird eine Kohlenwasserstoffmenge, die dem DOC (4) zugeführt wird,schrittweise oder kontinuierlich gesteuert. Somit kann die Temperaturdes DPF (3) auf die Soll-Temperatur schnell erhöht werden,und sie kann nahe der Soll-Temperatur aufrecht erhalten werden,wenn die Regenerierung des DPF (3) durchgeführt wird.
    权利要求:
    Claims (9)
    [1] Abgasreinigungssystem einer Brennkraftmaschine(1), gekennzeichnet durch: einen Partikelfilter (3),der in einem Abgaskanal (2) der Brennkraftmaschine (1)angeordnet ist; eine Temperaturerhöhungseinrichtung zum Erhöhen einerTemperatur des Partikelfilters (3); einer Temperaturschätzeinrichtung(S101, S102, S201, S202) zum Schätzender Temperatur des Partikelfilters (3); einer Partikelstoffsammelmengenschätzeinrichtung (S103,S203) zum Schätzeneiner Menge der in dem Partikelfilter (3) gesammelten Partikelstoffe; eineRegeneriereinrichtung zum Regenerieren des Partikelfilters (3)durch Erhöhender Temperatur des Partikelfilters (3) auf einen vorbestimmtenWert durch einen Betrieb der Temperaturerhöhungseinrichtung und durchBeseitigen der in dem Partikelfilter (3) gesammelten Partikelstoffedurch eine Verbrennung, wenn die Menge der in dem Partikelfilter(3) gesammelten Partikelstoffe, die durch die Partikelstoffsammelmengenschätzeinrichtung(S103, S203) geschätztwird, einen vorbestimmten Wert überschreitet;und eine Energieeingabemengenbestimmungseinrichtung (S105 bisS110, S205 bis S208), die bei der Regeneriereinrichtung enthaltenist, um eine Energiemenge zu bestimmen, die durch die Temperaturerhöhungseinrichtungeingegeben wird, und zwar gemäß der Temperaturdes Partikelfilters (3), die durch die Temperaturschätzeinrichtung(S101, S102, S201, S202) geschätztwird.
    [2] Abgasreinigungssystem der Brennkraftmaschine (1)gemäß Anspruch1, des weiteren dadurch gekennzeichnet, dass die Energieeingabemengebestimmungseinrichtung(S105 bis S110, S205 bis S208) eine Pulsdauerverhältnisbestimmungseinrichtung(S105 bis S110, S205 bis S208) beinhaltet, um ein Pulsdauerverhältnis zwischeneiner Wirkperiode und einer Unterbrechungsperiode des Temperaturerhöhungsvorgangeszu bestimmen, der durch die Temperaturerhöhungseinrichtung durchgeführt wird, undzwar gemäß der Temperaturdes Partikelfilters (3), die durch die Temperaturschätzeinrichtung (S101,S102, S201, S202) geschätztwird.
    [3] Abgasreinigungssystem der Brennkraftmaschine (1)gemäß Anspruch2, des weiteren dadurch gekennzeichnet, dass die Pulsdauerverhältnisbestimmungseinrichtung(S105 bis S110, S205 bis S208) ein Verhältnis einer Periode zum Durchführen desTemperaturerhöhungsvorgangesin einer vorbestimmten Zyklusperiode hinsichtlich der vorbestimmtenZyklusperiode jeweils in vorbestimmten Zyklen gemäß der Temperaturdes Partikelfilters (3) bestimmt.
    [4] Abgasreinigungssystem der Brennkraftmaschine (1)gemäß Anspruch3, des weiteren dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelfilter(3) ein Keramikfilter ist, der an seiner stromaufwärtigen Seiteneinen Oxidationskatalysator (4) aufweist oder den Oxidationskatalysator(4) daran stützt.
    [5] Abgasreinigungssystem der Brennkraftmaschine (1)gemäß Anspruch4, des weiteren dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturerhöhungseinrichtungeine Kohlenwasserstoffmenge vermehrt, die in dem Abgas enthaltenist, und die Temperatur des Partikelfilters (3) durch Nutzenvon Reaktionswärme erhöht, dievon den Kohlenwasserstoffen an dem Oxidationskatalysator (4)erzeugt wird.
    [6] Abgasreinigungssystem der Brennkraftmaschine (1)gemäß Anspruch5, des weiteren dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturerhöhungseinrichtungdie in dem Abgas enthaltene Kohlenwasserstoffmenge vermehrt, indemzumindest eine Nacheinspritzung, eine Verzögerung einer Kraftstoffeinspritzzeitgebung,eine Begrenzung einer Einlassluftdurchsatzrate oder eine Vermehrungeiner Abgasrückführungsmengedes Abgases durchgeführtwird, die zur Einlassluft zurückgeführtwird.
    [7] Abgasreinigungssystem der Brennkraftmaschine (1)gemäß Anspruch4, des weiteren dadurch gekennzeichnet, dass die Pulsdauerverhältnisbestimmungseinrichtung (S105bis S110, S205 bis S208) das Pulsdauerverhältnis auf einen Standartwertfestlegt, falls eine Abgabe von der Temperaturschätzeinrichtung(S101, S102, S201, S202) innerhalb eines vorbestimmten Bereicheshinsichtlich der Soll-Temperatur ist, die Pulsdauerverhältnisbestimmungseinrichtung (S105bis S110, S205 bis S208) das Pulsdauerverhältnis hinsichtlich des Standartwertesverringert, falls die Abgabe von der Temperaturschätzeinrichtung(S101, S102, S201, S202) zumindest um einen vorbestimmten Wert größer istals die Soll-Temperatur, die Pulsdauerverhältnisbestimmungseinrichtung (S105bis S110, S205 bis S208) das Pulsdauerverhältnis hinsichtlich des Standartwertesvergrößert, fallsdie Abgabe von der Temperaturschätzeinrichtung(S101, S102, S201, S202) zumindest um einen vorbestimmten Wert kleinerist als die Soll-Temperatur, die Pulsdauerverhältnisbestimmungseinrichtung (S105bis S110, S205 bis 208) den Betrieb der Temperaturerhöhungseinrichtungdadurch stoppt, dass das Pulsdauerverhältnis auf Null festgelegt wird,falls die Abgabe von der Temperaturschätzeinrichtung (S101, S102,S201, S202) ausreichend hoch ist, dass eine Beschädigung desPartikelfilters (3) oder eine Verschlechterung des Oxidationskatalysators (4)bewirkt würde,und die Pulsdauerverhältnisbestimmungseinrichtung (S105bis S110, S205 bis S208) den Betrieb der Temperaturerhöhungseinrichtungdadurch stoppt, dass das Pulsdauerverhältnis auf Null festgelegt wird,falls die Abgabe von der Temperaturschätzeinrichtung (S101, S102,S201, S202) kleiner ist als eine Aktivierungstemperatur des Oxidationskatalysators(4).
    [8] Abgasreinigungssystem der Brennkraftmaschine (1)gemäß Anspruch1, des weiteren dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturschätzeinrichtung(S101, S102, S201, S202) die Temperatur des Partikelfilters (3)auf der Grundlage einer Abgabe von einem Temperatursensor (51, 52),der stromaufwärts oderstromabwärtsvon dem Partikelfilter (3) angeordnet ist, oder auf derGrundlage von Abgaben von Temperatursensoren (51, 52)schätzt,die stromaufwärtsund stromabwärtsvon dem Partikelfilter (3) angeordnet sind.
    [9] Abgasreinigungssystem der Brennkraftmaschine (1)gemäß Anspruch1, des weiteren dadurch gekennzeichnet, dass die Partikelstoffsammelmengenschätzeinrichtung(S103, S203) die Menge der in dem Partikelfilter (3) gesammeltenPartikelstoffe zumindest auf der Grundlage einer Druckdifferenz über denPartikelfilter (3) oder eines Betriebszustandes der Brennkraftmaschine(1) schätzt.
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    AU2007344789B2|2011-02-24|Exhaust emission purification method and exhaust emission purification system
    US7322182B2|2008-01-29|Filter regeneration control
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    JP2004301013A|2004-10-28|
    JP4288985B2|2009-07-01|
    FR2853006B1|2007-08-10|
    US7076944B2|2006-07-18|
    US20040187477A1|2004-09-30|
    DE102004015545B4|2014-04-03|
    FR2853006A1|2004-10-01|
    DE102004015545C5|2017-02-23|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2010-06-17| 8110| Request for examination paragraph 44|
    2013-11-27| R016| Response to examination communication|
    2013-12-17| R018| Grant decision by examination section/examining division|
    2014-12-17| R026| Opposition filed against patent|
    2015-04-02| R026| Opposition filed against patent|Effective date: 20141217 |
    2016-10-25| R034| Decision of examining division/federal patent court maintaining patent in limited form now final|
    2017-02-23| R206| Amended patent specification|
    2021-10-01| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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