Abgasreinigungssystem einer Brennkraftmaschine

专利摘要:
EinDieseloxidationskatalysator (4) ist stromaufwärts von einem Dieselpartikelfilter(DPF) (3) angeordnet, der in einem Abgasdurchgang (2) von einemDieselverbrennungsmotor (1) angeordnet ist. Eine elektronische Steuerungseinheit(ECU) (6) betreibt eine Temperaturerhöhungseinrichtung, die eineNacheinspritzung durchführt,um in dem DPF (3) gesammelte Partikelstoffe zu beseitigen. Die ECU(6) hat eine erste Korrektureinrichtung (S105-S107, S111) und einezweite Korrektureinrichtung (S108, S109, S111). Die erste Korrektureinrichtung(S105-S107, S111) korrigiert eine Stellgröße der Temperaturerhöhungseinrichtungauf der Grundlage eines Ergebnisses eines Vergleichs zwischen einerSolltemperatur und einer Temperatur von dem DPF (3), die auf derGrundlage einer Information geschätzt wird, die sich auf einen Bereichstromaufwärtsvon dem DPF (3) bezieht. Die zweite Korrektureinrichtung (S108,S109, S111) korrigiert die Stellgröße der Temperaturerhöhungseinrichtungauf der Grundlage eines Ergebnisses eines Vergleichs zwischen derSolltemperatur und der Temperatur von dem DPF (3), die auf der Grundlageder Information geschätztwird, die sich auf einen Bereich stromabwärts von dem DPF (3) bezieht.
公开号:DE102004024115A1
申请号:DE200410024115
申请日:2004-05-14
公开日:2004-12-02
发明作者:Masumi Kariya Kinugawa；Kazuo Kariya Kobayashi；Tsukasa Kariya Kuboshima；Shinichiro Kariya Okugawa
申请人:Denso Corp；
IPC主号:F01N3-02

专利说明:
[0001] Dievorliegende Erfindung betrifft ein Abgasreinigungssystem einer Brennkraftmaschine,die einen Partikelfilter in einem Abgasdurchgang hat. Insbesonderebezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Abgasreinigungssystem,das fähigist, einen Partikelfilter durch Erhöhen einer Temperatur des Partikelfilterswirksam zu regenerieren.
[0002] Inden vergangenen Jahren hat sich ein Abgasreinigungssystem zum Unterbindeneines Ausstoßesvon giftigen Bestandteilen durch Behandeln eines von einer Brennkraftmaschineausgestoßenen Abgasesdurch Verwenden eines Katalysators oder eines Filters als eine vonMaßnahmenzum Schützen derUmwelt herausgestellt. Beispielsweise ist ein Abgasreinigungssystembekannt, das einen Dieselpartikelfilter (im Folgenden einen DPF)in einem Abgasrohr hat und das von einem DieselverbrennungsmotorausgestoßenePartikelstoffe mit dem DPF sammelt. Der DPF wird durch regelmäßiges Verbrennen undBeseitigen der in dem DPF gesammelten Partikelstoffe regeneriert.Somit kann der DPF kontinuierlich verwendet werden.
[0003] DieRegeneration von DPF wird durch Erhöhen der Temperatur von demDPF übereine bestimmte Temperatur (beispielsweise 600°C), durchgeführt, bei der die Partikelstoffeverbrannt werden können,wenn die Menge der Partikelstoffe, die in dem DPF gesammelt sind(im Folgenden Partikelstoffsammelmenge, einen vorbestimmten Werterreicht. Die Partikelstoffsammelmenge wird auf der Grundlage einerDruckdifferenz überden DPF beispielsweise berechnet. Zu diesem Zeitpunkt führt eineTemperaturerhöhungseinrichtungeine Nacheinspritzung, eine Verzögerungeiner Kraftstoffeinspritzzeitabstimmung, eine Begrenzung der Einlassluft oderdergleichen durch. Die Nacheinspritzung ist eine zusätzlicheEinspritzung einer geringen Menge von Kraftstoff, die nach der Haupteinspritzungdurchgeführtwird, die zum Betreiben des Verbrennungsmotors durchgeführt wird.Jedoch könnendiese Temperaturerhöhungsverfahrenden Kraftstoffverbrauch verschlechtern.
[0004] Wenndie Temperatur von dem DPF (im Folgenden DPF-Temperatur T) während der Regeneration desDPF niedrig ist, wird eine Verbrennungsgeschwindigkeit von den Partikelstoffenverringert, wie durch eine durchgezogene Linie „a" in 21 gezeigtist. Demgemäß benötigt dieRegeneration von dem DPF eine lange Zeit und wird die Menge des Kraftstoffverbrauchserhöht,wie durch eine gestrichelte Linie „b" in 21 gezeigtist. Wenn die DPF-Temperatur T währendder Regeneration von dem DPF hoch ist, wird die Verbrennungsgeschwindigkeitvon den Partikelstoffen erhöht,wie durch die durchgezogene Linie „a" in 21 gezeigtist. Für diesenFall wird die Regeneration von dem DPF in einer kurzen Zeit beendetund kann die Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs aufgrundder Regeneration von dem DPF verringert werden, wie durch die gestrichelteLinie „b" in 21 gezeigt ist. Wenn jedoch die DPF-TemperaturT übermäßig erhöht wird, wirdder DPF beschädigtoder wird der an dem DPF gestützteOxidationskatalysator aufgrund der übermäßigen Temperaturerhöhung verschlechtert.Ein Bereich „Ad" in
[0005] 21 zeigt einen Bereich,in dem der DPF beschädigtwerden kann oder der an dem DPF gestützte Oxidationskatalysatorverschlechtert werden kann. Daher muss zum Unterbinden der Verschlechterungdes Kraftstoffverbrauchs und zum sicheren Regenerieren des DPF dieDPF-Temperatur T in einem geeigneten Bereich gehalten werden. Daher wirdnormalerweise die Temperatur von dem Abgas stromaufwärts oderstromabwärtsvon dem DPF erfasst und wird die Temperaturerhöhungseinrichtung so betrieben,dass die erfasste Temperatur eine Solltemperatur erreicht.
[0006] Beieiner in der ungeprüftenjapanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. H11-101122 offenbarten herkömmlichenTechnologie ist ein Oxidationskatalysator (ein Dieseloxidationskatalysator:im Folgenden ein DOC) in Reihe stromaufwärts von dem DPF angeordnetund wird eine Temperatur von dem Abgas stromaufwärts von dem DPF und stromabwärts von demDOC als die DPF-Temperatur erfasst. Wenn die DPF-Temperatur (dieTemperatur des Abgases stromaufwärtsvon dem DPF), die durch eine dünne Linie „b" in 22 gezeigt ist, einen vorbestimmten Wert(beispielsweise 500°C)zu einem Zeitpunkt „tA" übersteigt, wird der Temperaturerhöhungsbetriebangehalten. Wenn dann die durch die dünne Linie „b" gezeigte DPF-Temperatur niedriger alsdie vorbestimmte Temperatur (beispielsweise 500°C) an einem Zeitpunkt „tB" wird, wird der Temperaturerhöhungsbetrieberneut gestartet. Ein „Einschaltzustand" einer Linie „T-UP" in 22 stellt einen Zustand dar, bei demder Temperaturerhöhungsbetrieb durchdie Temperaturerhöhungseinrichtungdurchgeführtwird, und ein „Ausschaltzustand" von der Linie T-UPstellt einen Zustand dar, bei dem der Temperaturerhöhungsbetriebnicht durchgeführtwird.
[0007] Jedochführt dievorstehend genannte Technologie lediglich einen Betrieb zum Schaltender Temperaturerhöhungseinrichtung,die die Nacheinspritzung oder ähnlichesdurchführt,zwischen dem betriebenen Zustand und dem angehaltenen Zustand durch.Für diesenFall ist es möglich,dass die Nacheinspritzung den Kraftstoffverbrauch verschlechtert, aberdass der DPF nicht wesentlich regeneriert wird, wenn die Nacheinspritzungdurchgeführtwird, aber sich die DPF-Temperaturauf eine niedrige Temperatur (beispielsweise 450° oder darunter) aufgrund einerStörungverringert, wie zum Beispiel einer Änderung des Betriebszustandsdes Verbrennungsmotors. Das ist der Grund, warum die Verbrennungsgeschwindigkeitvon den Partikelstoffen, die an dem DPF gesammelt sind, niedrigist, wenn die DPF-Temperaturniedrig ist. Bei der vorstehend genannten Technologie dauert eseine lange Zeit, die DPF-Temperatur auf die Nähe von der Solltemperatur erneut für den Fallzu erhöhen,bei dem die DPF-Temperatur von der Solltemperatur in hohem Maße während der Regenerationdes DPF abweicht. Als Folge wird der Kraftstoffverbrauch verschlechtert.
[0008] DieDPF-Temperatur wird durch ein Gleichgewicht zwischen einer Wärmeerzeugungdurch eine Oxidationsreaktion von Kohlenwasserstoff aufgrund einerFunktion des Oxidationskatalysators und einer Wärmestrahlung in das Abgas odereinen umgebenden Bereich bestimmt. Daher wird für den Fall, bei dem eine große Mengedes Abgases durch den DPF hindurchtritt, oder für den Fall, bei dem der Kohlenwasserstoffwährendder Verzögerungoder ähnlichemnicht zugeführtwird, die abgestrahlten Wärmemengedie Wärmemenge übersteigen,die durch die Oxidationsreaktion des Kohlenwasserstoffs erzeugt wird,und wird sich die DPF-Temperatur verringern. Wenn sich die DPF-Temperatureinmal verringert, dauert es eine lange Zeit, die SolltemperaturTT zu erzielen, auch wenn der Temperaturerhöhungsbetrieb erneut gestartetwird.
[0009] Wennder Temperaturerhöhungsbetriebzu dem Zeitpunkt tA in 22 angehaltenwird, strömt wiederTemperaturabgas in den DOC und wird die Wärmeerzeugung durch die Oxidationsreaktiondes Kohlenwasserstoffs angehalten. Demgemäß verringert sich die Temperaturdes stromaufwärtsvon dem DPF angeordneten DOC rasch, wie durch eine gestrichelteLinie „a" in 22 gezeigt ist. Der DPF hat eine größere Wärmekapazität als derDOC. Daher wird die Änderungder tatsächlichenTemperatur des DPF, die durch eine fette Linie „c" in 22 gezeigt ist,im Vergleich mit der Änderungder DOC-Temperatur verzögert,die durch die gestrichelte Linie „a" in 22 gezeigtist. Daher verringert sich die erfasste Temperatur nicht rasch,wie durch die dünneLinie in „b" gezeigt ist, undverringert sich die DOC-Temperatur weitergehend, wie durch die gestrichelteLinie „a" gezeigt ist, bevorsich die erfasste Temperatur verringert, die durch die dünne Linie „b" gezeigt ist. Auch wennder Temperaturerhöhungsbetriebaufgrund der Verringerung der erfassten Temperatur, die durch die dünne Linie „b" gezeigt ist, zudem Zeitpunkt tB in 22 wiederaufgenommenwird, strömtdas Niedertemperaturabgas, das durch den DOC hindurchtritt, in denDPF. Daher hältdie Verringerung der tatsächlichenTemperatur des DPF nicht unmittelbar an, die durch die fette Linie „c" gezeigt ist. DietatsächlicheTemperatur von dem DPF beginnt sich zu erhöhen, nachdem die DOC-Temperatur,die durch die gestrichelte Linie „a" gezeigt ist, infolge der Wiederaufnahmedes Temperaturerhöhungsbetriebshoch wird.
[0010] Wennein Zustand, bei dem die DPF-Temperatur niedriger als eine vorbestimmteTemperatur (beispielsweise 450°Coder darunter) ist, sich währendder Regeneration des DPF fortsetzt, wird sich die Regeneration desDPF verlängernund wird der Kraftstoffverbrauch verschlechtert. Zum Vermeiden einersolchen Situation sollte die DPF-Temperatur vorzugsweiserasch auf die Solltemperatur TT (beispielsweise 500°C erhöht werdenund in der Nähe derSolltemperatur TT bei der Regeneration des DPF gehalten werden.
[0011] Esist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Abgasreinigungssystemzu schaffen, das fähigist, eine Temperatur eines Dieselpartikelfilters rasch zu erhöhen unddie Temperatur des Partikelfilters in der Nähe der Solltemperatur zu halten, wennder Dieselpartikelfilter regeneriert wird. Somit kann eine Beschädigung desDieselpartikelfilters oder eine Verschlechterung eines Oxidationskatalysatorsaufgrund einer hohen Temperatur verhindert werden. Unterdessen kanneine Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs unterbunden werden.Somit kann das Abgasreinigungssystem die Regeneration des Dieselpartikelfilterssicher und effizient durchführen.
[0012] Gemäß einemGesichtspunkt der vorliegenden Erfindung hat ein Abgasreinigungssystemeiner Brennkraftmaschine einen Partikelfilter, eine Temperaturerhöhungseinrichtung,eine Partikelfiltersammelmengenschätzeinrichtung und eine Temperaturerhöhungssteuerungseinrichtung.Der Partikelfilter ist in einem Abgasdurchgang von dem Verbrennungsmotorangeordnet. Die Temperaturerhöhungseinrichtungerhöhteine Temperatur des Partikelfilters. Die Partikelstoffsammelmengenschätzeinrichtungschätzteine Menge von Partikelstoffen, die in dem Partikelfilter gesammeltwerden (eine Partikelstoffsammelmenge). Die Temperaturerhöhungssteuerungseinrichtungbetreibt die Temperaturerhöhungseinrichtung,um die Temperatur des Partikelfilters auf eine Solltemperatur zuerhöhen,wenn die Partikelstoffsammelmenge, die durch die Partikelstoffsammelmengenschätzeinrichtunggeschätztwird, einen vorbestimmten Wert übersteigt. Somitwerden die in dem Partikelfilter gesammelten Partikelstoffe verbranntund beseitigt.
[0013] DieTemperaturerhöhungssteuerungseinrichtunghat eine erste Korrektureinrichtung. Die erste Korrektureinrichtungschätztdie Temperatur des Partikelfilters auf der Grundlage einer Information desAbgases, das in den Partikelfilter strömt, eines Betriebszustandsdes Verbrennungsmotors und einer Stellgröße der Temperaturerhöhungseinrichtung. Dannkorrigiert die erste Korrektureinrichtung die Stellgröße der Temperaturerhöhungseinrichtungauf der Grundlage eines Ergebnisses eines Vergleichs zwischen dergeschätztenTemperatur und der Solltemperatur.
[0014] DieTemperaturerhöhungssteuerungseinrichtungbetreibt die Temperaturerhöhungssteuerungseinrichtungso, dass die Temperatur des Partikelfilters eine Solltemperaturwird (beispielsweise 600°C),wenn die Partikelstoffsammelmenge einen vorbestimmten Wert übersteigt.Zu diesem Zeitpunkt kann durch die durch die erste Korrektureinrichtung durchgeführte Korrekturdie Temperatur des Partikelfilters, die von der Solltemperatur durcheine Störung oder ähnlichesabweicht, rasch auf die Solltemperatur zurückgeführt werden. Die erste Korrektureinrichtungführt dieKorrektur auf der Grundlage der Information durch, die sich aufeinen Bereich stromaufwärtsvon dem Partikelfilter bezieht. Daher kann eine Wirkung der Störung aufden Partikelfilter im voraus erfasst werden und kann die Änderungder Temperatur des Partikelfilters im voraus geschätzt werden. Somitkann die Stellgröße der Temperaturerhöhungseinrichtungkorrigiert werden, bevor sich der tatsächlich gemessene Wert ändert, undkann das Ansprechverhalten der Temperatursteuerung verbessert werden.Als Folge kann die Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs unterbundenwerden und kann die sichere sowie effiziente Regeneration durchgeführt werden.
[0015] Gemäß einemweiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung teilt die ersteKorrektureinrichtung die Verzögerungder Änderungder Temperatur des Partikelfilters mit Bezug auf eine KonvergenztemperaturT0 in eine Totzeit und eine Verzögerungder n-ten Ordnung. Dann berechnet die erste Korrektureinrichtungdie erste Temperaturschätzung gemäß lediglichder Verzögerungder n-ten Ordnung aus der Totzeit und der Verzögerung der n-ten Ordnung.
[0016] Diedurch Verzögernder Konvergenztemperatur T0 durch die Verzögerung der n-ten Ordnung vorhergesagteTemperatur zeigt die Temperatur des Dieselpartikelfilters zu einemZeitpunkt an, die um die Totzeit später als die gegenwärtige Zeitist. Die erste Temperaturschätzungwird auf der Grundlage der vorhergesagten Temperatur berechnet undwird mit der Solltemperatur verglichen. Somit kann ein Mangel derWärmemenge,der in der Zukunft verursacht wird, einfach geschätzt werden.Daher kann die Temperatursteuerung, die ein hervorragendes Ansprechverhaltenerzielt, durch Korrigieren der Temperaturerhöhungsstellgröße durchgeführt werden,so dass die Wärmemengeentsprechend des Mangels zugeführt wird.
[0017] Gemäß noch einemweiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung hat die Temperaturerhöhungssteuerungseinrichtungeine Solltemperatureinrichtungsvorrichtung zum Ändern der Einrichtung der Solltemperaturgemäß der Mengeder Partikelstoffe, die in dem Partikelfilter verbleiben, während desBetriebs zum Erhöhender Temperatur des Partikelfilters.
[0018] Wenndie Temperaturerhöhungssteuerungseinrichtungdie Temperaturerhöhungseinrichtungbetreibt, ändertdie Temperaturerhöhungssteuerungseinrichtungdie Solltemperatur gemäß der Mengeder verbleibenden Partikelstoffe während der Temperaturerhöhung undsteuert die Stellgröße gemäß der Solltemperatur.Somit wird die Steuerbarkeit verbessert und wird die Sicherheitsichergestellt. Unterdessen kann die Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchsdurch Verbessern des Ansprechverhaltens unterbunden werden.
[0019] Merkmaleund Vorteile von Ausführungsbeispielenwerden ebenso wie Verfahren zum Betrieb und die Funktion von zugehörigen Teilenaus einem Studium der folgenden genauen Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen undden Zeichnungen erkennbar, die alle einen Teil dieser Anmeldungbilden.
[0020] 1 ist ein schematischesDiagramm, das ein Abgasreinigungssystem einer Brennkraftmaschinegemäß einemersten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung zeigt;
[0021] 2 ist ein schematischesDiagramm, das ein weiteres Beispiel des Abgasreinigungssystems gemäß dem erstenAusführungsbeispielzeigt;
[0022] 3 ist ein Blockdiagramm,das einen kennzeichnenden Abschnitt einer Regenerationssteuerunggemäß einemersten Ausführungsbeispiel dervorliegenden Erfindung zeigt;
[0023] 4 ist eine Grafik, die eineBeziehung zwischen einer Druckdifferenz über einen Dieselpartikelfilter(einem DPF) und einer Partikelstoffsammelmenge von dem DPF gemäß dem erstenAusführungsbeispielzeigt;
[0024] 5 ist ein Zeitdiagramm,das ein Betriebsverfahren einer Temperaturerhöhungseinrichtung gemäß dem erstenAusführungsbeispielzeigt;
[0025] 6 ist eine Grafik, die eineBeziehung zwischen einer Temperaturerhöhungsstellgröße und einerMenge von Kohlenwasserstoff, die von dem Verbrennungsmotor ausgestoßen wird,gemäß dem erstenAusführungsbeispielzeigt;
[0026] 7 ist eine Grafik, die eineBeziehung zwischen der Menge des von dem Verbrennungsmotor ausgestoßenen Kohlenwasserstoffsund einer Temperatur des DPF gemäß dem erstenAusführungsbeispielzeigt;
[0027] 8 ist eine Grafik, die eineBeziehung zwischen der Temperaturerhöhungsstellgröße und der Temperaturdes DPF gemäß dem erstenAusführungsbeispielzeigt;
[0028] 9 ist ein Zeitdiagramm,das eine Wirkung eines Rückführverstärkungsfaktorsbei einer Rückführregelungder Temperatur des DPF gemäß dem erstenAusführungsbeispielzeigt;
[0029] 10 ist ein Zeitdiagramm,das Änderungender Temperatur des DPF und der DPF-Auslassabgastemperatur mit Bezugauf eine Änderungder Temperaturerhöhungsstellgröße gemäß dem ersten Ausführungsbeispielzeigt;
[0030] 11 ist ein Zeitdiagramm,das eine Wirkung der Korrektur der Temperaturerhöhungsstellgröße gemäß dem erstenAusführungsbeispielzeigt;
[0031] 12 ist ein Zeitdiagramm,das eine Wirkung einer Korrektur der Temperaturerhöhungsstellgröße, diedurch die erste und zweite Korrektureinrichtung durchgeführt wird,gemäß dem erstenAusführungsbeispielzeigt;
[0032] 13 ist ein Ablaufdiagramm,das die Regenerationssteuerung, die durch eine elektronische Steuerungseinheit(ECU) durchgeführtwird, gemäß dem erstenAusführungsbeispielzeigt;
[0033] 14 ist ein Zeitdiagramm,das eine Wirkung der Temperatursteuerung des DPF gemäß dem erstenAusführungsbeispielszeigt;
[0034] 15 ist ein Ablaufdiagramm,das eine Regenerationssteuerung, die durch eine ECU durchgeführt wird,gemäß einemzweiten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung zeigt;
[0035] 16 ist ein Blockdiagramm,das einen kennzeichnenden Abschnitt einer durch eine ECU durchgeführten Regenerationssteuerunggemäß einemdritten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung zeigt;
[0036] 17 ist ein Zeitdiagramm,das eine Änderungder Temperatur eines DPF mit Bezug auf eine Änderung einer Konvergenztemperaturgemäß dem drittenAusführungsbeispielzeigt;
[0037] 18 ist ein Zeitdiagramm,das eine Beziehung der Änderungder Temperatur des DPF und eine Änderungeiner Temperaturschätzungunter Berücksichtigungvon nur einer Verzögerungder n-ten Ordnung gemäß dem drittenAusführungsbeispiel zeigt;
[0038] 19 ist ein Blockdiagramm,das einen kennzeichnenden Abschnitt einer Regenerationssteuerung,die durch eine ECU durchgeführtwird, gemäß einemvierten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung zeigt;
[0039] 20 ist ein Ablaufdiagramm,das die Regenerationssteuerung, die durch die ECU durchgeführt wird,gemäß dem viertenAusführungsbeispiel zeigt;
[0040] 21 ist eine Grafik, dieeine Beziehung zwischen einer Temperatur eines DPF und einer Verbrennungsgeschwindigkeitvon Partikelstoffen oder eines Kraftstoffverbrauchs während einerRegeneration eines DPF nach dem Stand der Technik zeigt; und
[0041] 22 ist ein Zeitdiagramm,das eine Änderungeiner Temperatur des DPF nach dem Stand der Technik zu dem Zeitpunktzeigt, wenn eine Temperaturerhöhungseinrichtungangehalten und erneut gestartet wird.
[0042] UnterBezugnahme auf 1 wirdein Abgasreinigungssystem eines Dieselverbrennungsmotors gemäß einemersten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung dargestellt. Wie in 1 dargestellt ist, ist ein Dieselpartikelfilter(im Folgenden ein DPF) 3 zwischen Abgasrohren 2a, 2b angeordnet,die einen Abgasdurchgang 2 von dem Dieselverbrennungsmotor 1 vorsehen.Ein Oxidationskatalysator (ein Dieseloxidationskatalysator: im Folgenden einDOC) 4 ist in dem Abgasrohr 2a stromaufwärts vondem DPF angeordnet. Der DPF 3 ist ein keramischer Filtermit einem herkömmlichbekannten Aufbau. Beispielsweise ist der DPF 3 aus einerwärmebeständigen Keramik,wie zum Beispiel Cordierit, in der Gestalt eines Wabenaufbaus miteiner Vielzahl von Zellen und Gasdurchgängen ausgebildet, die durchporöseTrennwändevorgesehen werden. Ein Einlass oder ein Auslass von jeder Zelleist abwechselnd blockiert. Das von dem Verbrennungsmotor 1 ausgestoßene Abgasströmtstromabwärts,während esdurch die porösenTrennwändevon dem DPF 3 hindurchtritt. Zu diesem Zeitpunkt werdenPartikelstoffe gesammelt und allmählich in dem DPF 3 angesammelt.
[0043] DerDOC 4 hat einen herkömmlichbekannten Aufbau, bei dem ein Oxidationskatalysator an einer Fläche eineskeramischen Stützelementsgestütztist, das aus einem Cordieritwabenstrukturkörper und dergleichen ausgebildetist. Zum Erhöhen derTemperatur des DPF 3 erhöht der DOC 4 die Temperaturdes Abgases durch Verbrennen von Kohlenwasserstoff (HC), der inden Abgasdurchgang 2 zugeführt wird, durch eine katalytischeReaktion. Ein Oxidationskatalysator kann an dem DPF 3 gestützt seinoder braucht nicht an dem DPF 3 gestützt zu sein. Ein Systemaufbau,der den DPF 3 aufweist, der den Oxidationskatalysator stützt, aberder den DOC 4 nicht aufweist, kann eingesetzt werden.
[0044] EinAbgastemperatursensor 41 ist in dem Abgasrohr 2a stromaufwärts vondem DOC 4 angeordnet und ein weiterer Abgastemperatursensor 52 istin dem Abgasrohr 2b stromabwärts von dem DPF 3 angeordnet.Die Abgastemperatursensoren 51, 52 sind mit einerelektronischen Steuerungseinheit (eine ECU) 6 zum Messender Temperatur des in den DPF 3 strömenden Abgases und der ausdem DPF 3 strömendenAbgases und zum Abgeben der jeweiligen Temperaturen an die ECU 6 verbunden.Ein Luftdurchflussmessgerät(ein Lufteinlassmengensensor) 53 ist in einem Lufteinlassrohr 11 vondem Verbrennungsmotor 1 zum Abgeben der Lufteinlassmenge andie ECU 6 angeordnet. Ein Lufteinlassdrosselventil 12 istin dem Lufteinlassrohr 11 stromabwärts von dem Luftdurchflussmessgerät 53 zumErhöhenoder zum Verringern der Lufteinlassmenge im Ansprechen auf eineAnweisung von der ECU 6 angeordnet. Das Lufteinlassrohr 11 vondem Verbrennungsmotor 1 steht in Verbindung mit dem Abgasrohr 2a stromaufwärts vondem DOC 4 durch ein EGR-Rohr 71, das ein EGR-Ventil 7 hat.Das EGR-Ventil 7 vergrößert oderverringert eine Abgasrezirkulationsmenge (eine EGR-Menge), von demrezirkulierten Abgas zu der Einlassluft im Ansprechen auf die Anweisungvon der ECU 6.
[0045] EinDruckdifferenzsensor 8 zum Erfassen einer Druckdifferenz über denDPF 3 ist mit den Abgasrohren 2a, 2b zumSchätzeneiner Menge der in dem DPF 3 gesammelten und angesammeltenPartikelstoffmenge verbunden (eine Partikelstoffsammelmenge MPM).Ein Ende des Druckdifferenzsensors 8 ist mit dem Abgasrohr 2a stromaufwärts vondem DPF 3 durch ein Druckeinführrohr 81 verbunden,und das andere Ende von dem Druckdifferenzsensor 8 ist mitdem Abgasrohr 2b stromabwärts von dem DPF 3 durchein weiteres Druckeinführrohr 82 verbunden. Somitgibt der Druckdifferenzsensor 8 ein Signal entsprechendder Druckdifferenz überden DPF 3 an die ECU 6 ab.
[0046] Darüber hinausist die ECU 6 mit verschiedenartigen Sensoren verbunden,wie zum Beispiel einem Beschleunigerpositionssensor oder einem Verbrennungsmotorsensor.Die ECU 6 erfasst einen Betriebszustand des Verbrennungsmotors 1 aufder Grundlage der Sensorsignale, die von den verschiedenartigenSensoren abgegeben werden. Die ECU 6 berechnet eine optimaleKraftstoffeinspritzmenge, eine optimale Einspritzzeitabstimmung,einen optimalen Einspritzdruck und dergleichen gemäß dem Betriebszustanddes Verbrennungsmotors 1 und steuert die Kraftstoffeinspritzungzu dem Verbrennungsmotor 1. Die ECU 6 steuerteine Regeneration von dem DPF 3 auf der Grundlage des Betriebszustandsvon dem Verbrennungsmotor 1 und der Abgaben von den vorstehendgenannten verschiedenartigen Sensoren. Bei der Regeneration vondem DPF 3 wird eine Nacheinspritzung oder ähnlicheszum Erhöhender Temperatur des DPF 3 auf eine Solltemperatur durchgeführt. DieECU 6 steuert die Lufteinlassmenge durch Regulieren einesVentilöffnungsgrads desLufteinlassdrosselventils 12 und steuert die EGR-Mengedurch Regulieren eines Ventilöffnungsgradsvon dem EGR-Ventil 7.
[0047] Alsnächsteswird eine Regenerationssteuerung von dem DPF 3 erklärt, diedurch die ECU 6 durchgeführt wird. Die ECU 6 hateine Temperaturerhöhungseinrichtungzum Erhöhender Temperatur von dem DPF 3. Die Temperaturerhöhungseinrichtungerhöhtdie Temperatur von dem DPF 3 durch Erhöhen der Temperatur des Abgases.
[0048] Unterdessenerhöhtdie Temperaturerhöhungseinrichtungdie Menge des Kohlenwasserstoffs in dem Abgas zum Erhöhen derTemperatur des DPF 3 unter Verwendung einer Reaktionswärme vondem Kohlenwasserstoff, wobei die Reaktionswärme an dem DOC 4 erzeugtwird. Die ECU 6 hat eine Partikelstoffsammelmengenschätzeinrichtungzum Schätzender Partikelstoffsammelmenge MPM von dem DPF 3.
[0049] DieECU 6 hat eine Temperaturerhöhungssteuerungseinrichtungzum Betreiben der Temperaturerhöhungseinrichtungzum Erhöhenvon dem DPF 3 auf eine Soll-Temperatur, wenn die PartikelstoffsammelmengeMPM einen vorbestimmten Wert übersteigt.Somit werden die gesammelten Partikelstoffe verbrannt und beseitigtund wird der DPF 3 regeneriert.
[0050] DieTemperaturerhöhungseinrichtungführt eineNacheinspritzung, eine Verzögerungder Kraftstoffeinspritzzeitabstimmung, eine Begrenzung der Einlassluft,einen Erhöhungsbetriebvon der EGR-Menge und dergleichen durch. Durch diese Betriebe wirdunverbrannter Kohlenwasserstoff dem Abgasdurchgang 2 zugeführt underzeugt Wärmedurch eine Oxidationsreaktion an dem DOC 4, oder wird die Temperaturvon dem von dem Verbrennungsmotor 1 ausgestoßenen Abgaserhöht.Somit wird das Hochtemperaturabgas dem DPF 3 zugeführt. Alternativ kannder Kohlenwasserstoff direkt von einer Kraftstoffzugabevorrichtung 9 zugeführt werden,wie in dem Abgasrohr 2a stromaufwärts von dem DOC 4 angeordnetist, wie in einem in 2 gezeigtenBeispiel eines weiteren Systemaufbaus gezeigt ist. Die Temperaturerhöhungseinrichtungkann einen der vorstehend genannten Betriebe oder jede Kombinationder vorstehend genannten Betriebe durchführen.
[0051] DiePartikelstoffsammelmengenschätzeinrichtungschätztdie Partikelstoffsammelmenge MPM aus der Druckdifferenz PDPF über demDPF 3, die durch den Druckdifferenzsensor 8 beispielsweiseerfasst wird. In 4 vergrößert sichdie Partikelstoffsammelmenge MPM entlang einer Pfeilmarkierung ,MPM'. Wie durch die Pfeilmarkierung,MPM' in 4 gezeigt ist, erhöht sichdie Druckdifferenz PDPF über dieDPF 3, wenn sich die Partikelstoffsammelmenge MPM vergrößert, wenndie Durchflussrate QE von dem Abgas gleich bleibt. Daher kann diePartikelstoffsammelmenge MPM durch Erhalten der Beziehung im vorausberechnet werden. Alternativ kann die Partikelstoffsammelmenge MPMdurch Berechnen einer ausgestoßenenMenge der Partikelstoffe, die von dem Verbrennungsmotor 1 ausgestoßen werden,auf der Grundlage des Betriebszustands des Verbrennungsmotors 1,der durch die Abgaben der verschiedenartigen Sensoren erfasst wird,und durch Integrieren der ausgestoßenen Menge der Partikelstoffegeschätztwerden. Die vorstehend genannten Schätzverfahren können miteinanderkombiniert werden.
[0052] DieTemperaturerhöhungssteuerungseinrichtungvon der ECU 6 von dem ersten Ausführungsbeispiel hat eine Berechnungseinrichtungfür die Temperaturerhöhungsstellgröße, diedurch einen Bereich „BTM" in einem Blockdiagrammvon 3 gezeigt ist, eineerste Korrektureinrichtung, die durch einen Bereich „CM1" in 3 gezeigt ist, und eine zweite Korrektureinrichtung,die durch einen Bereich „CM2" in 3 gezeigt ist. Die Berechnungseinrichtungder Temperaturerhöhungsstellgröße berechnet eineBasistemperaturerhöhungsstellgröße Db von derTemperaturerhöhungseinrichtung.Die erste und die zweite Korrektureinrichtung korrigieren die Basistemperaturerhöhungsstellgröße Db. DieBerechnungseinrichtung fürdie Basistemperaturerhöhungsstellgröße berechnetdie Basistemperaturerhöhungsstellgröße Db zumErhöhender Temperatur des DPF 3 auf die Solltemperatur TT aufder Grundlage des Betriebszustands des Verbrennungsmotors 1,wie zum Beispiel der Verbrennungsmotordrehzahl NE oder einer BeschleunigerpositionACCP, die durch die vorstehend genannten verschiedenartigen Sensorenerfasst werden. Die erste Korrektureinrichtung berechnet einen erstenKorrekturwert C1 auf der Grundlage einer Information, die sich aufeinen Bereich stromaufwärtsvon dem DPF 3 bezieht. Die zweite Korrektureinrichtungberechnet einen zweiten Korrekturwert C2 auf der Grundlage einerInformation, die sich auf einen Bereich stromabwärts von dem DPF bezieht. DieTemperaturerhöhungseinrichtung wirdauf der Grundlage einer Temperaturerhöhungsstellgröße D betrieben,die durch Korrigieren der Basistemperaturerhöhungsstellgröße DB mitden ersten und zweiten Korrekturwerten C1, C2 berechnet wird. Somitwird die DPF-Temperatur gesteuert.
[0053] Beidem ersten Ausführungsbeispielist die Solltemperatur TT auf einen vorbestimmten konstanten Werteingerichtet (beispielsweise 600°C).Die Basistemperaturerhöhungsstellgröße Db istauf einen bestimmten Wert eingerichtet, bei der die Temperatur vondem DPF 3 die Solltemperatur TT erreicht, wenn der Temperaturerhöhungsbetrieb über eineausreichende Zeitdauer in jedem Betriebszustand durchgeführt wird.Die Berechnungseinrichtung fürdie Basistemperaturerhöhungsstellgröße speichertdie Basistemperaturerhöhungsstellgröße Db inder Form einer Abbildung auf der Grundlage der VerbrennungsmotordrehzahlNE und der Beschleunigerposition ACCP.
[0054] Alternativkann die Solltemperatur TT gemäß einerMenge der Partikelstoffe geändertwerden, die in dem DPF 3 während des Temperaturerhöhungsbetriebsverbleibt. Fürdiesen Fall weist die Berechnungseinrichtung für die Basistemperaturerhöhungsstellgröße eineSoll-Temperatureinrichtungsvorrichtungauf. Die Soll-Temperatureinrichtungsvorrichtung ändert dieEinrichtung der Solltemperatur TT auf der Grundlage der Menge derverbleibenden Partikelstoffe (der Partikelstoffsammelmenge MPM),wenn die Basistemperaturerhöhungsstellgröße Db berechnet wird.Die Soll-Temperatureinrichtungsvorrichtung richtet die Solltemperaturauf einen größeren Wert ein,wenn die Menge der verbleibenden Partikelstoffe sich verringert.Wenn beispielsweise das Gewicht der verbleibenden Partikelstoffegrößer als4g beträgt, wirddie Solltemperatur TT auf 600°Ceingerichtet. Wenn das Gewicht der verbleibenden Partikelstoffe gleichwie oder geringer als 4g ist, wird die Solltemperatur TT beispielsweiseauf 650°Ceingerichtet. Alternativ kann die Solltemperatur TT in mehreren Schritteneingerichtet werden.
[0055] Für den Fall,bei dem eine großeMenge der Partikelstoffe in dem DPF 3 gesammelt ist, wirdsich die DPF-Temperatur T übermäßig erhöhen, wenndie Partikelstoffe rasch verbrannt werden. Als Folge wird der Oxidationskatalysatorunter der DPF 3 beschädigt.Daher wird füreinen Fall, bei dem eine große Mengeder Partikelstoffe in dem DPF 3 gesammelt ist, die SolltemperaturTT auf eine Niedrigtemperatur vom Standpunkt der Sicherheit eingerichtet.Wenn eine geringe Menge der Partikelstoffe gesammelt ist, wird sichdie DPF-Temperatur T nicht übermäßig erhöhen. Für einen derartigenFall wird die Solltemperatur TT auf eine hohe Temperatur eingerichtet,um die gesammelten Partikelstoffe in einem kurzen Zeitraum ohneVerschlechtern des Kraftstoffverbrauchs zu verbrennen und zu beseitigen.Somit kann die sichere Regeneration von dem DPF 3 und dieUnterbindung der Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs gleichzeitigdurch Ändernder Solltemperatur TT gemäß der Mengeder verbleibenden Partikelstoffe erzielt werden.
[0056] Indem vorliegenden Ausführungsbeispiel wirdein Zeitdauerverhältnis(im Folgenden ein Temperaturerhöhungsvorgangsverhältnis D)zwischen dem betriebenen Zustand und dem angehaltenen Zustand vonder Temperaturerhöhungseinrichtung, diedie Nacheinspritzung (oder die Verzögerung der Einspritzzeitabstimmungund dergleichen) durchführt,als die Temperaturerhöhungsstellgröße D eingesetzt.Für denFall, bei dem die Temperaturerhöhungseinrichtungdie Nacheinspritzung durchführt, wirdeine geringe Menge Kraftstoff zusätzlich nach einer Haupteinspritzungeingespritzt, die zum Betreiben des Verbrennungsmotors 1 durchgeführt wird, wiein 5 gezeigt ist. In 5 stellt ein Vorsprung „m" einen Einspritzimpulsfür dieHaupteinspritzung dar und ist ein weiterer Vorsprung „p" ein Einspritzimpulsfür dieNacheinspritzung. Die Temperaturerhöhungsstellgröße (dasTemperaturerhöhungsvorgangsverhältnis) Dwird durch eine folgende Gleichung ausgedrückt: D = τ1/τa, wobei τ1 eine Zeitdauer darstellt,bei der der Temperaturerhöhungsbetrieb (dieNacheinspritzung) in einem vorbestimmten sich wiederholenden Zyklus τa durchgeführt wird.Der sich wiederholende Zyklus τakann durch eine konstante Zeitdauer (beispielsweise eine Sekunde)oder durch eine Zeitdauer vorgesehen werden, die mit der VerbrennungsmotordrehzahlNE synchronisiert ist. Die Menge (HC) von dem von dem Verbrennungsmotor 1 ausgestoßenen Kohlenwasserstoffwird durch Änderndes TemperaturerhöhungsvorgangsverhältnissesD als die Temperaturerhöhungsstellgröße vergrößert oderverringert, wie in 6 gezeigtist. Somit kann die DPF-Temperatur T gesteuert werden, wie in 7 gezeigt ist. Genauer gesagtwird die DPF-Temperatur T durch Erhöhen des TemperaturerhöhungsvorgangsverhältnissesD erhöhtund wird die DPF-Temperatur T durch Verringern des TemperaturerhöhungsvorgangsverhältnissesD verringert, wie in 8 gezeigtist. Daher wird auf der Grundlage der Beziehung die Basistemperaturerhöhungsstellgröße Db aufein bestimmtes Temperaturerhöhungsvorgangsverhältnis „A" in 8 eingerichtet, bei dem die DPF-TemperaturT mit der Solltemperatur TT übereinstimmt.
[0057] Alternativkann die Temperaturerhöhungsstellgröße D inder Form einer Nacheinspritzmenge vorgesehen werden (oder des Verzögerungsgrads derEinspritzzeitabstimmung und dergleichen). Für diesen Fall haben die Nacheinspritzmenge(oder der Verzögerungsgradder Einspritzzeitabstimmung oder ähnliches), die Menge des vondem Verbrennungsmotor 1 ausgestoßenen Kohlenwasserstoffs unddie DPF-Temperatur T ähnlicheBeziehungen. Die DPF-Temperatur T wird durch Erhöhen der Nacheinspritzmengeerhöhtund die DPF-Temperatur T wird durch Verringern der Nacheinspritzmengeverringert.
[0058] Für den Fall,bei dem die Regenerationssteuerung einzig auf der Grundlage derBasistemperaturerhöhungsstellgröße Db durchgeführt wird,kann die DPF-Temperatur T einfach von der Solltemperatur TT abweichen,wenn eine Störungwie zum Beispiel eine Änderungdes Betriebszustands des Verbrennungsmotors 1 verursachtwird. Zum raschen Rückführen derabgewichenen DPF-Temperatur T auf die Solltemperatur TT solltendie Basistemperaturerhöhungsstellgröße Db oderdie Temperaturerhöhungsstellgröße D vorzugsweisekorrigiert werden. Zum Verhindern einer übermäßigen Korrektur sollte derKorrekturwert vorzugsweise auf der Grundlage einer Information hinsichtlichder DPF-Temperatur P berechnet werden. Für den Fall jedoch, bei demdie Temperaturerhöhungsstellgröße D rückführgeregelt wird,wie durch eine durchgezogene Linie „a" in 9 gezeigtist, auf der Grundlage einer DPF-Auslassabgastemperatur (der Temperaturdes Abgases, das aus dem DPF 3 strömt), die die DPF-Temperatur Tgut wiedergibt und genau gemessen werden kann, wird die DPF-TemperaturT unstabil, wie durch eine durchgezogene Linie „aa" gezeigt ist, wenn ein Rückführverstärkungsfaktor übermäßig zumVerbessern des Ansprechverhaltens erhöht wird. Der Rückführverstärkungsfaktorvergrößert sichentlang einer Pfeilmarkierung „GAIN" in 9. Der Temperaturerhöhungsbetrieb wird zu einemZeitpunkt „tS" in 9 gestartet. Als Folge wird die DPF-TemperaturT übermäßig erhöht und wirdder Kraftstoffverbrauch verschlechtert. In 9 stellt ein Bereich „Af" einen Bereich dar, bei dem der Kraftstoffverbrauchverschlechtert werden kann, und stellt ein weiterer Bereich „Ad" einen Bereich dar,bei dem ein Schaden an dem DPF 3 oder die Verschlechterungvon dem Katalysator verursacht werden können. In 9 entsprechen die Änderungen der DPF-TemperaturT, die durch eine gestrichelte Linie „bb" und eine gestrichelte Linie „cc" gezeigt sind, denTemperaturerhöhungsstellgröße T, diedurch eine gestrichelte Linie „b" bzw. eine Strich-Punkt-Linie „c" gezeigt sind. Die DPF-TemperaturT wird durch die Störung,wie zum Beispiel die Änderungdes Betriebszustands des Verbrennungsmotors 1 geändert, aber die Änderungder DPF-Temperatur T ist relativ langsam, da der DPF 3 einerelativ großeWärmekapazität hat. Dahergibt es eine großeZeitverzögerungzwischen dem Zeitpunkt, wenn die Störung verursacht wird, und demZeitpunkt, wenn die Wirkung der Störung in der DPF-Auslass-Abgastemperaturwiedergegeben wird. Als Folge wird das vorstehend angegebene Phänomen verursacht.Aus dem gleichen Grund gibt es eine Zeitverzögerung zwischen der Änderungder Mitteltemperatur des DPF, die durch eine durchgezogene Line „a" in 10 gezeigt ist, und der Änderung derDPF-Auslass-Abgastemperatur, die durch eine gestrichelte Linie „b" in 10 gezeigt ist, wenn die Temperaturerhöhungsstellgröße (beispielsweisedas Temperaturerhöhungsvorgangsverhältnis) Dzu einem Zeitpunkt tS geändertwird. Pfeilmarkierungen in 10 stellendie Zeitverzögerungder DPF-Auslass-Abgastemperaturmit Bezug auf die Mitteltemperatur von dem DPF 3 dar. Daherkann die Steuerung, die ein rasches Ansprechverhalten erzielt, durchdie Rückführregelungvon der DPF-Auslass-Abgastemperatur allein nicht durchgeführt werden.
[0059] Wenndaher in dem vorliegenden Ausführungsbeispielwie in 11 gezeigt ist,die DPF-Temperatur T von der Solltemperatur TT aufgrund der Änderungdes Betriebszustands und dergleichen abweicht, wird ein Überschussoder ein Mangel (Nebenzufuhrwärme)von der Wärmemenge,die tatsächlich demDPF 3 zugeführtwird, im Bezug auf die Wärmemenge,die zum Beibehalten der Solltemperatur TT erforderlich ist berechnet.In 11 stellt „V" eine Geschwindigkeitvon einem Fahrzeug dar. Dann wird die Wärmemenge, die zuzuführen ist,gemäß dem berechneten Überschussoder Mangel zum genauen Beibehalten der DPF-Temperatur T in derNähe der SolltemperaturTT korrigiert. Eine Strich-Punkt-Linie „w" in 11 stelltdie DPF-Temperatur T bei dem herkömmlichen Abgasreinigungssystemdar oder die DPF-TemperaturT bevor die zugeführteWärmemengekorrigiert ist, und eine durchgezogene Linie „a" ist die DPF-Temperatur T, nachdem die zugeführte Wärmemengein dem vorliegenden Ausführungsbeispiel korrigiertist. Ein Bereich „H" in 11 stellt die Nebenzufuhrwärme darund ein Bereich „Au" ist ein Betriebsbereich,in dem die Partikelstoffe, die in dem DPF 3 gesammelt sind,nicht verbrannt werden können.Die Korrektur auf der Grundlage der Nebenzufuhrwärme weist eine erste Korrektur,die durch die erste Korrektureinrichtung auf der Grundlage der Informationdurchgeführtwird, die sich auf einen Bereich stromaufwärts des DPF 3 bezieht,und eine zweite Korrektur, die durch die zweite Korrektureinrichtungauf der Grundlage der Information durchgeführt wird, die sich auf einenBereich stromabwärts vondem DPF 3 bezieht, wie in 12 gezeigtist. Eine gestrichelte Linie „b" stellt die DPF-Temperatur Tdar, bevor die ersten und zweiten Korrekturen durchgeführt werden.Die erste Korrektur, die durch die erste Korrektureinrichtung aufder Grundlage der Information durchgeführt wird, die sich auf denBereich stromaufwärtsvon dem DPF 3 bezieht, unterbindet eine Schwankung derDPF-Temperatur T aufgrund der Änderungdes Betriebszustands. Nachdem die erste Korrektur durchgeführt ist,wird die DPF-Temperatur T in Richtung auf die Solltemperatur TTrasch am Beginn des Temperaturerhöhungsbetriebs erhöht, diedurch eine Strich-Punkt-Linie „c" in 12 gezeigt ist. Dann verringert die zweiteKorrektur, die durch die zweite Korrektureinrichtung auf der Grundlageder Information durchgeführtwird, die sich auf den Bereich stromabwärts von dem DPF 3 bezieht,eine stationäreAbweichung von der DPF-Temperatur T von der Solltemperatur TT, wiedurch eine durchgezogene Linie „a" in 12 gezeigtist. Ein Bereich „A1" in 12 stellt die Nebenzufuhrwärme dar,die bei der ersten Korrektur zugeführt wird, und ein weitererBereich „H2" stellt die Nebenzufuhrwärme dar,die bei der zweiten Korrektur zugeführt wird.
[0060] Wiein 3 gezeigt ist, weistdie erste Korrektureinrichtung eine erste Temperaturschätzungsberechnungseinrichtungund eine erste Korrekturwertberechnungseinrichtung auf. Die erste Temperaturschätzungsberechnungseinrichtung schätzt dieTemperatur des DPF 3 auf der Grundlage der Information,die sich auf den Bereich stromaufwärts von dem DPF 3 bezieht,einschließlicheines Zustands von dem Abgas, das in den DPF 3 strömt, derVerbrennungsmotorbetriebszustand und der Temperaturerhöhungsstellgröße D derTemperaturerhöhungseinrichtung.Die erste Korrekturwertberechnungseinrichtung berechnet den erstenKorrekturwert C1 auf der Grundlage eines Ergebnisses zwischen dergeschätztenTemperatur (der ersten Temperaturschätzung T1) und der SolltemperaturTT. Der Zustand des Abgases, das in den DPF 3 strömt, schließt die Durchflussrateund die Temperatur des Abgases stromaufwärts von dem DPF 3 ein.Der Verbrennungsmotorbetriebszustand schließt die VerbrennungsmotordrehzahlNE und die Beschleunigerposition ACCP oder die Kraftstoffeinspritzmengeein. Genauer gesagt berechnet die erste Temperaturschätzungsberechnungseinrichtungzuerst eine Konvergenz der Temperatur T0 auf der Grundlage des Zustandsdes Abgases, das in den DPF 3 strömt, des Verbrennungsmotorbetriebszustandsund der Temperaturerhöhungsstellgröße D vonder Temperaturerhöhungseinrichtung.Die Konvergenztemperatur T0 ist eine Temperatur, auf die die DPF-TemperaturT schließlichkonvergieren wird, wenn der vorliegende Zustand von dem Abgas, das inden DPF 3 strömt,der vorliegende Verbrennungsmotorzustand und die vorliegende Temperaturerhöhungsstellgröße D vonder Temperaturerhöhungseinrichtung über einenlangen Zeitraum beibehalten werden. Es wird bestimmt, dass der vorliegendeZustand von dem Abgas, das in den DPF 3 strömt, der vorliegendeVerbrennungsmotorbetriebszustand und die vorliegende Temperaturerhöhungsstellgröße D vonder Temperaturerhöhungseinrichtung über eine langeZeit beibehalten werden, wenn im Wesentlichen der gleiche Zustand,bei dem die Schwankung innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt,für eineausreichend lange Zeit beibehalten wird. Daher wird eine gewisseSchwankung gestattet. Dann wird die erste Temperaturschätzung T1durch Schätzen der Änderungvon der vorliegenden Temperatur zu der Konvergenztemperatur T0 unterBerücksichtigungder Verzögerungder Temperaturänderungaufgrund der Wärmekapazität von demDPF 3 berechnet.
[0061] Genauergesagt berechnet die erste Temperaturschätzungsberechnungseinrichtungdie erste TemperaturschätzungT1 auf der Grundlage der Verbrennungsmotordrehzahl NE, der BeschleunigerpositionACCP oder der Kraftstoffeinspritzmenge, der Einlassluftmenge GA,der Temperaturerhöhungsstellgröße D undder Temperatur des Abgases stromaufwärts von dem DPF 3.Die Temperatur von dem DPF 3 wird hauptsächlich durchdas Gleichgewicht zwischen der Wärmeerzeugungdurch die Oxidationsreaktion von dem Kohlenwasserstoff und der Wärmeabstrahlungin das Abgas bestimmt. Die Änderungder Temperatur wird aufgrund der Wärmekapazität von dem DPF 3 verzögert. Daherkann die DPF-Temperatur T aus der Menge des Kohlenwasserstoffs,der von dem Verbrennungsmotor 1 ausgestoßen wird,und der Temperatur sowie der Durchflussrate von dem Abgas stromaufwärts vondem DPF 3 berechnet werden. Die Menge des Kohlenwasserstoffs,der von dem Verbrennungsmotor 1 ausgestoßen wird,kann auf der Grundlage des Betriebszustands, von dem Verbrennungsmotor 1 (beispielsweiseder Verbrennungsmotordrehzahl NE und der Beschleunigerposition ACCPoder der Einspritzmenge) und der Temperaturerhöhungsstellgröße D berechnetwerden. Die Durchflussrate von dem Abgas kann auf der Grundlagevon der Einlassluftmenge GA berechnet werden.
[0062] Dieerste Korrekturwertberechnungseinrichtung führt eine Korrektur auf derGrundlage der Abweichung von der DPF-Temperaturschätzung (der ersten Temperaturschätzung T1),die aus der Information berechnet wird, die sich auf den Bereich stromaufwärts vondem DPF 3 bezieht, aus der Solltemperatur TT durch beispielsweiseeine herkömmlichbekannte PID-Regelung durch. Alternativ kann die erste Korrekturwertberechnungseinrichtungdie Korrektur auf der Grundlage von Zustandsgrößen zum Durchführen derKorrektur unter Erzielung eines besseren Ansprechverhaltens durchführen. Dererste Korrekturwert C1 wird so berechnet, dass die Stellgröße D vonder Temperaturerhöhungseinrichtung gemäß der Differenzzwischen der ersten Temperaturschätzung T1 und der SolltemperaturTT vergrößert oderverringert wird. Genauer gesagt wird der erste Korrekturwert C1so berechnet, dass der Korrekturwert (ein absoluter Wert) der Stellgröße D von derTemperaturerhöhungseinrichtungsich erhöht, wennsich die Differenz (der absolute Wert) zwischen der ersten Temperaturschätzung T1und der Solltemperatur TT erhöht.somit kann die rasche Änderung derDPF-Temperatur T aufgrund der Störungerfasst und im Voraus korrigiert werden.
[0063] Dieerste Korrektureinrichtung korrigiert die Temperaturerhöhungsstellgröße D unterVerwendung der ersten Temperaturschätzung T1 (der Temperatur, dieaus der Information, die sich auf den Bereich stromaufwärts vondem DPF 3 bezieht, im voraus geschätzt wird), bevor sich der tatsächlicheWert (beispielsweise die Temperatur des Abgases stromabwärts vondem DPF 3) ändert.Somit wird das Ansprechverhalten von der Temperatursteuerung von demDPF 3 verbessert. Genauer gesagt wird zu dem Zeitpunkt,wenn die Störungverursacht wird, die Korrektur zum Schätzen der Wirkung der Störung aufdie DPF-Temperatur T durchgeführt.Als Folge kann die Temperatursteuerung unter Erzielen des raschenAnsprechverhaltens durchgeführtwerden.
[0064] Wennjedoch die erste Korrektureinrichtung, die die Korrektur auf derGrundlage der Information durchführt,die sich auf den Bereich stromaufwärts von dem DPF 3 bezieht,allein eingesetzt wird, wird die Temperatur auf der Grundlage derSchätzungder DPF-Temperatur (der ersten Temperaturschätzung T1) allein gesteuert.Für diesenFall ist es möglich, dassein Fehler verursacht wird und die Steuerungsgenauigkeit verschlechtertwird. Der Fehler wird durch die Änderungder katalytischen Leistungsfähigkeitmit der Zeit oder eine Variation der Bauteile, wie zum Beispielder verschiedenartigen Sensoren verursacht. Daher sollte die zweiteKorrektur vorzugsweise durch die zweite Korrektureinrichtung aufder Grundlage der Information, die sich auf den Bereich stromabwärts vondem DPF 3 bezieht (die Information hinsichtlich des vondem DPF 3 ausgestoßenen Abgases),die die tatsächlicheDPF-Temperatur wiedergibt, zusätzlichzu der ersten Korrektur durchgeführtwerden, die durch die erste Korrektureinrichtung durchgeführt wird.
[0065] Diezweite Korrektureinrichtung weist eine zweite Temperaturschätzungsberechnungseinrichtungund eine zweite Korrekturwertberechnungseinrichtung auf. Die zweiteTemperaturschätzungsberechnungseinrichtungschätztdie Temperatur von dem DPF 3 (eine zweite Temperaturschätzung T2) aufder Grundlage der Information hinsichtlich des von dem DPF 3 ausgestoßenen Abgases.Die zweite Korrekturwertberechnungseinrichtung berechnet einen zweitenKorrekturwert C2 auf der Grundlage des Vergleichs zwischen der geschätzten Temperatur (derzweiten TemperaturschätzungT2) und der Solltemperatur TT. Genauer gesagt ist die Information hinsichtlichdes von dem DPF 3 ausgestoßenen Abgases die Temperaturvon dem von dem DPF 3 ausgestoßenen Abgases. Alternativ kanndie DPF-Temperatur auf der Grundlage der Temperatur des von demDPF 3 ausgestoßenenAbgases und der Temperatur von dem in den DPF 3 strömenden Abgasesgeschätztwerden.
[0066] Diezweite Temperaturschätzungsberechnungseinrichtungberechnet die zweite Temperaturschätzung T2 durch Korrigierender Temperatur von dem Abgas stromabwärts von dem DPF 3 aufder Grundlage des Verbrennungsmotorzustands (beispielsweise derVerbrennungsmotordrehzahl NE und der Beschleunigerposition ACCPoder der Kraftstoffeinspritzmenge). Alternativ kann die zweite Temperaturschätzungsberechnungseinrichtungdie zweite TemperaturschätzungT2 durch Korrigieren der Verzögerungauf der Grundlage der Temperatur von dem Abgas stromabwärts vondem DPF 3 berechnet. Genauer gesagt erhält die zweite Temperaturschätzungsberechnungseinrichtungeine Übertragungsfunktionder Änderungder Temperatur von dem von dem DPF 3 ausgestoßenen Abgasmit Bezug auf die Änderungder Temperatur von dem DPF 3 und schätzt die Temperatur von demDPF 3 unter Verwendung einer inversen Funktion der Übertragungsfunktion.Alternativ kann die zweite Temperaturschätzungsberechnungseinrichtungdie zweite TemperaturschätzungT2 auf der Grundlage der Temperatur von dem in den DPF 3 strömenden Abgasesund der Temperatur des aus dem DPF 3 strömenden Abgasesberechnen.
[0067] Diezweite Temperaturschätzungsberechnungseinrichtungführt dieKorrektur auf der Grundlage der Abweichung von der DPF-Temperaturschätzung (derzweiten TemperaturschätzungT2), die aus der Information berechnet wird, die sich auf den Bereichstromabwärtsvon dem DPF 3 bezieht, aus der Solltemperatur TT beispielsweisedurch eine PI-Regelung durch. Die zweite Korrekturwertberechnungseinrichtungkann eine Korrektur auf der Grundlage der Zustandsgrößen zumDurchführender Korrektur unter Erzielung eines besseren Ansprechverhaltens durchführen. Genauergesagt wird der zweite Korrekturwert C2 so berechnet, dass die Stellgröße D von derTemperaturerhöhungseinrichtunggemäß der Differenzzwischen der geschätztenzweiten TemperaturschätzungT2 und der Solltemperatur TT vergrößert oder verringert wird.Genauer gesagt wird der zweite Korrekturwert C2 so berechnet, dassein Korrekturwert (ein absoluter Wert) von der Stellgröße D vonder Temperaturerhöhungseinrichtungvergrößert wird,wenn die Differenz (der absolute Wert) zwischen der zweiten Temperaturschätzung T2und der Solltemperatur TT sich vergrößert.
[0068] Alsnächsteswird die Regenerationssteuerung von dem vorliegenden Ausführungsbeispielauf der Grundlage eines in 13 gezeigtenAblaufdiagramms erklärt.Als erstes werden in dem Schritt S101 die Lufteinlassmenge GA, die durchdas Luftdurchflussgerät 53 erfasstwird und die Druckdifferenz PDPF über den DPF3, die durch denDruckdifferenzsensor 8 erfasst wird, in die ECU 6 eingegeben. Unterdessenwerden in dem Schritt S101 eine Abgabe von dem Abgastemperatursensor 51,der stromaufwärtsvon dem DPF 3 angeordnet ist (eine stromaufwärtige AbgastemperatursensorabgabeTHIN) und eine Abgabe von dem Abgastemperatursensor 52,der stromabwärtsvon dem DPF 3 angeordnet ist (eine stromabwärtige AbgastemperatursensorabgabeTHEX), jeweils in die ECU 6 eingegeben. Dann wird in demSchritt S102 die Durchflussrate QE von dem Abgas, das durch denDPF 3 hindurch strömt, ausder Lufteinlassmenge GA und der stromabwärtigen AbgastemperatursensorabgabeTHEX berechnet. Unterdessen wird in dem Schritt S102 die PartikelstoffsammelmengeMPM von den in dem DPF 3 gesammelten Partikelstoffen ausder Abgasdurchflussrate QE und der Druckdifferenz PDPF über den DPF 3 berechnet.Die Beziehung zwischen der Partikelstoffsammelmenge MPM und derDruckdifferenz PDPF überden DPF 3 mit Bezug auf die Abgasdurchflussrate QE istin 4 gezeigt. Die PartikelstoffsammelmengeMPM kann auf der Grundlage der Beziehung berechnet werden, die in 4 gezeigt ist.
[0069] Dannwird in dem Schritt S103 bestimmt, ob die Regeneration von dem DPF 3 notwendigist oder nicht durch Vergleichen der berechneten PartikelstoffsammelmengeMPM mit einem vorbestimmten Wert α1(beispielsweise 3g/L). Wenn die Partikelstoffsammelmenge MPM größer alsder vorbestimmte Wert α1ist, wird bestimmt, dass die Regeneration von dem DPF 3 notwendigist und wird der Temperaturerhöhungsbetriebvon dem DPF 3 mit der Temperaturerhöhungseinrichtung durchgeführt. DieTemperaturerhöhungseinrichtungführt beispielsweisedie Nacheinspritzung durch. In den Schritten, die auf den SchrittS103 folgen, wird das Basistemperaturerhöhungseinschaltdauerverhältnis Db(die Basistemperaturerhöhungsstellgröße Db) berechnetund korrigiert. Wenn die Partikelstoffsammelmenge MPM gleich wieoder geringer als der vorbestimmte Wert α1 ist, wird das Temperaturerhöhungseinschaltdauerverhältnis Dauf 0% eingerichtet und wird die Steuerung ohne Durchführen desTemperaturerhöhungsbetriebsbeendet.
[0070] Dannwerden in dem Schritt S104 die Verbrennungsmotordrehzahl NE unddie Beschleunigerposition ACCP in die ECU 6 eingegeben.Dann berechnet in dem Schritt S105 die Berechnungseinrichtung für die Basistemperaturerhöhungsstellgröße, diein der ECU 6 enthalten ist, das Basistemperaturerhöhungseinschaltdauerverhältnis Dbauf der Grundlage der Verbrennungsmotordrehzahl NE und der BeschleunigerpositionACCP. Beispielsweise wird das Basistemperaturerhöhungseinschaltdauerverhältnis Dbauf ein Temperaturerhöhungseinschaltdauerverhältnis "A" eingerichtet, das in 8 gezeigt ist, das die DPF-Temperatur T aufeinen vorbestimmten konstanten Wert wie die Solltemperatur TT (beispielsweise650°C) derRegeneration in jedem Betriebszustand bringt.
[0071] Dannwird in dem Schritt S106 die DPF-Temperatur T auf der Grundlageder Information geschätzt,die sich auf den Bereich stromaufwärts von dem DPF 3 bezieht.Genauer gesagt berechnet in dem Schritt S106 die erste Temperaturschätzungsberechnungseinrichtungdie erste TemperaturschätzungT1 auf der Grundlage der Verbrennungsmotordrehzahl NE, der BeschleunigerpositionACCP, eines vorhergehenden TemperaturerhöhungseinschaltdauerverhältnissesDold, das in der vorhergehenden Zeit berechnet wird, der LufteinlassmengeGA und der stromaufwärtigenAbgastemperatursensorabgabe THIN. Beispielsweise wird die Mengedes von dem Verbrennungsmotor 1 ausgestoßenen Kohlenwasserstoffsauf der Grundlage der Verbrennungsmotordrehzahl NE, der BeschleunigerpositionACCP und des vorhergehenden TemperaturerhöhungseinschaltdauerverhältnissesDold berechnet. Nachfolgend wird die erste Temperaturschätzung T1aus der Temperatur von dem DPF 3, die durch die Reaktionswärme erzieltwird, die aus dem Kohlenwasserstoff erzeugt wird und der stromaufwärtigen AbgastemperatursensorabgabeTHIN berechnet. Zu diesem Zeitpunkt wird die Wärmeübertragung zwischen dem DPF 3 unddem Abgas gemäß der Durchflussrate vondem durch den DPF 3 hindurchtretenden Abgases geändert. Daherwird die Wärme,die zu dem Abgas abgestrahlt wird, auf der Grundlage der Durchflussratevon dem Abgas berechnet, die auf der Grundlage der EinlassluftmengeGA berechnet wird.
[0072] Dannberechnet in dem Schritt S107 die erste Korrekturwertberechnungseinrichtungdie Abweichung E1 der ersten Temperaturschätzung T1 von der Solltemperatur(beispielsweise 650°C)und berechnet den ersten Korrekturwert C1 gemäß der Abweichung E1. Beispielsweisewird der erste Korrekturwert C1 gemäß der Abweichung E1, einemintegrierten Wert der Abweichung E1 und der Änderung der Abweichung E1 proZeiteinheit berechnet, wie durch die folgende Formel (1) gezeigtist. In der Formel (1) stellen KP1, KI1 und KD Korrekturverstärkungsfaktorendar. C1 = KP1 × E1 + KI1 × ΣE1 + KD × ΔE1/Δt (1)
[0073] Dannwird in dem Schritt S108 die DPF-Temperatur T auf der Grundlageder Information geschätzt,die sich auf den Bereich stromabwärts von dem DPF 3 bezieht.Genauer gesagt berechnet die zweite Temperaturschätzungsberechnungseinrichtungdie zweite TemperaturschätzungT2 auf der Grundlage der Verbrennungsmotordrehzahl NE und der stromabwärtigen AbgastemperatursensorabgabeTHEX. Beispielsweise wird die zweite Temperaturschätzung T2(die DPF-Temperaturschätzung) durch Korrigierender stromabwärtigenAbgastemperatursensorabgabe THEX gemäß der VerbrennungsmotordrehzahlNE und der Beschleunigerposition ACCP berechnet. Beispielsweisewerden Korrekturwerte, die bei der vorstehend genannten Korrekturverwendet werden, in der Form einer Abbildung auf der Grundlageder Verbrennungsmotordrehzahl NE und der Beschleunigerposition ACCPgespeichert. Alternativ kann die zweite Temperaturschätzung T2durch eine inverse Funktion einer Übertragungsfunktion berechnetwerden, die auf der Grundlage einer Beziehung zwischen der Änderungder DPF-Temperatur und der Änderungder Abgastemperatur erhalten wird.
[0074] Dannwird in dem Schritt S109 eine Abweichung E2 von der zweiten Temperaturschätzung T2 vonder Solltemperatur (beispielsweise 650°C) berechnet und wird der zweitKorrekturwert C2 gemäß er AbweichungE2 berechnet. Beispielsweise wird der zweite Korrekturwert C2 aufder Grundlage der Abweichung E2 und eines integrierten Werts derAbweichung E2 berechnet, wie durch die folgende Formel (2) gezeigtist. In der Formel (2) stellen KP2 und KI2 Korrekturverstärkungsfaktorendar. C2 = KP2 × E2 + KI2 × ΣE2 (2)
[0075] Dannwird in dem Schritt S110 das Temperaturerhöhungseinschaltdauerverhältnis D, dasin der vorhergehenden Zeit berechnet wird, in dem Speicher als vorhergehendesTemperaturerhöhungseinschaltdauerverhältnis Doldgespeichert. Dann wird in dem Schritt S111 das Temperaturerhöhungseinschaltdauerverhältnis Ddurch Korrigierend es BasistemperaturerhöhungseinschaltdauerverhältnissesDb, das in dem schritt S105 berechnet wird, mit dem ersten KorrekturwertC1, der in dem Schritt S107 berechnet wird, und dem zweiten Korrekturwert C2,der in dem Schritt S109 berechnet wird, oder durch Addieren derersten und zweiten Korrekturwerte C1, C2 zu dem Basistemperaturerhöhungseinschaltdauerverhältnis Dbberechnet.
[0076] Somitkann die Abweichung von der DPF-Temperatur T von der SolltemperaturTT durch Betreiben der Temperaturerhöhungseinrichtung mit dem Temperaturerhöhungseinschaltdauerverhältnis Dunterbunden werden, das auf der Grundlage der Information korrigiertwird, die sich auf die Bereiche stromaufwärts und stromabwärts vondem DPF 3 bezieht. Eine Wirkung der Temperatursteuerungdes vorliegenden Ausführungsbeispielsist in 14 gezeigt. Für den Fall,bei dem die erste Korrektur durch die erste Korrektureinrichtungdurch eine Zielwertsteuerung durchgeführt wird, erhöht sichdie DPF-TemperaturT rasch auf die Nähevon der Solltemperatur TT wie durch eine Strich-Punkt-Linie "c" gezeigt ist, nachdem der Temperaturerhöhungsbetriebzu dem Zeitpunkt tS in 14 gestartetist, im Vergleich mit dem Fall, bei dem die Temperaturerhöhungsstellgröße D nichtkorrigiert ist. Eine gestrichelte Linie "b" in 14 zeigt die DPF-TemperaturT für denFall, bei dem die Temperaturerhöhungsstellgröße D nichtkorrigiert ist. Des weiteren erzielt die zweite Korrektur, die durchdie zweite Korrektureinrichtung durch die Rückführregelung durchgeführt wird, einrasches Ansprechverhalten und eine hohe Steuerungsgenauigkeit durchBeibehalten der DPF-TemperaturT in der Näheder Solltemperatur TT, wie durch eine durchgezogene Linie "a" in 14 gezeigtist.
[0077] Wievorstehend erklärtist, wird die erste Korrektur, die durch die erste Korrektureinrichtungdurch die Zielwertsteuerung durchgeführt wird, mit der zweiten Korrekturkombiniert, die durch die zweite Korrektureinrichtung durch dieRückführregelungbei der Temperatursteuerung durchgeführt wird. Somit kann das Ansprechverhaltenauf die rasche Temperaturänderungaufgrund der Störungund dergleichen und eine Genauigkeit bei der Temperatursteuerung gleichzeitigerhalten werden. Demgemäß kann die Verschlechterungdes Oxidationskatalysators und die Beschädigung des DPF 3 unterbundenwerden, und kann die Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs, dieauftritt, wenn Kohlenwasserstoff nicht verbrannt werden kann, unterbundenwerden. Als Folge kann die sichere und wirksame Regenerationssteuerung vondem DPF 3 durchgeführtwerden.
[0078] Alsnächsteswird eine Regenerationssteuerung von dem DPF 3, die durchdie ECU 6 durchgeführtwird, gemäß einemzweiten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung auf der Grundlage eines in 15 gezeigten Ablaufdiagrammserklärt. DerAufbau von dem Abgasreinigungssystem und ein Blockdiagramm von einemkennzeichnenden Abschnitt von der DPF-Regenerationssteuerung von dem zweitenAusführungsbeispielsind die gleichen wie diejenigen von dem ersten Ausführungsbeispiel. Indem zweiten Ausführungsbeispiel ändert eine Solltemperatureinrichtungsvorrichtungdie Einrichtung der Solltemperatur TT von dem DPF 3 gemäß der PartikelstoffsammelmengeMPM anders als bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
[0079] Zuerstwerden in dem Schritt S201 die Lufteinlassmenge GA, die DruckdifferenzPDPF überden DPF 3, die stromaufwärtige AbgastemperatursensorabgabeTHIN und die stromabwärtigeAbgastemperatursensorabgabe THEX in die ECU 6 eingegeben. Dannwird in dem Schritt S220 die Partikelstoffsammelmenge MPM von demDPF 3 auf der Grundlage der Abgasdurchflussrate QE, dieauf der Grundlage der Lufteinlassmenge GA und der stromabwärtigen AbgastemperatursensorabgabeTHEX berechnet wird, und der Druckdifferenz PDPF über denPDF 3 berechnet.
[0080] Dannwird in dem Schritt S203 bestimmt, ob die Regeneration von dem DPF 3 notwendigist oder nicht, durch Vergleichen der berechneten PartikelstoffsammelmengeM mit einem vorbestimmten Wert α1(beispielsweise 2 g/L). Wenn die Partikelstoffsammelmenge MPM größer alsder vorbestimmte Wert α1ist, wird bestimmt, dass die Regeneration von dem DPF 3 notwendigist und schreitet die Steuerung zu dem Schritt S204 weiter. Wenndie Partikelstoffsammelmenge MPM gleich wie oder geringer als dervorbestimmte Wert α1ist, wird das Temperaturerhöhungseinschaltdauerverhältnis Dauf 0% eingerichtet und wird die Steuerung ohne Durchführen desTemperaturerhöhungsbetriebsbeendet.
[0081] Indem Schritt S204 wird die berechnete Partikelstoffsammelmenge MPMmit einem vorbestimmten Wert α2verglichen (beispielsweise 3 g/L). Der vorbestimmte Wert α2 ist größer alsder vorbestimmte Wert α1.Wenn die Partikelstoffsammelmenge MPM gleich wie oder größer alsder vorbestimmte Wert α2ist, wird die Solltemperatur TT auf einen vorbestimmten Wert α3 (beispielsweise600°C) indem Schritt S214 eingerichtet und schreitet die Steuerung zu demSchritt S206 weiter. Wenn die Partikelstoffsammelmenge MPM geringerals der vorbestimmte Wert α2ist, wird die Solltemperatur TT auf einen vorbestimmten Wert α4 (beispielsweise650°C) indem Schritt S205 eingerichtet und schreitet die Steuerung zu demSchritt S206 weiter. Der vorbestimmte Wert α3 ist geringer als der vorbestimmteWert α4.
[0082] Indem Schritt S206 werden die Verbrennungsmotordrehzahl NE und dieBeschleunigerposition ACCP in die ECU 6 eingegeben. Dannberechnet die Berechnungseinrichtung für die Basistemperaturerhöhungsstellgröße das Basistemperaturerhöhungseinschaltdauerverhältnis Dbauf der Grundlage der Verbrennungsmotordrehzahl NE und der BeschleunigerpositionACCP. Das Basistemperaturerhöhungseinschaltdauerverhältnis Dbwird auf ein Temperaturerhöhungseinschaltdauerverhältnis eingerichtet,das die DPF-Temperatur T auf den vorbestimmten Wert α3 oder denvorbestimmten Wert α4 beispielsweiseals die Solltemperatur TT in jedem Betriebszustand bringt.
[0083] Dannwird in dem Schritt S208 die erste Temperaturschätzung T1 auf der Grundlageder Information berechnet, die sich auf den Bereich stromaufwärts vondem DPF 3 bezieht. Genauer gesagt wird die erste Temperaturschätzung T1aus der Verbrennungsmotordrehzahl NE, der Beschleunigerposition ACCP,dem vorherigen Temperaturerhöhungseinschaltdauerverhältnis Dold,der Einlassluftmenge GA und der stromaufwärtigen AbgastemperatursensorabgabeTHIN in dem Schritt S208 berechnet. Dann wird in dem Schritt S209die Abweichung E1 der ersten Temperaturschätzung T1 von dem vorbestimmtenWert α3oder dem vorbestimmten Wert α4als Solltemperatur TT berechnet und wird der erste KorrekturwertC1 gemäß der AbweichungE1 berechnet. Beispielsweise wird der erste Korrekturwert C1 auf derGrundlage der Abweichung E1, dem integrierten Wert der AbweichungE1 und der Änderungder Abweichung E1 pro Zeiteinheit berechnet, wie durch eine folgendeFormel (3) gezeigt ist. In der Formel (3) stellen KP1, KI1 und KDKorrekturverstärkungsfaktorendar. C1 = KP1 × E1 + KI1 × ΣE1 + KD × ΔE1/Δt (3)
[0084] Dannwird in dem Schritt S210 die zweite Temperaturschätzung T2auf der Grundlage der Information berechnet, die sich auf den Bereichstromabwärtsvon dem DPF 3 bezieht. Genauer gesagt wird die zweite Temperaturschätzung T2aus der Verbrennungsmotordrehzahl NE und der stromabwärtigen AbgastemperatursensorabgabeTHEX berechnet. Dann wird in dem Schritt S211 die Abweichung E2der zweiten TemperaturschätzungT2 von dem vorbestimmten Wert α3oder dem vorbestimmten Wert α4als Solltemperatur TT berechnet und wird der zweite KorrekturwertC2 gemäß der Abweichung C2berechnet. Beispielsweise wird der zweite Korrekturwert C2 gemäß der AbweichungE2 und dem integrierten Wert der Abweichung E2 berechnet, wie durchdie folgende Formel (4) gezeigt ist. In der Formel (4) stellen KP2und KI2 Korrekturverstärkungsfaktorendar. C2 = KP2 × E2 + KI2 × ΣE2 (4)
[0085] Dannwird in dem Schritt S212 das Temperaturerhöhungseinschaltdauerverhältnis D, dasin der vorhergehenden Zeit berechnet wird, als vorhergehendes Temperaturerhöhungseinschaltdauerverhältnis Doldin dem Speicher gespeichert. Dann wird in dem Schritt S213 das Temperaturerhöhungseinschaltdauerverhältnis Ddurch Korrigieren des BasistemperaturerhöhungseinschaltdauerverhältnissesDb, das in dem Schritt S207 berechnet wird, mit dem ersten KorrekturwertC1, der in dem Schritt S209 berechnet wird, und dem zweiten Korrekturwert C2,der in dem Schritt S211 berechnet wird, oder durch Addieren derersten und zweiten Korrekturwerte C1, C2 zu dem Basistemperaturerhöhungseinschaltdauerverhältnis Dbberechnet.
[0086] Wievorstehend erklärtist, wird die Solltemperatur TT stufenweise gemäß der PartikelstoffsammelmengeMPM währendder Regeneration von dem DPF 3 stufenweise geändert. Somitwird die Solltemperatur TT zum Verbessern des Ansprechverhaltens erhöht, wenneine geringe Menge der Partikelstoffe in dem DPF 3 verbleiben,und wird die Solltemperatur TT zum Verbessern der Sicherheit verringert,wenn eine großeMenge der Partikelstoffe in dem DPF 3 verbleibt. Somitkann eine detaillierte Steuerung durchgeführt werden.
[0087] Alsnächsteswird eine Regenerationssteuerung von dem DPF 3, die durchdie ECU 6 durchgeführtwird, gemäß einemdritten Ausführungsbeispiel dervorliegenden Erfindung auf der Grundlage der 16 bis 18 erklärt. DerAufbau des Abgasreinigungssystems von dem dritten Ausführungsbeispiel istder gleiche wie das erste Ausführungsbeispiel.Ein in 16 gezeigtesBlockdiagramm zeigt einen kennzeichnenden Abschnitt von der Regenerationssteuerungvon dem dritten Ausführungsbeispieloder die erste Temperaturschätzungsberechnungseinrichtungvon der ersten Korrektureinrichtung im Detail. Bei dem dritten Ausführungsbeispielwird bei der Berechnung der ersten Temperaturschätzung T1, aus der der ersteKorrekturwert C1 berechnet wird, die Verzögerung der Temperaturänderungmit Bezug auf die Konvergenztemperatur T0 in eine Totzeit und eine Verzögerung dern-ten Ordnung geteilt. Die Konvergenztemperatur T0 wird auf derGrundlage der Information, die sich auf den Bereich stromaufwärts von demDPF bezieht, einschließlichdem Zustand des Abgases, das in dem DPF 3 strömt, desBetriebszustands des Verbrennungsmotors 1 und der Temperaturerhöhungsstellgröße D vonder Temperaturerhöhungseinrichtungberechnet. Dann wird die Temperatur von dem DPF (die erste Temperaturschätzung T1) gemäß der Verzögerung dern-ten Ordnung aus der Totzeit und der Verzögerung der n-ten Ordnung berechnet.
[0088] Genauergesagt weist die ECU 6 eine Vorkorrekturtemperaturschätzungsberechnungseinrichtungauf. Die Vorkorrekturtemperaturschätzungsberechnungseinrichtungberechnet die Konvergenztemperatur T0, auf die die DPF-Temperatur T schließlich konvergiert,aus der Verbrennungsmotordrehzahl NE, der BeschleunigerpositionACCP oder der Kraftstoffeinspritzmenge, der Lufteinlassmenge GA,der Temperaturerhöhungsstellgröße D undder Temperatur des Abgases stromaufwärts von dem DPF 3.Dann berechnet die Vorkorrekturtemperaturschätzungsberechnungseinrichtungeine VorkorrekturtemperaturschätzungT3 mit Bezug auf die Änderungder Konvergenztemperatur T0 durch Berücksichtigen von nur der Verzögerung dern-ten Ordnung. Wie in 17 gezeigtist, kann die Verzögerungder Änderungder Temperatur T von dem DPF 3 mit Bezug auf die Änderungder Konvergenztemperatur T0 in die Totzeit Dt und die Verzögerung dern-ten Ordnung Dn geteilt werden. Genauer gesagt für den Fall,bei dem die Konvergenztemperatur T0 stufenweise geändert wird,kann eine Zeitdauer, seit die Konvergenztemperatur T0 geändert wird,bis die DPF-Temperatur T zu der Konvergenztemperatur T0 konvergiert,in eine stationäre Zeitdauer(die Totzeit), bei der die DPF-Temperatur T sich nicht wesentlich ändert, unddie andere Zeitdauer (die Verzögerungder n-ten Ordnung) geteilt werden, bei der die DPF-Temperatur Tsich in hohem Maßeim Vergleich mit dem stationärenZeitraum ändert,wie durch ein Experiment sichergestellt wird. Wenn die Temperaturschätzung T3durch Verzögern der Änderungder Konvergenztemperatur T0 durch die Verzögerung der n-ten Ordnung Dnberechnet wird, die durch eine Verzögerungsübertragungsfunktion einer n-tenOrdnung ausgedrücktwird, zeigt die TemperaturschätzungT3 zu dem gegenwärtigen ZeitpunkttP die tatsächlicheDPF-Temperatur Tzu einem Zeitpunkt tP' umdie Totzeit Dt späterals der gegenwärtigeZeitpunkt tP an, wie in 18 gezeigt ist.
[0089] Somitwird die Vorkorrekturtemperaturschätzung T3 durch Vorhersagender DPF-Temperatur T zu dem Zeitpunkt tP', die um die Totzeit Dt später als dergegenwärtigeZeitpunkt tP ist, auf der Grundlage der in den 17 und 18 gezeigtenBeziehung gemäß dem vorliegendenZustand einschließlichdem Zustand des Abgases, dem Verbrennungsmotorzustand und der Temperaturerhöhungsstellgröße der Temperaturerhöhungseinrichtungberechnet. Nachfolgend wird die erste Temperaturschätzung T1auf der Grundlage der Vorkorrekturtemperaturschätzung T3 berechnet.
[0090] Dannwird der erste Korrekturwert C1 auf der Grundlage des Ergebnissesdes Vergleichs zwischen der ersten Temperaturschätzung T1 und der SolltemperaturTT berechnet und wird die Temperaturerhöhungsstellgröße D wiebei dem ersten Ausführungsbeispielkorrigiert. Somit wird die Temperaturerhöhungsstellgröße D durchVorhersagen des zukünftigenMangels der Wärmemengeauf der Grundlage des Verlaufs des Zustands einschließlich desZustands des Abgases, des Verbrennungsmotorbetriebszustands undder Temperaturerhöhungsstellgröße D vonder Temperaturerhöhungseinrichtung biszu dem gegenwärtigenZeitpunkt tP korrigiert. Dann wird die Wärmemenge entsprechend dem Mangelim voraus zugeführt.Somit kann das Ansprechverhalten verbessert werden.
[0091] Alsnächsteswird eine Regenerationssteuerung von dem DPF 3, die durchdie ECU 6 durchgeführtwird, gemäß einemvierten Ausführungsbeispiel dervorliegenden Erfindung auf der Grundlage der 19 und 20 erklärt. DerAufbau von dem Abgasreinigungssystem von dem vierten Ausführungsbeispielist der gleiche wie beim ersten Ausführungsbeispiel. Ein Blockdiagrammin 19 zeigt einen kennzeichnendenAbschnitt von der Regenerationssteuerung von dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Wennin dem vorliegenden Ausführungsbeispieldie erste TemperaturschätzungT1 auf der Grundlage der Vorkorrekturtemperaturschätzung T3berechnet wird, wird die erste Temperaturschätzung T1 auf der Grundlageder Temperatur von dem Abgas stromabwärts von dem DPF3 korrigiert,die tatsächlichgemessen werden kann, um die Genauigkeit von der ersten Temperaturschätzung T1weitergehend zu verbessern. Die Temperatur von dem Abgas stromabwärts vondem DPF 3 gibt die Temperatur von dem DPF 3 wieder.Daher sollte der tatsächlichgemessene Wert von der Temperatur von dem Abgas stromabwärts vondem DPF 3 vorzugsweise bei der Korrektur der ersten Temperaturschätzung T1verwendet werden. Jedoch wird die Änderung der Temperatur desAbgases stromabwärtsvon dem DPF 3 von der Änderungder ersten TemperaturschätzungT1 verzögert,die die Änderungder DPF-Temperatur darstellt. Daher kann die Temperatur von demAbgas stromabwärtsvon dem DPF 3 nicht mit der ersten Temperaturschätzung T1direkt verglichen werden.
[0092] Daherweist die ECU 6 eine Abgastemperaturschätzungsberechnungseinrichtungzum Schätzender Temperatur des Abgases stromabwärts von dem DPF 3 (stromabwärtige DPF-Abgastemperatur) vonder ersten TemperaturschätzungT1 unter Verwendung einer Übertragungsfunktionder Änderung derTemperatur des Abgases stromabwärtsvon dem DPF 3 mit Bezug auf die Änderung der DPF-Temperaturauf. Die erste TemperaturschätzungT1 wird gemäß einerAbweichung zwischen der berechneten Schätzung der stromabwärtigen DPF-Abgastemperaturund der tatsächlichgemessenen Temperatur von dem Abgas stromabwärts von dem DPF 3 korrigiert(der stromabwärtigenAbgastemperatursensorabgabe THEX), so dass die Abweichung verringert wird.
[0093] Dererste Korrekturwert C1 wird auf der Grundlage der Abweichung vonder ersten TemperaturschätzungT1 von der Solltemperatur TT berechnet. Dann wird die Temperaturerhöhungsstellgröße D mitdem ersten Korrekturwert C1 korrigiert. Als Folge kann das Ansprechverhaltenweitergehend verbessert werden.
[0094] AlsNächsteswird die Regenerationssteuerung des vorliegenden Ausführungsbeispielsauf der Grundlage eines in 20 gezeigtenAblaufdiagramms erklärt.Zuerst werden in dem Schritt S301 die Lufteinlassmenge GA, die durchdas Luftdurchflussmessgerät 53 erfasstwird, und die Druckdifferenz PDPF über dem DPF 3, diedurch den Druckdifferenzsensor 8 erfasst wird, in die ECU 6 eingegeben.Unterdessen werden in dem Schritt S301 die stromaufwärtige Abgastemperatursensorabgabe THINund die stromabwärtigeAbgastemperatursensorabgabe THEX in die ECU 6 von den Abgastemperatursensoren 51, 52 eingegeben,die stromaufwärts undstromabwärtsvon dem DPF 3 angeordnet sind. Dann wird in Schritt S302die Durchflussrate QE von dem durch den DPF hindurchtretenden Abgasauf der Grundlage der Lufteinlassmenge GA und der stromabwärtigen Abgastemperatursensorabgabe THEXberechnet und wird die Partikelstoffsammelmenge MPM von dem DPF 3 aufder Grundlage der Abgasdurchflussrate QE und der Druckdifferenz PDPF über demDPF 3 berechnet. Die Druckdifferenz PDPF über demDPF 3 und die Partikelstoffsammelmenge MPM haben eine in 4 gezeigte Beziehung mitBezug auf die Abgasdurchflussrate QE. Daher kann die PartikelstoffsammelmengeMPM auf der Grundlage der in 4 gezeigtenBeziehung geschätztwerden.
[0095] Dannwird in dem Schritt S303 bestimmt, ob die Regeneration von dem DPF 3 notwendigist oder nicht durch Vergleichen der berechneten PartikelstoffsammelmengeMPM mit einem vorbestimmten Wert α1(beispielsweise 3g/L). Wenn die Partikelstoffsammelmenge MPM größer alsder vorbestimmte Wert α1ist, wird bestimmt, dass die Regeneration von dem DPF 3 notwendigist und wird der Temperaturerhöhungsbetriebvon dem DPF 3 durchgeführt. DieTemperaturerhöhungseinrichtungführt beispielsweisedie Nacheinspritzung durch. In den Schritten, die auf den SchrittS303 folgen, wird das Basistemperaturerhöhungseinschaltdauerverhältnis (dieBasistemperaturerhöhungsstellgröße) Db berechnetund korrigiert. Wenn die Partikelstoffsammelmenge MPM gleich wieoder geringer als der vorbestimmte Wert α1 ist, wird das Temperaturerhöhungseinschaltdauerverhältnis Bauf 0% gesetzt und wir die Steuerung ohne Durchführen des Temperaturerhöhungsbetriebsbeendet.
[0096] Dannwerden in dem Schritt S304 die Verbrennungsmotordrehzahl NE unddie Beschleunigerposition ACCP in die ECU 6 eingegeben.Dann berechnet in dem Schritt S305 die Berechnungseinrichtung für die Basistemperaturerhöhungsstellgröße, diein der ECU enthalten ist, das Basistemperaturerhöhungseinschaltdauerverhältnis Dbauf der Grundlage der Verbrennungsmotordrehzahl NE und der BeschleunigerpositionACCP. Das Basistemperaturerhöhungseinschaltdauerverhältnis Dbwird auf ein Temperaturerhöhungseinschaltdauerverhältnis eingerichtet("A" in 8), das die DPF-Temperatur T auf einenvorbestimmten konstanten Wert (beispielsweise 650°C) als dieSolltemperatur TT in jedem Betriebszustand bringt.
[0097] Dannwird in dem Schritt S306 die DPF-Temperatur auf der Grundlage derInformation geschätzt, diesich auf den Bereich stromaufwärtsvon dem DPF 3 bezieht. Genauer gesagt berechnet eine Vorkorrekturtemperaturschätzungsberechnungseinrichtung,die in der ECU 6 enthalten ist, eine Vorkorrekturtemperaturschätzung T3auf der Grundlage der Verbrennungsmotordrehzahl NE, der BeschleunigerpositionACCP des vorherigen Temperaturerhöhungseinschaltdauerverhältnisses Dold,das in der vorhergehenden Zeit berechnet wird, der LufteinlassmengeGA und der stromaufwärtigen AbgastemperatursensorabgabeTHIN. Beispielsweise berechnet die Vorkorrekturtemperaturschätzungsberechnungseinrichtungdie Menge des von dem Verbrennungsmotor 1 ausgestoßenen Kohlenwasserstoffsauf der Grundlage der Verbrennungsmotordrehzahl NE, der BeschleunigerpositionACCP und des vorhergehenden TemperaturerhöhungseinschaltdauerverhältnissesDold. Dann berechnet die Vorkorrekturtemperaturschätzungsberechnungseinrichtungdie VorkorrekturtemperaturschätzungT3 auf der Grundlage der DPF-Temperatur, die durch die Reaktionswärme erhaltenwird, die aus dem Kohlenwasserstoff erzeugt wird, und der stromaufwärtigen AbgastemperatursensorabgabeTHIN. Zu dem Zeitpunkt wird die Änderungder Temperatur aufgrund der Wärmeübertragungzwischen dem DPF 3 und dem Abgas durch eine Totzeit undeine Übertragungsfunktioneiner Verzögerungzweiter Ordnung ausgedrückt.Dann wird die DPF-Temperatur zu dem Zeitpunkt, der um die Totzeitspäterals der gegenwärtigeZeitpunkt liegt, durch Berechnen der Verzögerung auf der Grundlage derVerzögerungzweiter Ordnung allein vorhergesagt.
[0098] Dannberechnet in dem Schritt S307 die Abgastemperaturschätzungsberechnungseinrichtung,die in der ECU 6 enthalten ist, eine Schätzung derTemperatur des Abgases stromabwärtsvon dem DPF 3 (eine stromabwärtige DPF-Abgastemperaturschätzung T4)auf der Grundlage der vorhergehenden ersten Temperaturschätzung T1,die in der vorhergehenden Zeit berechnet wird. Genauer gesagt wirddie gegenwärtigeDPF-Temperatur durch Korrigieren der Verzögerung der ersten Temperaturschätzung T1aufgrund der Totzeit geschätzt.Dann wird die stromabwärtigeDPF-Abgastemperaturschätzung T4auf der Grundlage der geschätztengegenwärtigenDPF-Temperatur unterVerwendung einer Übertragungsfunktionberechnet, die eine Beziehung zwischen der Änderung der Temperatur desAbgases stromabwärtsvon dem DPF 3 und der Änderungder DPF-Temperatur ausdrückt.
[0099] Dannwird in dem Schritt S308 die erste Temperaturschätzung T1 aus der Vorkorrekturtemperaturschätzung T3und einer Abweichung E3 zwischen der stromabwärtigen DPF-Abgastemperaturschätzung T4 und der stromabwärtigen AbgastemperatursensorabgabeTHEX berechnet. Zu dem Zeitpunkt wird die erste Temperaturschätzung T1gemäß der AbweichungE3 auf der Grundlage einer folgenden Formel (5) beispielsweise berechnet.In der Formel (5) stellt KC einen Korrekturverstärkungsfaktor dar. T1 = T3 + ΣE3 × KC (5)
[0100] Dannberechnet in dem Schritt S309 eine erste Korrekturwertberechnungseinrichtungeine Abweichung E1 der berechneten ersten Temperaturschätzung T1von einem vorbestimmten Wert als Solltemperatur TT (beispielsweise650°C) undberechnet einen ersten Korrekturwert C1 gemäß der Abweichung E1 auf derGrundlage beispielsweise einer folgenden Formel (6). In der Formel(6) stellen KP1, KI1 und KD Korrekturverstärkungsfaktoren dar. Somit wirdder erste Korrekturwert C1 gemäß der AbweichungE1, dem integrierten Wert der Abweichung E1 und der Änderungder Abweichung E1 pro Zeiteinheit berechnet, wie in der folgendenFormel (6) gezeigt ist. C1= KP1 × E1+ KI1 × ΣE1 + KD × ΔE1/Δt (6)
[0101] Dannwird in dem Schritt S310 das Temperaturerhöhungseinschaltdauerverhältnis D, dasin der vorhergehenden Zeit berechnet wird, in dem Speicher als vorhergehendesTemperaturerhöhungseinschaltdauerverhältnis Doldgespeichert. Dann wird in dem Schritt S311 das Temperaturerhöhungseinschaltdauerverhältnis Ddurch Korrigieren des BasistemperaturerhöhungseinschaltdauerverhältnissesDb, das in dem Schritt S305 berechnet wird, mit dem ersten KorrekturwertC1, der in dem Schritt S309 berechnet wird, oder durch Addieren desersten Korrekturwerts C1 zu dem Basistemperaturerhöhungseinschaltdauerverhältnis Dbberechnet.
[0102] Somitwird die Genauigkeit der ersten Temperaturschätzung T1 verbessert. Als Folgekann die detaillierte Steuerung unter Erzielung eines besseren Ansprechverhaltensdurchgeführtwerden.
[0103] Dievorliegende Erfindung sollte nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispielebeschränktwerden, sondern sie kann auf viele andere Arten ohne Abweichen vondem Anwendungsbereich der Erfindung ausgeführt werden, wie durch die beigefügten Ansprüche definiertist.
[0104] DerDieseloxidationskatalysator 4 ist somit stromaufwärts vondem Dieselpartikelfilter (DPF) 3 angeordnet, der in demAbgasdurchgang 2 von dem Dieselverbrennungsmotor 1 angeordnetist. Die elektronische Steuerungseinheit (ECU) 6 betreibtdie Temperaturerhöhungseinrichtung,die eine Nacheinspritzung durchführt,um in dem DPF 3 gesammelte Partikelstoffe zu beseitigen.Die ECU 6 hat eine erste Korrektureinrichtung S105-S107,S111 und eine zweite Korrektureinrichtung S108, S109 S111. Die ersteKorrektureinrichtung S105-S107, S111 korrigiert die Stellgröße der Temperaturerhöhungseinrichtungauf der Grundlage des Ergebnisses des Vergleichs zwischen der Solltemperaturund der Temperatur von dem DPF 3, die auf der Grundlageder Information geschätztwird, die sich auf den Bereich stromaufwärts von dem DPF 3 bezieht.Die zweite Korrektureinrichtung S108, S109, S111 korrigiert die Stellgröße der Temperaturerhöhungseinrichtungauf der Grundlage des Ergebnisses des Vergleichs zwischen der Solltemperaturund der Temperatur von dem DPF 3, die auf der Grundlageder Information geschätztwird, die sich auf den Bereich stromabwärts von dem DPF 3 bezieht.

权利要求:
Claims (17)
[1] Abgasreinigungssystem einer Brennkraftmaschine(1) mit: einem Partikelfilter (3), der ineinem Abgasdurchgang (2) von dem Verbrennungsmotor (1)angeordnet ist; einer Temperaturerhöhungseinrichtung zum Erhöhen einerTemperatur des Partikelfilters (3); einer Partikelstoffsammelmengenschätzeinrichtung (S102,S202, S302) zum Schätzeneiner Menge von in dem Partikelfilter (3) gesammelten Partikelstoffen; und einerTemperaturerhöhungssteuerungseinrichtung (S103,S105-S109, S111, S203-S205, S207-S211, S213, S214, S303, S305-S309,S311) zum Betreiben der Temperaturerhöhungseinrichtung zum Erhöhen derTemperatur des Partikelfilters (3) auf eine Solltemperatur,so dass die in dem Partikelfilter (3) gesammelten Partikelstoffeverbrannt und beseitigt werden, wenn die Menge der in dem Partikelfilter(3) gesammelten Partikelstoffe, die durch die Partikelstoffsammelmengenschätzeinrichtung(S102, S202, S302) geschätztwird, einen vorbestimmten Wert übersteigt, dadurchgekennzeichnet, dass die Temperaturerhöhungssteuerungseinrichtung (S103,S105-S109, S111, S203-S205, S207-S211, S213, S214, S303, S305-S309,S311) eine erste Korrektureinrichtung (S105-S107, S111, S207-S209, S213, S305, S306,S308, S309, S311) zum Schätzen derTemperatur des Partikelfilters (3) auf der Grundlage einesZustands des in den Partikelfilter (3) strömenden Abgases,eines Betriebszustands des Verbrennungsmotors (1) und einerStellgröße der Temperaturerhöhungseinrichtungund zum Korrigieren der Stellgröße der Temperaturerhöhungseinrichtung aufder Grundlage eines Ergebnisses eines Vergleichs zwischen der geschätzten Temperaturdes Partikelfilters (3) und der Solltemperatur aufweist.
[2] Abgasreinigungssystem der Brennkraftmaschine (1)gemäß Anspruch1, des Weiteren dadurch gekennzeichnet, dass die erste Korrektureinrichtung (S105-S107,S111, S207-S209,S213, S305, S306, S308, S309, S311) eine Durchflussrate und eine Temperaturdes in den Partikelfilter (3) strömenden Abgases als den Zustanddes in den Partikelfilter (3) strömenden Abgases einsetzt undeine Verbrennungsmotordrehzahl sowie eine Beschleunigerpositionoder eine Kraftstoffeinspritzmenge als den Betriebszustand des Verbrennungsmotors(1) einsetzt.
[3] Abgasreinigungssystem der Brennkraftmaschine (1)gemäß Anspruch1, des Weiteren dadurch gekennzeichnet, dass die erste Korrektureinrichtung (S105-S107,S111, S207-S209,S213, S305, S306, S308, S309, S311) eine Konvergenztemperatur berechnet,auf die die Temperatur des Partikelfilters (3) schließlich konvergiert,wenn der vorliegende Zustand des in den Partikelfilter (3) strömenden Abgases,der vorliegende Betriebszustand des Verbrennungsmotors (1)und die vorliegende Stellgröße der Temperaturerhöhungseinrichtung über einenlangen Zeitraum beibehalten werden, auf der Grundlage des Zustandsdes in den Partikelfilter (3) strömenden Abgases, des Betriebszustandsdes Verbrennungsmotors (1) und der Stellgröße der Temperaturerhöhungseinrichtung,und eine erste Temperaturschätzunggemäß einerVerzögerungeiner Änderungder Temperatur des Partikelfilters (3) aufgrund eine Wärmekapazität von demPartikelfilter (3) berechnet.
[4] Abgasreinigungssystem der Brennkraftmaschine (1)gemäß Anspruch3, des Weiteren dadurch gekennzeichnet, dass die erste Korrektureinrichtung (S305,S306, S308, S309, S311) die Verzögerung der Änderungder Temperatur des Partikelfilters (3) mit Bezug auf dieberechnete Konvergenztemperatur in eine Totzeit und eine Verzögerung n-terOrdnung teilt und die erste Temperaturschätzung gemäß der Verzögerung der n-ten Ordnung ausder Totzeit und aus der Verzögerungder n-ten Ordnung schätzt.
[5] Abgasreinigungssystem der Brennkraftmaschine (1)gemäß Anspruch1, des Weiteren dadurch gekennzeichnet, dass die erste Korrektureinrichtung (S105-S107,S111, S207-S209, S213, S305, S306, S308, S309, S311) einen erstenKorrekturwert so berechnet, dass die Stellgröße der Temperaturerhöhungseinrichtunggemäß einerDifferenz zwischen der geschätztenTemperatur von dem Partikelfilter (3) und der Solltemperaturvergrößert oderverringert wird.
[6] Abgasreinigungssystem der Brennkraftmaschine (1)gemäß Anspruch1, des Weiteren dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturerhöhungssteuerungseinrichtung(S103, S105-S109, S111, S203-S205, S207-S211, S213, S214, S303, S305-S309,S311) eine zweite Korrektureinrichtung (S108, S109, S111, S210,S211, S213) zum Schätzender Temperatur des Partikelfilters (3) auf der Grundlageeines Zustands des aus dem Partikelfilter (3) strömenden Zustandsund zum Korrigieren der Stellgröße der Temperaturerhöhungseinrichtungauf der Grundlage eines Ergebnisses eines Vergleichs zwischen dergeschätztenTemperatur von dem Partikelfilter (3) und der Solltemperaturaufweist.
[7] Abgasreinigungssystem der Brennkraftmaschine (1)gemäß Anspruch6, des Weiteren dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Korrektureinrichtung(S108, S109, S111, S210, S211, S213) die Temperatur des aus demPartikelfilter (3) strömendenAbgases als den Zustand des aus dem Partikelfilter (3) strömenden Abgaseseinsetzt.
[8] Abgasreinigungssystem der Brennkraftmaschine gemäß Anspruch6, des Weiteren dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Korrektureinrichtung (S108,S109, S111, S210, S211, S213) eine zweite Temperaturschätzung durchKorrigieren der Temperatur des aus dem Partikelfilter (3)strömendenAbgases auf der Grundlage des Betriebszustands des Verbrennungsmotors(1) oder durch Verwenden einer inversen Funktion einer Übertragungsfunktioneiner Änderungder Temperatur des aus dem Partikelfilter (3) strömenden Abgasesmit Bezug auf die Änderung derTemperatur des Partikelfilters (3) berechnet.
[9] Abgasreinigungssystem der Brennkraftmaschine (1)gemäß Anspruch6, des Weiteren dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Korrektureinrichtung(S108, S109, S111, S210, S211, S213) einen zweiten Korrekturwertso berechnet, dass die Stellgröße der Temperaturerhöhungseinrichtunggemäß einerDifferenz zwischen der geschätztenTemperatur von dem Partikelfilter (3) und der Solltemperaturvergrößert oderverringert wird.
[10] Abgasreinigungssystem der Brennkraftmaschine (1)gemäß Anspruch1, des Weiteren dadurch gekennzeichnet, dass die Solltemperaturauf einen vorbestimmten konstanten Wert eingerichtet wird oder gemäß einerMenge der in dem Partikelfilter (3) während des Betriebs zum Erhöhen derTemperatur von dem Partikelfilter (3) verbleibenden Partikelstoffe geändert wird.
[11] Abgasreinigungssystem einer Brennkraftmaschine (1)mit: einem Partikelfilter (3), der in einem Abgasdurchgang (2)von dem Verbrennungsmotor (1) angeordnet ist; einerTemperaturerhöhungseinrichtungzum Erhöhen einerTemperatur von dem Partikelfilter (3); einer Partikelstoffsammelmengenschätzeinrichtung (S102,S202, S302) zum Schätzeneiner Menge von in dem Partikelfilter (3) gesammelten Partikelstoffen; und einerTemperaturerhöhungssteuerungseinrichtung (S103,S105-S109, S111, S203-S205, S207-S211, S213, S214, S303, S305-S309,S311) zum Betreiben der Temperaturerhöhungseinrichtung zum Erhöhen derTemperatur von dem Partikelfilter (3) auf eine Solltemperatur,so dass die in dem Partikelfilter (3) gesammelten Partikelstoffeverbrannt und beseitigt werden, wenn die Menge der in dem Partikelfilter(3) gesammelten Partikelstoffe, die durch die Partikelstoffsammelmengenschätzeinrichtung(S102, S202, S302) geschätztwird, einen vorbestimmten Wert übersteigt, dadurchgekennzeichnet, dass die Temperaturerhöhungssteuerungseinrichtung (S103,S105-S109, S111, S203-S205, S207-S211, S213, S214, S303, S305-S309,S311) eine Solltemperatureinrichtungsvorrichtung (S203-S205, S214) zum Ändern derEinrichtung der Solltemperatur gemäß der Menge der in dem Partikelfilter(3) während desBetriebs zum Erhöhender Temperatur von dem Partikelfilter (3) verbleibendenPartikelstoffe aufweist.
[12] Abgasreinigungssystem der Brennkraftmaschine (1)gemäß Anspruch11, des Weiteren dadurch gekennzeichnet, dass die Solltemperatureinrichtungsvorrichtung(S203-S205, S214) die Einrichtung der Solltemperatur so ändert, dassdie Solltemperatur vergrößert wird,wenn die Menge der in dem Partikelfilter (3) verbleibendenPartikelstoffe sich währenddes Betriebs zum Erhöhender Temperatur von dem Partikelfilter (3) verringert.
[13] Abgasreinigungssystem der Brennkraftmaschine (1)gemäß Anspruch1 oder 11, des Weiteren dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelfilter(3) aus einem keramischen Filter ausgebildet ist, der einenOxidationskatalysator (4) stromaufwärts davon hat oder der denOxidationskatalysator daran trägt.
[14] Abgasreinigungssystem der Brennkraftmaschine (1)gemäß Anspruch1 oder 11, des Weiteren dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturerhöhungseinrichtungdie Temperatur von dem Partikelfilter (3) durch Erhöhen derTemperatur des Abgases oder durch Erhöhen einer Menge von in demAbgas enthaltenen Kohlenwasserstoff und durch Erzeugen einer Reaktionswärme vondem Kohlenwasserstoff bei dem Oxidationskatalysator (4)erhöht.
[15] Abgasreinigungssystem der Brennkraftmaschine (1)gemäß Anspruch1 oder 11, des Weiteren dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturerhöhungseinrichtungeine Menge von in dem Abgas enthaltenen Kohlenwasserstoff durchDurchführenvon zumindest entweder einer Nacheinspritzung zum Einspritzen einergeringen Menge von Kraftstoff nach einer Haupteinspritzung, einerVerzögerungeiner Kraftstoffeinspritzzeitabstimmung, einer Begrenzung einerEinlassluft oder eines Erhöhungsbetriebseiner Abgasrezirkulationsmenge von dem in die Einlassluft rezirkuliertenAbgas erhöht.
[16] Abgasreinigungssystem der Brennkraftmaschine (1)gemäß Anspruch1 oder 11, des Weiteren dadurch gekennzeichnet, dass die Partikelstoffsammelmengenschätzeinrichtung(S102, S202, S302) die Menge der in dem Partikelfilter (3)gesammelten Partikelstoffe auf der Grundlage von zumindest entwedereiner Druckdifferenz überdem Partikelfilter (3) oder des Betriebszustands von demVerbrennungsmotor (1) schätzt.
[17] Abgasreinigungssystem der Brennkraftmaschine (1)gemäß Anspruch4, des Weiteren dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturerhöhungssteuerungseinrichtung (S103,S105-S109, S111, S203-S205, S207-S211, S213, S214, S303, S305-S309,S311) eine Abgastemperaturschätzungsberechnungseinrichtung(S307) zum Schätzeneiner Temperatur des Abgases stromabwärts von dem Partikelfilter(3) auf der Grundlage der vorhergehenden ersten Temperaturschätzung aufweist,die in der vorhergehenden Zeit berechnet wird, und wobei dieerste Korrektureinrichtung (S305, S306, S308, S309, S311) die ersteTemperaturschätzung gemäß einerDifferenz zwischen der geschätzten Temperaturdes Abgases stromabwärtsvon dem Partikelfilter (3) und der tatsächlich erfassten Temperaturvon dem Abgas stromabwärtsvon dem Partikelfilter (3) berechnet.

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US20040226288A1|2004-11-18|

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DE102004024115B4|2015-12-03|

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JP4367176B2|2009-11-18|

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JP2005240672A|2005-09-08|

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US7243491B2|2007-07-17|

引用文献:

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