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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erstellen
von Kennlinien, ein Steuergerät,
welches solche Kennlinien verwendet, und eine Abgassteuervorrichtung
mit einem solchen Steuergerät.
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Stand der Technik
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In
jüngster
Zeit wurde ein Kollektor für
das Sammeln der Abgaspartikel in einem Abgasrohr eines Dieselverbrennungsmotors,
der an einem Fahrzeug montiert ist, angeordnet, um die in dem abgegebenen
Gas enthaltenen Abgaspartikel zu verringern. Der Kollektor besitzt
einen porösen
Keramikkörper mit
einer Vielzahl von Abgasströmungskanälen. Der Kollektor
absorbiert und sammelt die Abgaspartikel, wenn das Abgas durch die
porösen
Trennwände läuft, die
die Abgasströmungskanäle definieren. Wenn
sich die in dem Kollektor gesammelten Abgaspartikel in dem Kollektor
abgelagert haben, erhöht sich
der Druckverlust und verringert sich die Verbrennungsmotoreffizienz.
Daher wird der Kollektor durch das Verbrennen der in dem Kollektor
befindlichen Abgaspartikel regeneriert, wenn die Ablagerungsmenge einen
vorbestimmten Wert erreicht.
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Die
Ablagerungsmenge der Abgaspartikel wird unter Verwendung des Druckverlustes
als ein Eingangssignal basierend auf der Ablagerungscharakteristik
geschätzt,
bei der der Ablagerungsmenge der in dem Kollektor befindlichen Abgaspartikel
mit dem Druckverlust in dem Kollektor korreliert. Die Regeneration
des Kollektors wird durchgeführt,
wenn die geschätzte
Abgaspartikel-Ablagerungsmenge den
vorbestimmten Wert erreicht, wie dies zum Beispiel in dem Dokument
JP-A-2004-19523 beschrieben
ist.
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Die
Druckverlustcharakteristik ändert
sich, wenn von der Verbrennung von Kraftstoff oder Motoröl in dem
Verbrennungsmotor in dem Kollektor übrig bleibende Asche abgelagert
wird. Daher führt
eine spezielle Vorrichtung die Regeneration des Kollektors durch,
wenn der Druckverlust in dem Kollektor einen vorbestimmten Wert
erreicht, und erhöht
den vorbestimmten Wert, wenn sich die Aschenablagerungsmenge erhöht, wie
dies zum Beispiel in dem Dokument
JP-A-2002-242660 beschrieben ist.
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Allerdings
berücksichtigt
bei der in dem Dokument
JP-A-2004-19523 beschriebenen
Vorrichtung die Ablagerungscharakteristik, bei der die Ablagerungsmenge
der Abgaspartikel mit dem Druckverlust korreliert, den Einfluss
der Aschenablagerung in dem Kollektor nicht. Dementsprechend tritt
das Problem auf, dass die Abgaspartikel-Ablagerungsmenge aufgrund
einer Unkenntnis des Zusammenhangs zwischen der Veränderung
des Druckverlustes infolge der Aschenablagerung und der Veränderung
des Druckverlustes infolge der Ablagerung der Abgaspartikel nicht
genau geschätzt
werden kann.
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Die
in dem Dokument
JP-A-2002-242660 beschriebene
Vorrichtung bestimmt den Regenerationszeitpunkt des Kollektors basierend
auf der Annahme, dass der Druckverlust ansteigt, wenn sich die Aschenablagerungsmenge
erhöht.
Allerdings kann sich, wenn sich die Aschenablagerungsmenge erhöht, der
Druckverlust sogar dann verringern, wenn die Abgaspartikel-Ablagerungsmenge
dieselbe ist, in Abhängigkeit
von dem Aschenablagerungszustand wie beispielsweise der Ablagerungsmenge
oder der Ablagerungsposition der Asche. Daher tritt das Problem
auf, dass der Regenerationszeitpunkt des Kollektors nicht geeignet
bestimmt werden kann.
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In
der europäischen
Patentanmeldung
EP
1 387 051 A1 ist eine Abgasreinigungsvorrichtung für einen
Verbrennungsmotor offenbart, die einen Kollektor mit porösen Trennwänden in
einem Abgassystem des Verbrennungsmotors für das Sammeln von Abgaspartikeln
besitzt. Die Abgaspartikel sind in dem Abgas enthalten, wenn das
Abgas durch die in den Trennwänden
befindlichen Poren des Kollektors strömt. Die Abgasreinigungsvorrichtung
führt eine Regeneration
des Kollektors durch, indem die Abgaspartikel, die in dem Kollektor
abgelagert sind, zwangsweise verbrannt werden, wenn eine Ablagerungsmenge
der in dem Kollektor befindlichen Abgaspartikel einen vorbestimmten
Wert überschreitet. Die
Abgasreinigungsvorrichtung weist zudem eine erste Schätzeinrichtung
auf, die eine Ablagerungsmenge von Asche in dem Kollektor schätzt, sowie eine
zweite Schätzvorrichtung,
die die Ablagerungsmenge der Abgaspartikel unter Verwendung eines Druckverlustes
des Kollektors als ein Eingangssignal basierend auf der Ablagerungscharakteristik
schätzt, in
der die Ablagerungsmenge der Abgaspartikel mit dem Druckverlust
korreliert. Die Abgasreinigungsvorrichtung besitzt zudem eine Korrekturvorrichtung,
die die Ablagerungscharakteristik gemäß der Ablagerungsmenge der
Asche korrigiert.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren
zum Erstellen von Kennlinien für ein
Steuergerät
zur Steuerung eines Abgasreinigungsgeräts mit einem Kollektor, ein
verbessertes Steuergerät
sowie eine verbesserte Abgasreinigungsvorrichtung bereit zu stellen.
Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird bei einem Verfahren zur Erstellung
von Kennlinien für
ein Steuergerät
zur Steuerung eines Abgasreinigungsgeräts mit einem Kollektor, bei
dem die Gesamt-Asche-Ablagerungsmenge (α) bestimmt wird, die Aschenablagerungsmenge
a1 in den Poren des Kollektors und die Aschenablagerungsmenge a2
in den stromabwärtigen
Abschnitten bestimmt, wobei die Ablagerungscharakteristik entsprechend
den Werten a1 und a2 korrigiert wird und aus der korrigierten Ablagerungscharakteristik
Kennlinien erstellt werden.
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Mit
diesem Verfahren wird die Ablagerungscharakteristik gemäß der Aschenablagerungsmenge korrigiert.
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Dementsprechend
kann die Abgaspartikel-Ablagerungsmenge mit einer hohen Genauigkeit geschätzt werden.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Steuergerät für eine Abgasreinigungsvorrichtung
vorgesehen, das diese Kennlinien verwendet.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Abgasreinigungsvorrichtung vorgesehen,
die ein solches Steuergerät
aufweist.
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Merkmale
und Vorteile der Ausführungsbeispiele
sowie die Betriebsweise und die Funktionen der zugehörigen Teile
sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und
den Zeichnungen verständlich,
die allesamt einen Teil dieser Anmeldung bilden.
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1 ist
eine schematische Darstellung, die eine Abgasreinigungsvorrichtung
eines Verbrennungsmotors zeigt;
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2A ist
eine Schnittansicht, die einen wesentlichen Abschnitt eines Kollektors
gemäß dem in der 1 gezeigten
Ausführungsbeispiel
zeigt;
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2B ist
eine Schnittansicht, die den wesentlichen Abschnitt des Kollektors
gemäß dem in der 1 gezeigten
Ausführungsbeispiel
zeigt;
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3 ist
ein Flussdiagramm, das einen Kollektor-Regenerationssteuervorgang entsprechend der
vorliegenden Erfindung gemäß dem in
der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel zeigt;
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4A ist
eine vergrößerte Schnittansicht, die
einen wesentlichen Abschnitt des Kollektors gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1 zeigt;
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4B ist
eine vergrößerte Schnittansicht, die
den wesentlichen Abschnitt des Kollektors gemäß dem in der 1 gezeigten
Ausführungsbeispiel
zeigt;
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5 ist
eine graphische Darstellung, die ein Verhältnis einer Menge von Asche,
die in den Poren der Trennwände
des Kollektors abgelagert ist, zu einer Gesamt-Aschenablagerungsmenge
gemäß dem in
der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel zeigt;
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6 ist
eine charakteristische Darstellung, die ein Verhältnis zwischen einer zurückgelegten Wegstrecke
eines Fahrzeugs und der Gesamt-Aschenablagerungsmenge gemäß dem in
der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel zeigt;
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7 ist
eine charakteristische Darstellung, die ein Verhältnis zwischen einer Partikelablagerungsmenge
und einem Druckverlust des Kollektors gemäß dem in der 1 gezeigten
Ausführungsbeispiel
zeigt;
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8A ist
eine charakteristische Darstellung, die eine Übergangspunkt-Partikelablagerungsmenge
in Bezug auf die Aschenablagerungsmenge in den Poren der Trennwände des
Kollektors gemäß dem in
der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel zeigt;
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8B ist
eine charakteristische Darstellung, die einen Ausgangspunkt-Druckverlust
in Bezug auf die Aschenablagerungsmenge in den Poren der Trennwände des
Kollektors gemäß dem in
der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel zeigt;
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8C ist
eine charakteristische Darstellung, die ein Anstiegsverhältnis des
Druckverlustes zu einem Anstieg der Partikelablagerungsmenge in einem
zweiten Bereich in Bezug auf die Aschenablagerungsmenge in den Poren
der Trennwände
des Kollektors gemäß dem in
der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel zeigt,
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9A ist
eine charakteristische Darstellung, die die Übergangspunkt-Partikelablagerungsmenge
in Bezug auf eine Aschenablagerungsmenge in stromabwärtigen Abschnitten
der ersten Abgasströmungskanäle des Kollektors
gemäß dem in
der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel zeigt;
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9B ist
eine charakteristische Darstellung, die den Ausgangspunkt-Druckverlust
in Bezug auf die Aschenablagerungsmenge in den stromabwärtigen Abschnitten der
ersten Abgasströmungskanäle des Kollektors
gemäß dem in
der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel zeigt;
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9C ist
eine charakteristische Darstellung, die das Anstiegsverhältnis des
Druckverlustes zu dem Anstieg der Partikelablagerungsmenge in dem
zweiten Bereich in Bezug auf die Aschenablagerungsmenge in den stromabwärtigen Abschnitten
der ersten Abgasströmungskanäle des Kollektors
gemäß dem in
der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel zeigt;
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10 ist
eine graphische Darstellung, die die Beziehungen zwischen der Drehzahl
eines Verbrennungsmotors, einer Kraftstoffeinspritzmenge des Verbrennungsmotors
und einer Aschenablagerungs-Anstiegsmenge
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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11 ist
eine Darstellung, die eine Beziehung zwischen einem Integralwert
einer Partikelverbrennungsmenge und einer Gesamt-Aschenablagerungsmenge
gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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12 ist
eine Darstellung, die die Beziehungen zwischen einer Partikelablagerungsmenge, der
in einem Kollektor vorherrschenden Temperatur und der Partikelverbrennungsmenge
gemäß dem in der
der 11 gezeigten Ausführungsbeispiel zeigt; und
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13 ist
eine Darstellung, die eine Beziehung zwischen der in einem Kollektor
vorherrschenden Temperatur und einem Gesamt-Aschenablagerungsmengen-Korrekturwert
gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Unter
Bezugnahme auf die 1 ist eine Abgasreinigungsvorrichtung
für einen
Verbrennungsmotor veranschaulicht, die ein Steuergerät aufweist, welches
Kennlinien verwendet, die gemäß dem Verfahren
der vorliegenden Erfindung erstellt wurden. Wie dies in der 1 gezeigt
ist, ist ein Dieselverbrennungsmotor (Verbrennungsmotor) 1 als
eine Antriebsquelle für
die Fortbewegung eines Fahrzeuges mit einem Ansaugrohr 2,
durch das Ansaugluft strömt,
und mit einem Abgasrohr 3 verbunden, durch das Abgas strömt, das
von dem Verbrennungsmotor 1 abgegeben wird. Ein Kollektor
(DPF) 4 für
das Sammeln der Abgaspartikel (PM) und ein Schalldämpfer 5 sind
in dem Abgasrohr 3 vorgesehen.
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Der
Kollektor 4 ist durch das Formen einer wärmebeständigen Keramik
wie beispielsweise Cordierit zu einer Bienenwabenstruktur hergestellt,
die zum Beispiel in der 2A oder 2B gezeigt
ist. Der Kollektor 4 ist mit einer Vielzahl von Abgasströmungskanälen 42 ausgebildet,
die durch poröse Trennwände 41 definiert
sind. Die Vielzahl von Abgasströmungskanälen 42 ist
parallel zueinander angeordnet. Erste Abgasströmungskanäle 42a als ein Teil
der Abgasströmungskanäle 42 sind
an einer stromaufwärtigen
Seite in Bezug auf eine Abgasströmung
G geöffnet
und sind an einer stromabwärtigen Seite
durch Pfropfen 43 blockiert. Zweite Abgasströmungskanäle 42b als
der andere Teil der Abgasströmungskanäle 42 sind
durch die Pfropfen 43 an der stromaufwärtigen Seite blockiert und
sind an der stromabwärtigen
Seite in Bezug auf die Abgasströmung
G geöffnet.
Die porösen
Trennwände 41 tragen einen
Oxidationskatalysator.
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Das
von dem Verbrennungsmotor 1 abgegebene Abgas tritt in die
ersten Abgasströmungskanäle 42a ein,
die an der Einlassseite offen sind. Dann läuft das Abgas durch die porösen Trennwände 41 und strömt in die
benachbarten zweiten Abgasströmungskanäle 42b.
Die Abgaspartikel 100 werden gesammelt, wenn das Abgas
durch die porösen
Trennwände 41 läuft.
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Wie
dies in der 1 gezeigt ist, ist ein erster
Temperatursensor 61 unmittelbar stromaufwärtig des
Kollektors 4 in dem Abgasrohr 3 vorgesehen. Der erste
Temperatursensor 61 erfasst die Temperatur des in den Kollektor 4 strömenden Abgases.
Ein zweiter Temperatursensor 62 ist unmittelbar stromabwärtig des
Kollektors 4 in dem Abgasrohr 3 vorgesehen. Der
zweite Temperatursensor 62 erfasst die Temperatur des aus
dem Kollektor 4 strömenden
Abgases.
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Das
Abgasrohr 3 ist mit einem ersten Abzweigungsrohr 31,
das unmittelbar stromaufwärtig des
Kollektors 4 von dem Abgasrohr 3 abzweigt, und einem
zweiten Abzweigungsrohr 32 verbunden, das unmittelbar stromabwärtig des
Kollektors 4 von dem Abgasrohr 3 abzweigt. Ein
Druckdifferenzsensor 63 ist zwischen den zwei Abzweigungsrohren 31, 32 vorgesehen.
Der Druckdifferenzsensor 63 erfasst eine Druckdifferenz
zwischen der Einlassseite und der Auslassseite des Kollektors 4,
das heißt
einen Druckverlust des Kollektors 4.
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Die
Ausgabesignale der vorstehend beschriebenen zahlreichen Sensoren
werden in eine ECU 7 eingegeben. Die ECU 7 besitzt
einen Mikrocomputer, der aus einer CPU, einem ROM, einem RAM, einem
EEPROM und desgleichen besteht. Die ECU 7 führt einen
Kollektor-Regenerationssteuervorgang,
der in dem Mikrocomputer gespeichert ist, so aus, dass die Regeneration
des Kollektors 4 zu einem vorbestimmten Zeitpunkt ausgeführt wird.
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Im
Folgenden es ist ein Betrieb der Abgasreinigungsvorrichtung gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
erklärt.
Die 3 ist ein Flussdiagramm, das den Kollektor-Regenerationssteuervorgang
zeigt, der durch die ECU 7 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ausgeführt
wird. Der Steuervorgang wird begonnen, wenn der ECU 7 durch
die Betätigung
eines Zündschlüssels Energie zugeführt wird.
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Zunächst werden
bei dem Schritt S100 zahlreiche Arten von Informationen eingelesen.
Zum Beispiel wird bei dem Schritt S100 der Druckverlust ΔP des Kollektors 4,
der durch den Druckdifferenzsensor 63 erfasst wird, die
Temperatur des Abgases, die durch den ersten und zweiten Temperatursensor 61, 62 erfasst
wird, die zurückgelegte
Wegstrecke D des Fahrzeugs, die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors 1,
die Kraftstoffeinspritzmenge F und desgleichen eingelesen.
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Dann
wird bei dem Schritt S101 die Menge der in den Kollektor 4 abgelagerten
Asche berechnet.
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Die
in den Kollektor 4 abgelagerte Asche beinhaltet die Asche 200,
die in den stromabwärtigen Abschnitten
der ersten Abgasströmungskanäle 42a in
Bezug auf die Abgasströmung
G abgelagert ist, wie dies in der 2B gezeigt
ist, und die Asche 200, die in den Poren der Trennwände 41 des
Kollektors 4 abgelagert ist, wie dies in der 4B gezeigt
ist.
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Die 5 zeigt
eine Beziehung zwischen einer Menge von insgesamt in dem Kollektor 4 abgelagerter
Asche (Gesamt-Aschenablagerungsmenge α) und einem
Anteil γ einer
Menge der neu in den Poren der Trennwände 41 abgelagerten
Asche von der neu in den Kollektor 4 abgelagerten Asche.
Wie dies in der 5 gezeigt ist, wird in einem
Zeitraum, in dem die Gesamt-Aschenablagerungsmenge α klein ist, das
heißt
in einem Anfangszeitraum der Verwendung des Kollektors 4,
beinahe die gesamte Asche, die in den Kollektor 4 abgelagert
wird, in den Poren der Trennwände 41 abgelagert.
Dann verringert sich der Anteil γ der
neu in den Poren der Trennwände 41 abgelagerten
Asche zügig,
wenn sich die Gesamt-Aschenablagerungsmenge α einer Aschenablagerungs-Grenzmenge
Z annähert,
die in den Poren abgelagert werden kann. Mit dem schnellen Abfall
des Anteils γ der
neu in den Poren der Trennwände 41 abgelagerten
Asche beginnt die Ablagerung der Asche in den stromabwärtigen Abschnitten
der ersten Abgasströmungskanäle 42.
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Die
Ablagerungscharakteristik wird durch die Ablagerungsposition und
die Ablagerungsmenge der Asche beeinflusst. Daher wird bei dem Schritt
S101 die Gesamt-Aschenablagerungsmenge α, die Aschenablagerungsmenge
a1 in den Poren der Trennwände 41 und
die Aschenablagerungsmenge a2 in den stromabwärtigen Abschnitten der ersten
Abgasströmungskanäle 42a berechnet.
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Der
ROM der ECU 7 speichert zum Beispiel eine charakteristische
graphische Darstellung, bei der sich die Gesamt-Aschenablagerungsmenge α proportional
zu dem Anstieg der zurückgelegten Wegstrecke
D des Fahrzeugs erhöht,
wie dies in der 6 gezeigt ist. Die Gesamt-Aschenablagerungsmenge α wird aus
der zurückgelegten Wegstrecke
D des Fahrzeuges basierend auf der in der 6 gezeigten
graphischen Darstellung berechnet. Dann wird die Gesamt-Aschenablagerungsmenge α mit der
Aschenablagerungs-Grenzmenge Z verglichen, die in den Poren abgelagert
werden kann. Die Aschenablagerungsmenge a1 in den Poren wird basierend auf
der Annahme berechnet, dass die gesamte Asche in den Poren abgelagert
wird, bis die Gesamt-Aschenablagerungsmenge α die Aschenablagerungs-Grenzmenge
Z erreicht, das heißt
so lange α ≤ Z gilt. Die
Aschenablagerungsmenge a2 in den stromabwärtigen Abschnitten der ersten
Abgasströmungskanäle wird
auf der Annahme berechnet, dass die gesamte Asche in den stromabwärtigen Abschnitten
der ersten Abgasströmungskanäle abgelagert wird,
wenn die Gesamt-Aschenablagerungsmenge α die Aschenablagerungs-Grenzmenge Z überschreitet.
Genauer gesagt wird die Aschenablagerungsmenge a2 in den stromabwärtigen Abschnitten
der ersten Abgasströmungskanäle berechnet,
indem die Aschenablagerungsmenge a1 in den Poren (= Aschenablagerungs-Grenzmenge
Z) von der Gesamt-Aschenablagerungsmenge α subtrahiert
wird, wenn α > Z gilt.
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Dann
wird bei dem Schritt S102 die Korrektur der Ablagerungscharakteristik,
bei der die Partikelablagerungsmenge PM mit dem Druckverlust ΔP des Kollektors 4 korreliert,
basierend auf der bei dem Schritt S101 berechneten Aschenablagerungsmenge durchgeführt.
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Die 7 zeigt
eine Beziehung zwischen der Partikelablagerungsmenge PM und dem
Druckverlust ΔP
des Kollektors 4. Genauer gesagt zeigt eine gestrichelte
Linie in der 7 eine Beziehung (Anfangs-Ablagerungscharakteristik)
zwischen der Partikelablagerungsmenge PM und dem Druckverlust ΔP des Kollektors 4 in
dem Fall, in dem die Ablagerung der Abgaspartikel in einem neuen
Produktzustand beginnt, in dem bisher noch keine Partikel oder keine Asche
abgelagert wurde.
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In
einem Anfangs-Verwendungszustand des Kollektors 4 sind,
wie dies in der 4A eines wesentlichen Abschnitts
des Kollektors 4 gezeigt ist, das Eindringen der Partikel 100 in
die Poren der Trennwände 41 des
Kollektors 4 und das Verstopfen der Poren infolge des Eindringens
der Partikel 100 die bestimmenden Faktoren für den Anstieg
des Druckverlusts ΔP.
Danach wird, wie dies in der 2A oder
der 4A gezeigt ist, die Dicke der Schicht der Partikel 100,
die an der Oberfläche
der Trennwand 41 abgelagert sind, der bestimmende Faktor
für den
Anstieg des Druckverlusts ΔP.
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Dann
dringen, wie dies in der 7 gezeigt ist, in einem ersten
Bereich, der sich von einem Ausgangspunkt X, an dem die Partikelablagerungsmenge
PM null ist (PM = 0), bis zu einem Übergangspunkt Y erstreckt,
die Partikel 100 in die Poren der Trennwände 41 des
Kollektors 4 ein und verstopfen die Poren. Daher erhöht sich
der Druckverlust ΔP
gemäß dem Anstieg
der Partikelablagerungsmenge PM in dem ersten Bereich drastisch.
In einem zweiten Bereich, in dem die Partikel in Lagen abgelagert
werden, nachdem viele Poren verstopft sind, das heißt in einem
Bereich, in dem die Partikelablagerungsmenge PM den Übergangspunkt
Y überschreitet,
steigt der Druckverlust ΔP
gemäß dem Anstieg
der Partikelablagerungsmenge PM langsamer als in dem ersten Bereich
an. Die Anfangs-Ablagerungscharakteristik
ist in dem ROM der ECU 7 gespeichert.
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Eine
durchgezogene Linie oder eine gestrichelte Linie in der 7 zeigen
eine Beziehung zwischen der Partikelablagerungsmenge PM und dem Druckverlust ΔP des Kollektors 4 in
dem Fall, in dem die Verwendung des Kollektors 4 bis zu
einer mittleren Phase fortgeführt
wird und die Asche abgelagert wird. Das heißt, die durchgezogene Linie
oder die gestrichelte Linie in der 7 zeigen
eine korrigierte Ablagerungscharakteristik.
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In
dem Fall, in dem die Asche gemäß der Verwendung
des Kollektors 4 abgelagert wird, wird die Asche 200 zunächst in
den Poren der Trennwände 41 des
Kollektors 4 abgelagert, wie dies in der 4B gezeigt
ist, bis die Gesamt-Aschenablagerungsmenge α die Aschenablagerungs-Grenzmenge Z erreicht,
die in den Poren abgelagert werden kann. Die Gesamt-Aschenablagerungsmenge α wird mit der
Aschenablagerungs-Grenzmenge Z verglichen und die Ablagerungscharakteristik
wird basierend auf der Aschenablagerungsmenge a1 in den Poren, die bei
dem Schritt S101 berechnet wurde, wie folgt korrigiert, bis die
Gesamt-Aschenablagerungsmenge α die
Aschenablagerungs-Grenzmenge Z erreicht, das heißt so lange α ≤ Z gilt.
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Die 8A, 8B und 8C sind
graphische Darstellungen für
das Berechnen zahlreicher Arten von Werten, die bei der Korrektur
der Ablagerungscharakteristik verwendet werden. Genauer gesagt sind
die 8A bis 8C graphische
Darstellungen für
das Berechnen eines Werts B der Partikelablagerungsmenge PM an dem Übergangspunkt
Y (Übergangspunkt-Partikelablagerungsmenge
B, die in der 7 gezeigt ist), eines Werts
A des Druckverlusts ΔP
an dem Ausgangspunkt X (Ausgangspunkt-Druckverlust A, der in der 7 gezeigt
ist) und eines Anstiegsverhältnisses θ des Druckverlusts ΔP zu dem Anstieg
der Partikelablagerungsmenge PM in dem zweiten Bereich (Anstiegsverhältnis θ des zweiten
Bereichs, das in der 7 gezeigt ist) in Bezug auf
die Aschenablagerungsmenge a1 in den Poren. Die graphischen Darstellungen
sind in dem ROM der ECU 7 gespeichert.
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Die
Partikelmenge, die in den Poren abgelagert werden kann, verringert
sich durch die Menge der in den Poren abgelagerten Asche. Daher
wird, wie dies in der 8 gezeigt ist,
der Wert der Übergangspunkt-Partikelablagerungsmenge
B gemäß dem Anstieg
der Aschenablagerungsmenge a1 in den Poren verringert.
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Der
Ausgangspunkt-Druckverlust A erhöht sich
gemäß der Menge
der in den Poren abgelagerten Asche. Daher wird, wie dies in der 8B gezeigt
ist, der Wert des Ausgangspunkt-Druckverlusts A gemäß dem Anstieg
der Aschenablagerungsmenge a1 in den Poren erhöht.
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Das
Anstiegsverhältnis θ des zweiten
Bereichs verändert
sich sogar in dem Fall nicht, in dem die Asche noch nicht in den
stromabwärtigen
Abschnitten der ersten Abgasströmungskanäle abgelagert
wurde, wenn die Asche in den Poren der Trennwände 41 abgelagert
wird. Daher ist, wie dies in der 8C gezeigt
ist, die Anstiegsrate θ des
zweiten Bereichs unabhängig
von der Aschenablagerungsmenge a1 in den Poren konstant.
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Die
Werte der Übergangspunkt-Partikelablagerungsmenge
B, der Ausgangspunkt-Druckverlust A und das Anstiegsverhältnis θ des zweiten
Bereichs werden aus der Aschenablagerungsmenge a1 in den Poren,
die bei dem Schritt S101 berechnet wurde, basierend auf den graphischen
Darstellungen der 8A bis 8C berechnet.
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Der
auf diese Weise berechnete Wert des Ausgangspunkt-Druckverlusts A ist
größer als
der Ausgangspunkt-Druckverlust
A der Anfangs-Ablagerungscharakteristik. Daher wird, wie dies durch
eine gestrichelte Linie in der 7 gezeigt
ist, die Ablagerungscharakteristik derart korrigiert, dass der Wert des
Ausgangspunkt-Druckverlusts A größer als
der Wert der Anfangs-Ablagerungscharakteristik
(durch eine gestrichelte Linie in der 7 gezeigt)
ist, ohne dass das Anstiegsverhältnis
des Druckverlusts ΔP
in Bezug auf den Anstieg der Partikelablagerungsmenge PM in dem
ersten Bereich verändert
wird.
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Der
berechnete Wert der Übergangspunkt-Partikelablagerungsmenge
B ist kleiner als der Wert der Übergangspunkt-Partikelablagerungsmenge
B der Anfangs-Ablagerungscharakteristik.
Daher wird, wie dies durch die gestrichelte Linie in der 7 gezeigt
ist, die Ablagerungscharakteristik derart korrigiert, dass sich
der Übergangspunkt
dem Ausgangspunkt X annähert,
das heißt
derart, dass der Wert der Übergangs-Partikelablagerungsmenge
B klein wird, ohne dass das Anstiegsverhältnis des Druckverlusts ΔP in Bezug
auf den Anstieg der Partikelablagerungsmenge PM in dem ersten Bereich
verändert
wird. In diesem Fall wird auch das Anstiegsverhältnis θ des zweiten Bereichs nicht
verändert. Die
Ablagerungscharakteristik nach der Korrektur wird in dem EEPROM
der ECU 7 gespeichert.
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Die
Ablagerungscharakteristik wird basierend auf der Aschenablagerungsmenge
a2 in den stromabwärtigen
Abschnitten der ersten Abgasströmungskanäle korrigiert,
die bei dem Schritt S101 berechnet wurde, wenn die Gesamt-Aschenablagerungsmenge α die Aschenablagerungs-Grenzmenge Z überschreitet,
das heißt
wenn α > Z gilt.
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Die 9A, 9B und 9C sind
graphische Darstellungen für
das Berechnen zahlreicher Arten von Werten, die bei der Korrektur
der Ablagerungscharakteristik verwendet werden. Genauer gesagt sind
die 9A bis 9C graphische
Darstellungen für
das Berechnen des Werts der Übergangspunkt-Partikelablagerungsmenge
B, des Wertes des Ausgangspunkt-Druckverlusts A und des Anstiegsverhältnisses θ des zweiten
Bereichs in Bezug auf die Aschenablagerungsmenge a2 in den stromabwärtigen Abschnitten
der ersten Abgasströmungskanäle. Die
graphischen Darstellungen sind in dem ROM der ECU 7 gespeichert.
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Wenn
die Asche in den stromabwärtigen
Abschnitten der ersten Abgasströmungskanäle abgelagert
wird, bedeckt die abgelagerte Asche einen Teil der Trennwände 41.
In diesem Fall verringert sich der Strömungsbereich des Abgases an
den Trennwänden 41 und
der Druckverlust ΔP
erhöht
sich. Daher wird, wie dies in der 9B gezeigt
ist, der Wert des Ausgangspunkt-Druckverlustes A gemäß dem Anstieg
der Aschenablagerungsmenge A2 in den stromabwärtigen Abschnitten der ersten
Abgasströmungskanäle erhöht.
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In
einer Situation, in der die Gesamt-Aschenablagerungsmenge α die Aschenablagerungs-Grenzmenge
Z in den Poren überschreitet, wird
der Druckverlust auch durch die Asche in den Poren verursacht. Daher
ist der Ausgangspunkt-Druckverlust A, der in der 9B gezeigt
ist, eine Summe des Druckverlustes, der durch die in den Poren befindliche
Asche verursacht wird, und des Druckverlustes, der durch die Asche
in den stromabwärtigen
Abschnitten der ersten Abgasströmungskanäle verursacht
wird. Der Ausgangspunkt-Druckverlust
A, der in der 9B gezeigt ist, ist größer als
der Ausgangspunkt-Druckverlust A zu dem Zeitpunkt, an dem die Gesamt-Aschenablagerungsmenge α die Aschenablagerungs-Grenzmenge
Z erreicht.
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Infolge
der Verringerung des Strömungsbereichs
des Abgases an den Trennwänden 41 wird
die Partikelablagerungslage sogar dann dicker und der Druckverlust ΔP steigt
sogar dann an, wenn die Partikelablagerungsmenge PM in dem Fall,
in dem die Asche in den stromabwärtigen
Abschnitten der ersten Abgasströmungskanäle abgelagert
wird, identisch im Vergleich zu dem Fall ist, in dem die Asche nicht
in den stromabwärtigen
Abschnitten der ersten Abgasströmungskanäle abgelagert
wird. Daher ist, wie dies in der 9C gezeigt
ist, das Anstiegsverhältnis θ des zweiten
Bereichs gemäß dem Anstieg der
Aschenablagerungsmenge A2 in den stromabwärtigen Abschnitten der ersten
Abgasströmungskanäle erhöht. Der
Minimalwert des Anstiegsverhältnisses θ des zweiten
Bereichs, der in der 9 gezeigt ist,
ist derselbe Wert wie der Wert des Anstiegsverhältnisses θ des zweiten Bereichs in dem
Fall, in dem keine Ablagerung der Asche in den stromabwärtigen Abschnitten
der ersten Abgasströmungskanäle vorliegt.
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Wie
dies in der 9 gezeigt ist, ist der
Wert der Übergangspunkt-Partikelablagerungsmenge
B in der Situation, in der die Gesamt-Aschenablagerungsmenge α die Aschenablagerungs-Grenzmenge
Z in den Poren überschreitet,
unabhängig
von der Aschenablagerungsmenge a2 in den stromabwärtigen Abschnitten
der ersten Abgasströmungskanäle konstant
und stimmt mit dem Wert der Übergangspunkt-Partikelablagerungsmenge
B zu dem Zeitpunkt überein,
an dem die Gesamt-Aschenablagerungsmenge α die Aschenablagerungs-Grenzmenge Z
erreicht.
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Der
Wert der Übergangspunkt-Partikelablagerungsmenge
B, der Wert des Ausgangspunkt-Druckverlusts A und das Anstiegsverhältnis θ des zweiten
Bereichs werden aus der Aschenablagerungsmenge a2 in den stromabwärtigen Abschnitten der
ersten Abgasströmungskanäle, die
bei dem Schritt S101 berechnet wird, basierend auf den in den 9A bis 9C gezeigten
graphischen Darstellungen berechnet.
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Der
auf diese Weise berechnete Wert des Ausgangspunkt-Druckverlusts A ist
größer als
der Wert des Ausgangspunkt-Druckverlusts A der Ablagerungscharakteristik
in dem Fall, in dem die Asche in den Poren abgelagert wird. Daher
wird, wie dies durch eine durchgezogene Linie in der 7 gezeigt ist,
die Ablagerungscharakteristik derart korrigiert, dass der Wert des
Ausgangspunkt-Druckverlusts A größer als
der Wert der Ablagerungscharakteristik (gestrichelte Linie in der 7)
der Phase wird, in der die Asche in den Poren abgelagert wird, ohne
dass das Anstiegsverhältnis
des Druckverlusts ΔP
in Bezug auf den Anstieg der Partikelablagerungsmenge PM in dem
ersten Bereich verändert
wird.
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Das
Anstiegsverhältnis θ des zweiten
Bereichs ist größer als
das Anstiegsverhältnis θ des zweiten
Bereichs der Anfangs-Ablagerungscharakteristik oder das Anstiegsverhältnis θ des zweiten
Bereichs der Ablagerungscharakteristik der Phase, in der die Asche
in den Poren abgelagert wird. Daher wird, wie dies durch die durchgezogene
Linie in der 7 gezeigt ist, die Ablagerungscharakteristik
derart korrigiert, dass das Anstiegsverhältnis θ des zweiten Bereichs größer als
der Wert der Anfangs-Ablagerungscharakteristik (gestrichelte Linie
in der 7) oder der Wert der Ablagerungscharakteristik in
der Phase ist, in der die Asche in den Poren abgelagert wird. Zu
diesem Zeitpunkt ist der Wert der Übergangspunkt-Partikelablagerungsmenge
B unverändert.
Die Ablagerungscharakteristik nach der Korrektur wird in dem EEPROM
der ECU 7 gespeichert.
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Das
Verfahren geht nach der Ausführung
des Schritts S102 zu dem Schritt S103 weiter. Bei dem Schritt S103
wird die Partikelablagerungsmenge (auf der Druckdifferenz basierende
Partikelablagerungsmenge PMP) aus dem Druckverlust ΔP des Kollektors 4,
der bei dem Schritt S101 eingelesen wurde, basierend auf der neuesten
Ablagerungscharakteristik berechnet, die bei dem Schritt S102 korrigiert
wurde.
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Dann
wird bei dem Schritt S104 die Partikelablagerungsmenge (auf der
Betriebshistorie basierende Partikelablagerungsmenge PMH) basierend auf
der Zuflussmenge der Partikel von dem Verbrennungsmotor 1 in
den Kollektor 4 und der Verbrennungsmenge der Partikel
in dem Kollektor 4 geschätzt. Ein Verfahren zum Berechnen
der auf der Betriebshistorie basierenden Partikelablagerungsmenge
PMH ist bereits bekannt.
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Dann
wird bei dem Schritt S105 die zurückgelegte Wegstrecke D des
Fahrzeugs von dem Abschluss der letzten Regeneration des Kollektors 4 bis zu
dem momentanen Zeitpunkt (zurückgelegte
Wegstrecke nach der Regeneration) basierend auf den Informationen über die
zurückgelegte
Wegstrecke D des Fahrzeugs berechnet, die bei dem Schritt S100 eingelesen
wurde.
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Dann
liefert der Schritt S106 ein negatives Bestimmungsergebnis (NEIN),
falls kein Wert aus der auf der Druckdifferenz basierenden Partikelablagerungsmenge
PMP, die bei dem Schritt S103 berechnet wurde, der auf der Betriebshistorie
basierenden Partikelablagerungsmenge PMH, die bei dem Schritt S104
berechnet wurde, und der bei dem Schritt S105 berechneten zurückgelegten
Wegstrecke nach der Regeneration einen entsprechenden Regenerationsstartgrenzwert überschreitet.
Das Verfahren von Schritt S100 bis zu Schritt S106 wird wiederholt,
bis der Schritt S106 ein positives Bestimmungsergebnis (JA) liefert.
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Danach
liefert, falls einer der Werte aus der auf der Druckdifferenz basierenden
Partikelablagerungsmenge PMP, der auf der Betriebshistorie basierenden
Partikelablagerungsmenge PMH und der zurückgelegten Wegstrecke nach
der Regeration den entsprechenden Regenerationsstartgrenzwert überschreitet,
der Schritt S106 ein positives Bestimmungsergebnis (JA). In diesem
Fall geht der Ablauf weiter zu dem Schritt S107, so dass die Regeneration
des Kollektors 4 mit einem bereits bekannten Verfahren
begonnen wird. Somit werden die in den Kollektor 4 abgelagerten
Fremdstoffe verbrannt und beseitigt.
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Dann
wird bei dem Schritt S108 die auf der Druckdifferenz basierende
Partikelablagerungsmenge PMP, die auf der Betriebshistorie basierende
Ablagerungsmenge PMH und die zurückgelegte
Wegstrecke D des Fahrzeugs nach der Regeneration berechnet.
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Der
Schritt S109 liefert ein negatives Bestimmungsergebnis (NEIN), falls
kein Wert aus der auf der Druckdifferenz basierenden Partikelablagerungsmenge PMP,
der auf der Betriebshistorie basierenden Partikelablagerungsmenge
PMH und der zurückgelegten
Wegstrecke D des Fahrzeugs nach dem Beginn der Regeneration einen
entsprechenden Regenerationsendgrenzwert erreicht. Der Vorgang bei dem
Schritt S107 und dem Schritt S108 wird wiederholt, bis der Schritt
S109 ein positives Bestimmungsergebnis (JA) liefert.
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Bei
dem Schritt S109 wird geschätzt,
dass die Regeneration des Kollektors 4 abgeschlossen ist, und
ein positives Bestimmungsergebnis (JA) geliefert, falls einer der
Werte aus der auf der Druckdifferenz basierenden Partikelablagerungsmenge
PMP, der auf der Betriebshistorie basierenden Partikelablagerungsmenge
PMH und der zurückgelegten
Wegstrecke des Fahrzeugs nach dem Beginn der Regeneration, die bei
dem Schritt S108 berechnet wurden, den entsprechenden Regenerationsendgrenzwert
erreicht. Dann geht das Verfahren weiter zu dem Schritt S110, so
dass die Regeneration des Kollektors 4 beendet wird.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird
die Ablagerungscharakteristik gemäß der Aschenablagerungsmenge
geeignet korrigiert. Das heißt
die Ablagerungscharakteristik wird so korrigiert, dass der Veränderungsbetrag
des Druckverlustes, der durch die Aschenablagerung verursacht wird, ausgeschlossen
wird. Dementsprechend kann die Partikelablagerungsmenge PM exakt
geschätzt
werden. Folglich kann der Regenerationszeitpunkt des Kollektors 4 geeignet
bestimmt werden. Zudem wird die Ablagerungscharakteristik gemäß der Ablagerungsposition
und der Ablagerungsmenge der Asche geeignet korrigiert. Dementsprechend
kann die Partikelablagerungsmenge PM exakter geschätzt werden.
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Im
Folgenden ist ein zweites Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 10 erklärt.
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Das
erste Ausführungsbeispiel
berechnet die Gesamt-Aschenablagerungsmenge α aus der
zurückgelegten
Wegstrecke D des Fahrzeugs. Das zweite Ausführungsbeispiel berechnet die
Gesamt Aschenablagerungsmenge α aus
der Betriebshistorie des Verbrennungsmotors 1. Die Gesamt-Aschenablagerungsmenge α korreliert
mit der Last des Verbrennungsmotors 1. Die Last des Verbrennungsmotors 1 kann
aus der Drehzahl NE und der Kraftstoffeinspritzmenge F des Verbrennungsmotors 1 geschätzt werden.
Daher wird die Gesamt-Aschenablagerungsmenge α unter Verwendung
von Informationen über
die Drehzahl NE und die Kraftstoffeinspritzmenge F des Verbrennungsmotor 1 als
die Betriebshistorie des Verbrennungsmotors 1 berechnet.
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Die 10 ist
eine Darstellung, die die Beziehungen zwischen der Drehzahl NE des
Verbrennungsmotors 1, der Kraftstoffeinspritzmenge F des Verbrennungsmotors 1 und
der Aschenablagerungs-Anstiegsmenge pro Zeiteinheit zeigt. Jede
der Kennlinien a, b, c der 10 wurde
durch das Verbinden der Punkte derselben Ablagerungs-Anstiegsmenge pro
Zeiteinheit erzeugt. Die Aschenablagerungs-Anstiegsmenge pro Zeiteinheit
ist an der Linie b größer als
an der Linie a. Die Aschenablagerungs-Anstiegsmenge pro Zeiteinheit
ist an der Linie c größer als
an der Linie b. Der ROM der ECU 7 speichert eine Zuordnung
der Charakteristik, bei der sich die Aschenablagerungs-Anstiegsmenge
pro Zeiteinheit erhöht,
wenn sich die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors 1 erhöht, und
sich die Aschenablagerungs-Anstiegsmenge pro Zeiteinheit erhöht, wenn sich
die Kraftstoffeinspritzmenge F erhöht, wie dies in der 10 gezeigt
ist.
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Die
ECU 7 berechnet die Gesamt-Aschenablagerungsmenge α in einem
Berechnungsintervall mit konstantem Zeitabstand. Zuerst berechnet
die ECU 7 einen Durchschnittswert der Drehzahl NE des Verbrennungsmotors 1 und
einen Durchschnittswert der Kraftstoffeinspritzmenge F während einem
Berechnungsintervallzeitraum von dem vorangehenden Berechnungszeitpunkt
bis zu dem momentanen Berechnungszeitpunkt und berechnet dann die
Aschenablagerungs-Anstiegsmenge pro Zeiteinheit aus der Zuordnung.
Genauer gesagt erhält
die ECU 7 eine Kennlinie (zum Beispiel die Linie a), die
durch einen Punkt läuft
(in diesem Beispiel der Punkt p in der 10), an
dem sich die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors 1 mit der
Kraftstoffeinspritzmenge F in der Zuordnung schneidet, und berechnet
die Aschenablagerungs-Anstiegsmenge pro Zeiteinheit.
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Dann
berechnet die ECU 7 die Aschenablagerungs-Anstiegsmenge während des
Berechnungsabstandzeitraums von dem vorangehenden Berechnungszeigpunkt
bis zu dem momentanen Berechnungszeitpunkt, indem die berechnete
Aschenablagerungs-Anstiegsmenge pro Zeiteinheit mit dem Berechnungsintervallzeitraum
multipliziert wird. Dann berechnet die ECU 7 die momentane
Gesamt-Aschenablagerungsmenge α, indem die
Aschenablagerungs-Anstiegsmenge
zu der vorangehenden Gesamt-Aschenablagerungsmenge α addiert wird.
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Im
Folgenden ist ein drittes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 11 und 12 erklärt. Die 11 ist
eine Darstellung, die eine Beziehung zwischen einem Integralwert
IPMC der Partikelverbrennungsmenge PMC und der Gesamt-Aschenablagerungsmenge α zeigt. Die 12 ist
eine Darstellung, die die Beziehungen zwischen der Partikelablagerungsmenge PM,
der im Inneren des Kollektors 4 vorherrschenden Temperatur
und der Partikelverbrennungsmenge PMC pro Zeiteinheit zeigt.
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Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel
wird die Gesamt-Aschenablagerungsmenge α aus der
zurückgelegten
Wegstrecke D des Fahrzeugs berechnet. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel
wird die Gesamt-Aschenablagerungsmenge α aus dem
Integralwert PMC der Partikelverbrennungsmenge PMC von dem Beginn
der Verwendung des Kollektors 4 bis zum momentanen Zeitpunkt
berechnet.
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Die
Gesamt-Aschenablagerungsmenge α korreliert
mit der Last des Verbrennungsmotors 1. Die Last des Verbrennungsmotors 1 korreliert
mit der Partikelabgabemenge. Die Partikelabgabemenge korreliert
mit der Partikelverbrennungsmenge PMC. Daher kann die Gesamt-Aschenablagerungsmenge α aus der
Partikelverbrennungsmenge PMC geschätzt werden. Genauer gesagt
erhöht
sich, wie dies in der 11 gezeigt ist, die Aschenablagerungsmenge α, wenn sich
der Integralwert IPMC der Partikelverbrennungsmenge PMC erhöht.
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Die
Kennlinien d, e, f in der 12 zeigen Charakteristiken
bei entsprechenden Werten der in dem Kollektor 4 vorherrschenden
Temperatur. Die in dem Kollektor 4 vorherrschende Temperatur
ist an der Linie e höher
als an der Linie d. Die in dem Kollektor 4 vorherrschende
Temperatur ist an der Linie f höher
als an der Linie e. Wie dies in der 12 gezeigt
ist, erhöht sich
die Partikelverbrennungsmenge PMC pro Zeiteinheit, wenn sich die
Partikelablagerungsmenge PM erhöht,
und erhöht
sich, wenn sich die in dem Kollektor 4 vorherrschende Temperatur
erhöht.
Die durchschnittliche Temperatur des Abgases, die mit dem ersten
und dem zweiten Temperatursensor 61, 62 erfasst
wird, kann als die im Inneren des Kollektors 4 vorherrschende
Temperatur verwendet werden.
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Der
ROM der ECU 7 speichert die Zuordnungen der Charakteristiken,
die in den 11 und 12 gezeigt
sind. Die ECU 7 berechnet die Gesamt-Aschenablagerungsmenge α in einem
Berechnungsintervall mit konstantem Zeitabstand. Die ECU 7 berechnet
die Partikelablagerungsmenge PM und berechnet einen durchschnittlichen
Wert der im Inneren des Kollektors 4 vorherrschenden Temperatur während dem
Berechnungsintervallzeitraum von dem vorangehenden Berechnungszeitpunkt
bis zu dem momentanen Berechnungszeitpunkt. Die ECU 7 berechnet
die Partikelverbrennungsmenge PMC pro Zeiteinheit aus der graphischen
Darstellung. Genauer gesagt wird die Partikelverbrennungsmenge PMC pro
Zeiteinheit durch einen Punkt in dem Graphen vorgesehen, an dem
sich die Kennlinie, die der im Inneren des Kollektors 4 vorherrschenden
Temperatur entspricht, mit der Partikelablagerungsmenge PM schneidet.
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Dann
berechnet die ECU 7 die Partikelverbrennungsmenge PMC während des
Berechnungsintervallzeitraums von dem vorangehenden Berechnungszeitpunkt
bis zu dem momentanen Berechnungszeitpunkt, indem die berechnete
Partikelverbrennungsmenge PMC pro Zeiteinheit mit dem Berechnungsintervallzeitraum
multipliziert wird. Dann berechnet die ECU 7 den momentanen
Partikelverbrennungsmengen-Integralwert IMPC, indem die Partikelverbrennungsmenge
PMC zu dem vorangehenden Partikelverbrennungsmengen-Integralwert IPMC
addiert wird. Dann berechnet die ECU 7 die Gesamt-Aschenablagerungsmenge α aus dem
momentanen Partikelverbrennungsmengen-Integralwert IPMC basierend
auf der graphischen Darstellung der 11.
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Im
Folgenden ist ein viertes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 13 erklärt. Die 13 ist
eine Darstellung, die eine Beziehung zwischen der im Inneren des
Kollektors 4 vorherrschenden Temperatur und einem Aschenablagerungsbetrag-Korrekturwert
C zeigt.
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Ein
Teil der Asche läuft
durch die porösen Trennwände 41 zu
einer Außenseite
des Kollektors 4 und der andere Teil der Asche wird in
den Trennwänden 41 abgelagert.
Wenn die im Inneren des Kollektors 4 vorherrschende Temperatur
T ansteigt, werden Aschepartikel gesintert und der Partikeldurchmesser der
Asche erhöht
sich. In diesem Fall wird es für
die Asche schwierig, durch die porösen Trennwände 41 zu laufen.
Daher korrigiert das vorliegende Ausführungsbeispiel die Aschenablagerungsmenge
basierend auf der im Inneren des Kollektors 4 vorherrschenden
Temperatur T.
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Wie
dies in der 13 gezeigt ist, ist der Aschenablagerungsmengen-Korrekturwert
C in einem Bereich auf den Wert eins eingestellt, in dem die im
Inneren des Kollektors 4 vorherrschende Temperatur T niedriger
als die Temperatur T1 ist, bei der sich der Durchmesser der Aschepartikeln
zu vergrößern beginnt,
oberhalb von der die Aschepartikel gesintert werden und sich der
Aschepartikeldurchmesser vergrößert. Der
Aschenablagerungs-Korrekturwert C erhöht sich gemäß dem Anstieg der im Inneren
des Kollektors 4 vorherrschenden Temperatur T in einem
Bereich, in dem die im Inneren des Kollektors 4 vorherrschende
Temperatur T gleich wie oder höher
als die Temperatur T1 ist, bei der sich der Durchmesser der Aschepartikel
zu vergrößern beginnt.
Der ROM der ECU 7 speichert die graphische Darstellung
der in der 13 gezeigten Charakteristik.
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Die
ECU 7 berechnet die Gesamt-Aschenablagerungsmenge α in einem
Berechnungsintervall mit konstantem Zeitabstand. Die ECU 7 berechnet
einen Durchschnittswert der im Inneren des Kollektors 4 vorherrschenden
Temperatur T während
dem Berechnungsintervallzeitraum von dem vorangehenden Berechnungszeitpunkt
bis zu dem momentanen Berechnungszeitpunkt und erhält den Aschenablagerungsmengen-Korrekturwert
C aus der graphischen Darstellung. Die ECU 7 berechnet
die Aschenablagerungs-Anstiegsmenge während des Berechnungsintervallzeitraums
von dem vorangehenden Berechnungszeitpunkt bis zu dem momentanen
Berechnungszeitpunkt zum Beispiel unter Verwendung des Verfahrens
gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel.
-
Dann
berechnet die ECU 7 die korrigierte Aschenablagerungs-Anstiegsmenge,
indem die Aschenablagerungs-Anstiegsmenge mit dem Aschenablagerungsmengen-Korrekturwert
C multipliziert wird. Die ECU 7 berechnet die momentane
Gesamt-Aschenablagerungsmenge α, indem die
Aschenablagerungs-Anstiegsmenge
zu der vorherigen Gesamt-Aschenablagerungsmenge α addiert
wird.
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Somit
kann durch die Berücksichtigung
des Partikeldurchmessers der Asche die Gesamt-Aschenablagerungsmenge α exakter
geschätzt
werden.
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Die
Partikelverbrennungsmenge während des
Berechnungsintervallzeitraums von dem vorangehenden Berechnungszeitpunkt
bis zu dem momentanen Berechnungszeitpunkt kann durch das Verfahren
des dritten Ausführungsbeispiels
berechnet werden und die korrigierte Partikelverbrennungsmenge kann
berechnet werden, indem die Partikelverbrennungsmenge mit dem Aschenablagerungsmengen-Korrekturwert
multipliziert wird. Dann kann der momentane Partikelverbrennungsmengen-Integralwert berechnet
werden, indem die korrigierte Partikelverbrennungsmenge zu dem vorherigen
Partikelverbrennungsmengen-Integralwert addiert wird, und die Gesamt-Aschenablagerungsmenge α kann aus dem
momentanen Partikelverbrennungsmengen-Integralwert berechnet werden.
-
Alternativ
dazu kann ein Verhältnis
der Zeitdauer, in der die im Inneren des Kollektors 4 vorherrschende
Temperatur T gleich wie oder höher
als die Temperatur T1 ist, bei der sich der Durchmesser der Partikel
zu vergrößern beginnt,
zu der Betätigungszeitdauer
von dem Beginn der Verwendung des Kollektors 4 bis zu dem
momentanen Zeitpunkt berechnet werden. Der Aschenablagerungsmengen-Korrekturwert C kann
so eingestellt werden, dass er sich erhöht, wenn sich das Verhältnis erhöht, und
die Gesamt-Aschenablagerungsmenge
kann berechnet werden, indem die Gesamt-Aschenablagerungsmenge,
die durch das Verfahren des ersten Ausführungsbeispiels berechnet wurde,
mit dem Aschenablagerungsmengen-Korrekturwert multipliziert wird.
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Die
Aschenablagerungsmenge wird in jedem der vorstehend beschriebenen
Ausführungsbeispiele durch
ein einziges Verfahren geschätzt.
Alternativ dazu kann die Aschenablagerungsmenge basierend auf mindestens
zwei Werten aus der zurückgelegten Wegstrecke
D des Fahrzeugs, der Betriebshistorie des Verbrennungsmotors 1 und
dem Partikelverbrennungsmengen-Integralwert IPMC geschätzt werden. In
diesem Fall wird ein Durchschnittswert der durch die entsprechenden
Verfahren erhaltenen Schätzwerte
als die Gesamt-Aschenablagerungsmenge α verwendet. Alternativ dazu
kann der Wert mit den größten Abweichungen
aus den Schätzwerten
der drei Verfahren ausgeschlossen werden und ein Durchschnittswert
der anderen zwei Schätzwerte
der verbleibenden zwei Verfahren als die Gesamt-Aschenablagerungsmenge α verwendet
werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele
beschränkt
und kann auf zahlreichen anderen Weisen ausgeführt werden, ohne den Umfang
der Erfindung zu verlassen, der in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.
-
Die
Abgasreinigungsvorrichtung schätzt
die Ablagerungsmenge der Abgaspartikel in dem Kollektor basierend
auf der Ablagerungscharakteristik, bei der die Ablagerungsmenge
mit dem Druckverlust bei dem Kollektor korreliert. Die Ablagerungscharakteristik
definiert den ersten Bereich von dem Ausgangspunkt, an dem die Ablagerungsmenge
null ist, bis zu dem Übergangspunkt
und einen zweiten Bereich über
den Übergangspunkt
hinaus. Der Druckverlust erhöht
sich in dem zweiten Bereich langsamer als in dem ersten Bereich,
wenn sich die Ablagerungsmenge erhöht. Die Abgasreinigungsvorrichtung
korrigiert die Ablagerungscharakteristik derart, dass sich der Übergangspunkt
dem Ausgangspunkt annähert,
wobei sich der Druckverlust an dem Ausgangspunkt erhöht und sich
ein Anstiegsverhältnis
des Druckverlustes zu dem Anstieg der Ablagerungsmenge in dem zweiten
Bereich erhöht,
wenn sich eine Aschenablagerungsmenge erhöht.
