DE602005003804T2

DE602005003804T2 - Abgasreinigungsvorrichtung für brennkraftmotoren

Info

Publication number: DE602005003804T2
Application number: DE602005003804T
Authority: DE
Inventors: Tatsuhisa Toyota-shi Yokoi; Yasuhiko Toyota-shi OTSUBO; Shigehiro Toyota-shi MATSUNO; Hiroki Toyota-shi Matsuoka
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-03-11
Filing date: 2005-03-10
Publication date: 2008-12-04
Anticipated expiration: 2025-03-11
Also published as: DE602005003804D1; EP1725747B1; WO2005088087A1; PL1725747T3; JP4052268B2; KR20060117372A; EP1725747A1; JP2005256714A; US7484359B2; CN1930380B; US20070169468A1; KR100785751B1; CN1930380A

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Abgasreinigungsgerät für eine Brennkraftmaschine, das Kraftstoff zu einem Abgasreinigungselement zugibt, das sich in einem Abgasdurchgang befindet.
Technischer Hintergrund
Ein Abgasreinigungselement, das Abgas durch ein Erfassen von Feststoffen (PM) in Abgas mit einem Filter reinigt, der sich in einem Abgaskanal befindet, wurde für Brennkraftmaschinen, wie zum Beispiel einer Fahrzeugdieselmaschine, eingesetzt. In solch einem Abgasreinigungselement muss der Filter durch Entfernen von Feststoffen regeneriert werden, die sich in dem Filter ansammeln, bevor der Filter durch eine Ansammlung von festsitzenden Feststoffen verstopft bzw. zugesetzt wird.
Eine japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2003-20930 offenbart ein Abgasreinigungsgerät, das Feststoffe in dem Filter beseitigt. In dem Abgasreinigungsgerät der vorangehenden Offenlegungsschrift trägt der Filter einen Katalysator, der eine Oxidation von Feststoffen fördert, und Kraftstoff wird zu einem Abgas zugegeben, das in den Filter strömt. Die in dem Filter festsitzenden Feststoffe werden durch Zugeben von Kraftstoff oxidiert (verbrannt), und der Filter wird demzufolge regeneriert.
Falls Kraftstoff zugegeben wird, wie vorangehend beschrieben ist, wenn ein Verstopfen an einer stromaufwärtigen Seite des Abgasreinigungselements verursacht wird, treten wahrscheinlich die folgenden Probleme auf.
Falls ein Verstopfen auftritt, wird die Abgasströmung an einem Abschnitt ungleichmäßig, an dem das Verstopfen aufgetreten ist. Deshalb wird Kraftstoff, der an diesem Abschnitt verbrannt werden sollte, stromabwärts von dem Abschnitt verbrannt. In diesem Fall werden Feststoffe, die sich an dem stromabwärtigen Abschnitt ansammeln, oder Feststoffe, die von einem Feststoffentfernungsprozess unverbrannt bleiben, das heißt, Restfeststoffe abrupt verbrannt, was die Temperatur des Abgasreinigungselements übermäßig erhöht. Folglich kann zum Beispiel ein thermischer Abbau bzw. Verschlechterung auftreten.
Der Zustand, in dem ein Verstopfen an der stromaufwärtigen Seite des Abgasreinigungselements verursacht wird, umfasst einen Zustand, in dem ein Verstopfen an dem stromaufwärtigen Ende des Abgasreinigungselements verursacht wird, und einen Zustand, in dem ein Verstopfen in einem Abgasreinigungskatalysator verursacht wird, der sich stromaufwärts von dem Abgasreinigungselement befindet.
US 2003/230076 offenbart ein System, das eine Ansammlungsmengenerfassungseinheit zum Erfassen der Menge von Feststoffen, die von dem Filter gesammelt werden, eine Steuerungseinheit zum Bestimmen einer Zeit, um den Filter zu regenerieren, und eine Kraftstoffzuführeinheit aufweist.
Zusammenfassung der Erfindung
Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Abgasreinigungsgerät für eine Brennkraftmaschine vorzusehen, das eine übermäßige Temperaturerhöhung eines Abgasreinigungselements, zu dem Kraftstoff zugegeben wird, unterdrückt.
Um das vorangehende und andere Aufgaben zu erreichen und in Übereinstimmung mit dem Zweck der vorliegenden Erfindung, wird ein Abgasreinigungsgerät für eine Brennkraftmaschine mit einem Abgasreinigungselement, einer Kraftstoffzugabevorrichtung und einem Einstellabschnitt vorgesehen. Das Abgasreinigungselement befindet sich in einem Abgaskanal der Brennkraftmaschine. Das Abgasreinigungselement erfasst Feststoffe im Abgas. Die Kraftstoffzugabevorrichtung gibt Kraftstoff zum Abgas zu, das durch das Abgasreinigungselement hindurch tritt. Der Einstellabschnitt schätzt eine Verbrennungsrate von Feststoffen in dem Abgasreinigungselement in einem Zustand, in dem die Kraftstoffzugabevorrichtung Kraftstoff zu dem Abgas zugibt. Basierend auf der geschätzten Verbrennungsrate stellt der Einstellabschnitt eine Art und Weise eines Zugebens von Kraftstoff durch die Kraftstoffzugabevorrichtung ein.
Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung offensichtlich, die in Verbindung mit den angefügten Zeichnungen genommen wird, die beispielhaft die Prinzipien der Erfindung darstellen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung, zusammen mit Aufgaben und Vorteilen von dieser, können am besten durch Bezug auf die folgende Beschreibung der derzeitig bevorzugten Ausführungsformen zusammen mit den angefügten Zeichnungen verstanden werden, in denen:
1 ein Diagramm ist, das eine Brennkraftmaschine und ihren peripheren Aufbau darstellt, auf die ein Abgasreinigungsgerät einer Brennkraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet ist;
2 ein Flussdiagramm ist, das eine Prozedur für eine Kraftstoffzugabeeinstellroutine gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
3 ein Zeitdiagramm ist, das die Art und Weise eines Zugebens von Kraftstoff gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
4 ein Flussdiagramm ist, das eine Prozedur für eine Kraftstoffzugabeeinstellroutine gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt; und
5 eine schematische Ansicht ist, die den Aufbau eines Abgasreinigungsgeräts gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt.
Beste Art zum Ausführen der Erfindung
(Erste Ausführungsform)
Ein Abgasreinigungsgerät für eine Brennkraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf 1 bis 3 beschrieben werden.
1 stellt die Konfiguration einer Brennkraftmaschine 10 dar, auf die das Abgasreinigungsgerät gemäß der ersten Ausführungsform angewendet wird. Die Brennkraftmaschine 10 ist eine Dieselmaschine, die eine Common-Rail-Kraftstoffeinspritzvorrichtung und einen Turbolader 11 aufweist. Die Maschine 10 weist einen Einlasskanal 12, Verbrennungskammern 13 und einen Auslasskanal 14 auf.
Der Einlassdurchgang bzw. Einlasskanal 12 bildet ein Einlasssystem für die Brennkraftmaschine 10 aus. In dem am weitesten stromaufwärts gelegenen Abschnitt des Einlasskanals 12 befindet sich ein Luftfilter 15. Von dem Luftfilter 15 in Richtung der stromabwärts liegenden Seite sind ein Luftmengenmesser 16, ein Kompressor 17, der in den Turbolader 11 eingebaut ist, ein Zwischenkühler bzw. Luftkühler 18 und ein Einlassdrosselventil 19 in dem Einlasskanal 12 vorgesehen. Der Einlasskanal 12 verzweigt sich an einem Einlasskrümmer 20, der sich stromabwärts von dem Einlassdrosselventil 19 befindet und mit jeder der Verbrennungskammern 13 der Brennkraftmaschine durch Einlassanschlüsse 21 verbunden ist.
In dem Auslassdurchgang bzw. Auslasskanal 14, der einen Teil des Abgassystems für die Brennkraftmaschine 10 ausbildet, ist ein Auslassanschluss 22 mit jeder Verbrennungskammer 13 verbunden. Die Auslassanschlüsse 22 sind mit einer Abgasturbine 24 des Turboladers 11 durch einen Abgaskrümmer 23 verbunden. In einem Abschnitt des Abgaskanals 14, der stromabwärts von der Abgasturbine 24 ist, sind ein NOx-Katalysator 25, ein DPNR-Katalysator 26 und ein Oxidationskatalysator 27 in dieser Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite her vorgesehen.
Der NOx-Katalysator 25 trägt einen Speicher-Reduktions-NOx-Katalysator. Der NOx-Katalysator speichert NOx in Abgas, wenn die Konzentration von Sauerstoff im Abgas hoch ist, und emittiert das gespeicherte NOx, wenn die Konzentration von Sauerstoff in dem Abgas niedrig ist. Falls eine ausreichende Menge von unverbrannter Kraftstoffkomponente, die als ein Reduktionsmittel funktioniert, in der näheren Umgebung von diesem existiert, reduziert der NOx-Katalysator emittiertes NOx, um das Abgas zu reinigen. Der NOx-Katalysator 25 bildet einen Abgasreinigungskatalysator, durch den Feststoffe im Abgas durchtreten.
Der DPNR-Katalysator 26 ist aus einem porösen Material hergestellt und erfasst Feststoffe im Abgas. Wie der NOx-Katalysator 25 trägt der DPNR-Katalysator 26 einen Speicher-Reduktions-NOx-Katalysator. Der NOx-Katalysator des DPNR-Katalysators 26 reduziert emittiertes NOx, um das Abgas zu reinigen. Die durch den NOx-Katalysator ausgelöste Reaktion oxidiert und entfernt die festsitzenden Feststoffe. Der DPNR-Katalysator 26 bildet das Abgasreinigungselement.
Der Oxidationskatalysator 27 trägt einen Oxidationskatalysator. Der Oxidationskatalysator oxidiert HC und CO im Abgas und reinigt Abgas.
In Abschnitten stromaufwärtig und stromabwärtig von dem DPNR-Katalysator 26 des Abgaskanals 14 sind jeweils ein erster Gastemperatursensor 28 und ein zweiter Gastemperatursensor 29 vorgesehen. Der erste Gastemperatursensor 28 erfasst eine Eingangsgastemperatur thci, welche die Temperatur von Abgas ist, das in den DPNR-Katalysator 26 strömt. Der zweite Gastemperatursensor 29 erfasst eine Ausgangsgastemperatur thco, welche die Temperatur von Abgas ist, das durch den DPNR-Katalysator 26 durchgetreten ist. Außerdem ist ein Differenzdrucksensor 30 in dem Abgaskanal 14 vorgesehen. Der Differenzdrucksensor 30 erfasst eine Druckdifferenz ΔP zwischen einem Abschnitt stromaufwärtig und einem Abschnitt stromabwärtig von dem DPNR-Katalysator 26. Sauerstoffsensoren 31, 32 befinden sich in einem Abschnitt des Abgaskanals 14, der stromaufwärts von dem NOx-Katalysator 25 ist, bzw. einem Abschnitt des Abgaskanals 14 zwischen dem DPNR-Katalysator 26 und dem Oxidationskatalysator 27. Die Sauerstoffsensoren 31, 32 erfassen die Konzentration von Sauerstoff im Abgas.
Die Brennkraftmaschine 10 weist ferner eine Abgasrückführungsvorrichtung (EGR-Vorrichtung) zum Rückführen eines Teils des Abgases zu der Luft in dem Einlasskanal 12 auf. Die EGR-Vorrichtung weist einen EGR-Kanal 33 auf, der den Abgaskanal 14 mit dem Einlasskanal 12 verbindet. Der am weitesten stromaufwärts gelegene Abschnitt des EGR-Kanals 33 ist mit einem Abschnitt des Abgaskanals 14 verbunden, der stromaufwärts von der Abgasturbine 24 ist. In dem EGR-Kanal 33 ist ein EGR-Katalysator 34, ein EGR-Kühler 35 und ein EGR-Ventil 36 sind in dieser Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite her vorgesehen. Der EGR-Katalysator 34 reformiert rezirkuliertes Abgas. Der EGR-Kühler 35 kühlt das reformierte Abgas. Das EGR-Ventil 36 stellt die Strömungsrate des reformierten ungekühlten Abgases ein. Der am weitesten stromabwärts liegende Abschnitt des EGR-Kanals 33 ist mit einem Abschnitt des Einlasskanals 12 verbunden, der stromabwärts von dem Einlassdrosselventil 19 ist.
Eine Einspritzvorrichtung 40 ist in jeder Verbrennungskammer 13 der Brennkraftmaschine 10 vorgesehen, um in der Verbrennungskammer 13 zu verbrennenden Kraftstoff einzuspritzen. Die Einspritzvorrichtungen 40 sind durch eine Hochdruckkraftstoffleitung 41 mit einer Common-Rail 42 verbunden. Hochdruckkraftstoff wird zu der Common-Rail 42 durch eine Kraftstoffpumpe 43 zugeführt. Der Druck des Hochdruckkraftstoffs in der Common-Rail 42 wird durch einen Leitungsdrucksensor 44 erfasst, der an der Sammelleitung bzw. Common-Rail 42 befestigt ist.
Die Kraftstoffpumpe 43 ist zum Zuführen von Niederdruckkraftstoff zu einem Kraftstoffzugabeventil 46 durch eine Niederdruckkraftstoffleitung 45 in der Lage. Das Kraftstoffzugabeventil 46 ist in dem Abgasanschluss 22 eines spezifischen Zylinders vorgesehen und spritzt Kraftstoff in die Abgasturbine 24 ein. In dieser Art und Weise gibt das Kraftstoffzugabeventil 46 Kraftstoff zu dem Abgas hinzu.
Eine elektronische Steuerungsvorrichtung 50, die für verschiedene Steuerungen der Brennkraftmaschine 10 verantwortlich ist, weist eine CPU, die bezogen auf eine Steuerung der Maschine 10 verschiedene Berechnungsprozesse ausführt, einen ROM, der für die Steuerung erforderliche Programme und Daten speichert, einen RAM zum zeitweiligen Speichern der Berechnungsergebnisse der CPU und Eingabe- und Ausgabeanschlüsse zum Eingeben und Ausgeben von Signalen von und nach draußen auf. Zusätzlich zu den vorangehend beschriebenen Sensoren ist der Eingangsanschluss der elektronischen Steuerungsvorrichtung 50 mit einem Maschinendrehzahlsensor 51 zum Erfassen der Drehzahl NE der Maschine 10, einem Beschleunigungspedalsensor 52 zum Erfassen des Grades der Gedrücktheit des Beschleunigungspedals, und einem Drosselventilsensor 53 zum Erfassen des Öffnungsgrades des Einlassdrosselventils 19 verbunden. Der Ausgangsanschluss der elektronischen Steuerungsvorrichtung 50 ist mit einem Antriebskreislauf zum Antreiben des Einlassdrosselventils 19, den Einspritzvorrichtungen 40, der Kraftstoffpumpe 43, dem Kraftstoffzugabeventil 46 und dem EGR-Ventil 36 verbunden.
Basierend auf erfassten Signalen von den vorangehend beschriebenen Sensoren erfasst die elektronische Steuerungsvorrichtung 50 den Betriebszustand der Maschine 10. Gemäß dem erfassten Betriebszustand gibt die elektronische Steuerungsvorrichtung 50 Steuerungssignale an die Antriebskreisläufe der Vorrichtungen ab, die mit dem Ausgangsanschluss verbunden sind. Die elektronische Steuerungsvorrichtung 50 führt verschiedene Steuerungsprozeduren aus, wie zum Beispiel eine Steuerung der Zeiten und der Menge einer Kraftstoffeinspritzung von der Einspritzvorrichtung 40, eine Steuerung des Öffnungsgrades des Einlassdrosselventils 19, und eine EGR-Steuerung basierend auf der Öffnungsgradsteuerung des EGR-Ventils 36.
Die elektronische Steuerungsvorrichtung 50 gibt Kraftstoff zum Abgas von dem Kraftstoffzugabeventil 46 als Teil der Steuerungen zu. Das Kraftstoffzugabeventil 46 gibt Kraftstoff zum Abgas während der folgenden Steuerungen zu, das heißt, einer Feststoffentfernungssteuerung, einer NOx-Reduktionssteuerung und einer S-Abgabesteuerung.
Die Feststoffentfernungssteuerung wird zum Verbrennen von Feststoffen, die durch den DPNR-Katalysator 26 gehalten werden, und zum Abgeben der Feststoffe als Kohlendioxid (CO₂) und Wasser (H₂O) ausgeführt. Dies beseitigt das Verstopfen des DPNR-Katalysators 26. In der Feststoffentfernungssteuerung gibt das Kraftstoffzugabeventil 46 kontinuierlich Kraftstoff zu dem Abgas zu, um dadurch den zugegebenen Kraftstoff in dem Abgas und an dem Katalysator zu oxidieren. Die durch die Oxidation erzeugte Wärme wird verwendet, um die Katalysatorbetttemperatur zu erhöhen (zum Beispiel bis 600°C bis 700°C). Entsprechend werden die Feststoffe verbrannt.
Die NOx-Reduktionssteuerung wird ausgeführt, um das von dem NOx-Katalysator 25 und dem NOx-Katalysator des DPNR-Katalysators 26 gespeicherte NOx zu Stickstoff (N₂), Kohlendioxid (CO₂), und Wasser (H₂O) zu reduzieren und diese freizusetzen. Während der NOx-Reduktionssteuerung gibt das Kraftstoffzugabeventil 46 intermittierend Kraftstoff zu dem Abgas in bestimmten Intervallen ab, so dass das Abgas an dem NOx-Katalysator zeitweilig in einer niedrigen Sauerstoffkonzentration vorliegt und eine große Menge einer unverbrannten Kraftstoffkomponente enthält. Mit anderen Worten wird eine Anfettungssteigerung bzw. Fettspitzen intermittierend ausgeführt. Dies fördert eine Abgabe von NOx von dem NOx-Katalysator und eine Reduktion des NOx. Das heißt, NOx wird reduziert und gereinigt.
Die S-Abgabesteuerung wird zum Wiederherstellen der NOx-Speicherleistung ausgeführt, die verschlechtert wird, wenn das Schwefeloxid (SOx) von dem NOx-Katalysator gespeichert wird. Wenn die S-Abgabesteuerung gestartet wird, gibt das Kraftstoffzugabeventil 46 kontinuierlich Kraftstoff zum Abgas zu, wie in der Feststoffentfernungssteuerung, um dadurch die Katalysatorbetttemperatur zu erhöhen (zum Beispiel auf eine Temperatur in einem Bereich von 600°C bis 700°C). Danach, wie in der NOx-Reduktionssteuerung, gibt das Kraftstoffzugabeventil 46 intermittierend Kraftstoff zum Abgas zum Durchführen einer Anfettung bzw. Fettspitze zu. Dies fördert eine Freigabe bzw. Abgabe von SOx von dem NOx-Katalysator und eine Reduktion der SOx. Entsprechend wird die NOx-Speicherleistung wiederhergestellt.
In der Brennkraftmaschine 10 kann die Einspritzvorrichtung 40 nach einer Einspritzung während der Feststoffentfernungssteuerung oder während die Katalysatorbetttemperatur während der S-Abgabesteuerung erhöht wird, ausgeführt werden. Die Nacheinspritzung ist eine Einspritzung, die nach einer Haupteinspritzung durchgeführt wird, in der Kraftstoff in die Brennkammer 13 eingespritzt wird, so dass Kraftstoff in der Brennkammer 13 verbrannt wird. Das meiste des durch die Nacheinspritzung eingespritzten Kraftstoffs wird nicht in der Brennkammer 13 verbrannt, sondern wird an den Abgaskanal abgegeben. Die Nacheinspritzung fördert die Katalysatorbetttemperatur, sich durch ein Erhöhen der Menge von unverbrannten Kraftstoffkomponenten im Abgas zu erhöhen. Das Kraftstoffzugabeventil 46, die Nacheinspritzung und dergleichen bilden eine Zugabevorrichtung.
Wie vorangehend beschrieben ist, erhält die erste Ausführungsform die Abgasreinigungsleistung der Brennkraftmaschine 10 durch ein Zugeben von Kraftstoff zum Abgas von dem Kraftstoffzugabeventil 46, das sich in dem Abgaskanal befindet, oder durch ein Ausführen der Nacheinspritzung von der Einspritzeinrichtung 40 in Abhängigkeit von den Umständen.
Falls Kraftstoff zugegeben wird, wie vorangehend beschrieben ist, wenn ein Verstopfen an dem stromaufwärtigen Ende des NOx-Katalysators 25 verursacht wird, werden wahrscheinlich die folgenden Probleme auftreten.
Das heißt, wenn ein Verstopfen auftritt, wird der Strom des Abgases in dem NOx-Katalysator 25 ungleichmäßig. Deshalb wird Kraftstoff, der in dem NOx-Katalysator 25 verbrannt werden soll, in dem DPNR-Katalysator 26 verbrannt, der sich stromabwärts von dem NOx-Katalysator 25 befindet. Des Weiteren werden Feststoffe, die sich in dem DPNR-Katalysator 26 ansammeln, oder Feststoffe, die von dem Feststoffentfernungsprozess unverbrannt bleiben, das heißt, Restfeststoffe abrupt verbrannt, um dadurch die Temperatur des DPNR-Katalysators 26 übermäßig zu erhöhen. Folglich kann zum Beispiel ein thermischer Abbau bzw. Verschlechterung auftreten. Das Phänomen tritt wahrscheinlich auf, wenn der stromaufwärtige Abschnitt des NOx-Katalysators 25 durch Hitze verschlechtert wird.
In der ersten Ausführungsform wird eine Abbrennsteuerung als die Steuerung zum Zugeben von Kraftstoff zum Abgas durch das Kraftstoffzugabeventil 46 hinzugefügt. Die erste Ausführungsform hält die Temperatur des DPNR-Katalysators 26 durch angemessene Einstellungserfordernisse zum Ausführen der Abbrennsteuerung vom übermäßigen Ansteigen ab.
In der Abbrennsteuerung wird Kraftstoff intermittierend zum Abgas von dem Kraftstoffzugabeventil 46 zugegeben. Entsprechend wird der folgende Vorteil erhalten.
Wenn Kraftstoff fortlaufend zu dem NOx-Katalysator 25 und dem DPNR-Katalysator 26 zugeführt wird, wird der Kraftstoff fortlaufend an dem stromaufwärtigen Abschnitt eines jeden Katalysators 25, 26 verbrannt werden. Daher wird Abgas mit einer hohen Temperatur kontinuierlich zu dem stromabwärtigen Abschnitt eines jeden Katalysators 25, 26 befördert. Deshalb steigt die Temperatur des NOx-Katalysators 25 und des DPNR-Katalysators 26 zu dem stromabwärtigen Abschnitt hin. Daher tendieren Feststoffe dazu, an dem stromaufwärtigen Abschnitt des DPNR-Katalysators 26 zu verbleiben. Wenn Kraftstoff kontinuierlich zugeführt wird, tendiert die Temperatur des NOx-Katalysators 25, der sich stromaufwärts von dem DPNR-Katalysator 26 befindet, niedrig zu bleiben. Deshalb sammeln sich Feststoffe leicht an dem vorderen Endabschnitt des NOx-Katalysators 25 an. Folglich kann ein Verstopfen auftreten.
Andererseits, wenn intermittierend Kraftstoff zum Abgas zugegeben wird, wird Hochtemperaturgas davon abgehalten, kontinuierlich zu dem stromabwärtigen Abschnitt des NOx-Katalysators und des DPNR-Katalysators 26 geschickt zu werden. Dies hält die Temperaturverteilung eines jeden Katalysators 25 oder 26 ab, ungleichmäßig zu sein. Folglich wird die Menge an Feststoffen, die teilweise in dem DPNR-Katalysator 26 verbleiben, reduziert und die Menge an Feststoffen, die sich an dem vorderen Endabschnitt des NOx-Katalysators 25 ansammeln, wird ebenfalls reduziert.
Obwohl die intermittierende Kraftstoffzugabe die Menge an Feststoffen reduziert, die teilweise in dem DPNR-Katalysator 26 verbleiben, und die Menge an Feststoffen, die an dem vorderen Endabschnitt des NOx-Katalysators 25 angesammelt werden, wird eine Oxidation der Feststoffe verglichen mit dem Fall gefördert, in dem Kraftstoff kontinuierlich zugeführt wird. Deshalb wird die Verbrennungsrate von Feststoffen erhöht, was die Temperatur des DPNR-Katalysators 26 übermäßig erhöhen kann. Daher wird Kraftstoff vorzugsweise intermittierend zugegeben, wenn die Restmenge an Feststoffen klein ist. Entsprechend wird in der ersten Ausführungsform die Verbrennungsrate von Feststoffen geschätzt, wenn Kraftstoff zugegeben wird. Die Art und Weise eines Zugebens von Kraftstoff wird dann basierend auf der geschätzten Verbrennungsrate bestimmt. Genauer gesagt, wird entweder die kontinuierliche Kraftstoffzugabe der Feststoffentfernungssteuerung oder die intermittierende Kraftstoffzugabe der Abbrennsteuerung als die Art und Weise eines Zugebens von Kraftstoff eingestellt.
Die Kraftstoffzugabeeinstellroutine wird nun mit Bezug auf 2 und 3 beschrieben werden.
Eine Reihe von Prozessen, die in 2 gezeigt sind, bildet eine Prozedur für die Kraftstoffzugabeeinstellroutine und wird wiederholt von der elektronischen Steuerungsvorrichtung 50 ausgeführt. Die Kraftstoffzugabeeinstellprozedur bildet einen Einstellabschnitt.
Wenn die Routine gestartet ist, bestimmt die elektronische Steuerungsvorrichtung 50, ob die Feststoffentfernungssteuerung bei Schritt S110 ausgeführt wird. Die Feststoffentfernungssteuerung wird ausgeführt, wenn eine Feststoffansammlungsmenge PMsm in dem DPNR-Katalysator 26, die durch einen separaten Prozess geschätzt wird, einen Feststoffentfernungsreferenzwert PMstart erreicht. Die geschätzte Feststoffansammlungsmenge PMsm wird unter Verwendung der folgenden Formel (1) berechnet. PMsm ← Max [PMsm + PMe – PMc, 0] (1)

PMsm:: Feststoffansammlungsmenge
PMe:: Feststoffemissionsmenge
PMc:: Feststoffoxidationsmenge

Die Feststoffemissionsmenge PMe ist die Menge an Feststoffen, die von den Verbrennungskammern der Brennkraftmaschine 10 emittiert wird. Die Feststoffemissionsmenge PMe wird in Übereinstimmung mit einem Kennfeld berechnet, das durch Experimente im Vorfeld erhalten wird, das heißt ein Feststoffemissionsmengenberechnungskennfeld, das die Maschinendrehzahl NE und die Maschinenlast (die Kraftstoffeinspritzmenge von der Einspritzvorrichtung 40) als Parameter aufweist.
Die Oxidationsmenge PMc ist die Menge an Feststoffen, die durch den DPNR-Katalysator 26 erfasst werden, welche durch eine Oxidation gereinigt wird. Die Oxidationsmenge PMc wird in Übereinstimmung mit einem Kennfeld berechnet, das durch Experimente im Vorfeld erhalten wird, das heißt ein Oxidationsmengenberechnungskennfeld, das die Betttemperatur des DPNR-Katalysators (in dieser Ausführungsform die Abgabegastemperatur thco, die durch den zweiten Gastemperatursensor 29 erfasst wird) und die Einlassluftmenge Ga, die durch den Luftmengenmesser 16 erfasst wird, als Parameter aufweist.
Die Feststoffansammlungsmenge PMsm auf der rechten Seite der Formel (1) ist ein Wert der Feststoffansammlungsmenge PMsm, der in der vorangehenden Durchführung berechnet wurde. Max auf der rechten Seite ist ein Operator zum Entnehmen des größten Werts aus den Werten in Klammern. Deshalb, falls „PMsm + PMe – PMc" einen positiven Wert hat, wird der als die derzeitige Feststoffansammlungsmenge PMsm verwendet. Falls „PMsm + PMe – PMc" einen negativen Wert hat, wird 0 als die Feststoffansammlungsmenge PMsm verwendet. Falls die Feststoffemissionsmenge PMe größer als die Oxidationsmenge PMc (Feststoffemissionsmenge PMe > Oxidationsmenge PMc) bleibt aufgrund des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine 10, steigt die geschätzte Feststoffansammlungsmenge PMsm allmählich an. Andererseits, wenn Kraftstoff zugegeben wird, wird die Feststoffemissionsmenge PMe kleiner als die Oxidationsmenge PMc (Feststoffemissionsmenge PMe < Oxidationsmenge PMc), und die geschätzte Feststoffansammlungsmenge PMsm sinkt allmählich.
Bei einem Schritt S110, falls bestimmt wird, dass die Feststoffentfernungssteuerung nicht ausgeführt wird, das heißt, falls das Entscheidungsergebnis von Schritt S110 negativ ist, setzt die elektronische Steuerungsvorrichtung 50 die Routine zeitweilig aus.
Andererseits, falls bestimmt wird, dass die Feststoffentfernungssteuerung ausgeführt wird, das heißt, falls das Entscheidungsergebnis des Schritts S110 positiv ist, fährt die elektronische Steuerungsvorrichtung 50 mit Schritt S120 fort. Bei Schritt S120 bestimmt die elektronische Steuerungsvorrichtung 50, ob die derzeitige Feststoffansammlungsmenge PMsm kleiner als oder gleich wie ein Bestimmungswert A ist.
Indem die Ansammlungsmenge von Feststoffen in dem DPNR-Katalysator 26 steigt, steigt die Verbrennungsrate der Feststoffe. Das heißt, Feststoffe werden abrupt verbrannt, und die Temperatur des DPNR-Katalysators 26 wird wahrscheinlich übermäßig ansteigen. Deshalb wird die Verbrennungsrate von Feststoffen basierend auf der Feststoffansammlungsmenge PMsm geschätzt werden. Der Bestimmungswert A ist als ein Wert zum Bestimmen eingesetzt, ob die derzeitige Feststoffansammlungsmenge PMsm klein genug ist, so dass, selbst wenn die intermittierende Kraftstoffzugabe der Abbrennsteuerung ausgeführt wird, Feststoffe in dem DPNR-Katalysator 26 nicht abrupt verbrannt werden und der thermische Abbau des DPNR-Katalysators 26 nicht auftritt. Der Bestimmungswert A ist ein Wert kleiner als der Feststoffentfernungsreferenzwert PMstart und ist durch im Vorfeld durchgeführte Experimente optimiert.
Falls bestimmt wird, dass die derzeitige Feststoffansammlungsmenge PMsm größer als der Bestimmungswert A ist, das heißt, falls das Entscheidungsergebnis des Schritts S120 negativ ist, bestimmt die elektronische Steuerungsvorrichtung 50, dass eine große Menge an Feststoffen noch in dem DPNR-Katalysator 26 verbleibt und es eine Möglichkeit gibt, dass die Feststoffe in dem DPNR-Katalysator 26 abrupt verbrannt werden, falls Kraftstoff intermittierend zugegeben wird. Daher fährt die elektronische Steuerungsvorrichtung 50 mit Schritt S130 fort und führt die kontinuierlich Kraftstoffzugabe der Feststoffentfernungssteuerung weiter aus. Danach setzt die elektronische Steuerungsvorrichtung 50 die Routine zeitweilig aus.
Andererseits, falls die Menge an Feststoffen in dem DPNR-Katalysator 26 durch ein Fortsetzen der Feststoffentfernungssteuerung verringert wird und bestimmt wird, dass die derzeitige Feststoffansammlungsmenge PMsm kleiner als oder gleich wie der Bestimmungswert A ist, das heißt, falls das Entscheidungsergebnis des Schritts S120 positiv ist, nimmt die elektronische Steuerungsvorrichtung 50 an, dass die intermittierende Kraftstoffzugabe kein abruptes Verbrennen von Feststoffen in dem DPNR-Katalysator 26 verursachen wird. Deshalb schreitet die elektronische Steuerungsvorrichtung 50 zu Schritt S140 fort und führt die intermittierende Kraftstoffzugabe der Abbrennsteuerung aus. Die elektronische Steuerungsvorrichtung 50 setzt dann zeitweilig den derzeitigen Prozess aus.
Wenn die vorangehenden Erfordernisse erfüllt sind und die intermittierende Kraftstoffzugabe der Abbrennsteuerung ausgeführt wird, wird die Restmenge an Feststoffen in dem DPNR-Katalysator 26 um einen bestimmten Betrag verringert. Deshalb wird Kraftstoff in nur für eine bestimmte Häufigkeit zugegeben (3× in der ersten Ausführungsform). Dies unterdrückt eine Verschlechterung eines Kraftstoffverbrauchs, die durch ein Zugeben von Kraftstoff verursacht wird. Die Häufigkeit, in der Kraftstoff zugegeben wird, kann je nach Bedarf geändert werden. 3 zeigt die Variation der Feststoffansammlungsmenge PMsm und die Art und Weise eines Zugebens von Kraftstoff, wenn die Kraftstoffzugabeeinstellerroutine ausgeführt wird. In 3 hat die Feststoffansammlungsmenge PMsm den Feststoffentfernungsreferenzwert PMstart zur Zeit t0 erreicht, und die Feststoffentfernungssteuerung wird bereits ausgeführt.
Wie in 3 gezeigt ist, verringert sich die Menge an Feststoffen in dem DPNR-Katalysator 26 durch die fortlaufende Kraftstoffzugabe der Feststoffentfernungssteuerung, und die Feststoffansammlungsmenge PMsm nimmt allmählich ab. Während des Abschnitts, in dem die Feststoffansammlungsmenge PMsm größer als der Bestimmungswert A ist, was von einem Zeitpunkt t0 zu einem Zeitpunkt t1 ist, ist die fortlaufende bzw. kontinuierliche Kraftstoffzugabe als die Art und Weise eines Zugebens von Kraftstoff eingestellt. Wenn die Feststoffansammlungsmenge PMsm kleiner als oder gleich wie der Bestimmungswert A zur Zeit t1 ist, wird die intermittierende Kraftstoffzugabe als die Art und Weise eines Zugebens von Kraftstoff eingestellt. Nachdem in der intermittierenden Kraftstoffzugabe Kraftstoff zugegeben ist, wird die Kraftstoffzugabe beendet. Nach einem Zeitpunkt t1 wird die Menge an Feststoffen, die sich an dem vorderen Endabschnitt des NOx-Katalysators angesammelt haben, durch ein Ausführen der intermittierenden Kraftstoffzugabe verringert. Dies fördert eine Oxidation der Restfeststoffe in dem DPNR-Katalysator 26.
Falls die intermittierende Kraftstoffzugabe für einen längeren Zeitraum fortgeführt wird, werden Restfeststoffe insbesondere an dem stromaufwärtigen Abschnitt des DPNR-Katalysators 26, das heißt, die Feststoffe, die durch die kontinuierliche Kraftstoffzugabe nicht ausreichend verbrannt werden konnten, ausreichend verbrannt.
Die vorliegende Ausführungsform hat die folgenden Vorteile.

(1) Die Verbrennungsrate von Feststoffen in dem DPNR-Katalysator 26 wird geschätzt, wenn Kraftstoff zugegeben wird. Genauer gesagt, wird die Verbrennungsrate von Feststoffen basierend auf der geschätzten Ansammlungsmenge (PMsm) von Feststoffen in dem DPNR-Katalysator 26 geschätzt. Basierend auf der geschätzten Verbrennungsrate wird die Art und Weise eines Zugebens von Kraftstoff bestimmt. Deshalb wird die Art und Weise eines Zugebens von Kraftstoff in Übereinstimmung mit der geschätzten Verbrennungsrate von Feststoffen eingestellt. Dies hält die Temperatur des DPNR-Katalysators 26, zu dem Kraftstoff zugegeben wird, zuverlässig von einem übermäßigen Erhöhen ab.
(2) Falls angenommen wird, dass die Verbrennungsrate von Feststoffen kleiner als die vorbestimmte Rate ist, oder genauer gesagt, falls die Feststoffansammlungsmenge PMsm kleiner als oder gleich wie der Bestimmungswert A ist, wird die Art und Weise eines Zugebens von Kraftstoff auf die intermittierende Kraftstoffzugabe eingestellt. Deshalb wird die Temperatur des DPNR-Katalysators 26 von einem übermäßig erhöht Werden abgehalten, während die an dem vorderen Endabschnitt des NOx-Katalysators 25 angesammelte Menge von Feststoffen reduziert wird, und Feststoffe von einem teilweise Verbleiben in dem DPNR-Katalysator 26 abgehalten werden.
(3) Die intermittierende Kraftstoffzugabe wird nur in einer vorbestimmten Häufigkeit durchgeführt. Deshalb wird eine Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs, der durch Zugeben von Kraftstoff verursacht wird, in einer geeigneten Art und Weise unterdrückt.
(4) Falls angenommen wird, dass die Verbrennungsrate von Feststoffen die vorbestimmte Rate übersteigt, oder genauer gesagt, falls die Feststoffansammlungsmenge PMsm größer als der Bestimmungswert A ist, wird die Art und Weise eines Zugebens von Kraftstoff auf die kontinuierliche Kraftstoffzugabe eingestellt. Während eine abrupte Oxidation von Feststoffen, die sich in dem DPNR-Katalysator 26 angesammelt haben, unterdrückt wird, wird deshalb die Menge an Feststoffen in einer geeigneten Art und Weise verringert.

(Zweite Ausführungsform)
Ein Abgasreinigungsgerät für eine Brennkraftmaschine gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf 4 beschrieben werden.
In der ersten Ausführungsform wird die Verbrennungsrate von Feststoffen basierend auf der Feststoffansammlungsmenge PMsm geschätzt. Indem die Ansammlungsmenge von Feststoffen in dem DPNR-Katalysator 26 ansteigt, steigt der Emissionswiderstand in dem DPNR-Katalysator 26. Deshalb wird der Unterschied zwischen dem Druck an dem stromaufwärts liegenden Ende des DPNR-Katalysators 26 und dem Druck an dem stromabwärts liegenden Ende des DPNR-Katalysators 26 erhöht. Daher wird die Ansammlungsmenge von Feststoffen, mit anderen Worten die Verbrennungsrate von Feststoffen, basierend auf dem Druckunterschied geschätzt. Die Verbrennungsrate von Feststoffen wird deshalb basierend auf dem Druckunterschied ΔP zwischen den Abschnitten stromaufwärts und stromabwärts von dem DPNR-Katalysator 26 in der zweiten Ausführungsform geschätzt.
Das heißt, in der Prozedur für die Kraftstoffzugabeeinstellroutine der zweiten Ausführungsform, die in 4 gezeigt ist, bestimmt die elektronische Steuerungsvorrichtung 50, ob das Verhältnis des Druckunterschieds ΔP zu der Einlassluftmenge Ga (ΔP/Ga) kleiner als oder gleich wie ein Druckunterschiedbestimmungswert Dp in Schritt S210 ist, anstelle des Prozesses des Schritts S120 in 2, das heißt, Bestimmen, ob die Feststoffansammlungsmenge PMsm kleiner als oder gleich wie der Bestimmungswert A ist. Andere Schritte sind die gleichen als jene der ersten Ausführungsform. In 4 werden die gleichen Bezugszeichen an die Prozesse vergeben, welche die gleichen als jene in 2 sind.
Wenn die Feststoffansammlungsmenge in dem DPNR-Katalysator 26 geschätzt wird, wird die Schätzgenauigkeit durch ein Verwenden des Verhältnisses des Druckunterschieds ΔP zu der Strömungsrate von Abgas (ΔP/Strömungsrate des Abgases) verbessert. Da die Einlassluftmenge Ga direkt proportional zu der Strömungsrate des Abgases ist, wird unter Verwendung des Verhältnisses des Druckunterschieds ΔP zu der Einlassluftmenge Ga (ΔP/Ga) die Genauigkeit nicht verringert. Anstelle eines Vergleichens des Werts ΔP/Ga mit dem Bestimmungswert Dp kann der Druckunterschied ΔP als der Druckunterschied von Abgas verwendet werden und kann mit einem Wert verglichen werden, der erhöht wird, indem die Abgasströmungsrate (oder die Einlassluftmenge Ga) erhöht wird. Zum Beispiel kann der Druckunterschied ΔP mit einem Wert Dp × Ga verglichen werden. Des Weiteren kann der Druckunterschied ΔP einfach mit einem vorbestimmten Bestimmungswert verglichen werden.
In dem Bestimmungsprozess des Schritts S210 in 4, falls bestimmt ist, dass der Wert ΔP/Ga größer als der Druckunterschiedsbestimmungswert Dp ist, bestimmt die elektronische Steuerungsvorrichtung 50, dass eine große Menge von Feststoffen noch in dem DPNR-Katalysator 26 verbleibt, und es gibt eine Möglichkeit, dass eine abrupte Verbrennung in dem DPNR-Katalysator 26 auftritt, falls die intermittierende Kraftstoffzugabe durchgeführt wird. Deshalb schreitet die elektronische Steuerungsvorrichtung 50 zu Schritt S130 fort und behält ein Ausführen der kontinuierlichen Kraftstoffzugabe der Feststoffentfernungssteuerung bei. Die elektronische Steuerungsvorrichtung 50 setzt dann zeitweilig den derzeitigen Prozess aus.
Andererseits, falls die Menge an Feststoffen in dem DPNR-Katalysator 26 durch ein Fortführen der Feststoffentfernungssteuerung verringert wird und bestimmt wird, dass der Wert ΔP/Ga kleiner als oder gleich wie der Druckunterschiedsbestimmungswert Dp ist, das heißt, falls das Entscheidungsergebnis des Schritts S210 positiv ist, nimmt die elektronische Steuerungsvorrichtung 50 an, dass die intermittierende Kraftstoffzugabe keine abrupte Verbrennung von Feststoffen in den DPNR-Katalysator 26 verursacht. Deshalb schreitet die elektronische Steuerungsvorrichtung 50 zu Schritt S140 fort und führt die intermittierende Kraftstoffzugabe der Abbrennsteuerung aus. Die elektronische Steuerungsvorrichtung 50 setzt dann zeitweilig den derzeitigen Prozess aus.
Diese Konfiguration bietet die gleichen Vorteile wie jene der ersten Ausführungsform.
(Dritte Ausführungsform)
Ein Abgasreinigungsgerät für eine Brennkraftmaschine gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf 5 beschrieben werden.
Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, dass das Abgasreinigungsgerät mit einem DPNR-Katalysator 126 ausgerüstet ist, wie in 5 gezeigt ist, anstelle von zwei Katalysatoren, wie z. B. der NOx-Katalysator und der DPNR-Katalysator 26 der ersten Ausführungsform. Wie bei der ersten Ausführungsform wird eine Eingangsgastemperatur thci, die die Temperatur des Abgases ist, das in den DPNR-Katalysator 126 strömt, durch den ersten Gastemperatursensor 28 erfasst. Eine Ausgangsgastemperatur thco, die die Temperatur des Abgases ist, das durch den DPNR-Katalysator 126 durchgetreten ist, wird durch den zweiten Gastemperatursensor 29 erfasst. Der Differentialdrucksensor 30 erfasst den Temperaturunterschied ΔP zwischen einem Abschnitt stromaufwärts und einem Abschnitt stromabwärts von dem DPNR-Katalysator 126.
Mit diesem Aufbau, wenn Kraftstoff weiter zu dem DPNR-Katalysator 126 zugegeben wird, wird der Kraftstoff weiter an dem stromaufwärts liegenden Abschnitt des DPNR-Katalysators 126 verbrannt werden. Daher wird Abgas mit einer hohen Temperatur kontinuierlich zu dem stromabwärts liegenden Abschnitt des DPNR-Katalysators 126 befördert. Deshalb wird die Temperatur des DPNR-Katalysators 126 wahrscheinlich in Richtung des stromabwärts liegenden Abschnitts ansteigen. Daher tendieren Feststoffe dazu, an dem stromaufwärts liegenden Abschnitt des DPNR-Katalysators 126 zu verbleiben. Wenn Kraftstoff kontinuierlich zugegeben wird, tendiert die Temperatur des stromaufwärts liegenden Abschnitts des DPNR-Katalysators 126 dazu, niedrig zu bleiben. Deshalb sammeln sich Feststoffe leicht an dem vorderen Endabschnitt des DPNR-Katalysators 126. Folglich kann ein Verstopfen auftreten.
Andererseits, wenn intermittierend Kraftstoff zum Abgas zugegeben wird, wird Abgas mit einer hohen Temperatur von einem kontinuierlichem befördert Werden zu dem stromabwärts liegenden Abschnitt des DPNR-Katalysators 126 abgehalten werden. Dies hält die Temperaturverteilung des DPNR-Katalysators 126 ab, ungleichmäßig zu sein. Deshalb wird die Menge an Feststoffen, die teilweise in dem DPNR-Katalysator 126 verbleiben, verringert und die Menge an Feststoffen, die sich an dem vorderen Endabschnitt des DPNR-Katalysators 126 sammeln, wird außerdem in einer geeigneten Art und Weise verringert. Obwohl die intermittierende Kraftstoffzugabe Feststoffe abhält, teilweise in dem DPNR-Katalysator 126 zu verbleiben, und die Menge an Feststoffen reduziert, die sich an dem vorderen Endabschnitt des DPNR-Katalysators 126 sammeln, wird eine Oxidation von Feststoffen gefördert, verglichen mit einem Fall, in dem die kontinuierliche Kraftstoffzugabe durchgeführt wird. Deshalb wird die Verbrennungsrate erhöht und die Temperatur des DPNR-Katalysators 126 kann übermäßig erhöht werden. Das heißt, dasselbe Problem, wie das der ersten Ausführungsform, kann in der dritten Ausführungsform auftreten.
Deshalb wird auch in der dritten Ausführungsform die Kraftstoffzugabeeinstellroutine ausgeführt, die in der ersten Ausführungsform beschrieben ist. Die dritte Ausführungsform hat daher die gleichen Vorteile wie die erste Ausführungsform, das heißt, die folgenden Vorteile.

(1) Die Verbrennungsrate von Feststoffen in dem DPNR-Katalysator 126 wird geschätzt, wenn Kraftstoff zugegeben wird. Genauer gesagt, wird die Verbrennungsrate von Feststoffen basierend auf der geschätzten Ansammlungsmenge (PMsm) von Feststoffen in dem DPNR-Katalysator 126 geschätzt. Basierend auf der geschätzten Verbrennungsrate wird die Art und Weise eines Zugebens von Kraftstoff bestimmt. Deshalb wird die Art und Weise eines Zugebens von Kraftstoff in Übereinstimmung mit der geschätzten Verbrennungsrate von Feststoffen eingestellt. Dies hält die Temperatur des DPNR-Katalysators 126, zu dem Kraftstoff zugegeben wird, zuverlässig von einem übermäßigen Erhöhen ab.
(2) Falls angenommen wird, dass die Verbrennungsrate von Feststoffen kleiner als die vorbestimmte Rate ist, oder genauer gesagt, falls die Feststoffansammlungsmenge PMsm kleiner als oder gleich wie der Bestimmungswert A ist, wird die Art und Weise eines Zugebens von Kraftstoff auf die intermittierende Kraftstoffzugabe eingestellt. Deshalb wird die Temperatur des DPNR-Katalysators 126 von einem übermäßig erhöht Werden abgehalten, während die an dem vorderen Endabschnitt des DPNR-Katalysators 126 angesammelte Menge von Feststoffen reduziert wird, und Feststoffe von einem teilweise Verbleiben in dem DPNR-Katalysator 126 abgehalten werden.
(3) Die intermittierende Kraftstoffzugabe wird nur in einer vorbestimmten Häufigkeit durchgeführt. Deshalb wird eine Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs, der durch Zugeben von Kraftstoff verursacht wird, in einer geeigneten Art und Weise unterdrückt.
(4) Falls angenommen wird, dass die Verbrennungsrate von Feststoffen die vorbestimmte Rate übersteigt, oder genauer gesagt, falls die Feststoffansammlungsmenge PMsm größer als der Bestimmungswert A ist, wird die Art und Weise eines Zugebens von Kraftstoff auf die kontinuierliche Kraftstoffzugabe eingestellt. Während eine abrupte Oxidation von Feststoffen, die sich in dem DPNR-Katalysator 126 angesammelt haben, unterdrückt wird, wird deshalb die Menge an Feststoffen in einer geeigneten Art und Weise verringert.

Die vorangehenden Ausführungsformen können wie folgt modifiziert werden.
In jeder der vorangehenden Ausführungsformen kann die Verbrennungsrate von Feststoffen unter Verwendung der Feststoffansammlungsmenge PMsm und des Druckunterschieds ΔP geschätzt werden.
In jeder der vorangehenden Ausführungsformen werden die Feststoffansammlungsmenge PMsm und der Druckunterschied ΔP verwendet, um die Verbrennungsrate von Feststoffen zu schätzen. Andererseits, da der Unterschied zwischen der Eingangsgastemperatur thci und der Ausgangsgastemperatur thco dazu tendiert, zu steigen, indem die Feststoffansammlungsmenge erhöht wird, kann die Verbrennungsrate von Feststoffen unter Verwendung der Temperaturdifferenz geschätzt werden. Wie in dem vorangehenden Beispiel können andere Werte verwendet werden, solange die Verbrennungsrate von Feststoffen geschätzt wird.
In der dritten Ausführungsform kann die Kraftstoffzugabeeinstellroutine, wie sie in der zweiten Ausführungsform beschrieben ist, durchgeführt werden. Diese Konfiguration bietet auch die gleichen Vorteile wie die zweite Ausführungsform.
Anstelle eines Erfassens der Einlassluftmenge Ga durch den Luftmengenmesser 16, kann die Strömungsrate von Abgas basierend auf dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 10, wie zum Beispiel die Maschinendrehzahl NE und die Kraftstoffeinspritzmenge berechnet werden. Die berechnete Strömungsrate von Abgas kann anstelle der Einlassluftmenge Ga verwendet werden.
Der NOx-Katalysator 25 kann ein anderer Katalysator sein, oder der DPNR-Katalysator 26, 126 kann ein Filter sein, der nur eine Funktion eines Erfassens von Feststoffen hat. In diesen Fällen kann die vorliegende Erfindung in der gleichen Art und Weise angewendet werden.
Deshalb werden die vorliegenden Beispiele und Ausführungsformen als illustrativ und nicht beschränkend betrachtet, und die Erfindung soll nicht auf die hierin gegebenen Details beschränkt sein, sondern kann innerhalb des Schutzumfangs der angefügten Ansprüche modifiziert werden.

Claims

Abgasreinigungsgerät für eine Brennkraftmaschine (10) mit: einem Abgasreinigungselement (26), das sich in einem Abgaskanal der Brennkraftmaschine (10) befindet, wobei das Abgasreinigungselement (26) in einem Abgas befindliche Feststoffe einfängt; einer Kraftstoffzugabevorrichtung (46) zum Zugeben von Kraftstoff zu dem Abgas, das durch das Abgasreinigungselement (26) läuft; und einem Einstellabschnitt (50), wobei der Einstellabschnitt (50) eine Verbrennungsrate von Feststoffen in dem Abgasreinigungselement (26) in einem Zustand schätzt, in dem die Kraftstoffzugabevorrichtung (46) dem Abgas Kraftstoff zugibt, dadurch gekennzeichnet, dass der Einstellabschnitt (50) eine Art und Weise eines Zugebens von Kraftstoff durch die Kraftstoffzugabevorrichtung (46) basierend auf der geschätzten Verbrennungsrate einstellt.
Abgasreinigungsgerät für eine Brennkraftmaschine (10) nach Anspruch 1, das des Weiteren Folgendes aufweist: einen Abgasreinigungskatalysator (25), der sich in einem Abgaskanal der Brennkraftmaschine (10) befindet, wobei das Abgas durch den Abgasreinigungskatalysator (25) läuft.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Einstellabschnitt (50) die Art und Weise des Zugebens von Kraftstoff zwischen einer stetigen Kraftstoffzugabe, bei der dem Abgas stetig Kraftstoff zugegeben wird, und einer intermittierenden Kraftstoffzugabe umschaltet, bei der dem Abgas mit Unterbrechungen Kraftstoff zugegeben wird.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 3, wobei dann, wenn angenommen wird, dass die Verbrennungsrate von Feststoffen niedriger als eine vorbestimmte Rate ist, der Einstellabschnitt (50) die Art und Weise des Zugebens von Kraftstoff auf die intermittierende Kraftstoffzugabe einstellt.
Gerät nach Anspruch 4, wobei der Einstellabschnitt (50) während der intermittierenden Kraftstoffzugabe nur für eine bestimmte Häufigkeit Kraftstoff zu dem Abgas zugibt.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 3, wobei dann, wenn angenommen wird, dass die Verbrennungsrate von Feststoffen eine vorbestimmte Rate übersteigt, der Einstellabschnitt (50) die Art und Weise des Zugebens von Kraftstoff auf die stetige Kraftstoffzugabe einstellt.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 3, wobei dann, wenn angenommen wird, dass die Verbrennungsrate von Feststoffen niedriger als eine vorbestimmte Rate ist, der Einstellabschnitt (50) die Art und Weise des Zugebens von Kraftstoff auf die intermittierende Kraftstoffzugabe einstellt, und wobei dann, wenn angenommen wird, dass die Verbrennungsrate von Feststoffen die vorbestimmte Rate übersteigt, der Einstellabschnitt (50) die Art und Weise des Zugebens von Kraftstoff auf die stetige Kraftstoffzugabe einstellt.
Abgasreinigungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Einstellabschnitt (50) die Verbrennungsrate von Feststoffen basierend auf einer geschätzten Ansammlungsmenge von Feststoffen in dem Abgasreinigungselement (26) schätzt.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 8, wobei die durch den Einstellabschnitt (50) geschätzte Verbrennungsrate von Feststoffen erhöht wird, wenn die geschätzte Ansammlungsmenge größer wird.
Abgasreinigungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Einstellabschnitt (50) die Verbrennungsrate von Feststoffen basierend auf einem Druckunterschied zwischen einem Abschnitt stromaufwärtig und einem Abschnitt stromabwärtig von dem Abgasreinigungselement (26) schätzt.
Abgasreinigungsgerät nach Anspruch 10, wobei die durch den Einstellabschnitt (50) geschätzte Verbrennungsrate von Feststoffen erhöht wird, wenn der Druckunterschied größer wird.
Abgasreinigungsgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Einstellabschnitt (50) die Verbrennungsrate von Feststoffen basierend auf einer geschätzten Ansammlungsmenge von Feststoffen in dem Abgasreinigungselement (26) und einem Druckunterschied zwischen einem Abschnitt stromaufwärtig und einem Abschnitt stromabwärtig von dem Abgasreinigungselement (26) schätzt.
Abgasreinigungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Einstellabschnitt (50) die Verbrennungsrate von Feststoffen basierend auf einem Verhältnis von einem Druckunterschied zwischen einem Abschnitt stromaufwärtig und einem Abschnitt stromabwärtig von dem Abgasreinigungselement (26) zu einer Einlassluftmenge der Brennkraftmaschine (10) schätzt.
Abgasreinigungsgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Einstellabschnitt (50) die Verbrennungsrate von Feststoffen basierend auf einem Unterschied zwischen einer Temperatur von Abgas, das in das Abgasreinigungselement (26) strömt, und einer Temperatur von Abgas schätzt, das durch das Abgasreinigungselement (26) gelaufen ist.