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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Abgasreinigungsvorrichtung
und ein Abgasreinigungsverfahren für einen Verbrennungsmotor in
einem Fahrzeug, wobei die Vorrichtung eine Heizsteuerung zum Erhöhen der
Temperatur eines Abgasreinigungskatalysators durch Zugeben eines
Kraftstoffs zu dem Katalysator durchführt.
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HINTERGRUNDTECHNIK
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Wie
in der
japanischen offengelegten
Patentveröffentlichung
Nr. 5-44434 offenbart ist, weist eine typische Abgasreinigungsvorrichtung,
die auf einen Verbrennungsmotor in einem Fahrzeug angewandt ist,
einen Abgasreinigungskatalysator, der sich in einem Abgassystem
befindet, auf. Der Abgasreinigungskatalysator funktioniert, um Feststoffpartikel (engl.:
particulate matter; PM) und Stickstoffoxide (NOx), die in einem
Abgas enthalten sind, einzufangen.
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Eine
solche Abgasreinigungsvorrichtung schätzt basierend auf dem Betriebszustand
eines Motors die Menge an Feststoffpartikeln, die in einem Abgasreinigungskatalysator
angehäuft
sind. Wenn die Menge der angehäuften
Feststoffpartikel nicht kleiner als ein zulässiger Wert ist, führt die
Vorrichtung eine Heizsteuerung durch, um den Katalysator, dessen
Leistung sich aufgrund einer Belegung mit Feststoffpartikeln verschlechtert
hat, zu regenerieren. Bei der Heizsteuerung führt die Vorrichtung dem Abgasreinigungskatalysator
einen Kraftstoff zu, um den Katalysator zu erhitzen, und verwendet
die Wärme,
um Feststoffpartikel, die in dem Abgasreinigungskatalysator angehäuft sind,
zu verbrennen und zu entfernen.
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Es
ist bekannt, dass ein Durchführen
der Heizsteuerung folgende Probleme verursacht. D. h., abhängig von
dem Betriebszustand des Motors wird die Abgastemperatur verringert,
was den Katalysator deaktiviert. Dies hemmt eine Oxidation des Kraftstoffs,
der dem Katalysator zugeführt
wird. Eine Fortsetzung einer Zuführung
des Kraftstoffs zu dem Abgasreinigungskatalysator in einem deaktivierten
Zustand verursacht, dass sich eine große Kraftstoffmenge an der Oberfläche des
Katalysators sammelt. Dies erhöht
wiederum die Menge an angehäuften Feststoffpartikeln.
Da etwas von dem Kraftstoff, der dem Abgasreinigungskatalysator
zugeführt
wird, durch den Katalysator geht und ausgestoßen wird, verschlechtern sich
ferner die Eigenschaften des Abgases.
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Die
Heizsteuerung wird beispielsweise zum Regenerieren eines Katalysators,
der mit Schwefel, der in einem Abgas enthalten ist, kontaminiert
wurde, nicht nur zum Verbrennen und Entfernen von Feststoffpartikeln,
durchgeführt.
Wenn die Heizsteuerung zum Freisetzen von Schwefel durchgeführt wird, kann,
wenn der Katalysator deaktiviert ist, das Schwefelfreisetzen nicht
abgeschlossen werden, und daher wird das im Vorhergehenden beschriebene Problem
verursacht.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demgemäß darin,
eine Abgasreinigungsvorrichtung und ein Abgasreinigungsverfahren,
die Probleme aufgrund einer Deaktivierung eines Abgasreinigungskatalysators
während
der Heizsteuerung beseitigen, für
einen Verbrennungsmotor in einem Fahrzeug zu schaffen.
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Um
die vorhergehende und andere Aufgaben zu lösen und gemäß dem Zweck der Erfindung ist
eine Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor in
einem Fahrzeug geschaffen. Die Vorrichtung hat einen Regenerationssteuerungsabschnitt.
Der Regenerationssteuerungsabschnitt steuert eine Regeneration eines
Abgasreinigungskatalysators durch eine Heizsteuerung, bei der ein
Kraftstoff dem Abgasreinigungskatalysator zugeführt wird, wodurch eine Bettemperatur
des Katalysators erhöht wird.
Die Vorrichtung weist ferner einen Bestimmungsabschnitt, der bestimmt,
ob das Fahrzeug bergab fährt,
auf. Der Regenerationssteuerungsabschnitt hebt die Heizsteuerung
auf, wenn der Bestimmungsabschnitt bestimmt, dass das Fahrzeug bergab
fährt.
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Die
vorliegende Erfindung schafft ferner ein Abgasreinigungsverfahren
für einen
Verbrennungsmotor in einem Fahrzeug. Das Verfahren weist ein Zufuhren
eines Kraftstoffs zu einem Abgasreinigungskatalysator, um eine Bettemperatur
des Katalysators zu erhöhen,
wodurch der Abgasreinigungskatalysator regeneriert wird; ein Bestimmen,
ob das Fahrzeug bergab fährt;
und ein Aufheben der Zuführung
des Kraftstoffs zu dem Abgasreinigungskatalysator auf, wenn bestimmt
wird, dass das Fahrzeug bergab fährt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Blockdiagramm, das einen Verbrennungsmotor in einem Fahrzeug,
auf den ein erstes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung angewandt ist, darstellt;
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2 ist
ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel von Prozessen, die auf einen
PM-Beseitigungs-Steuerungsmodus
des ersten Ausführungsbeispiels
bezogen sind, zeigt;
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3 ist
ein Flussdiagramm, das einen Aufhebungsprozess des ersten Ausführungsbeispiels zeigt;
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4 ist
ein Flussdiagramm, das einen Prozess zum Einschalten einer Bergab-Flag des ersten Ausführungsbeispiels
zeigt;
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5 ist
ein Zeitdiagramm, das Abschnitte (a) bis (d), die ein Beispiel einer
Steuerung der Bergab-Flag des ersten Ausführungsbeispiels zeigen, aufweist;
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6 ist
ein Flussdiagramm, das einen Prozess zum Ausschalten einer Bergab-Flag des ersten Ausführungsbeispiels
zeigt;
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7 ist
ein Flussdiagramm, das einen Aufhebungsprozess gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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8 ist
ein Flussdiagramm, das einen Prozess zum Bestimmen einer Deaktivierung
gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
zeigt; und
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9 ist ein Zeitdiagramm, das Abschnitte (a)
bis (c), die ein Beispiel des Aufhebungsprozesses gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
zeigen, aufweist.
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BESTE WEISE ZUM AUSFÜHREN DER
ERFINDUNG
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Eine
Abgasreinigungsvorrichtung für
einen Verbrennungsmotor 2 in einem Fahrzeug gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden beschrieben.
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1 stellt
die Konfiguration des Verbrennungsmotors 2, auf den die
Abgasreinigungsvorrichtung gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
angewandt ist, dar. Der Verbrennungsmotor 2 ist in einem
Fahrzeug, wie einem Automobil, angebracht und funktioniert als eine
Leistungsquelle.
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Der
Motor 2 hat Zylinder. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Zahl
der Zylinder vier, und die Zylinder sind als #1, #2, #3 und #4 bezeichnet.
Eine Verbrennungskammer 4 jedes der Zylinder #1 bis #4 weist
eine Ansaugöffnung 8,
die durch ein Ansaugventil 6 geöffnet und geschlossen wird,
auf. Die Verbrennungskammern 4 sind über die Ansaugöffnungen 8 und
eine Ansaugsammelleitung 10 mit einem Ausgleichstank 12 verbunden.
Der Ausgleichstank 12 ist mit einem Ansaugkanal 13 mit
einem Zwischenkühler 14 und
einem Auslass eines Aufladers verbunden. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist der Auflader ein Kompressor 16a eines Abgasturboladers 16.
Ein Einlass des Kompressors 16a ist mit einem Luftreiniger 18 verbunden.
Ein Abgasrezirkulations-(worauf im Folgenden als AGR-Bezug genommen
ist) Kanal 20 ist mit dem Ausgleichstank 12 verbunden.
Eine AGR-Gaszuführungsöffnung 20a des AGR-Kanals 20 öffnet sich
insbesondere zu dem Ausgleichstank 12. Ein Drosselventil 22 befindet
sich in einem Abschnitt des Ansaugkanals 13 zwischen dem
Ausgleichstank 12 und dem Zwischenkühler 14. Ein Ansaugflussratensensor 24 und
ein Ansaugtemperatursensor 26 befinden sich in einem Abschnitt zwischen
dem Kompressor 16a und dem Luftreiniger 18.
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Die
Verbrennungskammer 4 jedes der Zylinder #1 bis #4 weist
eine Abgasöffnung 30,
die durch ein Abgasventil 28 geöffnet und geschlossen wird, auf.
Die Verbrennungskammern 4 sind über die Abgasöffnungen 30 und
eine Abgassammelleitung 32 mit einem Einlass einer Abgasturbine 16b verbunden.
Ein Auslass der Abgasturbine 16b ist mit einem Abgaskanal 34 verbunden.
Die Abgasturbine 16b zieht ein Abgas aus einem Abschnitt
der Abgassammelleitung 32, der der Seite des vierten Zylinders
#4 entspricht.
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Drei
katalytische Wandler 36, 38, 40, die
jeweils einen Abgasreinigungskatalysator enthalten, befinden sich
in dem Abgaskanal 34. Der erste katalytische Wandler 36,
der sich bei dem strömungsmäßig vordersten
Abschnitt befindet, enthält
einen NOx-Speicher-Reduktionskatalysator 36a. Wenn ein Abgas
eine (magere) oxidierende Atmosphäre während eines normalen Betriebs
des Motors 2 ist, speichert der NOx-Speicher-Reduktionskatalysator 36a NOx.
Wenn das Abgas eine reduzierende Atmosphäre (ein stöchiometrisches oder niedrigeres
Luft-Kraftstoff-Verhältnis) ist,
wird NOx, das in dem NOx-Speicher-Reduktionskatalysator 36a gespeichert
wurde, als NO freigesetzt und mit Kohlenwasserstoff und Kohlenstoffoxid,
die in dem Abgas enthalten sind, reduziert. NOx wird auf diese Art
und Weise entfernt.
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Ein
zweiter katalytischer Wandler 38, der ein Filter 38a enthält, befindet
sich bei der zweiten Position von der strömungsmäßig vordersten Seite. Das Filter 38a hat
eine monolithische Wand. Die Wand hat Poren, durch die das Abgas
geht. Die Bereiche um die Poren des Abgasfilters 38a sind
mit einer Schicht eines NOx-Speicher-Reduktionskatalysators bedeckt. Der
NOx-Speicher-Reduktionskatalysator funktioniert daher als ein Abgasreinigungskatalysator,
um das NOx zu entfernen, wie im Vorhergehenden beschrieben ist.
Die Filterwand fängt
ferner Feststoffpartikel in dem Abgas ein. Aktiver Sauerstoff, der in
einer oxidierenden Atmosphäre
mit einer hohen Temperatur erzeugt wird, wenn NOx gespeichert wird,
startet daher ein Oxidieren von Feststoffpartikeln. Ein übermäßiger Umgebungssauerstoff
oxidiert ferner die gesamten Feststoffpartikel. Die Feststoffpartikel
werden demgemäß zu der
gleichen Zeit entfernt, wie NOx entfernt wird.
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Ein
dritter katalytischer Wandler 40 befindet sich in dem strömungsmäßig hintersten
Abschnitt. Der dritte katalytische Wandler 40 enthält einen
Oxidationskatalysator 40a, der Kohlenwasserstoff und Kohlenmonoxid
in dem Abgas oxidiert und reinigt, um das Abgas zu reinigen.
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Ein
erster Abgastemperatursensor 44 befindet sich zwischen
dem NOx-Speicher-Reduktionskatalysator 36a und
dem Filter 38a. Ein zweiter Abgastemperatursensor 46 und
ein Sensor 48 für
ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis
befinden sich zwischen dem Filter 38a und dem Oxidationskatalysator 40a.
Der zweite Abgastemperatursensor 46 ist näher zu dem Filter 38a als
zu dem Oxidationskatalysator 40a. Der Sensor 48 für ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis befindet sich
näher zu
dem Oxidationskatalysator 40a als zu dem Filter 38a.
Der Sensor 48 für
ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis
weist einen Festelektrolyten auf und erfasst basierend auf Komponenten
des Abgases das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases. Der Sensor 48 für ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis gibt
ein Spannungssignal in Verhältnis
zu dem erfassten Luft-Kraftstoff-Verhältnis aus. Der erste Abgastemperatursensor 44 erfasst
bei der entsprechenden Position eine Abgastemperatur Ti. Der zweite
Abgastemperatursensor 46 erfasst ähnlich bei der entsprechenden
Position eine Abgastemperatur To.
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Rohre
eines differenziellen Drucksensors 50 sind mit einem Abschnitt
strömungsmäßig vor
dem Filter 38a und einem Abschnitt strömungsmäßig hinter dem Filter 38a verbunden.
Der differenzielle Drucksensor 50 erfasst die Druckdifferenz
?P zwischen den Abschnitten strömungsmäßig vor
und hinter dem Filter 38a, wodurch der Grad der Belegung des
Filters 38a erfasst wird. Der Grad der Belegung stellt
den Grad der Anhäufung
von Feststoffpartikeln in dem Filter 38a dar.
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Eine
AGR-Gasansaugöffnung 20b des AGR-Kanals 20 ist
in der Abgassammelleitung 32 vorgesehen. Die AGR-Gasansaugöffnung 20b ist
bei einem Abschnitt, der der Seite des ersten Zylinders #1 entspricht,
die der Seite des vierten Zylinders #4, bei dem die Abgasturbine 16b das
Abgas einführt, gegenüberliegt,
offen.
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Ein
AGR-Katalysator 52 befindet sich in dem AGR-Kanal 20.
Der AGR-Katalysator 52 reformiert ein
AGR-Gas von der AGR-Gasansaugöffnung 20b des
AGR-Kanals 20.
Ein AGR-Kühler 54 zum
Kühlen des
AGR-Gases befindet sich ebenfalls in dem AGR-Kanal 20.
Der AGR-Katalysator 52 funktioniert ferner, um eine Belegung
des AGR-Kühlers 54 zu verhindern.
Ein AGR-Ventil 56 befindet sich strömungsmäßig vor der AGR-Gaszuführungsöffnung 20a.
Der Öffnungsgrad
des AGR-Ventils 56 wird geändert, um die Menge des AGR-Gases,
das von der AGR-Gaszuführungsöffnung 20a dem
Ansaugsystem zugeführt
wird, anzupassen.
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Jeder
der Zylinder #1 bis #4 ist mit einem Kraftstoffeinspritzventil 58,
das einen Kraftstoff in die entsprechende Verbrennungskammer 4 direkt
einspritzt, versehen. Die Kraftstoffeinspritzventile 58 sind
mit Kraftstoffzuführungsrohren 58a mit
einer Common Rail 60 verbunden. Eine Kraftstoffpumpe mit
variabler Verdrängung 62 führt den
Kraftstoff der Common Rail 60 zu. Ein Hochdruckkraftstoff,
der von der Kraftstoffpumpe 62 der Common Rail 60 zugeführt wird,
wird durch die Kraftstoffzuführungsrohre 58a auf
die Kraftstoffeinspritzventile 58 verteilt. Ein Kraftstoffdrucksensor 64 zum
Erfassen des Drucks des Kraftstoffs ist an der Common Rail 60 befestigt.
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Die
Kraftstoffpumpe 62 führt
ferner ebenfalls einen Niederdruckkraftstoff durch ein Kraftstoffzuführungsrohr 66 einem
Kraftstoffzugabeventil 68 zu. Das Kraftstoffzugabeventil 68 ist
in der Abgasöffnung 30 des
vierten Zylinders #4 vorgesehen und spritzt den Kraftstoff hin zu
der Abgasturbine 16b ein. Auf diese Art und Weise gibt
das Kraftstoffzugabeventil 68 den Kraftstoff dem Abgas
zu. Ein Katalysatorsteuerungsmodus, der im Folgenden beschrieben
ist, wird durch eine solche Zugabe des Kraftstoffs ausgeführt.
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Eine
elektronische Steuerungseinheit (engl.: electronic control unit;
ECU) 70 ist hauptsächlich
aus einem digitalen Computer, der eine CPU, einen ROM und einen RAM
hat, und Treiberschaltungen zum Treiben anderer Vorrichtungen zusammengesetzt. Bei
diesem Ausführungsbeispiel
funktioniert die ECU 70 als ein Regenerationssteuerungsabschnitt
und ein Bestimmungsabschnitt. Als der Regenerationssteuerungsabschnitt
steuert die ECU 70 eine Regeneration der Abgasreinigungskatalysatoren.
Als der Bestimmungsabschnitt bestimmt die ECU 70, ob das Fahrzeug
bergab fährt.
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Die
ECU 70 liest Signale von dem Ansaugflussratensensor 24,
dem Ansaugtemperatursensor 26, dem ersten Abgastemperatursensor 44,
dem zweiten Abgastemperatursensor 46, dem Sensor 48 für ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis, dem
differenziellen Drucksensor 50, einem AGR-Öffnungsgradsensor bei
dem AGR-Ventil 56, dem Kraftstoffdrucksensor 64 und
einem Drosselöffnungsgradsensor 22a.
Die ECU 70 liest ferner Signale von einem Beschleunigungspedalsensor 74,
der den Niederdrückungsgrad eines
Beschleunigungspedals 72 (den Beschleunigungsöffnungsgrad
ACCP) erfasst, und einem Kühlmitteltemperatursensor 76,
der die Temperatur THW eines Kühlmittels
des Motors 2 erfasst. Die ECU 70 liest ferner
Signale von einem Motorgeschwindigkeitssensor 80, der die
Drehgeschwindigkeit NE einer Kurbelwelle 78 erfasst, einem
Zylinderunterscheidungssensor 82, der Zylinder durch Erfassen der
Drehphase der Kurbelwelle 78 oder der Drehphase der Ansaugnocken
unterscheidet, und einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 84,
der die Geschwindigkeit GSW des Fahrzeugs erfasst.
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Basierend
auf dem Betriebszustand des Motors 2, der aus diesen Signalen
erhalten wird, steuert die ECU 70 die Menge und den Zeitpunkt
einer Kraftstoffeinspritzung durch das Kraftstoffeinspritzventil 58.
Die Kraftstoffeinspritzmengensteuerung weist eine "Kraftstoffabstellsteuerung" zum Aufheben der Kraftstoffeinspritzung,
wenn beispielsweise das Fahrzeug verzögert wird, auf. Die ECU 70 steuert
ferner den Öffnungsgrad
des AGR-Ventils 56, den Drosselöffnungsgrad mit der Maschine 22b und
die Verdrängung
der Kraftstoffpumpe 62. Die ECU 70 führt ferner
durch Steuern des Öffnungsgrads
des Kraftstoffzugabeventils 68 eine Katalysatorsteuerung,
wie eine PM- Beseitigungssteuerung,
eine Schwefelfreisetzungssteuerung und eine NOx-Reduktionssteuerung, und andere Steuerungen
aus.
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Die
ECU 70 wählt
gemäß der Betriebsbedingung
entweder einen normalen Verbrennungsmodus oder einen Niedertemperatur-Verbrennungsmodus aus.
Der Niedertemperatur-Verbrennungsmodus bezieht sich auf einen Verbrennungsmodus,
in dem eine AGR-Öffnungsgradabbildung
für den
Niedertemperatur-Verbrennungsmodus zum Rezirkulieren einer großen Menge
an Abgas (Erhöhen
der Menge des AGR) verwendet ist, um die Erhöhung der Verbrennungstemperatur
zu verlangsamen, wodurch gleichzeitig NOx und Rauch reduziert werden.
In dem Niedertemperatur-Verbrennungsmodus
wird in einer Niederlastregion niedriger bis mittlerer Drehgeschwindigkeit
ausgeführt,
und eine Rückkopplungssteuerung
für ein
Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird
durch Anpassen des Drosselöffnungsgrads
TA basierend auf dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis AF, das durch den Sensor 48 für ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis erfasst wird,
durchgeführt.
Der andere Verbrennungsmodus ist der normale Verbrennungsmodus,
in dem eine normale AGR-Steuerung (einschließlich eines Falls, bei dem
keine AGR ausgeführt
wird) unter Verwendung einer AGR-Öffnungsgradabbildung
für den
normalen Verbrennungsmodus durchgeführt wird.
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Die
ECU 70 führt
vier Katalysatorsteuerungsmodi, die Modi zum Steuern der Katalysatoren sind,
durch. Die Katalysatorsteuerungsmodi beinhalten einen PM-Beseitigungs-Steuerungsmodus,
einen Schwefelfreisetzungs-Steuerungsmodus, einen NOx-Reduktions-Steuerungsmodus
und einen normalen Steuerungsmodus.
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In
dem PM-Beseitigungs-Steuerungsmodus werden Feststoffpartikel, die
an dem Filter 38a bei dem zweiten katalytischen Wandler 38 abgelagert sind,
erhitzt und verbrannt. Die Feststoffpartikeln werden dann in CO2
und H2O umgewandelt und entladen. In diesem Modus wird ein Kraftstoff
dem Abgas zugegeben, um Wärme
durch Oxidieren des Kraftstoffs in dem Abgas oder den Katalysatoren
zu erzeugen, so dass die Katalysatorbetttemperatur beispielsweise
auf 600 bis 700°C
erhöht
wird. Feststoffpartikel um die Katalysatoren werden ebenfalls verbrannt.
Die Art und Weise, auf die dieser Modus ausgeführt wird, wird im Folgenden
erörtert.
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In
dem Schwefelfreisetzungs-Steuerungsmodus werden, wenn der NOx-Speicher-Reduktionskatalysator 36a und
das Filter 38a mit Schwefel kontaminiert sind und die NOx-Speicherkapazität vermindert
ist, Schwefelkomponenten aus dem Katalysator 36a und dem
Filter 38a freigesetzt, so dass der Katalysator 36a und
das Filter 38a von der Schwefelkontaminierung wiederhergestellt
werden. In diesem Modus wird eine Schwefeltemperatur-Erhöhungssteuerung
durchgeführt,
bei der eine Zugabe eines Kraftstoffs von dem Kraftstoffzugabeventil 68 wiederholt
wird, so dass die Katalysatorbetttemperatur (beispielsweise auf
650°C) erhöht wird.
Eine Verminderungssteuerung für
ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis
wird ferner durchgeführt,
bei der die Katalysatorbetttemperatur durch intermittierendes Zugeben
des Kraftstoffs zu dem Abgas durch das Kraftstoffzugabeventil hoch
aufrechterhalten wird und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu
dem stöchiometrischen
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
oder einem etwas niedrigeren Wert als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis geändert wird.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis
angereichert, um ein etwas kleinerer Wert als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu
sein. Die Verminderungssteuerung für ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird als
ein Typ einer Heizsteuerung betrachtet, da eine Kraftstoffzugabe
zum Aufrechterhalten der hohen Katalysatorbetttemperatur ausgeführt wird.
Wie in den anderen Modi wird in diesem Modus bei manchen Fällen eine
Nacheinspritzung durch das Kraftstoffeinspritzventil 58 durchgeführt. Die
Nacheinspritzung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzung in die
Verbrennungskammern 4 während
des Expansionshubs und des Abgashubs.
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In
dem NOx-Reduktions-Steuerungsmodus wird NOx, das in dem NOx-Speicher-Reduktionskatalysator 36a und
dem Filter 38a gespeichert ist, zu N2, CO2 und H2O reduziert
und ausgestoßen.
In diesem Modus wird eine Zugabe des Kraftstoffs von dem Kraftstoffzugabeventil 68 mit
einem verhältnismäßig langen
Intervall intermittierend durchgeführt, so dass die Katalysatorbetttemperatur
verhältnismäßig niedrig
(beispielsweise zu einer Temperatur in einem Bereich von 250°C bis 500°C) wird.
Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis
wird demgemäß auf oder unter
das stöchiometrische
Luft-Kraftstoff-Verhältnis vermindert.
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Ein
Zustand, bei dem weder der PM-Beseitigungs-Steuerungsmodus, der
Schwefelfreisetzungs-Steuerungsmodus noch der NOx-Reduktions-Steuerungsmodus
ausgeführt
wird, entspricht dem normalen Steuerungsmodus, in dem keine Zugabe
des Kraftstoffs von dem Kraftstoffzugabeventil 68 und keine
Nacheinspritzung durch das Kraftstoffeinspritzventil 58 durchgeführt werden.
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Prozesse,
die auf den PM-Beseitigungs-Steuerungsmodus bezogen sind, unter
den Prozessen, die durch die ECU 70 ausgeführt werden, werden
als Nächstes
beschrieben.
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Wenn
eine große
Kraftstoffmenge auf einmal dem Abgas zugegeben wird, um Feststoffpartikel,
die in den Abgasreinigungskatalysatoren angehäuft sind, zu verbrennen, wird
die Temperatur der Katalysatoren plötzlich erhöht, was eine thermische Verschlechterung
der Katalysatoren verursacht. Obwohl eine reduzierte Menge an zugegebenem
Kraftstoff die thermische Verschlechterung der Katalysatoren verhindert,
werden andererseits die Feststoffpartikel, die in den Katalysatoren
angehäuft
sind, unverbrannt verbleiben.
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Wie
in dem Zeitdiagramm von 2 gezeigt ist, wird daher eine
erste Heizsteuerung in dem PM-Beseitigungs-Steuerungsmodus durchgeführt. Bei
der ersten Heizsteuerung wird eine verhältnismäßig geringe Kraftstoffmenge
in einer Zeitspanne von t11 bis t12 dem Abgas zugegeben, wodurch
eine Erhöhung
der Temperatur minimiert wird, während
die Gesamtmenge an Feststoffpartikeln, die in dem NOx-Speicher-Reduktionskatalysator 36a und
dem Filter 38a angehäuft
sind, reduziert wird. Eine zweite Heizsteuerung wird danach durchgeführt, bei
der die Kraftstoffmenge, die dem Abgas zugegeben wird, in einer
Zeitspanne von t12 bis t13 größer als
jene bei der ersten Heizsteuerung ist. Dies verbrennt Feststoffpartikel,
die in dem NOx-Speicher-Reduktionskatalysator 36a angehäuft sind,
vollständig.
In diesem Modus wird ferner ein Kraftstoff durch Zugabe von dem
Kraftstoffzugabeventil 68 oder die Nacheinspritzung durch
das Kraftstoffeinspritzventil 58 dem Abgas zugegeben.
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Die
PM-Beseitigungssteuerung wird unter der Bedingung gestartet, dass
die Menge an Feststoffpartikeln, die in dem NOx-Speicher-Reduktionskatalysator 36a angehäuft sind
(geschätzte
angehäufte
Menge PMsm), die basierend auf dem Motorbetriebszustand berechnet
wird, einen Bezugswert PMstart erreicht (Zeit t11), und wird beendet,
wenn die zweite Heizsteuerung beendet ist (Zeit t13). Bei der ersten
Heizsteuerung wird der Kraftstoff bei einem höheren Luft-Kraftstoff-Verhältnis als
das stöchiometrische
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
dem Abgas wiederholt zugegeben, so dass die Katalysatorbetttemperatur
erhöht
wird. Bei der zweiten Heizsteuerung lässt die intermittierende Zugabe
des Kraftstoffs zu, dass ein Prozess mit Zeitspannen ohne eine Kraftstoffzugabe
zwischen den Ausführungen
wiederholt ausgeführt
wird, bei dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf das stöchiometrische
Luft-Kraftstoff-Verhältnis
oder ein etwas kleineres Luft-Kraftstoff-Verhältnis als das stöchiometrische
Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt
wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel
wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis angereichert,
um ein etwas kleinerer Wert als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu
sein.
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Wenn
das Fahrzeug bergab fährt,
wird die Motorlast reduziert, und die Abgastemperatur wird demgemäß vermindert.
Der relative Wind verringert ferner wesentlich die Katalysatorbetttemperatur.
Es ist daher äußerst wahrscheinlich,
dass die Abgasreinigungskatalysatoren deaktiviert werden.
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Wenn
das der Fall ist, wird folgender Prozess bei diesem Ausführungsbeispiel
ausgeführt,
wenn die ECU 70 bestimmt, dass das Fahrzeug bergab fährt (ein
positives Ergebnis bei einem Schritt S100), wie in dem Flussdiagramm
von 3 gezeigt ist. D. h., wenn die Prozesse, die auf
die PM-Beseitigungssteuerung (die erste und die zweite Heizsteuerung) bezogen
sind, oder die Prozesse, die auf die Schwefelfreisetzungssteuerung
(die Schwefeltemperatur-Erhöhungssteuerung
und die Verminderungssteuerung für
ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis)
bezogen sind, ausgeführt
werden, werden die Prozesse bei einem Schritt S102 aufgehoben. Wenn
angefragt wird, dass die Prozesse gestartet werden, wird die Anfrage bei
dem Schritt S102 annulliert.
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Wenn
die Prozesse aufgehoben sind, werden ferner, wenn die ECU 70 bestimmt,
dass das Fahrzeug nicht bergab fährt
(ein negatives Ergebnis bei dem Schritt S100), die Prozesse unter
der Bedingung, dass Wiederaufnahmeerfordernisse erfüllt sind (ein
positives Ergebnis bei einem Schritt S104), wieder aufgenommen (Schritt
S106). Die Wiederaufnahmeerfordernisse beinhalten, dass bestimmt
wird, dass die Abgasreinigungskatalysatoren nicht deaktiviert sind.
Es wird beispielsweise bestimmt, dass die Abgasreinigungskatalysatoren
nicht deaktiviert sind, wenn die Katalysatorbetttemperatur zum Verbrennen eines
Kraftstoffs, der an den Abgasreinigungskatalysatoren gesammelt ist,
ausreichend ist und wenn es wahrscheinlich ist, dass sich der Motorbetriebszustand
auf die ausreichende Temperatur erhöht, beispielsweise nachdem
der Motor für
eine vorbestimmte Zeitspanne mit einer hohen Last betrieben wurde.
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Die
Folge von in dem Flussdiagramm von 3 gezeigten
Prozessen wird in vorbestimmten Intervallen durch die ECU 70 ausgeführt. Die
ECU 70 bestimmt bei dem Schritt 100 basierend
darauf, ob eine Bergab-Flag, die im Folgenden erörtert wird, EIN oder AUS ist,
ob das Fahrzeug bergab fährt
oder nicht.
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Prozesse,
die auf die Bergab-Flag bezogen sind, werden im Folgenden beschrieben.
Das Flussdiagramm von 4 zeigt eine Prozedur zum Einschalten
der Bergab-Flag. Die Folge von in dem Flussdiagramm von 4 gezeigten
Prozessen wird in vorbestimmten Intervallen durch die ECU 70 ausgeführt.
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Ob
folgende Erfordernisse beide erfüllt
sind, wird zuerst bei einem Schritt S200 bestimmt.
- (1) Die Fahrzeuggeschwindigkeit GSW ist größer oder gleich einer vorbestimmten
Geschwindigkeit.
- (2) Die Kraftstoffeinspritzmenge ist null, oder die Kraftstoffabstellsteuerung
wird ausgeführt.
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Wenn
diese Erfordernisse beide erfüllt
sind (ein positives Ergebnis bei dem Schritt S200), wird bestimmt,
dass das Fahrzeug bergab fährt,
und ein Zählwert
Cs eines Bergab-Zählers
wird bei einem Schritt S202 inkrementiert. Wenn die Prozedur wiederholt
ausgeführt
wird und der Zählwert
Cs einen vorbestimmten Wert erreicht (ein positives Ergebnis bei
einem Schritt S204), wird die Bergab-Flag bei einem Schritt S206
eingeschaltet.
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Der
Zählwert
Cs wird bei einem Schritt S212 gelöscht, wenn die im Vorhergehenden
aufgelisteten Erfordernisse nicht erfüllt sind (ein negatives Ergebnis
bei dem Schritt S200). Selbst wenn die Erfordernisse nicht erfüllt sind,
wird jedoch der Zählwert
Cs nicht gelöscht,
wenn die Kraftstoffeinspritzmenge größer oder gleich einer vorbestimmten
Menge ist (ein positives Ergebnis bei einem Schritt S208) und der
Zustand, dass die Erfordernisse nicht erfüllt sind, für eine Zeitspanne, die kleiner
als eine vorbestimmte Zeit ist, gedauert hat (ein negatives Ergebnis
bei einem Schritt S210). Selbst wenn das Fahrzeug bergab fährt, wird
eine Kraftstoffeinspritzung aufgrund eines Gangwechsels temporär ausgeführt. Bei
einem solchen Fall wird der Zählwert
Cs aufrechterhalten, ohne gelöscht
zu werden.
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Wie
in dem Zeitdiagramm von 5 gezeigt ist, wird, wenn das
Fahrzeug zu einer Zeit t21 ein Bergabfahren startet, begonnen, die
Dauer des Bergabfahrens mit dem Bergab-Zähler zu messen. Wenn die gemessene
Zeit zu einer Zeit t22 die vorbestimmte Zeit erreicht, wird die
Bergab-Flag eingeschaltet. Wenn die ECU 70 bei dem Schritt
S100 von 3 basierend auf der Tatsache,
dass die Bergab-Flag EIN ist, bestimmt, dass das Fahrzeug bergab
fährt, dann
werden die Prozesse, die auf die PM-Beseitigungssteuerung bezogen sind,
und die Prozesse, die auf die Schwefelfreisetzungssteuerung bezogen sind,
aufgehoben, wie im Vorhergehenden beschrieben ist.
-
Das
Flussdiagramm von 6 zeigt eine Prozedur zum Ausschalten
der Bergab-Flag.
Die Folge von in dem Flussdiagramm von 6 gezeigten Prozessen
wird in vorbestimmten Intervallen durch die ECU 70 ausgeführt.
-
Ob
die Kraftstoffeinspritzmenge nicht kleiner als eine vorbestimmte
Menge ist, wird zuerst bei einem Schritt S300 bestimmt. Wenn die
Kraftstoffeinspritzmenge nicht kleiner als die vorbestimmte Menge
ist (ein positives Ergebnis bei dem Schritt S300), wird bestimmt,
dass das Fahrzeug nicht bergab fährt, und
ein Nicht-bergab-Zählwert
Cn wird bei einem Schritt S302 inkrementiert. Wenn die Prozedur
wiederholt ausgeführt
wird und der Zählwert
Cn einen vorbestimmten Wert erreicht (ein positives Ergebnis bei
einem Schritt S304), wird die Bergab-Flag bei einem Schritt S306
ausgeschaltet.
-
Der
Zählwert
Cn wird bei einem Schritt S310 gelöscht, wenn die Kraftstoffeinspritzmenge
unter der vorbestimmten Menge aufrechterhalten wird (ein negatives
Ergebnis bei dem Schritt S300) und dieser Zustand für eine vorbestimmte
Zeit oder länger
dauert (ein positives Ergebnis bei einem Schritt S308). D. h., selbst
wenn die Kraftstoffeinspritzmenge kleiner als die vorbestimmte Menge
ist, wird der Zählwert
Cn nicht gelöscht,
es sei denn, dass die Dauer kleiner als die vorbestimmte Zeit ist
(ein negatives Ergebnis bei dem Schritt S308). Selbst wenn das Fahrzeug
nicht bergab fährt,
kann die Kraftstoffabstellsteuerung aufgrund eines Betriebs der
Bremse ausgeführt
werden, oder die Kraftstoffeinspritzmenge kann wesentlich reduziert
werden. Bei einem solchen Fall wird der Zählwert Cn aufrechterhalten,
ohne gelöscht
zu werden.
-
Wie
in 5 gezeigt ist, wird, wenn das Fahrzeug zu einer
Zeit t23 das Bergabfahren stoppt, begonnen, die Dauer eines Nichtbergabfahrens
mit einem Nichtbergab-Zähler
zu messen. Wenn die gemessene Zeit zu einer Zeit t24 eine vorbestimmte Zeit
erreicht, wird die Bergab-Flag ausgeschaltet. Wenn die ECU 70 bei
dem Schritt S100 von 3 basierend auf der Tatsache,
dass die Bergab-Flag AUS ist, bestimmt, dass das Fahrzeug nicht
bergab fährt,
werden dann die aufgehobenen Prozesse unter der Bedingung, dass
die im Vorhergehenden aufgelisteten Wiederaufnahmeerfordernisse
erfüllt
sind (ein positives Ergebnis bei dem Schritt S104), bei dem Schritt
S106 wieder aufgenommen.
-
Das
im Vorhergehenden beschriebene Ausführungsbeispiel hat folgende
Vorteile.
- (1) Die ECU 70 bestimmt,
ob das Fahrzeug bergab fährt.
Wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug bergab fährt, werden die Prozesse, die
auf die PM-Beseitigungssteuerung
bezogen sind, und die Prozesse, die auf die Schwefelfreisetzungssteuerung
bezogen sind, aufgehoben. Wenn das Fahrzeug bergab fährt, werden
demgemäß die Prozesse
aufgehoben. Mit anderen Worten werden die Prozesse aufgehoben, wenn
die Motorlast reduziert wird und die Abgastemperatur demgemäß vermindert
wird und der relative Wind die Katalysatorbetttemperatur wesentlich
verringert und es daher äußerst wahrscheinlich
ist, dass die Abgasreinigungskatalysatoren deaktiviert werden. Unter Umständen, bei
denen eine Oxidation des Kraftstoffs unzureichend ist, wird daher
dem NOx-Speicher-Reduktionskatalysator 36a und dem
Filter 38a kein Kraftstoff zugeführt, und ungünstige Einflüsse, die
durch eine Kraftstoffzuführung
verursacht werden, werden zuverlässig
vermieden.
-
Es
ist ferner möglich,
die Katalysatorbetttemperatur direkt zu erfassen und eine Deaktivierung
der Abgasreinigungskatalysatoren basierend auf der Katalysatorbetttemperatur
zu bestimmen. Bei einer solchen Konfiguration wird jedoch, selbst
wenn die Kraftstoffzuführung
von dem Kraftstoffzugabeventil 68 aufgehoben wird, nachdem
ein Abfall der Katalysatorbetttemperatur erfasst wird, der Kraftstoff,
der bis dahin eingespritzt wurde, für eine bestimmte Zeitspanne
dem NOx-Speicher-Reduktionskatalysator 36a und
dem Filter 38a kontinuierlich zugeführt. Ein Abfall der Abgastemperatur
und selbst eine Deaktivierung der Abgasreinigungskatalysatoren aufgrund des
Temperaturabfalls werden im Gegensatz dazu bei diesem Ausführungsbeispiel
basierend auf dem Fahrzustand des Fahrzeugs vorhergesagt. Nachteile,
die durch Zugeben eines Kraftstoffs zu dem NOx-Speicher-Reduktionskatalysator 36a und
dem Filter 38a verursacht werden, wenn der Katalysator 36a und
das Filter 38a deaktiviert sind, werden daher vermieden.
- (2) Die ECU 70 bestimmt, dass das
Fahrzeug bergab fährt,
wenn die Kraftstoffabstellsteuerung ausgeführt wird. Wenn die Kraftstoffabstellsteuerung
ausgeführt
wird, werden daher die Nachteile zuverlässig vermieden. Mit anderen
Worten werden die Nachteile vermieden, wenn es keine Motorverbrennungswärme gibt und
die Katalysatorbetttemperatur demgemäß jäh abfällt und eine Wahrscheinlichkeit
besteht, dass die Katalysatoren verglichen mit dem Zustand, bei
dem der Motor leer läuft,
in einer kurzen Zeit deaktiviert werden.
- (3) Die Prozesse, die auf die PM-Beseitigungssteuerung bezogen
sind, und die Prozesse, die auf die Schwefelfreisetzungssteuerung
bezogen sind, werden nur dann aufgehoben, wenn eine vorbestimmte
Zeitspanne verstrichen ist, seitdem bestimmt wurde, dass das Fahrzeug
bergab fährt. Mit
anderen Worten werden die Prozesse nur dann aufgehoben, wenn eine
hohe Wahrscheinlichkeit besteht, dass die Abgasreinigungskatalysatoren
deaktiviert sind. Eine ausreichende Zeitspanne für die Prozesse wird daher bei
den meisten Fällen
erhalten, während
die Nachteile vermieden werden. Selbst wenn die Kraftstoffeinspritzmenge
während
eines Nichtbergabfahrens infolge eines Wechselns von Gängen oder
eines Betriebs der Bremse vorübergehend
gleich jener eines Bergabfahrens wird, wird ferner verhindert, dass
die ECU 70 fälschlicherweise
bestimmt, dass das Fahrzeug bergab fährt. D. h., die Bestimmungsgenauigkeit
der ECU 70 wird verbessert.
- (4) Wenn die Prozesse, die auf die PM-Beseitigungssteuerung
bezogen sind, und die Prozesse, die auf die Schwefelfreisetzungssteuerung
bezogen sind, basierend auf der Bestimmung der ECU 70,
dass das Fahrzeug bergab fährt,
aufgehoben werden, werden die Prozesse wieder aufgenommen, wenn
die ECU 70 bestimmt, dass bestimmt wird, dass das Fahrzeug
nicht bergab fährt.
Dies gewährleistet,
dass die Prozesse ausgeführt
werden, wenn das Fahrzeug ein Bergabfahren stoppt.
- (5) Die Prozesse, die auf die PM-Beseitigungssteuerung bezogen
sind, und die Prozesse, die auf die Schwefelfreisetzungssteuerung
bezogen sind, werden ferner nur dann wieder aufgenommen, wenn eine
vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist, seitdem bestimmt wurde,
dass das Fahrzeug nicht bergab fährt.
Die Prozesse werden daher wieder aufgenommen, wenn die Katalysatorbetttemperatur
erhöht
wurde, nachdem das Fahrzeug ein Bergabfahren stoppte. Die Prozesse werden
daher unter günstigen
Bedingungen wieder aufgenommen.
-
Eine
Abgasreinigungsvorrichtung für
einen Verbrennungsmotor in einem Fahrzeug gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden beschrieben.
-
Das
zweite Ausführungsbeispiel
unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel in der Art und
Weise, auf die die Prozesse, die auf die PM-Beseitigungssteuerung bezogen sind,
und die Prozesse, die auf die Schwefeifreisetzungssteuerung bezogen
sind, aufgehoben werden.
-
Das
Flussdiagramm von 7 zeigt eine Prozedur zum Aufheben
der Prozesse. Die Folge von in dem Flussdiagramm von 7 gezeigten
Prozessen wird in vorbestimmten Intervallen durch die ECU 70 ausgeführt. Da
Schritte S100 bis S106 von 7 die gleichen
wie die Schritte S100 bis S106 in dem in 3 gezeigten
Flussdiagramm gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
sind, sind die gleichen Ziffern für die Schritte von 7 verwendet,
und die Erklärungen
sind weggelassen.
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In
dem Flussdiagramm von 7 bestimmt die ECU 70 zuerst
bei dem Schritt S100, ob das Fahrzeug bergab fährt. Wenn die ECU 70 bestimmt,
dass das Fahrzeug bergab fährt
(ein positives Ergebnis bei dem Schritt S100), wird bei einem Schritt
S400 bestimmt, ob sich diese Bestimmung für eine vorbestimmte Zeitspanne
fortgesetzt hat. Ob die Bergab-Flag für die vorbestimmte Zeitspanne
ein war, wird insbesondere bestimmt.
-
Wenn
sich die Bestimmung, dass das Fahrzeug bergab fährt, nicht für die vorbestimmte
Zeitspanne fortgesetzt hat (ein negatives Ergebnis bei dem Schritt
S400), wird bei einem Schritt S402 bestimmt, ob die Abgasreinigungskatalysatoren
deaktiviert sind (Deaktivierungsbestimmung).
-
Wenn
bestimmt wird, dass die Abgasreinigungskatalysatoren nicht deaktiviert
sind (ein negatives Ergebnis bei einem Schritt S404), werden die Prozesse,
die auf die PM-Beseitigungssteuerung bezogen sind, und der Prozess,
der auf die Schwefelfreisetzungssteuerung bezogen ist, nicht aufgehoben,
sondern fortgesetzt.
-
Wenn
bestimmt wird, dass die Abgasreinigungskatalysatoren deaktiviert
sind (ein positives Ergebnis bei dem Schritt S404), werden andererseits die
Prozesse bei dem Schritt S102 auf die im Vorhergehenden beschriebene
Art und Weise aufgehoben.
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Wenn
die Prozedur wiederholt ausgeführt wird
und die Dauer des Ein-Zustands der Bergab-Flag die vorbestimmte
Zeitspanne erreicht (ein positives Ergebnis bei dem Schritt S400),
werden danach die Prozesse bei dem Schritt S102 aufgehoben, ohne
die Deaktivierung zu bestimmen.
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Eine
spezifische Prozedur der Deaktivierungsbestimmung wird im Folgenden
unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 8 beschrieben.
Die Folge von in dem Flussdiagramm von 8 gezeigten
Prozessen wird in vorbestimmten Intervallen durch die ECU 70 ausgeführt.
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Ob
eine Abgastemperatur Ti, die durch den ersten Abgastemperatursensor 44 erfasst
wird, größer oder
gleich einem vorbestimmten Wert ist, wird zuerst bei einem Schritt
S500 bestimmt. Es wird insbesondere bestimmt, dass die Prozesse,
die auf die PM-Beseitigungssteuerung bezogen sind, und die Prozesse,
die auf die Schwefelfreisetzungssteuerung bezogen sind, aktuell
ausgeführt
werden, wenn die Abgastemperatur Ti größer oder gleich dem vorbestimmten
Wert ist.
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Wenn
die Prozesse aktuell nicht ausgeführt werden (ein negatives Ergebnis
bei dem Schritt S500), wird bestimmt, dass die Abgasreinigungskatalysatoren
nicht deaktiviert sind.
-
Wenn
die Prozesse aktuell ausgeführt
werden (ein positives Ergebnis bei dem Schritt S500), wird andererseits
bei einem Schritt S502 bestimmt, ob die Differenz (Ti-Tb) zwischen der
Abgastemperatur Ti und einer Bezugstemperatur Tb, die basierend auf
dem Motorbetriebszustand berechnet wird, für eine vorbestimmte Zeitspanne
kleiner als ein vorbestimmter Wert ? war.
-
Die
Temperatur Ti wird als eine Anzeige der Betttemperatur des NOx-Speicher-Reduktionskatalysators 36a verwendet.
Die Katalysatorbetttemperatur in einem Zustand, bei dem dem Abgas
kein Kraftstoff zugegeben wird, oder in einem Zustand, bei dem keine
Prozedur zum Erhöhen
der Katalysatorbetttemperatur ausgeführt wird, wird als die Bezugstemperatur Tb
verwendet. Die Bezugstemperatur Tb wird insbesondere basierend auf
dem Motorbetriebszustand, oder der Motordrehgeschwindigkeit NE und
der Kraftstoffeinspritzmenge, die hoch mit der Abgastemperatur korreliert
sind, aufeinanderfolgend berechnet.
-
Wenn
die Temperaturdifferenz für
die vorbestimmte Zeitspanne kleiner als der vorbestimmte Wert ?
war (ein positives Ergebnis bei dem Schritt S502), wird bestimmt,
dass, selbst wenn ein Kraftstoff dem Abgas zugegeben wird, um die
Katalysatorbetttemperatur zu erhöhen,
die Abgastemperatur Ti, wie bei einem Fall, bei dem wenig Kraftstoff
verbrannt wird, niedrig ist. D. h., es wird bestimmt, dass die Betttemperatur
des NOx-Speicher-Reduktionskatalysators 36a vermindert
ist. In diesem Fall wird bei einem Schritt S504 bestimmt, dass die
Abgasreinigungskatalysatoren deaktiviert sind.
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Wenn
die Temperaturdifferenz größer oder gleich
dem vorbestimmten Wert ? ist oder wenn die Temperaturdifferenz für eine kürzere Zeitspanne
als die vorbestimmte Zeitspanne kleiner als der vorbestimmte Wert
? war (ein negatives Ergebnis bei dem Schritt S502), wird andererseits
nicht bestimmt, dass die Abgasreinigungskatalysatoren deaktiviert
sind.
-
Bei
diesem Ausführungsbeispiel
wird, wenn die Dauer des EIN-Zustands der Bergab-Flag kurz ist (von
einer Zeit t31 bis zu einer Zeit t32, die in dem Zeitdiagramm von 9 gezeigt sind), d. h., wenn das Fahrzeug
für eine
kurze Zeit bergab gefahren ist und es unwahrscheinlich ist, dass
die Abgasreinigungskatalysatoren deaktiviert sind, die im Vorhergehenden
beschriebene Deaktivierungsbestimmung ausgeführt. Wenn nicht bestimmt wird,
dass die Abgasreinigungskatalysatoren deaktiviert sind, werden die
Prozesse, die auf die PM-Beseitigungssteuerung bezogen sind, und
die Prozesse, die auf die Schwefelfreisetzungssteuerung bezogen
sind, fortgesetzt. Die Zeit zum Ausführen der Prozesse wird maximiert.
-
Wenn
die ECU 70 bestimmt, dass die Abgasreinigungskatalysatoren
während
der Ausführung
der Prozesse deaktiviert sind (Zeit t32), oder wenn die Dauer des
Bergabfahrens eine vorbestimmte Zeit überschreitet und es äußerst wahrscheinlich
ist, dass die Abgasreinigungskatalysatoren deaktiviert sind (Zeit
t33), werden andererseits die Prozesse, die ausgeführt werden,
aufgehoben. Im Vorhergehenden beschriebene Nachteile werden daher
vermieden.
-
Die
dargestellten Ausführungsbeispiele
können
wie folgt modifiziert sein.
-
Bei
dem zweiten Ausführungsbeispiel
können
die Prozesse, die auf eine Bestimmung einer Deaktivierung bezogen
sind, geändert
sein. Während die
Prozesse, die auf die PM-Beseitigungssteuerung bezogen sind, und
die Prozesse, die auf die Schwefelfreisetzungssteuerung bezogen
sind, ausgeführt werden,
kann beispielsweise bestimmt werden, dass die Abgasreinigungskatalysatoren
deaktiviert sind, wenn die Differenz (To-Ti) zwischen der Abgastemperatur
Ti, die durch den ersten Abgastemperatursensor 44 erfasst
wird, und einer Abgastemperatur To, die durch den zweiten Abgastemperatursensor 46 erfasst
wird, größer als
ein vorbestimmter Wert ist. In diesem Fall wird ein Zustand erfasst,
in dem die Betttemperatur des NOx-Speicher-Reduktionskatalysators 36a niedrig
ist und die Betttemperatur des Katalysators an dem Filter 38a hoch
ist, mit anderen Worten, ein Kraftstoff, der durch das Kraftstoffzugabeventil 68 zugegeben
wird, wird nicht in dem NOx-Speicher-Reduktionskatalysator 36a verbrannt, sondern
wird in dem Filter 38a verbrannt. Es wird demgemäß bestimmt,
dass der NOx-Speicher-Reduktionskatalysator 36a deaktiviert
ist.
-
Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel beinhalten
die Erfordernisse zum Bestimmen, dass das Fahrzeug bergab fährt, dass
die Kraftstoffabstellsteuerung ausgeführt wird. Es kann stattdessen
bestimmt werden, dass das Fahrzeug bergab fährt, wenn die Kraftstoffeinspritzmenge
des Motors kleiner oder gleich einer vorbestimmten Menge ist. Ein
Neigungssensor kann alternativ an dem Fahrzeug angebracht sein,
und es kann bestimmt werden, dass das Fahrzeug bergab fährt, wenn
der Neigungssensor erfasst, dass der vordere Abschnitt des Fahrzeugs niedriger
als der hintere Abschnitt ist.
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Bei
den dargestellten Ausführungsbeispielen werden
die Prozesse, die auf die PM-Beseitigungssteuerung bezogen sind,
und die Prozesse, die auf die Schwefelfreisetzungssteuerung bezogen
sind, nur dann aufgehoben, wenn eine vorbestimmte Zeitspanne verstrichen
ist, seitdem bestimmt wurde, dass das Fahrzeug bergab fährt. Die
vorbestimmte Zeitspanne kann basierend auf der Motorlast und der Fahrzeuggeschwindigkeit
GSW variiert werden. Sie kann insbesondere konfiguriert sein, dass,
je niedriger die Motorlast oder je höher die Fahrzeuggeschwindigkeit
GSW ist, desto kürzer
die vorbestimmte Zeitspanne eingestellt wird. Selbst wenn das Fahrzeug
bergab fährt,
variiert die Rate einer Verringerung der Katalysatorbetttemperatur
abhängig
von der Motorlast (der Abgastemperatur) und der Fahrzeuggeschwindigkeit
GSW (dem relativen Wind). Gemäß der Konfiguration
dieser Modifikation wird jedoch die vorbestimmte Zeitspanne gemäß der Rate
der Verringerung der Katalysatorbetttemperatur eingestellt. Die
im Vorhergehenden beschriebenen Nachteile werden daher zuverlässig vermieden.
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Die
Prozesse, die auf die PM-Beseitigungssteuerung bezogen sind, und
die Prozesse, die auf die Schwefelfreisetzungssteuerung bezogen
sind, können
aufgehoben werden, wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug bergab
fährt.
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Bei
den dargestellten Ausführungsbeispielen können, wenn
die ECU 70 bestimmt, dass das Fahrzeug nicht bergab fährt, die
Prozesse, die auf die PM-Beseitigungssteuerung
bezogen sind, und die Prozesse, die auf die Schwefelfreisetzungssteuerung bezogen
sind, die basierend auf der Bestimmung, dass das Fahrzeug bergab
fährt,
aufgehoben wurden, wieder aufgenommen werden, selbst wenn die Wiederaufnahmeerfordernisse
nicht erfüllt
sind. Diese Konfiguration erlaubt ferner, dass die im vorhergehenden
beschriebenen Nachteile vermieden werden, wenn das Fahrzeug bergab
fährt.
-
Wenn
bestimmt wird, dass das Fahrzeug bergab fährt, können einer bis drei Prozesse
von der ersten Heizsteuerung und der zweiten Heizsteuerung, die
auf die PM-Beseitigungssteuerung
bezogen sind, und der Schwefelheizsteuerung und der Verminderungssteuerung
für ein
Luft-Kraftstoff-Verhältnis,
die auf die Schwefelfreisetzungssteuerung bezogen sind, selektiv
aufgehoben werden. Da eine verhältnismäßig große Kraftstoffmenge
bei der zweiten Heizsteuerung durch das Kraftstoffzugabeventil 68 dem
Abgas zugegeben wird, macht eine Zugabe eines Kraftstoffs zu den
Abgasreinigungskatalysatoren in dem deaktivierten Zustand die Nachteile
merklich. Um die Nachteile, die mit der Ausführung der zweiten Heizsteuerung
einhergehen, zu beseitigen, wird daher zumindest die zweite Heizsteuerung
vorzugsweise aufgehoben, wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug bergab
fährt.
-
Wenn
bestimmt wird, dass das Fahrzeug nicht bergab fährt, können ferner einer bis drei
Prozesse von der ersten Heizsteuerung und der zweiten Heizsteuerung,
die auf die PM-Beseitigungssteuerung bezogen sind, und der Schwefelheizsteuerung und
der Verminderungssteuerung für
ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis,
die auf die Schwefelfreisetzungssteuerung bezogen sind, selektiv
wieder aufgenommen werden. Wenn die zweite Heizsteuerung aufgehoben
ist, verbleiben Feststoffpartikel an der strömungsmäßig vorderen Endfläche des
NOx-Speicher-Reduktionskatalysators 36a. Wenn übermäßig, verursacht
die angehäufte
Menge an Feststoffpartikeln eine Belegung des NOx-Speicher-Reduktionskatalysators 36a.
Wenn die übermäßige angehäufte Menge
an Feststoffpartikeln auf einmal verbrannt wird, wird ferner die
Katalysatorbetttemperatur übermäßig erhöht. Um Feststoffpartikel
zuverlässig
zu beseitigen, wird zumindest die zweite Heizsteuerung vorzugsweise
wieder aufgenommen, wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug nicht
bergab fährt.
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Der
Schritt S106 von 3 und 7 kann weggelassen
sein. D. h., es kann konfiguriert sein, dass die Prozesse, die auf
die PM-Beseitigungssteuerung bezogen sind, und die Prozesse, die
auf die Schwefelfreisetzungssteuerung bezogen sind, nicht wieder
aufgenommen werden, selbst wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug
nicht bergab fährt.
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Die
Abgasreinigungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann auf einen
Verbrennungsmotor mit einer anderen Konfiguration als jener, die
in 1 gezeigt ist, angewandt sein. D. h., die vorliegende
Erfindung kann hinsichtlich eines oder einer der im Vorhergehenden
dargestellten Ausführungsbeispiele
oder Formen, die gemäß den Ausführungsbeispielen
sind, auf einen beliebigen Typ einer Abgasreinigungsvorrichtung
für einen
Verbrennungsmotor in einem Fahrzeug angewandt sein, solange die
Vorrichtung einen Regenerationssteuerungsabschnitt hat, der eine
Heizsteuerung durchführt,
um Abgasreinigungskatalysatoren einen Kraftstoff zuzuführen, um
die Katalysatorbetttemperatur zu erhöhen, wodurch die Katalysatoren
regeneriert werden.