DE69625823T2

DE69625823T2 - Abgaskontrollvorrichtung für brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE69625823T2
Application number: DE69625823T
Authority: DE
Inventors: Kouhei Igarashi; Takaaki Itou; Yukio Kinugasa
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1995-10-30
Filing date: 1996-10-30
Publication date: 2003-09-04
Anticipated expiration: 2016-10-31
Also published as: EP0859132B1; JP3106502B2; WO1997016632A1; KR100287049B1; EP0859132A4; EP0859132A1; KR19990066960A; US6032461A; DE69625823D1

Description

Technisches Feld

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor oder insbesondere auf ein Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor, in dem eine giftige Gaskomponente im Abgas eingefangen, gespeichert und regelmäßig entfernt wird.

Technischer Hintergrund

Verschiedene Arten von Abgasreinigungssystemen zum Reinigen des von einem Verbrennungsmotor emittierten Abgases werden gemäß den Eigenschaften des Abgases verwendet und viele von diesen fangen eine giftige Komponente ein, die in dem Abgas enthalten ist und erfordern zu angemessenen Zeitintervallen einen Regenerationsprozess.
Zum Beispiel ein Abgasreinigungssystem für einen Benzinmotor oder besonders für einen Benzinmotor, der, mit Ausnahme von Beschleunigungszeiten oder dergleichen für die meiste Fahrzeit magere Verbrennung ausführt, das Stickstoffoxid während der mageren Verbrennungsperiode absorbiert und das absorbierte Stickstoffoxid während der kurzen fetten Verbrennungsperiode freisetzt, wurde schon vorgeschlagen (Verweis auf die internationale Veröffentlichung Nr. WO93/07363)
Das vorstehend erwähnte Abgasreinigungssystem absorbiert Stickstoffoxid, das im Abgas enthalten ist, in einem im Abgasreinigungssystem eingegliederten Absorptionsmittel, während der Magerverbrennungsperiode, die den größten Teil der Laufzeit ausmacht und führt einen Regenerationsprozess durch Erhöhung einer Kraftstoffmenge, um das Luft- Kraftstoffverhältnis fett zu machen, durch, der das Stickstoffoxid von dem Absorptionsmittel freisetzt, wenn bestimmt wird, dass das Absorptionsvermögen sich verschlechtert hat. Es ist zu beachten, dass während des Regenerationsprozesses freigesetztes Stickstoffoxid nicht direkt in die Luft emittiert wird, weil es im Abgas mit fettem Luft-Kraftstoffverhältnis durch unverbrannten Kohlenwasserstoff und Kohlenmonoxid desoxidiert und zu Stickstoffgas, Kohlendioxid und Wasser umgewandelt wird. Das während des Regenerationsprozesses freigesetzte Stickstoffoxid wird durch unverbrannten Kohlenwasserstoff im Abgas, dessen Luft-Kraftstoffverhältnis fett ist, desoxidiert und damit in Stickstoffgas, Kohlendioxid und Wasser umgewandelt. Deshalb wird das Stickstoffoxid nicht in die Luft emittiert.
Jedoch wenn das verbleibende Absorptionsvermögen des Absorptionsmittels beurteilt wird, aufgrund des integrierten Werts des Produkts der Ansaugluftdurchflussrate, die proportional zur Menge des Stickstoffdioxids im Abgas und der Motorlast ist oder auf eine stärker vereinfachendere Weise, aufgrund des integrierten Wertes der Motorgeschwindigkeit, und ein Regenerationsprozess ausgeführt wird, wenn bestimmt wird, dass das verbleibende Absorptionsvermögen unter ein festgesetztes Niveau absinkt ist es nicht vermeidbar, dass das Stickstoffoxid abhängig von der Abgastemperatur in die Luft emittiert wird.
Weil sich das Luft-Kraftstoffverhältnis im Absorptionsmittel vom mageren Zustand zum fetten Zustand nach und nach ändert, wenn das Luft-Kraftstoffverhältnis vom mageren Zustand in den fetten Zustand gesteuert wird, wird Stickstoffoxid nicht vollständig desoxidiert und neigt dazu in die Luft emittiert zu werden, bevor das gegenwärtige Luft-Kraftstoffverhältnis vollständig in den fetten Zustand verlegt wurde.
Jedoch ist es bekannt, dass die Ausstoßmenge des Stickstoffoxids, wenn das Luft-Kraftstoffverhältnis von fett auf mager umgestellt wird, hauptsächlich von der Temperatur des Absorptionsmittels abhängt und fast Null wird, wenn die Temperatur des Absorptionsmittels niedriger als 200ºC ist.
Deshalb hat der vorliegende Anmelder schon vorgeschlagen, den Regenerationsprozess solange zu stoppen, wie das Absorptionsmittel ein Restabsorptionsvermögen hat, wenn die Temperatur des Absorptionsmittels (oder des Abgases) über die Temperatur ansteigt, bei der der Regenerationsprozess zugelassen ist.
Jedoch ist der Regenerationsprozess des Abgasreinigungssystems beruhend auf der aktuellen Temperatur des Absorptionsmittels nicht immer optimal.
Selbst wenn nämlich der Regenerationszeitpunkt des Abgasreinigungssystems aufgrund der aktuellen Temperatur des Abgases gesteuert wird, zusätzlich zu dem intergrierten Wert der Motorgeschwindigkeit, neigt das Stickstoffoxid dazu, in die Luft emittiert zu werden, wenn die Abgastemperatur plötzlich ansteigt, während das Abgasreinigungssystem sich regeneriert, und wenn die Abgastemperatur die Temperatur wird, bei der der Regenerationsprozess zugelassen wird, während das Stickstoffoxid absorbiert wird, kann der Kraftstoffverbrauch in unnötiger Weise ansteigen, um das Luft-Kraftstoffverhältnis anzureichern.
Andererseits wird in einem Abgasreinigungssystem für einen Dieselmotor, der Partikelfilter davon zum Einfangen von Partikeln (Kohlenstoffpartikel), die im Abgas enthalten sind, regelmäßig regeneriert, wie vorgeschlagen wurde (Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 1-3318715).
Für den Dieselmotor wird nämlich ein Partikelfilter in das Abgassystem eingebaut, um die Partikel vom Abgas zu entfernen, bevor das Gas in die Atmosphäre emittiert wird. Weil das Einfangvermögen des Partikelfilters begrenzt ist, ist es notwendig, die Partikel zu angemessenen Zeiten zu entfernen.
Deshalb schlägt das vorstehend beschriebene Abgasreinigungssystem nicht nur vor, das spontane Abbrennen der Partikel durch Hinzufügen eines Katalysators im Partikelfilter, sondern auch das Abbrennen der Partikel zu fördern durch Fortsetzen der Reaktion zwischen den Partikeln und dem Stickstoffdioxid, das aus Stickstoffmonoxid umgewandelt wurde durch einen stromaufwärts des Partikelfilters installierten Oxidationskatalysator, wenn die Abgastemperatur nicht so hoch ist.
Weil jedoch die Umwandlung von Stickstoffmonoxid in Stickstoffdioxid durch den Oxidationskatalysator erfordert, dass die Abgastemperatur innerhalb eines vorherbestimmten Bereichs liegt, können die Partikel nicht abgebrannt werden, wenn die Abgastemperatur außerhalb des vorherbestimmten Bereichs liegt.
Deswegen wurde vorgeschlagen, das Abbrennen der Partikel durch Anheben der Abgastemperatur in den vorherbestimmten Temperaturbereich zu fördern durch Heizen mit einem Leichtölbrenner oder einem elektrischen Heizer, durch Schließen der Ansaugluft oder durch Kombinieren des vorstehenden, wenn aufgrund der Drehzahl und der Last des Dieselmotors bestimmt ist, dass die Abgastemperatur außerhalb des vorherbestimmten Bereichs ist.
Nichts desto weniger, wenn die Abgastemperatur sich in den vorherbestimmten Bereich verlagert und es möglich wird, die Partikel ohne Beheizen durch den Leichtölbrenner oder dergleichen zu entfernen, nachdem bestimmt wurde, dass das Heizen mit dem Leichtölbrenner oder dergleichen notwendig ist, weil die Abgastemperatur außerhalb des vorherbestimmten Bereichs ist, hat sich durch das unnötige Beheizen die Kraftstoffverbrauchsrate unvermeidlich verschlechtert.

Offenbarung der Erfindung

Demgemäß ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor zu schaffen, das durch Vorhersagen eines zukünftigen Zustands des Abgases gemäß einer Information, die von einem Navigationssystem oder dergleichen eingebracht wurde, optimal einen Regenerationsprozess ausführen kann, ohne die Kraftstoffverbrauchsrate zu verschlechtern.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Abgasreinigungssystem gemäß dem Patentanspruch 1.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Aufbauschema eines Ausführungsbeispiels eines Abgasreinigungssystems für einen Benzinmotor gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist ein Flussdiagramm einer Planungsprozedur für ein Abgasreinigungssystem für einen Benzinmotor.
Fig. 3 ist ein Flussdiagramm einer Regenerationsprozesszeitpunktsbestimmungsprozedur.
Fig. 4 ist ein Flussdiagramm einer Regenerationsprozesssprozedur.
Fig. 5 ist ein Flussdiagramm einer Regenerationsausführungsprozedur.
Fig. 6 ist ein Flussdiagramm einer Kraftstoffeinspritzprozedur.
Fig. 7 ist eine Darstellung zur Erläuterung der Auswirkungen der Erfindung.
Fig. 8 ist ein Aufbauschema, das ein Ausführungsbeispiel eines Abgasreinigungssystems für einen Dieselmotor gemäß der Erfindung zeigt.
Fig. 9 ist ein Diagramm das einen Arbeitsbereich zur Partikelentfernung zeigt.
Fig. 10 ist ein Flussdiagramm einer Planungsprozedur für ein Abgasreinigungssystem eines Dieselmotors.
Fig. 11 ist ein Flussdiagramm einer zweiten RegenerationsprozessPlanungsprozedur.
Fig. 12 ist ein Flussdiagramm einer zweiten Regenerationsausführungsprozedur.
Fig. 13 ist eine Darstellung zur Erläuterung der Auswirkungen in dem Fall wo das Abgasreinigungssystem ein Partikelfilter ist.

Beste Ausführungsart der Erfindung

Fig. 1 ist ein Aufbauschema gemäß der vorliegenden Erfindung, die auf einen Benzinmotor angewendet wird. Für den Benzinmotor 10 wird Ansaugluft durch einen Luftreiniger 111, ein Ansaugrohr 112, einen Ausgleichsbehälter 113, ein Abzweigrohr 114 und ein Ansaugventil 115 zugeführt.
Ein Drosselventil 116 ist in dem Ansaugrohr 112 montiert, um die Menge der Ansaugluft, die zum Benzinmotor 10 zugeführt wird, zu steuern. Außerdem ist ein Kraftstoffeinspritzventil 117 im Abzweigrohr 114 installiert, um den Kraftstoff in die Ansaugluft einzuspritzen.
Das zu einer Brennkammer 101 zugeführte Gemisch wird durch das Ansteigen des Kolbens 102, während der Kolben 102 sich nach oben bewegt, komprimiert und durch eine Zündkerze 103 gezündet, um nahe des oberen Totpunktes verbrannt zu werden, so dass der Kolben 102 nach unten bewegt wird, um eine Antriebskraft zu erzeugen.
Nach der Verbrennung wird das Abgas zu einer Abgasreinigungseinheit 124 durch ein Abgasventil 121, einen Abgaskrümmer 122 und ein Abgasrohr 123 zugeführt, so dass es in der Reinigungseinheit 124 gereinigt wird.
Die Abgasreinigungseinheit 124 enthält ein Stickstoffoxidabsorptionsmittel 125. Wenn die Menge des Restsauerstoffs im Abgas gering ist, wird das Stickstoffoxid absorbiert, während, wenn die Menge des Restsauerstoffs im Abgas groß ist, das absorbierte Stickstoffoxid freigesetzt wird.
Diese Abgasreinigungseinheit 124 wird durch eine Steuerungseinheit 13 gesteuert, die ein Mikrocomputersystem ist. Die Steuerungseinheit 13 besteht nicht nur aus einem Bus 131 sondern auch einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) 132, einem Speicher 133, einer Eingabeschnittstelle 134 und einer Ausgabeschnittstelle 135.
Mit der Eingabeschnittstelle 134 sind ein Drosselöffnungssensor 137, der die Öffnung des Drosselventils 116 erfasst, ein Ansaugluftdrucksensor 137, der den Druck im Ausgleichsbehälter 113 erfasst, ein Kurbelwinkelsensor 138, der die Drehzahl des Benzinmotors 19 erfasst und ein Absorptionsmitteltemperatursensor 139, der die Temperatur des in der Abgasreinigungseinheit 124 enthaltenen Absorptionsmittels 125 erfasst, verbunden.
Weiterhin ist außerdem zumindest eines von einem Fahrzeugnavigationssystem 141 und einem Fahrzeuginformations- und Kommunikationssystemempfänger 142 mit der Eingangsschnittstelle verbunden und die Information zu Fahrzuständen, die von dem Fahrzeugnavigationssystem 141 und dem Fahrzeuginformations- und Kommunikationssystemempfänger 142 erhalten werden, wird in die Steuerungseinheit 13 eingebracht.
Mit der Ausgangsschnittstelle 135 sind die Zündkerze 103 und das Kraftstoffeinspritzventil 117 verbunden und werden durch eine Zündbefehls- und eine Kraftstoffeinspritzventilöffnungsbefehlsausgabe von der Steuerungseinheit 13 gesteuert.
Fig. 2 ist ein Flussdiagramm einer Planungsprozedur, die in der Steuerungseinheit 13 ausgeführt wird, bevor das Fahrzeug zu fahren beginnt und Streckeninformationen, die durch das Fahrzeugnavigationssystem 141 wie zum Beispiel eine Fahrentfernung, eine Straßenart (Schnellstraße oder Normalstraße), eine Fahrhöhe, usw., herausgefunden wird, wird bei Schritt 21 eingebracht.
Eine Verkehrsstauvorhersage, Verkehrssteuerungsinformation, usw., die durch den Fahrzeuginformations- und Kommunikationssystemempfänger 142 empfangen werden, werden bei Schritt 22 eingebracht.
Bei Schritt 23 wird die Strecke zum Reiseziel in imax Abschnitte gemäß der Information und der Verkehrsstauvorhersage eingeteilt und dann werden für jeden Fahrabschnitt i (1 ≤ i ≤ imax) eine Fahrentfernung D(i), eine Fahrgeschwindigkeit S(i), eine Last des Benzinmotors L(i), eine Menge des erzeugten Stickstoffoxids C(i), eine Temperatur des Absorptionsmittels T(i), usw. vorhergesagt.
Um für alle Fahrabschnitte den Regenerationszeitpunkt des Abgasreinigungssystems zu bestimmen, wird bei Schritt 24 ein Fahrabschnittsindex is als der Ausgangswert auf "1" festgesetzt und die Regenerationsprozessplanungsprozedur für das Abgasreinigungssystem wird bei Schritt 25 ausgeführt, um die Prozedur zu beenden.
Um den Regenerationszeitpunkt des Abgasreinigungssystems für alle Fahrabschnitte zu bestimmen, wird in Schritt 24 ein Fahrabschnittsindex is auf "1" als der Ausgangswert festgesetzt und die Regenerationsprozessplanungsprozedur für das Abgasreinigungssystem wird bei Schritt 25 ausgeführt, um die Prozedur zu beenden.
Fig. 3 ist ein Flussdiagramm der Regenerationsprozesszeitpunktsbestimmungsprozedur, die bei Schritt 25 ausgeführt wird. Die Menge an Stickstoffoxid C(is), die vorhergesagt wird, im Fahrabschnitt "is" erzeugt zu werden, wird zu der Menge von Stickstoffoxid Q, die durch das Abgasreinigungssystem, das in dem vorherigen Fahrabschnitt oft gelaufen ist, absorbiert wird, addiert, um die Menge des durch das Abgasreinigungssystem nach Fahren im Fahrabschnitt "is" absorbiertem Stickstoffoxids Q zu bestimmen.
Es wird bestimmt, ob die Menge von Stickstoffoxid Q nach Fahren durch Abschnitt "is" größer ist als eine minimale Absorptionsmenge Qmin (zum Beispiel, 10%) oder nicht.
Wenn die Bestimmung bei Schritt 252 negativ ist, das heißt wenn bestimmt wird, dass Stickstoffoxid nicht im Abgasreinigungssystem absorbiert wurde, schreitet die Steuerung zu Schritt 253 fort, wo die Regenerationsprozessmarke R (is) für den Fahrabschnitt "is" auf "0" gesetzt wird, weil der Regenerationsprozess für den Fahrabschnitt "is" nicht erforderlich ist.
Wenn die Bestimmung bei Schritt 252 bejahend ist, das heißt wenn bestimmt wird, dass Stickstoffoxid in dem Abgasreinigungssystem absorbiert wird, schreitet die Steuerung zu Schritt 254 fort, wo bestimmt wird, ob die Absorptionsmitteltemperatur T (is) für den Fahrabschnitt "is" geringer ist als die Temperatur Tallow, bei der der Regenerationsprozess erlaubt ist, oder nicht.
Der Grund warum die Bestimmung durchgeführt wird, ist, dass Stickstoffoxid dazu neigt, durch den Regenerationsprozess in die Luft emittiert zu werden, wenn die Absorptionsmitteltemperatur über die Temperatur Tallow ansteigt, bei der der Regenerationsprozess erlaubt ist, obwohl es notwendig ist, dass die Absorptionsmitteltemperatur höher ist als die Aktivierungstemperatur, wie vorstehend beschrieben wurde.
Wenn die Bestimmung bei Schritt 254 negativ ist, weil vorhergesagt wird, dass die Absorptionsmitteltemperatur T(is) für den Fahrabschnitt über der Temperatur ist, bei der der Regenerationsprozess erlaubt ist, schreitet die Steuerung zu Schritt 255 fort, bei dem bestimmt wird, ob die Menge des Stickstoffoxids, das nach der Fahrt im Fahrabschnitt "is" absorbiert wurde, größer ist als eine maximale Absorptionsmenge Qmax (zum Beispiel 70%) oder nicht.
Wenn die Bestimmung bei Schritt 255 negativ ist, das heißt, wenn das Absorptionsvermögen einen Überschuss hat, schreitet die Steuerung zu Schritt 253 fort, da der Regenerationsprozess nicht ausgeführt wird.
Wenn die Bestimmung bei Schritt 255 bejahend ist, das heißt, wenn die Menge des Stickstoffoxids Q nach Beenden der Fahrt des Fahrtabschnitts "is" die maximale Absorptionsmenge Qmax überschreitet und wenn die Bestimmung bei Schritt 254 bejahend ist, das heißt, wenn der Regenerationsprozess für den Fahrabschnitt "is" erlaubt ist, dann schreitet die Steuerung zu Schritt 256 fort, um die Regenerationsprozessmarke R (is) für den Fahrtabschnitt "is" auf 1 zu setzen und die Menge des Stickstoffoxids Q zurückzusetzen.
Nach Beenden der Verarbeitung bei den Schritten 253 und 256 wird bei Schritt 257 bestimmt, ob der Fahrtabschnittindex is den Maximumwert imax erreicht hat oder nicht und die Steuerung springt auf Schritt 251 zurück nachdem der Abschnittsindex bei Schritt 285 erhöht wurde, wenn die Bestimmung bei Schritt 257 negativ ist. Es ist zu beachten, dass wenn die Bestimmung bei Schritt 257 bejahend ist, diese Prozedur unmittelbar beendet wird.
Fig. 4 ist ein Flussdiagramm der Regenerationsprozessprozedur, die ausgeführt wird, nachdem das Fahrzeug zu fahren beginnt und diese Prozedur wird jedes vorherbestimmte Zeitintervall als Unterbrechungsprozedur ausgeführt.
Nachdem das Fahrzeug zu fahren beginnt, wird bei Schritt 41 die gegenwärtige Fahrdistanz Dr ausgelesen, zum Beispiel aus dem Tageskilometerzähler und es wird bestimmt, ob die gegenwärtige Fahrtentfernung größer ist als die vorherbestimmte Fahrtentfernung Ds (it) bis zu dem Abschnitt it, oder nicht. Es ist zu beachten, dass der Fahrabschnitt it und die vorhergesagte Fahrtentfernung Ds in der Initialisierungsprozedur, die nicht gezeigt ist, auf "0" gesetzt sind.
Wenn die Bestimmung bei Schritt 42 bejahend ist, das heißt wenn der Fahrtabschnitt it vollständig zurückgelegt wurde, schreitet die Steuerung zu Schritt 44 fort, nachdem die vorhergesagte Entfernung Ds mit folgender Gleichung erneuert wird und der Abschnittsindex it wird bei Schritt 43 erhöht.
Ds ← Ds + D(it)
it ← it + 1
Es ist zu beachten, dass wenn die Bestimmung bei Schritt 42 negativ ist, die Steuerung direkt zu Schritt 44 fortschreitet.
Es wird bei Schritt 44 bestimmt, ob die Regenerationsausführungsmarke R (it) für den Fahrtabschnitt it "1" ist, oder nicht. Wenn die Bestimmung bei Schritt 44 negativ ist, das heißt, wenn das Fahrzeug im Fahrtabschnitt fährt, für den der Regenerationsprozess nicht ausgeführt wird, schreitet die Steuerung zu Schritt 48 fort, nachdem der Luft-Kraftstoffverhältniskorrekturkoeffizient K auf einen Wert KL weniger als "1,0" (zum Beispiel "0,7") gesetzt wird, um die magere Verbrennung auszuführen und die Verbrennungszustandsmarke XF auf "0" gesetzt wird, die anzeigt, dass magere Verbrennung ausgeführt wird.
Wenn die Bestimmung bei Schritt 44 bejahend ist, das heißt wenn das Fahrzeug in dem Abschnitt, für den der Regenerationsprozess ausgeführt wird, fährt, schreitet die Steuerung, nachdem bei Schritt 47 der Regenerationsprozess ausgeführt wurde, zu Schritt 48 fort.
Es wird bestimmt, ob das Fahrzeug sich in Übereinstimmung mit der vorhergesagten Planung bewegt oder nicht.
Diese Bestimmung kann durchgeführt werden, durch Bestimmen, ob die gegenwärtigen Werte der Geschwindigkeit, der Last des Benzinmotors (zum Beispiel der Ansaugkrümmerdruck) und die Absorptionsmitteltemperatur mit den entsprechenden vorhergesagten Werten innerhalb der vorherbestimmten Grenzen übereinstimmen oder nicht.
Wenn die Bestimmung bei Schritt 48 negativ ist, das heißt wenn das Fahrzeug nicht gemäß der Planung fährt, wird die Prozedur beendet, nachdem die in Fig. 3 gezeigte Planungsprozedur wieder bei Schritt 49 ausgeführt wird. Wenn die Bestimmung bei Schritt 48 bejahend ist, das heißt, wenn das Fahrzeug gemäß dem Planung fährt, wird diese Prozedur unmittelbar beendet.
Fig. 5 ist ein Flussdiagramm einer Regenerationsausführungsprozedur, die in Schritt 47 ausgeführt wird. Es wird bestimmt, ob die Verbrennungszustandsmarke XF bei Schritt 471 "0" ist oder nicht.
Wenn die Bestimmung bei Schritt 471 bejahend ist, das heißt, wenn die Verbrennung im Magerzustand war, wird, nachdem bei Schritt 472 der Luft-Kraftstoffverhältniskorrekturkoeffizient K auf einen Wert KR gesetzt wurde, der größer als "1,0" ist (zum Beispiel "1,3"), die Prozedur beendet und die Verbrennungszustandsmarke XF wird auf "1" gesetzt, was anzeigt, dass die fette Verbrennung ausgeführt wird.
Wenn die Bestimmung bei Schritt 471 negativ ist, das heißt, der Regenerationsprozess schon begonnen hat, wird bei Schritt 474 bestimmt, ob der für den Regenerationsprozess erforderliche Zeitraum vergangen ist. Wenn die Bestimmung negativ ist schreitet die Steuerung zu Schritt 472 fort, während wenn die Bestimmung bejahend ist, die Steuerung zu Schritt 475 fortschreitet.
Das heißt, wenn der Regenerationsprozess als abgeschlossen betrachtet wird, wird diese Prozedur beendet, nachdem der Luft-Kraftstoffverhältniskorrekturkoeffizient K auf KL gesetzt wird, um den Verbrennungszustand wieder zur mageren Verbrennung bei Schritt 475 zurückzuführen und die Verbrennungszustandsmarke XF wird auf "0" gesetzt, die anzeigt, dass bei Schritt 476 magere Verbrennung ausgeführt wird.
Fig. 6 ist ein Flussdiagramm einer Kraftstoffeinspritzprozedur zur Bestimmung der vom Kraftstoffeinspritzventil 117 eingespritzten Kraftstoffmenge, das heißt, die Öffnungszeit des Kraftstoffeinspritzventils 117 und die Rotationsgeschwindigkeit Ne des Benzinmotors und der Ansaugrohrdruck PM werden in Schritt 61 eingebracht. Die Grundkraftstoffeinspritzzeitdauer TP wird als eine Funktion der Rotationsgeschwindigkeit Ne des Benzinmotors und des Ansaugkrümmerdrucks PM berechnet.
TP ← TP (Ne, PM)
Es ist zu beachten, dass die Grundkraftstoffeinspritzzeitdauer TP als die Öffnungszeitdauer des Kraftstoffeinspritzventils zur Zufuhr der Kraftstoffmenge bestimmt wird, die zur Verbrennung bei dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoffverhältnis erforderlich ist.
Bei Schritt 63 wird die Grundkraftstoffeinspritzzeitdauer TP mit dem Luft-Kraftstoffverhältniskorrekturkoeffizient K multipliziert, um die Kraftstoffeinspritzzeitdauer TAU zu berechnen.
TAU ← K·TP
Folglich, solange der Luft- Kraftstoffverhältniskorrekturkoeffizient K auf KL gesetzt wird, ist der Benzinmotor in einem Magerverbrennungszustand, während solange er auf KR gesetzt ist, der Benzinmotor in einem fetten Verbrennungszustand ist.
Fig. 7 ist eine Darstellung zur Erläuterung der Auswirkungen der vorliegenden Erfindung, wenn sie auf dem Benzinmotor angewendet wird. Die Abszisse zeigt die Zeit an.
(a) zeigt die Information der Strecke und der Verkehrsstauvorhersage, die vom Fahrzeugnavigationssystem 141 und dem Fahrzeuginformations- und Kommunikationssystemempfänger 142 erhalten wurde, und die aufgrund vorstehender Information vorhergesagte Fahrzeuggeschwindigkeit.
(b) zeigt die Benzinmotorlast, die Absorptionsmitteltemperatur und die Konzentration des Stickstoffoxids, die durch die Steuerungseinheit 13 vorhergesagt werden.
(c) zeigt die Menge des im Absorptionsmittel absorbierten Stickstoffoxids und die Menge des vom Absorptionsmittel freigesetzten Stickstoffoxids, die von der Steuerungseinheit 13 vorhergesagt werden.
Der Regenerationsprozess wird nämlich im Abgasreinigungssystem verschoben, bis sich die Absorptionsmitteltemperatur in den Temperaturbereich bewegt, bei dem Stickstoffoxid nie emittiert werden kann, solange das Absorptionsmittel seine Absorptionsfähigkeit beibehält, während die Absorptionsmitteltemperatur im Temperaturbereich ist, bei dem Stickstoffoxid emittiert werden kann, wenn bestimmt wird, dass die im Absorptionsmittel absorbierte Stickstoffoxidmenge maximal wird.
(d) zeigt den Regenerationsprozess, der durch ein herkömmliches Abgasreinigungssystem des Benzinmotors durchgeführt wird. Wenn nämlich bestimmt wird, dass die Menge des Stickstoffoxids, die im Absorptionsmittel absorbiert wird maximal wird, wird der Regenerationsprozess ungeachtet der Absorptionsmitteltemperatur ausgeführt. Wenn die Absorptionsmitteltemperatur hoch ist wird deshalb unvermeidlich Stickstoffoxid in die Luft emittiert.
Deshalb ist im Abgasreinigungssystem des Benzinmotors gemäß der vorliegenden Erfindung nicht nur die Anzahl der Regenerationsprozesse reduziert, sondern auch die Emission des Stickstoffoxids aus dem Fahrzeug unterdrückt.
Fig. 8 ist ein Aufbauschema eines Ausführungsbeispiels, wenn die vorliegende Erfindung auf einen Dieselmotor angewendet wird. Ziffer 81 bezeichnet einen Dieselmotor, Ziffer 82 einen Ansaugkrümmer, Ziffer 83 einen Ansaugkanal, der mit der Einmündung des Ansaugkrümmers 82 verbunden ist, Ziffer 84 ein im Ansaugkanal 83 angeordnetes Drosselventil, Ziffer 85 einen Stellantrieb zum Antreiben des Drosselventils, Ziffer 86 einen Abgaskrümmer, Ziffer 87 ein Abgasrohr, Ziffer 88 eine Leichtölzufuhreinheit, Ziffer 89 ein Gehäuse zur Unterbringung eines elektrischen Heizers 810, Ziffer 811 einen katalytischen Umwandler, der einen Oxidationskatalysator 812 enthält, Ziffer 813 ein Filtergehäuse, das einen Wabenpartikelfilter 814 enthält und Nr. 815 ein Abgasrohr. Die Leichtölzufuhreinheit 88 ist mit einer Leichtölzufuhrpumpe 816 und einer Sekundärluftzufuhrpumpe 817, die durch den Dieselmotor angetrieben ist, verbunden und das Leichtöl und die Sekundärluft werden wenn notwendig in das Abgasrohr 87 von der Leichtölzufuhreinheit 88 zugeführt. Der elektrische Heizer kann alternativ in Oxidationskatalysator 812 eingebaut sein.
Die Steuerungseinheit 830 ist ein Mikrocomputersystem, mit einem Speicher 832, einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) 833, einem Eingangsanschluss 834 und einem Ausgangsanschluss 835, die durch einen Bus 831 miteinander verbunden sind. Ein Differenzdrucksensor 818 zur Erzeugung eines Signals, das proportional ist zu der Druckdifferenz zwischen der stromaufwärts gelegenen Seite und der stromabwärts gelegenen Seite des Partikelfilters 814, ist bei dem Partikelfilter 814 installiert und der Differenzdrucksensor 818 ist mit dem Eingangsanschluss 834 verbunden. Weiterhin sind ein Paar Temperatursensoren 819, 820 zur Erfassung der Abgastemperatur an den stromaufwärtsgelegenen und stromabwärtsgelegenen Seiten eingebaut, wobei diese Temperatursensoren 819, 820 auch mit dem Eingangsanschluss 834 verbunden sind.
Außerdem ist das Gaspedal 821 mit einem Lastsensor 822 ausgestattet zur Erzeugung eines Signals proportional zu einem Grad der Niederdrückung des Gaspedals 821, wobei der Lastsensor 822 mit der Eingangsschnittstelle 834 verbunden ist. Weiterhin ist auch ein Motorgeschwindigkeitssensor 823 zur Ausgabe von Impulsen, die die Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors anzeigen, mit dem Eingangssensor verbunden.
Andererseits sind der Stellantrieb 85, die Leichtölzufuhreinheit 88, der elektrische Heizer 810 und die Sekundärluftzufuhrpumpe 817 mit dem Ausgangsanschluss 835 verbunden.
Weiterhin, um die Informationen des Fahrzeugbetriebszustands einzubringen, sind das Fahrzeugnavigationssystem 841 und der Fahrzeuginformations- und Kommunikationssystemempfänger 842 mit dem Eingangsanschluss 834 verbunden.
Weil der Oxidationskatalysator 812 das Absorptionsmittel hat; wird, wenn das Abgas eine große Menge an Stickstoffmonoxid im Dieselmotor oder dergleichen enthält, das im Abgas enthaltene Stickstoffmonoxid absorbiert, wenn die Temperatur des Abgases niedrig ist, während das im Stickstoffoxidabsorptionsmittel absorbierte Stickstoffdioxid freigegeben wird, wenn die Temperatur des Abgases vergleichsweise hoch ist.
Deshalb wird es möglich, die im an der stromabwärtsgelegenen Seite des Motors angeordneten Partikelfilter 814 eingefangenen Partikel mit dem Stickstoffdioxid, das vom Oxidationskatalysator freigesetzt wurde, zu entfernen, wenn die Temperatur des Abgases relativ hoch ist, obwohl sie nicht hoch genug ist, um spontane Verbrennung hervorzurufen.
Der Betrieb des in Fig. 9 gezeigten Abgasreinigungssystems wird nachstehend beschrieben. Unter dem normalen Betriebszustand ist das Drosselventil 84 vollständig geöffnet und die Leichtzufuhreinheit 88 und der elektrische Heizer 810 gestoppt.
Fig. 9 ist eine Darstellung zur Erläuterung des Arbeitsbereichs zur Entfernung der Partikel. Die Ordinate gibt die Motorlast an und die Abszisse die Motorgeschwindigkeit. Die Umwandlungsrate von Stickstoffmonoxid zu Stickstoffdioxid im Oxidationskatalysator 812 nimmt zu, wenn die Abgastemperatur Tg im Bereich von ungefähr 230ºC bis 450ºC ist, das heißt, wenn der Arbeitsbereich "3" ist. In diesem Arbeitsbereich reagieren die Partikel mit dem Stickstoffdioxid und werden durch Verbrennung entfernt, ohne zwangsweise die Abgastemperatur durch den Leichtbrenner 88 oder dergleichen anzuheben. Wenn der Betriebszustand zum Arbeitsbereich "5" gehört, verbrennen die Partikel spontan ohne Reaktion mit dem Stickstoffdioxid.
Umgekehrt ist in den Arbeitsbereichen "1" oder "2" sowohl die Umwandlungsrate von Stickstoffmonoxid zu Stickstoffdioxid als auch die Abgastemperatur so niedrig, dass die Partikel nicht durch Verbrennen entfernt werden können.
Weiterhin ist im Arbeitsbereich "4" die Umwandlungsrate von Stickstoffmonoxid zu Stickstoffdioxid niedrig und die Abgastemperatur nicht so hoch, dass die Partikel spontan verbrennen.
Deshalb ist es im Arbeitsbereich "4" möglich, durch geringfügiges Schließen des Drosselventils 84, um die Abgastemperatur anzuheben, die Partikel zu verbrennen und zu entfernen.
Im Arbeitsbereich "2" können die Partikel durch Anheben der Abgastemperatur mit dem elektrischen Heizer 810 oder durch geringfügiges Schließen des Drosselventils 84 entfernt werden.
Weiterhin können im Arbeitsbereich "1" die Partikel entfernt werden durch Verbrennen von Leichtöl unter Verwendung des elektrischen Heizers 810 und der Leichtölzufuhreinheit 88, um die Abgastemperatur anzuheben.
Das heißt in den Arbeitsbereichen "3" oder "5" ist es möglich, den Regenerationsprozess für den Partikelfilter 814 durchzuführen ohne die Kraftstoffverbrauchsrate zu verschlechtern, wohingegen der Regenerationsprozess für den Partikelfilter 814 in den verbleibenden Arbeitsbereichen die Kraftstoffverbrauchsrate verschlechtert wegen der Verwendung des elektrischen Heizers 10, der Leichtölzufuhreinheit 88 oder dem Schließen des Drosselventils 84.
Deshalb ist es notwendig, einen Plan zu machen, um die Regeneration des Partikelfilters 814 in den Arbeitsbereichen "3" oder "5" durchzuführen.
Fig. 10 ist ein Flussdiagramm einer zweiten Planungsprozedur, die durch die Steuerungseinheit 13 ausgeführt wird, bevor das Fahrzeug zu fahren beginnt und die Streckeninformation, die durch das Fahrzeugnavigationssystem 841 gesucht wird, wie zum Beispiel Reiseentfernung, Straßenart (ob Schnellstraße oder normale Straße), Höhe, usw. wird bei Schritt 101 eingebracht.
Die Verkehrsstauvorhersage, Verkehrsregelungsinformation usw. werden bei Schritt 102 durch den Fahrzeuginformations- und Kommunikationssystemempfänger 842 empfangen.
Bei Schritt 103 wird die Strecke zum Reiseziel in imax- Abschnitte gemäß der Information und der Verkehrsstauvorhersage geteilt und dann werden eine Reiseentfernung D(i), eine Fahrtgeschwindigkeit S(i), eine Last des Dieselmotors L(i), eine erzeugte Partikelmenge C(i), eine Temperatur des Abgases Tg(i), usw. für jeden Abschnitt i (1 ≤ i ≤ imax) vorhergesagt.
Um den Regenerationszeitpunkt des Abgasreinigungssystems für alle Abschnitte zu bestimmen, wird bei Schritt 104 ein Abschnittsindex is auf "1" als Anfangswert gesetzt und die Regenerationsplanungsprozedur für den Partikelfilter wird bei Schritt 105 ausgeführt um die Prozedur zu beenden.
Fig. 11 ist ein Flussdiagramm einer Partikelfilterregenerationsplanungsprozedur, die bei Schritt 105 durchgeführt wird. Bei Schritt 105a wird die Partikelmenge C(is), die erzeugt wird während das Fahrzeug im gegenwärtigen Abschnitt "is" fährt, zur Partikelmenge S addiert, die durch den Partikelfilter 814 eingefangen wird, nachdem das Fahrzeug die Fahrt bei dem vorherigen Abschnitt beendet hat, um die Partikelmenge S. die eingefangen wurde, wenn das Fahrzeug die Fahrt im Abschnitt "is" beendet hat, zu bestimmen, und der Arbeitsbereich des Abschnitts "is" wird bei Schritt 105b bestimmt.
Wenn bei Schritt 105b bestimmt wird, dass der Arbeitsbereich des Fahrabschnitts "iS" "1" oder "2" ist, schreitet die Steuerung zu Schritt 105c fort, wo bestimmt wird, ob die eingefangene Partikelmenge S größer ist als die maximale Menge Smax (zum Beispiel 120%) oder nicht.
Wenn die Bestimmung bei Schritt 105c negativ ist, das heißt wenn der Partikelfilter 814 einen Überschuss an Einfangvermögen hat, wird die Regenerationsprozessmarke R(iS) für den Abschnitt "iS" auf "0" gesetzt, was anzeigt, dass jegliche Regenerationsprozesse wie zum Beispiel Verbrennen des Leichtöls, Heizen mit dem elektrischen Heizer oder Schließen des Drosselventils nicht durchgeführt werden.
Wenn die Bestimmung bei Schritt 105c bejahend ist, das heißt wenn der Partikelfilter 814 keinen Überschuss des Einfangvermögens hat, wird bestimmt, ob der Arbeitsbereich, der dem Abschnitt "iS" entspricht, "1" oder "2" ist, oder nicht. Wenn der Arbeitsbereich "1" ist, wird die Regenerationsprozessmarke R(iS) auf "3" gesetzt, was anzeigt, dass die Heizung durch Leichtölverbrennung und die Heizung durch den elektrischen Heizer zur gleichen Zeit bei Schritt 105f verwendet werden. Wenn andererseits der Arbeitsbereich "2" ist, wird die Regenerationsprozessmarke R(iS) auf "2" gesetzt, was anzeigt, dass die Beheizung durch den elektrischen Heizer und Schließen des Drosselventils zur gleichen Zeit verwendet wird.
Wenn bei Schritt 105b bestimmt wird, dass der Arbeitsbereich für den Abschnitt "iS" "3" oder "5" ist, schreitet die Steuerung zu Schritt 105h fort, wo die Regenerationsprozessmarke R(iS) für Abschnitt "iS" auf "0" gesetzt wird, weil die Partikel ohne einen Regenerationsprozess entfernt werden können.
Wenn bei Schritt 105b bestimmt wird, dass der Arbeitsbereich für den Abschnitt "4" ist, schreitet die Steuerung zu Schritt 105i fort, wo bestimmt wird, ob die eingefangene Menge der Partikel S größer ist als ein Mittelwert Smid (zum Beispiel 100%), oder nicht.
Wenn die Bestimmung bei Schritt 105i bejahend ist, das heißt, wenn die eingefangene Menge der Partikel S nicht weniger als der Mittelwert Smia ist, ist der Regenerationsprozess des Partikelfilters 814 möglich, ohne die Kraftstoffverbrauchsrate im Arbeitsbereich "4" zu verschlechtern. Um den Regenerationsprozess im Voraus durchzuführen, wird die Regenerationsprozessmarke R(iS) auf "1" gesetzt, was anzeigt, dass das Drosselventil leicht gedrosselt ist.
Wenn die Bestimmung bei Schritt 105i negativ ist, das heißt wenn die eingefangene Menge der Partikel S weniger ist, als der Mittelwert Smid, wird die Regenerationsprozessmarke R(iS) für den Abschnitt "iS" auf "0" gesetzt, was anzeigt dass der Regenerationsprozess nicht ausgeführt wird, weil der Partikelfilter 814 einen Überschuss an Einfangvermögen hat.
Nach Beendigung der Verarbeitung bei den Schritten 105f, 105g, 105h und 105i schreitet die Steuerung, nachdem die Menge der eingefangenen Partikel S bei Schritt 1051 zurückgesetzt wurde zu Schritt 105m fort.
Nach Beendigung der Verarbeitung bei den Schritten 105d und 105k, schreitet die Steuerung direkt zu Schritt 105m fort, ohne die Menge der eingefangenen Partikel S zurückzusetzen, weil der Regenerationsprozess des Partikelfilters nicht durchgeführt wird.
Bei Schritt 105m wird bestimmt, ob die Vorhersage für alle Abschnitte, das heißt, ob der Abschnittsindex "iS" den Maximalwert imax erreicht hat oder nicht.
Wenn die Bestimmung bei Schritt 105m negativ ist, geht die Steuerung zu Schritt 105a zurück, nachdem der Abschnittsindex "iS" bei Schritt 105n erhöht wurde. Wenn dagegen bei Schritt 105m die Bestimmung bejahend ist, wird diese Prozedur direkt. beendet.
Fig. 12 ist ein Flussdiagramm einer zweiten Regenerationsprozessprozedur, die ausgeführt wird, nachdem das Fahrzeug zu fahren beginnt. Diese Prozedur wird als Unterbrechungsroutine bei jedem vorherbestimmten Intervall durchgeführt.
Nachdem das Fahrzeug zu fahren begonnen hat, wird die gegenwärtige Fahrdistanz, zum Beispiel aus dem Tageskilometerzähler bei Schritt 120 ausgelesen und es wird bestimmt, dass die gegenwärtige Fahrentfernung größer ist, als die vorhergesagte Fahrentfernung DS(it) bis zum Abschnitt it. Der Abschnitt it und die vorhergesagte Entfernung Ds werden in der nicht gezeigten Initialisierungsprozedur als auf "0" gesetzt angenommen.
Wenn die Bestimmung bei Schritt 121 bejahend ist, das heißt wenn der Abschnitt it vollständig zurückgelegt wurde, schreitet die Steuerung zu Schritt 123 fort, nachdem die vorhergesagte Entfernung DS mit der nachfolgenden Gleichung erneuert wird, wobei der Abschnittsindex it bei Schritt 122 erhöht wird.
DS ← DS + D (it)
it ← it + 1
Es ist zu beachten, dass wenn die Bestimmung beim Schritt 121 negativ ist, die Steuerung direkt zu Schritt 123 fortschreitet.
Es wird bei Schritt 123 bestimmt, ob die Regenerationsausführungsmarke R(it) "0" ist, und wenn die Bestimmung bejahend ist, schreitet die Steuerung zu Schritt 128 fort, ohne irgendeine Verarbeitung auszuführen.
Wenn die Bestimmung bei Schritt 123 negativ ist, schreitet die Steuerung zur Beurteilung des Werts der Regenerationsausführungsmarke R(it) zu Schritt 124 fort.
Wenn bei Schritt 124 bestimmt wird, dass der Wert der Regenerationsausführungsmarke R(it) "1" ist, schreitet die. Steuerung nach geringfügigem Schließen des Drosselventils 84 bei Schritt 125 zu Schritt 128 fort.
Wenn bei Schritt 124 bestimmt wird, dass der Wert der Regenerationsausführungsmarke R(it) "2" ist, schreitet die Steuerung zum geringfügigen Schließen des Drosselventils 84 und Aktivieren des elektrischen Heizers 810 bei Schritt 126 zu Schritt 128 fort.
Wenn bei Schritt 124 bestimmt wird, dass der Wert der Regenerationsausführungsmarke R(it) "3" ist, schreitet die Steuerung, nachdem bei Schritt 127 der elektrische Heizer 810 aktiviert wird und Leichtöl von der Leichtölzufuhreinheit 88 zum Abgasrohr 87 zugeführt wird, zu Schritt 128 fort.
Bei Schritt 128 wird bestimmt, ob das Fahrzeug in Übereinstimmung mit der in der Regenerationsplanungsprozedur berechneten Planung gefahren wird.
Diese Bestimmung kann ausgeführt werden durch Bestimmen, ob die gegenwärtigen Werte der Geschwindigkeit, der Dieselmotorlast (zum Beispiel dem niedergedrückten Wert des Gaspedals) oder der Abgastemperatur mit den vorhergesagten Werten der Geschwindigkeit, der Dieselmotorlast oder der Abgastemperatur übereinstimmen und innerhalb der vorherbestimmten Grenzen sind.
Wenn die Bestimmung bei Schritt 128 bejahend ist, das heißt wenn das Fahrzeug in Übereinstimmung mit der Planung fährt, wird diese Prozedur direkt beendet.
Wenn die Bestimmung bei Schritt 128 negativ ist, das heißt wenn das Fahrzeug nicht in Übereinstimmung mit der Planung gefahren wird, wird die Prozedur beendet, nachdem der Regenerationsprozess bei Schritt 129 neu geplant wird.
Der Regenerationsprozess kann durch Wiederausführung der in Fig. 11 gezeigten Planungsprozedur neu geplant werden.
Fig. 13 ist eine Darstellung zur Erläuterung der Auswirkungen der Erfindung, die auf den Partikelfilter des Dieselmotors angewendet werden. Die Abszisse verkörpert die Zeit und die Ordinaten verkörpern die vorhergesagte Motorbelastung, die vorhergesagte Abgastemperatur (durchgezogene Linie) und die vorhergesagte Menge von erzeugten Partikeln, die Menge der eingefangenen Partikel und den Verschlechterungsgrad der Kraftstoffverbrauchsrate.
In Hinblick auf die Menge der eingefangenen Partikel und dem Verschlechterungsgrad der Kraftstoffverbrauchsrate zeigt die durchgezogene Linie an, wann die vorliegende Erfindung Anwendung findet und die gestrichelte Linie zeigt an, wann der Stand der Technik Anwendung findet.
Insbesondere nachdem sich die vorhergesagte Motorlast sich ändert, wie z. B "2" -> "1" -> "4" -> "5", ändert sich auch die vorhergesagte Abgastemperatur und die vorhergesagte Menge der erzeugten Partikel. Die Ziffern in der vorhergesagten Motorlast zeigen den Arbeitsbereich von Fig. 9 an.
Wenn kein Regenerationsprozess geplant wird, wie im Stand der Technik, ist es notwendig, Partikel abzubrennen durch Schließen des Drosselventils 94, um die Temperatur des Abgases zu erhöhen, weil die Menge der durch den Partikelfilter eingefangenen Partikel 100% erreichen, wenn die vorhergesagte Motorlast "4" ist. In diesem Fall ist als Folge des Schließens des Drosselventils 94 die Kraftstoffverbrauchsrate verschlechtert.
Wenn umgekehrt die vorliegende Erfindung angewendet wird, wird der Regenerationsprozess nicht ausgeführt, weil der Partikelfilter einen Überschuss gegenüber dem maximalen Einfangvermögen, zum Beispiel 120%, hat, auch wenn die Menge der eingefangenen Partikel 100% erreicht, wenn die vorhergesagte Motorlast "4" ist.
Bei dem nächsten Abschnitt wird der Arbeitsbereich "5" und die Partikel werden natürlich abgebrannt, weil die Abgastemperatur hoch wird. In diesem Fall wird das Drosselventil 94 nicht geschlossen und dadurch wird die Kraftstoffverbrauchsrate nicht verschlechtert.

Claims

1. Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor (10, 81), mit:

einer Einfangeinrichtung zum Einfangen verunreinigender Komponenten des Abgases, das vom Verbrennungsmotor (10, 81) emittiert wird;

einer Entfernungseinrichtung zum Regenerieren der Einfangeinrichtung durch Entfernen der verunreinigenden Komponenten, die in der Einfangeinrichtung eingefangen sind, gekennzeichnet durch

eine Fahrzustandvorhersageeinrichtung zum Vorhersagen des Fahrzustands des Fahrzeugs nach der gegenwärtigen Zeit;

eine Abgaseigenschaftsvorhersageeinrichtung zum Vorhersagen der Eigenschaft des Abgases, das vom Verbrennungsmotor (10, 81) emittiert wird, beruhend auf dem von der Fahrzustandsvorhersageeinrichtung vorhergesagten Fahrzustand;

eine Regenerationszeitpunktsbestimmungseinrichtung zum Bestimmen des Zeitpunkts, wann die Einfangeinrichtung durch die Entfernungseinrichtung regeneriert wird in Übereinstimmung mit der durch die Abgaseigenschaftsvorhersageeinrichtung vorhergesagten Abgaseigenschaft; und

eine Regenerationsausführungseinrichtung zum Ausführen der Regeneration der Einfangeinrichtung durch die Entfernungseinrichtung, wenn der Zeitpunkt durch die Regenerationszeitpunktsbestimmungseinrichtung eintritt.

2. Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgaseigenschaftsvorhersageeinrichtung eine Abgastemperaturvorhersageeinrichtung ist zum Vorhersagen der Temperatur des von dem Verbrennungsmotor (10, 81) emittierten Abgases, beruhend auf dem Fahrzustand, der durch die Fahrzustandsvorhersageeinrichtung vorhergesagt wurde.

3. Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Einfangeinrichtung ein Katalysator (125, 812) ist zum Einfangen von Stickstoffoxid im Abgas, das von dem Verbrennungsmotor (10, 81) emittiert wird, wenn das Abgas im mageren Zustand ist;

die Entfernungseinrichtung eine Anreicherungseinrichtung (117) ist zum Anreichern des Abgases zum Regenerieren des Katalysators (125, 812) durch Freisetzen von Stickstoffoxid, das in dem Katalysator eingefangen wurde;

die Regenerationszeitpunktsbestimmungseinrichtung eine Anreicherungszeitpunktsbestimmungseinrichtung zur Bestimmung des Zeitpunkts der Regeneration des Katalysators (125, 812) durch die Anreicherungseinrichtung beruhend auf der Abgastemperatur ist, die durch die Abgastemperaturvorhersageeinrichtung vorhergesagt wird; und

die Regenerationsausführungseinrichtung eine Einrichtung zum Regenerieren des Katalysators (125, 812) durch Anreichern des Abgases durch die Anreicherungseinrichtung ist, wenn der Anreicherungszeitpunkt, der durch die Anreicherungszeitpunktsbestimmungseinrichtung bestimmt wurde, eintritt.

4. Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anreicherungszeitpunktsbestimmungseinrichtung den Zeitpunkt bestimmt, wann die durch die Abgastemperaturvorhersageeinrichtung vorhergesagte Abgastemperatur niedriger ist, als eine vorherbestimmte Regenerationstemperatur während des Katalysatorregenerationszeitpunkts.

5. Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass

die Einfangeinrichtung ein Partikelfilter (814) zum Einfangen von Partikeln ist, die von dem Verbrennungsmotor (10, 81) emittiert werden;

die Entfernungseinrichtung eine Abgastemperaturanhebungseinrichtung (810) zum Regenerieren des Partikelfilters durch Abbrennen der in dem Partikelfilter eingefangenen Partikel ist;

die Regenerationszeitpunktsbestimmungseinrichtung eine Abgastemperaturanhebungszeitpunktsbestimmungseinrichtung ist zur Bestimmung des Regenerationszeitpunkts des Partikelfilters durch die Abgastemperaturanhebungseinrichtung beruhend auf der durch die Abgastemperaturvorhersageeinrichtung vorhergesagte Abgastemperatur; und

die Regenerationsausführungseinrichtung eine Einrichtung zur Ausführung der Regeneration des Partikelfilters durch Anheben der Abgastemperatur durch die Abgastemperaturanhebungseinrichtung ist, wenn der durch die Abgastemperaturanhebungszeitpunktsbestimmungseinrichtung bestimmte Abgastemperaturanhebungszeitpunkt eintritt.

6. Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgastemperaturanhebungszeitpunktsbestimmungseinrichtung den Zeitpunkt bestimmt, wann die durch die Abgastemperaturvorhersageeinrichtung vorhergesagte Abgastemperatur höher, als eine vorherbestimmte Temperatur zum Abbrennen der Partikel und niedriger ist, als eine vorherbestimmte Temperatur bei der spontanes Verbrennen verursacht wird, während des Partikelfilterregenerationszeitpunkts.

7. Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikelfilterregenerationseinrichtung zumindest eine von einer Einrichtung zum geringfügigen Schließen des Drosselventils (116; 84), eines elektrischen Heizers zum Heizen des Abgases mit der elektrisch erzeugten Wärme und einer Kraftstoffzuführeinrichtung 88 zum Verbrennen des Kraftstoffs im Abgas, um das Abgas zu erwärmen ist.

8. Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass:

der Partikelfilter einen Katalysator enthält zum natürlichen Abbrennen der Partikel; und

die Regenerationsausführungseinrichtung die Regeneration des Partikelfilters ausführt durch natürliches Verbrennen ohne Aktivierung der Partikelfilterregenerationseinrichtung, wenn die Abgastemperatur höher als ungefähr 600ºC ist.

9. Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 5, gekennzeichnet durch:

einen Oxidationskatalysator (25, 812), der auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Partikelfilters zum Absorbieren Stickstoffmonoxids, das im Abgas enthalten ist, wenn die Abgastemperatur niedriger als 250º ist und Umwandeln Stickstoffmonoxids in Stickstoffdioxid, um Stickstoffmonoxid freizusetzen, wenn die Abgastemperatur ungefähr zwischen 250ºC und 400ºC ist;

wobei die Regenerationsausführungseinrichtung die Regeneration des Partikelfilters durch Oxidieren der Partikel durch Stickstoffdioxid ausführt, ohne die Abgastemperaturanhebungseinrichtung zu betreiben, wenn die Abgastemperatur zwischen ungefähr zwischen 250ºC und 400ºC ist.

10. Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 6 gekennzeichnet durch:

eine Übereinstimmungsbeurteilungseinrichtung zum Beurteilen, ob der durch die Fahrzustandsvorhersageeinrichtung vorhergesagte Fahrzustand mit dem gegenwärtigen Fahrzustand übereinstimmt oder nicht, und ob die durch die Abgastemperaturvorhersageeinrichtung vorhergesagte Abgastemperatur mit der gegenwärtigen Abgaseigenschaft übereinstimmt, oder nicht; und

eine Wiedervorhersageeinrichtung zum Wiedervorhersagen des Fahrzeugfahrzustands nach der gegenwärtigen Zeit durch die Fahrzustandsvorhersageeinrichtung und zum Wiedervorhersagen der Temperatur des Abgases beruhend auf dem wiedervorhergesagten Fahrzustand, wenn die Übereinstimmungsbeurteilungseinrichtung keine Übereinstimmung beurteilt.