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Dokumentenidentifikation DE602004000285T2 10.08.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001505271
Titel Methode zur Bestimmung eines Reduktionsmittelzufuhrfehlers bei einem Abgasreinigungskatalysator sowie entsprechende Vorrichtung
Anmelder Toyota Jidosha K.K., Toyota, Aichi, JP
Erfinder Uchida, Takahiro, Toyota-shi, Aichi-ken 471-8571, JP;
Sugiyama, Tatsumasa, Toyota-shi, Aichi-ken 471-8571, JP;
Ito, Yoshiyasu, Toyota-shi, Aichi-ken 471-8571, JP;
Morikawa, Atsushi, Toyota-shi, Aichi-ken 471-8571, JP
Vertreter TBK-Patent, 80336 München
DE-Aktenzeichen 602004000285
Vertragsstaaten DE, ES, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 05.08.2004
EP-Aktenzeichen 040186314
EP-Offenlegungsdatum 09.02.2005
EP date of grant 28.12.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.08.2006
IPC-Hauptklasse F01N 3/20(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse F01N 11/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Bereich der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsverfahren und eine Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsvorrichtung für einen Abgassteuerungskatalysator.

2. Beschreibung des zugehörigen Stands der Technik

Es ist ein Abgassteuersystem für eine Brennkraftmaschine bekannt, das einen NOx-Speicherreduktionskatalysator verwendet, der NOx in einem Abgas in einer oxidierenden Atmosphäre speichert, und der das gespeicherte NOx abgibt, reduziert und reinigt, wenn die Atmosphäre eine reduzierende Atmosphäre wird oder wenn die Atmosphäre erzwungen zu der reduzierenden Atmosphäre geändert wird. Bei einem derartigen Abgassteuersystem, insbesondere bei einem Dieselverbrennungsmotor oder bei einem Magerverbrennungsmotor gibt es einen Aufbau einschließlich eines Zufuhrventils zum Zuführen eines Reduktionsmittels zu einem Abgassystem zum erzwungenen Ändern der Abgasatmosphäre zu der reduzierenden Atmosphäre, wie beispielsweise in der Japanischen Offenlegungsschrift 2002-242663 offenbart ist (siehe Seiten 13 bis 14, 9 und 10).

Bei dieser Technologie wird ein Abnormitätserfassungssystem vorgeschlagen, das eine NOx-Steuerung durchführt durch Erfassen einer Abnormität, dass die Menge des Reduktionsmittels, das von dem Zufuhrventil zugeführt wird, unzureichend ist und daher NOx nicht ausreichend reduziert wird. Ein Beispiel dieses Abnormitätserfassungssystems ist ein System, das bestimmt, dass eine Abnormität bei einem Zufuhrventil vorliegt, wenn ein Wert eines Luftkraftstoffverhältnisses, der durch einen Luftkraftstoffsensor erfasst wird, gleich einem Sollluftkraftstoffverhältnis ist oder wenn das Luftkraftstoffverhältnis nicht geringer als das Sollluftkraftstoffverhältnis wird.

Bei dem vorstehend erwähnten System wird jedoch das Sollluftkraftstoffverhältnis einfach als Bezugsniveau für das Luftkraftstoffverhältnis verwendet, und ob eine Abnormität vorliegt, wird auf der Grundlage der Tatsache bestimmt, ob die maximale Verringerung des Luftkraftstoffverhältnisses das Bezugsniveau erreicht hat. Demgemäß kann eine Abnormität, dass das Zufuhrventil geschlossen gehalten wird und nicht geöffnet werden kann, und dergleichen erfasst werden. Jedoch erreicht in dem Fall von Abnormitäten, wie zum Beispiel einer Überzufuhr des Reduktionsmittels (insbesondere wenn das Reduktionsmittel, dessen Menge größer als eine angewiesene Menge ist, zugeführt wird) das Luftkraftstoffverhältnis das Sollluftkraftstoffverhältnis. Demgemäß wird auch dann, wenn eine Abnormität vorliegt, bestimmt, dass keine Abnormität vorliegt.

Wenn die Zufuhr des Reduktionsmittels über eine lange Zeit durchgeführt wird, während die Zufuhrdurchflussmenge klein gehalten wird, wird die maximale Verringerung des Luftkraftstoffverhältnisses klein. Demgemäß erreicht, auch wenn die Sollmenge des Reduktionsmittels insgesamt zugeführt wird, das Luftkraftstoffverhältnis nicht das Sollluftkraftstoffverhältnis. Daher kann auch dann, wenn die angewiesene Menge des Reduktionsmittels zugeführt wird, bestimmt werden, dass eine Abnormität vorliegt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, genau zu bestimmen, ob eine Abnormität bei einem Zufuhrventil aufgetreten ist, durch Erfassen eines Reduktionsmittelzufuhrfehlers mit einer hohen Genauigkeit auf der Grundlage eines Luftkraftstoffverhältnisses.

Ein Gesichtspunkt der Erfindung bezieht sich auf ein Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsverfahren zum Erfassen eines Fehlers zwischen einer Menge des Reduktionsmittels, das ein Reduktionsmittelzufuhrmechanismus zuführen soll (im folgenden als „angewiesene Zufuhrmenge, die zu einem Reduktionsmittelzufuhrmechanismus abgegeben wird" bezeichnet), und einer Menge des Reduktionsmittels, das tatsächlich von dem Reduktionszufuhrmechanismus zugeführt wird, wenn das Reduktionsmittel in einem Abgassystem durch den Reduktionsmittelzufuhrmechanismus von der stromaufwärtigen Seite eines Abgassteuerkatalysators zugeführt wird, der in dem Abgassystem einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist, um die Reinigungsfähigkeit des Abgassteuerkatalysators durch einen Reduktionsprozess wieder herzustellen. Bei diesem Verfahren wird eine geschätzte Menge des Reduktionsmittels, das von dem Reduktionsmittelzufuhrmechanismus zugeführt wird, durch periodisches Akkumulieren eines Werts entsprechend einer Reduktionsmittelzufuhrmenge erhalten (im folgenden als „der Reduktionsmittelzufuhrmenge entsprechender Wert" bezeichnet), der einem Änderungsbetrag eines Luftkraftstoffverhältnisses in dem Abgassystem entspricht. Ein Zufuhrfehler wird dann durch Vergleichen der geschätzten Zufuhrmenge mit der angewiesenen Zufuhrmenge oder einem Bestimmungswert auf der Grundlage der angewiesenen Zufuhrmenge erfasst.

Wenn das Reduktionsmittel zu dem Abgassystem zugeführt wird, wird das Luftkraftstoffverhältnis in dem Abgassystem niedriger als ein Basisluftkraftstoffverhältnis, das aufgrund des Kraftstoffs für eine Verbrennung bei der Brennkraftmaschine erzeugt wird. Wenn eine Bestimmung auf der Grundlage eines Grades der maximalen Verringerung des Luftkraftstoffverhältnisses vorgenommen wird, kann ein Reduktionsmittelzufuhrfehler aufgrund der Tatsache nicht genau erfasst werden, dass auch dann, wenn die gleiche Menge des Reduktionsmittels insgesamt zugeführt wird, die Konzentrationsverteilung des Reduktionsmittels sich gemäß einem Zufuhrzustand und einem Zustand des Abgassystems ändert, und daher die maximale Verringerung des Luftkraftstoffverhältnisses schwankt.

Bei der Erfindung wird jedoch die geschätzte Zufuhrmenge durch periodisches Akkumulieren einer Reduktionsmittelzufuhrmenge entsprechend einem Wert, der einem Änderungsbetrag der Luftkraftstoffverhältnisänderung entspricht, anstelle der Verwendung des maximalen Werts der Luftkraftstoffverhältnisverringerung erhalten. Daher kann die gesamte Zufuhrmenge des Reduktionsmittels mit einer hohen Genauigkeit erhalten werden. Demgemäß kann durch Vergleichen der geschätzten Zufuhrmenge mit der angewiesenen Zufuhrmenge, die die Luftkraftstoffverhältnisänderung verursacht hat, oder dem Bestimmungswert, der auf der Grundlage der angewiesenen Zufuhrmenge erhalten wird, ein Zufuhrfehler mit einer hohen Genauigkeit erfasst werden. Es ist daher möglich, eine Bestimmung hinsichtlich einer Abnormität und dergleichen auf der Grundlage des Zufuhrfehlers vorzunehmen.

Wenn bei dem Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsverfahren der Zufuhrfehler außerhalb eines Bezugsbereichs liegt, kann bestimmt werden, dass eine Abnormität bei dem Reduktionsmittelzufuhrmechanismus aufgetreten ist. Durch Einstellen eines Bezugsbereichs und Bestimmen, dass eine Abnormität bei dem Reduktionsmittelzufuhrmechanismus aufgetreten ist, wenn der Zufuhrfehler außerhalb des Bezugsbereichs liegt, ist es möglich, eine Bestimmung hinsichtlich einer Abnormität einfach und genau vorzunehmen.

Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung bezieht sich auf eine Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsvorrichtung, die eine Differenz zwischen einer angewiesenen Zufuhrmenge, die zu einem Reduktionsmittelzufuhrmechanismus gegeben wird, und einer Menge des Reduktionsmittels, das tatsächlich von dem Reduktionsmittelzufuhrmechanismus zugeführt wird, bei einer Brennkraftmaschine einschließlich eines Abgassteuerkatalysators erfasst, der in einem Abgassystem vorgesehen ist, und dem Reduktionsmittelzufuhrmechanismus, der das Reduktionsmittel zu dem Abgassystem zuführt, und dadurch die Reinigungsfähigkeit des Abgassteuerkatalysators durch einen Reduktionsprozess wieder herzustellen. Die Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsvorrichtung weist einen Luftkraftstoffverhältnissensor, der stromabwärts von dem Reduktionsmittelzufuhrmechanismus in dem Abgassystem vorgesehen ist; eine Luftkraftstoffverhältnisänderungserfassungsdauereinstelleinrichtung zum Einstellen einer Luftkraftstoffverhältnisänderungserfassungsdauer, die beginnt, nachdem eine Zufuhreinweisung zu dem Reduktionsmittelzufuhrmechanismus abgegeben wurde; eine Reduktionsmittelschätzzufuhrmengenberechnungseinrichtung zum Berechnen einer geschätzten Menge des Reduktionsmittels, das von dem Reduktionsmittelzufuhrmechanismus zugeführt wird, durch periodisches Akkumulieren einer Reduktionsmittelzufuhrmenge entsprechend einem Wert, der einer Differenz zwischen einem Basisluftkraftstoffverhältnis und einem ersten Kraftstoffverhältnis entspricht, das durch den Luftkraftstoffsensor während der Luftkraftstoffverhältnisänderungserfassungsdauer erfasst wird, unter Verwendung eines zweiten Luftkraftstoffverhältnisses, das durch den Luftkraftstoffverhältnissensor vor dem Start der Luftkraftstoffverhältnisänderungserfassungsdauer erfasst wird, die durch die Luftkraftstoffverhältnisänderungserfassungsdauereinstelleinrichtung eingestellt wird, oder eines dritten Luftkraftstoffverhältnisses, das niedriger als das zweite Luftkraftstoffverhältnis ist, als das Basisluftkraftstoffverhältnis; und eine Fehlererfassungseinrichtung zum Erfassen eines Zufuhrfehlers auf durch Vergleichen der geschätzten Zufuhrmenge, die durch die Reduktionsmittelschätzzufuhrmengeberechnungseinrichtung mit der angewiesenen Zufuhrmenge, die an einen Reduktionsmittelzufuhrmechanismus abgegeben wird, oder einem Bestimmungswert auf der Grundlage der angewiesenen Zufuhrmenge berechnet wird.

Wenn das Reduktionsmittel zu dem Abgassystem zugeführt wird, wird das Luftkraftstoffverhältnis in dem Abgassystem niedriger als ein Basisluftkraftstoffverhältnis, das aufgrund des Kraftstoffs für eine Verbrennung bei dem Verbrennungsmotor erzeugt wird. Wenn eine Bestimmung auf der Grundlage des Grades der maximalen Verringerung des Luftkraftstoffverhältnisses vorgenommen wird, kann ein Reduktionsmittelzufuhrfehler nicht genau aufgrund der Tatsache erfasst werden, dass auch dann, wenn die gleiche Menge des Reduktionsmittels insgesamt zugeführt wird, eine Konzentrationsverteilung des Reduktionsmittels sich gemäß einem Zufuhrzustand und einem Zustand des Abgassystems ändert, und daher die maximale Verringerung des Luftkraftstoffverhältnisses schwankt.

Bei der Erfindung berechnet jedoch die Reduktionsmittelschätzzufuhrmengeberechnungseinrichtung die geschätzte Zufuhrmenge des Reduktionsmittels durch periodisches Akkumulieren des der Reduktionsmittelzufuhrmenge entsprechenden Werts, der in der Differenz zwischen dem Basisluftkraftstoffverhältnis und dem Luftkraftstoffverhältnis, das durch den Luftkraftstoffverhältnissensor erfasst wird, während einer Luftkraftstoffverhältnisänderungserfassungsdauer auftaucht, die durch die Luftkraftstoffänderungserfassungsdauereinstelleinrichtung auf die vorstehend erwähnte Art und Weise eingestellt wird.

Anstelle der Verwendung des maximalen Werts der Luftkraftstoffverhältnisverringerung wird der der Reduktionsmittelzufuhrmenge entsprechende Wert, der einem Änderungsbetrag der Luftkraftstoffverhältnisänderung entspricht, periodisch akkumuliert. Als Folge kann die geschätzte Zufuhrmenge des Reduktionsmittels mit einer hohen Genauigkeit erhalten werden. Daher kann die Fehlererfassungseinrichtung einen Zufuhrfehler mit hoher Genauigkeit durch Vergleichen der geschätzten Zufuhrmenge mit der angewiesenen Zufuhrmenge, die die Luftkraftstoffverhältnisänderung verursacht, oder dem Bestimmungswert auf der Grundlage der angewiesenen Zufuhrmenge erfassen. Auf der Grundlage des Zufuhrfehlers ist es möglich, eine Bestimmung hinsichtlich einer Abnormität und dergleichen vorzunehmen.

Ferner kann bei der Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsvorrichtung die Reduktionsmittelschätzzufuhrmengeberechnungseinrichtung den der Reduktionsmittelzufuhrmenge entsprechenden Wert auf der Grundlage der Differenz zwischen den vorstehend erwähnten Kraftstoffverhältnissen und einem einer Abgasdurchflussmenge entsprechenden Wert berechnen, der gemäß einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine erhalten werden kann. Wenn der Zustand des Abgassystems, beispielsweise die Abgasdurchflussmenge recht stabil ist, kann die Differenz zwischen dem Basisluftkraftstoffverhältnis und dem Luftkraftstoffverhältnis einer Akkumulation als der der Reduktionsmittelzufuhr entsprechende Wert unterzogen werden. Wenn er jedoch auf der Grundlage der Differenz zwischen dem Basisluftkraftstoffverhältnis und dem ersten Luftkraftstoffverhältnis und dem der Abgasdurchflussmenge entsprechenden Wert berechnet wird, kann der der Reduktionsmittelzufuhrmenge entsprechende Wert genauer als eine Istreduktionsmittelzufuhrmenge berechnet werden. Somit kann der der Reduktionsmittelzufuhrmenge entsprechende Wert genauer erhalten werden. Durch Akkumulieren des der Reduktionsmittelzufuhrmenge entsprechenden Werts kann die geschätzte Zufuhrmenge mit einer höheren Genauigkeit erhalten werden.

Bei der Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsvorrichtung kann der der Abgasdurchflussmenge entsprechende Wert eine Menge von in die Brennkraftmaschine aufgenommener Luft sein (im Folgenden als „Einlassluftmenge der Brennkraftmaschine" bezeichnet). Als der der Abgasdurchflussmenge entsprechende Wert kann die Abgasdurchflussmenge, die direkt gemessen wird, verwendet werden. Da die Einlassluftmenge im Wesentlichen proportional zu der Abgasdurchflussmenge ist, kann die Einlassluftmenge der Brennkraftmaschine als der der Abgasdurchflussmenge entsprechende Wert verwendet werden. Auf die Art und Weise kann ein der Abgasdurchflussmenge entsprechender genauer Wert einfach im Vergleich mit dem Fall erhalten werden, in dem die Abgasdurchflussmenge bei dem Hochtemperaturgas erfasst wird.

Ferner kann bei der Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsvorrichtung eine Abnormitätsbestimmungseinrichtung zum Bestimmen vorgesehen sein, dass eine Abnormität bei dem Reduktionsmittelzufuhrmechanismus aufgetreten ist, wenn dieser Zufuhrfehler außerhalb eines Bezugsbereichs liegt. Durch Bereitstellen einer derartigen Abnormitätsbestimmungseinrichtung kann auf der Grundlage des Bezugsbereichs bestimmt werden, ob eine Abnormität aufgetreten ist. Da, wie vorstehend beschrieben ist, der Zufuhrfehler mit einer hohen Genauigkeit erfasst wird, kann eine Bestimmung hinsichtlich einer Abnormität genau durchgeführt werden.

Ferner kann bei der Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsvorrichtung die Fehlererfassungseinrichtung die angewiesene Zufuhrmenge oder den Bestimmungswert auf der Grundlage der Einlassluftmenge der Brennkraftmaschine korrigieren und den korrigierten Wert verwenden. Die Abgasdurchflussmenge ändert sich gemäß der Einlassluftmenge. Die Wirkung der Reduktionsmittelzufuhrmenge auf den Wert, der durch den Luftkraftstoffverhältnissensor erfasst wird, verändert sich in Abhängigkeit von der Abgasdurchflussmenge. Wenn daher die Fehlererfassungseinrichtung die angewiesene Zufuhrmenge oder den Bestimmungswert auf der Grundlage der Einlassluftmenge der Brennkraftmaschine korrigiert und den korrigierten Wert verwendet, kann verhindert werden, dass eine Bestimmung hinsichtlich einer Abnormität ungenau ist.

Ferner kann bei der Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsvorrichtung die Fehlererfassungseinrichtung die angewiesene Zufuhrmenge oder den Bestimmungswert so korrigieren, dass die angewiesene Zufuhrmenge oder der Bestimmungswert sich verringert, wenn die Einlassluftmenge der Brennkraftmaschine sich vergrößert, und den korrigierten Wert verwenden. Wenn die Einlassluftmenge der Brennkraftmaschine ansteigt, steigt die Abgasdurchflussmenge an, und daher strömt das Abgas durch das Abgassystem mit einer hohen Geschwindigkeit. Bei einer derartigen hohen Geschwindigkeit erfasst der Luftkraftstoffverhältnissensor ein Luftkraftstoffverhältnis, als würde der Änderungsbetrag des Luftkraftstoffverhältnisses aufgrund der Reduktionsmittelzufuhr unterdrückt. Wenn daher die Fehlererfassungseinrichtung die angewiesene Zufuhrmenge oder den Bestimmungswert so korrigiert, dass, wenn die Einlassluftmenge der Brennkraftmaschine ansteigt, die angewiesene Zufuhrmenge oder der Bestimmungswert sich verringert, und den korrigierten Wert verwendet, kann verhindert werden, dass die Bestimmung hinsichtlich einer Abnormität ungenau ist.

Ferner kann bei der Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsvorrichtung die Fehlererfassungseinrichtung die angewiesene Zufuhrmenge oder den Bestimmungswert auf der Grundlage einer Temperatur des Abgassystems der Brennkraftmaschine oder eine Betttemperatur des Abgassteuerkatalysators korrigieren und den korrigierten Wert verwenden. Die Wirkung der Reduktionsmittelzufuhrmenge auf den Wert, der durch den Luftkraftstoffsensor erfasst wird, verändert sich in Abhängigkeit von der Temperatur des Abgassystems der Brennkraftmaschine oder der Betttemperatur des Abgassteuerkatalysators. Wenn daher die Fehlererfassungseinrichtung die angewiesene Zufuhrmenge oder den Bestimmungswert auf der Grundlage der Temperatur des Abgassystems der Brennkraftmaschine oder der Betttemperatur des Abgassteuerkatalysators korrigiert und den korrigierten Wert verwendet, kann verhindert werden, dass eine Bestimmung hinsichtlich einer Abnormität ungenau ist.

Ferner kann bei der Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsvorrichtung die Fehlererfassungseinrichtung die angewiesene Zufuhrmenge oder den Bestimmungswert so korrigieren, dass die angewiesene Zufuhrmenge oder der Bestimmungswert sich verringert, wenn die Temperatur des Abgassystems der Brennkraftmaschine oder die Betttemperatur des Abgassteuerkatalysators sich verringert. Wenn die Temperatur des Abgassystems oder die Betttemperatur des Abgassteuerkatalysators niedrig ist, haftet das zugeführte Reduktionsmittel an einem Abgasdurchgang und dergleichen und der Innenseite des Abgassteuerkatalysators an. Dann erfasst der Luftkraftstoffverhältnissensor das Luftkraftstoffverhältnis, als würde der Änderungsbetrag des Luftkraftstoffverhältnisses aufgrund der Reduktionsmittelzufuhr unterdrückt. Wenn demgemäß die Fehlererfassungseinrichtung die angewiesene Zufuhrmenge oder den Bestimmungswert so korrigiert, dass die angewiesene Zufuhrmenge oder der Bestimmungswert sich verringert, wenn die Temperatur des Abgassystems der Brennkraftmaschine oder die Betttemperatur des Abgassteuerkatalysators sich verringert, und den korrigierten Wert verwendet, kann verhindert werden, dass eine Bestimmung hinsichtlich einer Abnormität ungenau ist.

Ferner kann bei der Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsvorrichtung die Brennkraftmaschine mit einer normalen Verbrennungsbetriebsart, bei der Abgas normal rezirkuliert wird, und einer Niedertemperaturverbrennungsbetriebsart versehen sein, bei der die Verbrennung bei einer niedrigen Temperatur im Vergleich mit der normalen Verbrennungsbetriebsart durch Rezirkulieren von Abgas durchgeführt wird, dessen Menge im Vergleich mit der normalen Verbrennungsbetriebsart groß ist. Die Fehlererfassungseinrichtung kann die angewiesene Zufuhrmenge oder den Bestimmungswert in Abhängigkeit von der Verbrennungsbetriebsart der Brennkraftmaschine korrigieren und den korrigierten Wert verwenden. Die Menge des rezirkulierten Abgases verändert sich in hohem Maße zwischen der Niedertemperaturverbrennungsbetriebsart und der normalen Verbrennungsbetriebsart. Bei der Niedertemperaturverbrennungsbetriebsart kann ein Teil des Reduktionsmittels zu der Abgasrezirkulationsseite aufgrund der Rezirkulation einer großen Menge des Abgases strömen. Bei der Niedertemperaturverbrennungsbetriebsart gibt es die Wirkung der Strömung des Teils des Reduktionsmittels auf den Wert, der durch den Luftkraftstoffsensor erfasst wird, die unterschiedlich zu der normalen Verbrennungsbetriebsart ist. Wenn daher die Fehlererfassungseinrichtung die angewiesene Zufuhrmenge oder den Bestimmungswert in Abhängigkeit von der Verbrennungsbetriebsart der Brennkraftmaschine korrigiert und den korrigierten Wert verwendet, kann verhindert werden, dass eine Bestimmung hinsichtlich einer Abnormität ungenau ist.

Ferner kann bei der Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsvorrichtung die Fehlererfassungseinrichtung die angewiesene Zufuhrmenge oder den Bestimmungswert so korrigieren, dass die angewiesene Zufuhrmenge oder der Bestimmungswert bei der Niedertemperaturverbrennungsbetriebsart kleiner als bei der normalen Verbrennungsbetriebsart ist. Wie vorstehend beschrieben ist, kann bei der Niedertemperaturverbrennungsbetriebsart ein Teil des zugeführten Reduktionsmittels zu der Abgasrezirkulationsseite strömen. Wenn daher die Fehlererfassungseinrichtung die angewiesene Zufuhrmenge oder den Bestimmungswert erfasst, sodass die angewiesene Zufuhrmenge oder der Bestimmungswert bei der Niedertemperaturverbrennungsbetriebsart kleiner als bei der normalen Verbrennungsbetriebsart ist und den korrigierten Wert verwendet, kann die Genauigkeit der Erfassung eines Zufuhrfehlers auf einem hohen Niveau aufrecht erhalten werden und kann daher verhindert werden, dass eine Bestimmung hinsichtlich einer Abnormität ungenau ist.

Ferner braucht bei der Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsvorrichtung in dem Fall, dass die angewiesene Zufuhrmenge oder der Bestimmungswert kleiner als eine Bezugszufuhrmenge ist, die Abnormitätsbestimmungseinrichtung nicht zu bestimmen, dass eine Abnormität bei dem Reduktionsmittelzufuhrmechanismus aufgetreten ist, auch wenn der Zufuhrfehler kleiner als die untere Grenze des Bezugsbereichs wird. Wenn die Zufuhrmenge des Reduktionsmittels klein ist, tendiert die Genauigkeit der durch den Luftkraftstoffverhältnissensor durchgeführten Erfassung dazu, verringert zu werden. Wenn daher die angewiesene Zufuhrmenge oder der Bestimmungswert kleiner als die Bezugszufuhrmenge ist, bestimmt die Abnormitätsbestimmungseinrichtung nicht, dass eine Abnormität bei dem Reduktionsmittelzufuhrmechanismus aufgetreten ist, auch wenn der Zufuhrfehler kleiner als die untere Grenze des Bezugsbereichs ist, um dadurch zu verhindern, dass eine Bestimmung hinsichtlich einer Abnormität ungenau ist.

Ferner kann bei der Reduktionsmittelzufuhrerfassungsvorrichtung, wenn eine neue Zufuhranweisung für den Reduktionsmittelzufuhrmechanismus während der Luftkraftstoffverhältnisänderungserfassungsdauer vorgesehen wird, der Prozess, der durch die Reduktionsmittelschätzzufuhrmengenberechnungseinrichtung durchgeführt wird, die Fehlererfassungseinrichtung oder die Abnormitätsbestimmungseinrichtung angehalten werden. Wenn die Reduktionsmittelzufuhr entsprechend der nächsten angewiesenen Zufuhrmenge bei dem Luftkraftstoffverhältnis auftaucht, während die Reduktionsmittelzufuhr entsprechend der vorliegenden angewiesenen Zufuhrmenge bei dem Luftkraftstoffverhältnis auftritt, kann auf der Grundlage des durch den Sensor erfassten Werts nicht bestimmt werden, ob die Reduktionsmittelzufuhr der vorliegenden angewiesenen Zufuhrmenge oder der nächsten angewiesenen Zufuhrmenge entspricht. Demgemäß kann eine genaue geschätzte Zufuhrmenge nicht erhalten werden. Wenn daher die neue Zufuhranweisung für den Reduktionsmittelzufuhrmechanismus während der Luftkraftstoffverhältnisänderungserfassungsdauer vorgesehen wird, wird der Prozess, der durch die Reduktionsmittelschätzzufuhrmengenberechnungseinrichtung, die Fehlererfassungseinrichtung oder die Abnormitätsbestimmungseinrichtung durchgeführt wird, angehalten. Als Folge kann die Verringerung der Genauigkeit der Zufuhrfehlererfassung aufgrund der ungenauen geschätzten Zufuhrmenge verhindert werden. Ebenso kann verhindert werden, dass eine Bestimmung hinsichtlich einer Abnormität ungenau ist.

Ferner kann bei der Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsvorrichtung, wenn ein Änderungsbetrag des Betriebszustands der Brennkraftmaschine größer als ein Bezugsänderungsbetrag wird, der Prozess, der durch die Reduktionsmittelschätzzufuhrmengenberechnungseinrichtung, die Fehlererfassungseinrichtung oder die Abnormitätsbestimmungseinrichtung durchgeführt wird, angehalten werden. Wenn der Betriebszustand der Brennkraftmaschine in hohem Maße schwankt, schwanken die Abgasdurchflussmengen, das Luftkraftstoffverhältnis in dem Abgas und die anderen Abgaszustandsgrößen in hohem Maße, wobei sich dadurch die Genauigkeit der Erfassung verringert, die durch den Luftkraftstoffverhältnissensor durchgeführt wird. Demgemäß ist es wahrscheinlich, dass die geschätzte Zufuhrmenge ungenau wird. Wenn daher der Änderungsbetrag des Betriebszustands der Brennkraftmaschine größer als der Bezugsänderungsbetrag wird, wird der Prozess, der durch die Reduktionsmittelschätzzufuhrmengenberechnungseinrichtung, die Fehlererfassungseinrichtung oder die Abnormitätsbestimmungseinrichtung durchgeführt wird, angehalten. Als Folge kann die Verringerung der Genauigkeit der Zufuhrfehlererfassung aufgrund der ungenauen geschätzten Zufuhrmenge verhindert werden. Ebenso kann verhindert werden, dass eine Bestimmung hinsichtlich einer Abnormität ungenau ist.

Ferner kann bei der Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsvorrichtung der Änderungsbetrag des Betriebszustands der Brennkraftmaschine ein Änderungsbetrag der Einlassluftmenge der Brennkraftmaschine oder ein Änderungsbetrag der Menge des in der Brennkraftmaschine verbrannten Kraftstoffs sein. Der Abgaszustand wird in hohem Maße insbesondere durch den Änderungsbetrag der Einlassluftmenge der Brennkraftmaschine und den Änderungsbetrag der Menge des in der Brennkraftmaschine verbrannten Kraftstoffs beeinflusst. Wenn daher der Änderungsbetrag der Menge der Einlassluft oder der Änderungsbetrag der Menge des in der Brennkraftmaschine verbrannten Kraftstoffs größer als ein Bezugsänderungsbetrag wird, wird der Prozess, der durch die Reduktionsmittelschätzzufuhrmengenberechnungseinrichtung, die Fehlererfassungseinrichtung oder die Abnormitätsbestimmungseinrichtung durchgeführt wird, angehalten. Als Folge kann die Verringerung der Genauigkeit der Zufuhrfehlererfassung aufgrund der ungenauen geschätzten Zufuhrmenge verhindert werden. Ebenso kann verhindert werden, dass eine Bestimmung hinsichtlich einer Abnormität ungenau ist.

Ferner kann bei der Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsvorrichtung während einer Dauer, in der die Wirkung der vorherigen Reduktionsmittelzufuhr, die durch den Reduktionsmittelmechanismus durchgeführt wird, auf dem Luftkraftstoffverhältnis verbleibt, der Prozess, der durch die Reduktionsmittelschätzzufuhrmengeberechnungseinrichtung, die Fehlererfassungseinrichtung oder die Fehlerbestimmungseinrichtung durchgeführt wird, angehalten werden. Auch wenn eine Zufuhranweisung neu ausgegeben wird, während die Wirkung der Reduktionsmittelzufuhr gemäß der vorherigen Zufuhranweisung auf dem Luftkraftstoffverhältnis verbleibt, kann auf der Grundlage des Werts, der durch die Luftkraftstoffverhältnissensor erfasst wird, nicht bestimmt werden, ob die Reduktionsmittelzufuhr in Übereinstimmung mit der vorliegenden Zufuhranweisung oder der vorherigen Zufuhranweisung ist. Demgemäß kann eine geschätzte Zufuhrmenge nicht erhalten werden. Daher wird, auch wenn eine Zufuhranweisung neu für den Reduktionsmittelzufuhrmechanismus vorgesehen wird, während die Wirkung der vorherigen Reduktionsmittelzufuhr auf dem Luftkraftstoffverhältnis verbleibt, der Prozess, der durch die Reduktionsmittelschätzzufuhrberechnungseinrichtung, die Fehlererfassungseinrichtung oder die Abnormitätsbestimmungseinrichtung durchgeführt wird, angehalten. Als Folge kann die Verringerung der Genauigkeit der Zufuhrfehlererfassung aufgrund der ungenauen geschätzten Zufuhrmenge verhindert werden. Ebenso kann verhindert werden, dass eine Bestimmung hinsichtlich einer Abnormität ungenau ist.

Ferner kann bei der Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsvorrichtung die Dauer, in der die Wirkung der vorherigen Reduktionsmittelzufuhr, die durch den Reduktionsmittelzufuhrmechanismus durchgeführt wird, auf dem Luftkraftstoffverhältnis verbleibt, auf der Grundlage der Zeit eingerichtet werden, die abgelaufen ist, seit das Reduktionsmittel vorhergehend zugeführt ist, oder der Einlassluftmenge, die gesammelt wurde, seit das Reduktionsmittel vorhergehend zugeführt wird. Die Dauer, in der die Wirkung der vorherigen Reduktionsmittelzufuhr auf dem Luftkraftstoffverhältnis verbleibt, wird auf der Grundlage der Zeit eingerichtet, die abgelaufen ist, seit das Reduktionsmittel vorhergehend zugeführt wird, oder der Einlassluftmenge, die gesammelt wurde, seit das Reduktionsmittel vorhergehend zugeführt wird, nämlich unter Berücksichtigung der Verdampfung der anhaftenden Kraftstoffs oder der Abgasdurchflussmenge in dem Abgassystem. Als Folge kann die Verringerung der Genauigkeit der Zufuhrfehlererfassung aufgrund der ungenauen geschätzten Zufuhrmenge verhindert werden. Ebenso kann verhindert werden, dass eine Bestimmung hinsichtlich einer Abnormität ungenau ist.

Ferner kann bei der Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsvorrichtung der Luftkraftstoffverhältnissensor stromabwärts von dem Abgassteuerkatalysator in dem Abgassystem vorgesehen sein. Da der Luftkraftstoffverhältnissensor, der stromabwärts von dem Abgassteuerkatalysator vorgesehen ist, dem gereinigten Abgas ausgesetzt wird, wird es schwierig, das der Luftkraftstoffverhältnissensor durch NOx und PM (Partikelstoffe) in dem Abgas beeinflusst werden. Demgemäß kann die Erfassung genauer durchgeführt werden. Insbesondere wenn die geschätzte Zufuhrmenge des Reduktionsmittels auf der Grundlage der Differenz zwischen den Luftkraftstoffverhältnissen wie bei der Erfindung erhalten wird, ist die Wirkung der Genauigkeit der Erfassung groß. Daher kann durch die Verwendung der Daten, die durch den Luftkraftstoffverhältnissensor erfasst werden, der stromabwärts von dem Abgassteuerkatalysator vorgesehen ist, der Zufuhrfehler mit einer höheren Genauigkeit erfasst werden.

Ferner kann bei der Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsvorrichtung die Brennkraftmaschine ein Dieselverbrennungsmotor sein und kann der Abgassteuerkatalysator ein Katalysator, beispielsweise ein NOx-Speicherreduktionskatalysator sein. Insbesondere wird der Dieselverbrennungsmotor bei einem Luftkraftstoffverhältnis normalerweise betrieben, dass das stöchiometrische Luftkraftstoffverhältnis ist. Daher wird, nachdem der NOx-Speicherreduktionskatalysator NOx speichert, die Speicherfähigkeit des NOx-Speicherreduktionssteuerkatalysators durch Zuführen des Reduktionsmittels wieder hergestellt. Durch Anwenden der Erfindung auf einen derartigen Dieselverbrennungsmotor kann ein Zufuhrfehler mit einer höheren Genauigkeit erfasst werden und kann daher eine Bestimmung hinsichtlich einer Abnormität genau vorgenommen werden.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist ein Blockdiagramm, das schematisch einen Aufbau eines Dieselverbrennungsmotors und einer Steuervorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;

2 ist ein Ablaufdiagramm eines Zufuhrventilzustandserfassungsdurchführungsbedingungsbestimmungsprozesses, der durch eine ECU durchgeführt wird;

3 ist ein Ablaufdiagramm eines Bestimmungswerteinstellprozesses, der durch die ECU durchgeführt wird;

4A und 4B sind ein Ablaufdiagramm eines Zufuhrventilzustandsbestimmungsprozesses, der durch die ECU durchgeführt wird;

5 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel einer Steuerung zu dem Zeitpunkt einer normalen Bestimmung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;

6 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel einer Steuerung zu dem Zeitpunkt einer abnormalen Bestimmung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;

7 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel einer Steuerung zu dem Zeitpunkt einer abnormalen Bestimmung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;

8 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel einer Steuerung zu einem Zeitpunkt, bei dem eine abnormale Bestimmung unmöglich ist, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;

9 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel einer Steuerung zu dem Zeitpunkt einer normalen Bestimmung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;

10 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel einer Steuerung zu dem Zeitpunkt einer abnormalen Bestimmung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;

11 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel einer Steuerung zu dem Zeitpunkt einer abnormalen Bestimmung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;

12 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel einer Steuerung zu einem Zeitpunkt, bei dem die abnormale Bestimmung unmöglich ist, gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;

13 ist eine Graphik, die einen Aufbau eines Verbrennungsbetriebsartkoeffizientenkennfelds zeigt, das bei einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird;

14 ist eine Graphik, die einen Aufbau eines Katalysatorbetttemperaturkoeffizientenkennfelds zeigt, das bei dem dritten Ausführungsbeispiel verwendet wird; und

15 ist eine Graphik, die einen Aufbau eines Einlassluftmengenkoeffizientenkennfelds zeigt, das bei dem dritten Ausführungsbeispiel verwendet wird.

GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Im Folgenden wird ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. 1 ist ein Blockdiagramm, das schematisch einen Aufbau eines Dieselverbrennungsmotors und einer Steuervorrichtung für ein Fahrzeug zeigt, auf die die Erfindung angewandt ist. Es ist anzumerken, dass die Erfindung auf einen Verbrennungsmotor mit einem NOx-Speicherreduktionskatalysator, beispielsweise einen magerverbrennenden Benzinverbrennungsmotor angewandt werden kann.

Ein Dieselverbrennungsmotor 2 hat eine Vielzahl von Zylindern. In dem Ausführungsbeispiel hat der Dieselverbrennungsmotor 2 vier Zylinder #1, #2, #3 und #4. Eine Brennkammer 4 von jeder der Zylinder #1, #2, #3 und #4 ist mit einem Ausgleichsbehälter 12 über einen Einlassanschluss, der durch ein Einlassventil 6 geöffnet/geschlossen wird, und einen Einlasskrümmer 10 gekoppelt. Der Ausgleichsbehälter 12 wird dann mit einem Zwischenkühler 14 und einer Auslassseite eines Verdichters 16a einer Ladevorrichtung gekoppelt, nämlich eines Abgasturboladers 16 in dem Ausführungsbeispiel. Eine Einlassseite des Verdichters 16a ist mit einem Luftreiniger 18 gekoppelt. Ein EGR-Gaszufuhranschluss 20a eines Abgasrezirkulationsdurchgangs (im Folgenden als „EGR-Durchgang" bezeichnet) 20 öffnet sich in den Ausgleichsbehälter 12. Ein Drosselventil 22 ist in dem Einlassdurchgang 13 vorgesehen, der den Ausgleichsbehälter 12 mit dem Zwischenkühler 14 verbindet. Ein Einlassluftmengensensor 24 und ein Einlasslufttemperatursensor 26 sind zwischen dem Verdichter 16a und dem Luftreiniger 18 vorgesehen.

Die Brennkammer 4 von jedem der Zylinder #1, #2, #3 und #4 ist mit einer Einlassseite einer Abgasturbine 16b des Abgasturboladers 16 über einen Auslassanschluss 30, der durch ein Auslassventil 28 geöffnet/geschlossen wird, und einen Abgaskrümmer 32 gekoppelt. Eine Auslassseite der Abgasturbine 16b ist mit einem Auslassdurchgang 34 verbunden. Die Auslassturbine 16b nimmt Abgas von der Seite des vierten Zylinders #4 in dem Abgaskrümmer 32 auf.

In dem Abgasdurchgang 34 sind drei katalytische Wandler 36, 38 und 40 vorgesehen, von denen jeder einen Abgassteuerkatalysator hat. Bei dem ersten katalytischen Wandler 36, der am weitesten stromaufwärts von den drei katalytischen Wandlern vorgesehen ist, ist ein NOx-Speicherreduktionskatalysator aufgenommen. Wenn Abgas in der oxidierenden Atmosphäre vorliegt (insbesondere wenn das Luftkraftstoffverhältnis mager ist), während der Dieselverbrennungsmotor normal arbeitet, wird NOx in dem NOx-Speicherreduktionskatalysator gespeichert. Wenn das Abgas sich in der reduzierenden Atmosphäre befindet (insbesondere wenn das Luftkraftstoffverhältnis stöchiometrisch oder fett ist), wird das NOx, das in dem NOx-Speicherreduktionskatalysator gespeichert ist, als NO abgeführt und durch HC und CO reduziert. NOx wird somit gereinigt.

In dem zweiten katalytischen Wandler 38, der zwischen den anderen Wandlern 36 und 40 vorgesehen ist, ist ein Filter aufgenommen, der einen Wandabschnitt hat, der mit einer monolytischen Struktur ausgebildet ist. Der Wandabschnitt ist so konfiguriert, dass das Abgas durch Mikroporen strömt, die in dem Wandabschnitt ausgebildet sind. Da die Fläche des Filters mit dem NOx-Speicherreduktionskatalysator beschichtet ist, wird NOx, wie vorstehend beschrieben ist, gereinigt.

Zusätzlich werden PM im dem Abgas an der Fläche des Filters gefangen. Daher wird die Oxidation der PM durch aktiven Sauerstoff gestartet, der erzeugt wird, wenn NOx in der oxidierenden Atmosphäre gespeichert wird. Ferner wird der gesamte PM durch den umgebenden überschüssigen Sauerstoff oxidiert. In der reduzierenden Atmosphäre (insbesondere wenn das Luftkraftstoffverhältnis stöchiometrisch oder fett ist) wird die Oxidation von PM durch eine große Menge aktiven Sauerstoffs vorangetrieben, der von dem NOx-Speicherreduktionskatalysator erzeugt wird. Somit wird nicht nur NOx sondern auch PM gereinigt.

Bei dem dritten katalytischen Wandler 40, der am weitesten stromabwärts von den drei katalytischen Wandlern vorgesehen ist, ist ein Oxidationskatalysator aufgenommen und wird HC und CO oxidiert und darin gereinigt. Ein erster Luftkraftstoffverhältnissensor 42 ist stromaufwärts von dem katalytischen Wandler 36 vorgesehen. Ein erster Abgastemperatursensor 44 ist zwischen dem ersten katalytischen Wandler 36 und dem zweiten katalytischen Wandler 38 vorgesehen. Zwischen dem zweiten katalytischen Wandler 38 und dem dritten katalytischen Wandler 40 ist ein zweiter Abgastemperatursensor 46 in der Nähe des zweiten katalytischen Wandlers 38 vorgesehen und ein zweiter Luftkraftstoffverhältnissensor 48 ist in der Nähe des dritten katalytischen Wandlers vorgesehen.

Jeder von dem ersten Luftkraftstoffverhältnissensor 42 und dem zweiten Luftkraftstoffverhältnissensor 48 erfasst ein Luftkraftstoffverhältnis in dem Abgas auf der Grundlage von Bestandteilen des Abgases an seiner Position und gibt ein Spannungssignal ab, das proportional zu dem Luftkraftstoffverhältnis linear ist. Jeder von dem ersten Abgastemperatursensor 44 und von dem zweiten Abgastemperatursensor 46 erfasst eine Temperatur des Abgases an seiner Position.

Ein Rohr eines Druckdifferenzsensors 50 ist an jeder von der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite des zweiten katalytischen Wandlers 38 vorgesehen. Der Druckdifferenzsensor 50 erfasst eine Druckdifferenz zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite des zweiten katalytischen Wandlers 38, um eine Verstopfung innerhalb des zweiten katalytischen Wandlers zu erfassen.

Ein EGR-Gaseinlass 20b des EGR-Durchgangs 20 öffnet sich in dem Abgaskrümmer 32. Der EGR-Gaseinlass 20b öffnet sich an der Seite des ersten Zylinders #1, die entgegengesetzt zu der Seite des vierten Zylinders #4 ist, an der die Abgasturbine 16b das Abgas aufnimmt.

In dem EGR-Durchgang 20 ist ein Eisen-EGR-Katalysator 52 zum Reformieren des EGR-Gases an der Seite des EGR-Gaseinlasses 20b vorgesehen. Ferner ist ein EGR-Kühler 54 zum Kühlen des EGR-Gases stromabwärts von dem Eisen-EGR-Katalysator 52 in dem EGR-Durchgang 20 vorgesehen. Der EGR-Katalysator 52 hat ebenso eine Funktion, die Verstopfung in dem EGR-Kühler 54 zu verhindern. Ein EGR-Ventil 56 ist an dem EGR-Gaszufuhranschluss 20a vorgesehen. Die Menge des EGR-Gases, das von dem EGR-Gaszufuhranschluss 20a zu der Einlassseite zugeführt wird, kann durch Einstellen des Öffnungsbetrags des EGR-Ventils 56 eingestellt werden.

Ein Kraftstoffeinspritzventil 58, das an jedem der Zylinder #1 bis #4 vorgesehen ist und das direkt Kraftstoff in die Brennkammer 4 einspritzt, ist mit einer Common-Rail 60 über ein Kraftstoffzufuhrrohr 58a gekoppelt. Kraftstoff wird von einer elektrisch gesteuerten ausstoßmengenvariablen Kraftstoffpumpe 62 in die Common-Rail 60 zugeführt und Hochdruckkraftstoff, der von der Kraftstoffpumpe 62 in die Common-Rail 60 zugeführt wird, wird zu jedem Kraftstoffeinspritzventil 58 über ein jeweiliges Kraftstoffzufuhrrohr 58a verteilt. Ein Kraftstoffdrucksensor 64 zum Erfassen eines Kraftstoffdrucks in an der Common-Rail 60 angebracht.

Ferner wird Niederdruckkraftstoff zu einem Zufuhrventil 68 über ein Kraftstoffzufuhrrohr 66 von der Kraftstoffpumpe 62 zugeführt. Das Zufuhrventil 68 ist in dem Abgasanschluss 30 des vierten Zylinders #4 vorgesehen und spritzt Kraftstoff als Reduktionsmittel zu der Seite der Abgasturbine 16b ein. Aufgrund der Einspritzung des Reduktionsmittels wird das NOx, das in dem ersten katalytischen Wandler 36 und dem zweiten katalytischen Wandler gespeichert ist, reduziert und gereinigt, indem die Atmosphäre des Abgases zeitweilig zu der reduzierenden Atmosphäre gemacht wird. Zusätzlich wird bei dem zweiten katalytischen Wandler 38 eine Reinigung von PM gleichzeitig mit der Reduktion und Reinigung NOx durchgeführt.

Eine elektronische Steuereinheit (im Folgenden als eine „ECU" bezeichnet) 70 weist hauptsächlich einen digitalen Computer, der mit einer CPU, ROM, RAM und dergleichen versehen ist, und einen Antriebsschaltkreis zum Antreiben von Vorrichtungen auf. Die ECU 70 liest Signale von dem Einlassluftmengensensor 24, dem Einlasstemperatursensor 26, dem ersten Luftkraftstoffverhältnissensor 42, dem ersten Abgastemperatursensor 44, dem zweiten Abgastemperatursensor 46, dem zweiten Luftkraftverhältnissensor 48, dem Druckdifferenzsensor 50, dem Kraftstoffdrucksensor 64 und einem Drosselventilöffnungsbetragssensor 22a ein. Zusätzlich liest die ECU 70 Signale von einem Beschleunigerpedalbetätigungsbetragsensor 74 zum Erfassen eines Betätigungsbetrags eines Beschleunigerpedals 72 und von einem Kühlmitteltemperatursensor 76 zum Erfassen einer Temperatur eines Kühlmittels für den Dieselverbrennungsmotor 2 ein. Zusätzlich liest die ECU Signale von einem Verbrennungsmotordrehzahlsensor 80 zum Erfassen einer Drehzahl, einer Kurbelwelle 87 und von einem Zylinderidentifikationssensor 82 zum Identifizieren eines Zylinders zum Erfassen einer Drehphase der Kurbelwelle 78 oder einer Drehphase eines Einlassnockens ein.

Auf der Grundlage des Verbrennungsmotorbetriebszustands, der gemäß diesen Signalen erhalten wird, führt die ECU 70 eine Steuerung der Kraftstoffzeitabstimmung und der Kraftstoffeinspritzmenge unter Verwendung des Kraftstoffeinspritzventils 58 durch und führt ferner eine Steuerung des Öffnungsbetrags des EGR-Ventils 56 und eine Steuerung des Drosselventilöffnungsbetrags unter Verwendung eines Motors 22b durch. Beispielsweise wird eine EGR-Steuerung zum Einstellen eines Drosselventilöffnungsbetrags TA, der gemäß einem Signal von dem Drosselventilöffnungsbetragssensor 22a erfasst wird, und eines EGR-Ventilöffnungsbetrags (der Öffnungsbetrag des EGR-Ventils 56) durchgeführt, sodass eine EGR-Rate gleich einer Soll-EGR-Rate wird, die auf der Grundlage einer Verbrennungsmotorlast (oder einer Kraftstoffeinspritzmenge) und einer Verbrennungsmotordrehzahl NE eingestellt wird. Ferner wird eine Einlassluftmengenrückführregelung zum Einstellen des EGR-Öffnungsbetrags durchgeführt, sodass eine Einlassluftmenge gleich einer Soll-Einlassluftmenge wird, die auf der Grundlage der Verbrennungsmotorlast (oder der Kraftstoffeinspritzmenge) und der Verbrennungsmotordrehzahl NE (Sollwert für eine Drehung des Verbrennungsmotors 2) eingestellt wird. Als Verbrennungsbetriebsart für die EGR-Steuerung werden zwei Arten der Verbrennungsbetriebsart, nämlich eine normale Verbrennungsbetriebsart und eine Niedertemperaturverbrennungsbetriebsart durchgeführt. Bei der Niedertemperaturverbrennungsbetriebsart wird die Erhöhung der Verbrennungstemperatur durch Einführen einer großen Menge EGR-Gas abgesenkt und werden die Mengen von sowohl NOx als auch von Rauch dadurch verringert. In dem Ausführungsbeispiel wird die Niedertemperaturverbrennung bei einer niedrigen Last in dem mittleren und hohen Drehzahlbereich durchgeführt. Die Verbrennungsbetriebsart, die eine andere als die Niedertemperaturverbrennungsbetriebsart ist, ist die normale Verbrennungsbetriebsart, bei der die EGR-Steuerung (einschließlich einem Fall, in dem die Abgasrezirkulation nicht durchgeführt wird) durchgeführt wird.

Als nächstes wird der Prozess zur Bestimmung, ob das Zufuhrventil normal oder abnormal arbeitet, der durch die ECU 70 durch wird, genau beschrieben. Die 2, 3 und 4 sind Ablaufdiagramme für diesen Prozess. Der Prozess wird bei vorbestimmten Intervallen als ein Unterbrechungsprozess durchgeführt.

Zuerst wird ein Zufuhrventilzustandserfassungsduchführungsbedingungsbestimmungsprozess (2) beschrieben. Wenn der Prozess gestartet wird, wird am Anfang in Schritt S102 bestimmt, ob eine Vorbedingung erfüllt ist. Die Vorbedingung umfasst die folgenden Bedingungen.

  • (1) Der Betriebszustand des Verbrennungsmotors 2 ist stabil. Das zeigt, dass das Luftkraftstoffverhältnis in dem vorliegenden Betriebszustand stabilisiert ist. In dem Ausführungsbeispiel wird, wenn ein Änderungsbetrag &Dgr;ga der Einlassluftmenge ga, die durch den Einlassluftmengensensor 24 erfasst wird, pro Zeiteinheit gleich wie oder kleiner als ein Bezugswert ist und ebenso ein Änderungsbetrag &Dgr;qf einer Menge gfin von Kraftstoff für die Verbrennung, der von dem Kraftstoffeinspritzventil 58 eingespritzt wird, bei jeder Einspritzung gleich wie oder kleiner als ein Bezugswert ist, bestimmt, dass das Luftkraftstoffverhältnis in dem vorliegenden Betriebszustand stabilisiert ist.
  • (2) Die Katalysatorsteuerung der Katalysatoren in den katalytischen Wandlern 36 und 38 befindet sich in der NOx-Reduktionsbetriebsart. In dem vorliegenden Betriebszustand sollte nämlich das Reduktionsmittel von dem Zufuhrventil 68 zugeführt werden. (3) In der vorliegenden Verbrennungsbetriebsart kann eine Luftkraftstoffverhältnisänderung erfasst werden. Beispiele dieser Verbrennungsbetriebsart sind die vorstehend erwähnte normale Verbrennungsbetriebsart und die Niedertemperaturverbrennungsbetriebsart.
  • (4) Der zweite Luftkraftstoffverhältnissensor 48 arbeitet richtig. (5) Der Einlassluftmengensensor 24 arbeitet richtig. (6) Der zweite Luftkraftstoffverhältnissensor 48 wurde aktiviert.
  • (7) Die Menge des Kraftstoffs, der an dem Abgaskrümmer 32 anhaftet, ist gleich wie oder geringer als ein Bezugswert. Die Menge des Kraftstoffs, der in dem Abgaskrümmer 32 anhaftet, wird periodisch durch einen Anhaftkraftstoffmengenberechnungsprozess berechnet, der getrennt durch die ECU 70 durchgeführt wird. Wenn die Menge des anhaftenden Kraftstoffs groß wird, wird die Genauigkeit der Berechnung der geschätzten Zufuhrmenge und dergleichen verringert. Die Berechnung der geschätzten Zufuhrmenge wird auf der Grundlage des Werts durchgeführt, der durch den zweiten Luftkraftstoffverhältnissensor 48 erfasst wird, wie später beschrieben wird.
  • (8) Die Deaktivierung der NOx-Speicherreduktionskatalysatoren in den katalytischen Wandlern 36 und 38 aufgrund der Verringerung der Katalysatorbetttemperatur und einer Verringerung des Abgases, das darin strömt, ist nicht aufgetreten. (9) Der gegenwärtige Augenblick liegt vor dem Ablauf der Luftkraftstoffverhältnisänderungserfassungsdauer, die für die vorliegende Zufuhr eingestellt ist. Die Luftkraftstoffverhältnisänderungserfassungsdauer wird später genau beschrieben.

Wenn alle Bedingungen (1) bis (9) erfüllt sind, wird die Vorbedingung als erfüllt betrachtet. Wenn daher auch eine der Bedingungen (1) bis (9) nicht erfüllt ist („NEIN" in Schritt S102), wird der Wert, der durch einen Vorbedingungserfüllungszähler gezeigt ist, der ein Andauern der Dauer zählt, in der die Vorbedingung erfüllt ist, wird auf „0" in Schritt S104 zurückgesetzt. Dann wird eine Erfassungsdurchführungsmarke zum Bestimmen, ob die Zufuhrventilzustandserfassung durchgeführt wird, auf „AUS" in dem Schritt S105 gesetzt, worauf der Prozess endet. Wenn die Vorbedingung nicht erfüllt ist („NEIN" in Schritt S102), werden die Schritte S104 und S105 wiederholt durchgeführt.

Der Fall, in dem die Vorbedingung erfüllt ist („JA" in Schritt S102), wird beschrieben. Zuerst wird der Wert, der durch den Vorbedingungserfüllungszähler gezeigt wird, in dem Schritt S106 erhöht. Beispielsweise wird durch Hochzählen des Zählers die Zeit zur Verwendung des Steuerungszyklus des Prozesses als eine Einheit gezählt.

Als nächstes wird in Schritt S108 bestimmt, ob das Reduktionsmittel neu aus dem Zufuhrventil 68 zugeführt wird, das gegenwärtig der Erfassung ausgesetzt wird. Wenn bestimmt wird, dass das Reduktionsmittel nicht neu von dem Zufuhrventil 68 zugeführt wird („NEIN" in Schritt S108), kann auf der Grundlage der Abgabe des zweiten Luftkraftstoffverhältnissensors 48 nicht erfasst werden, ob das Zufuhrventil 68 normal oder abnormal arbeitet. Daher endet der Prozess.

Wenn bestimmt wird, dass das Reduktionsmittel neu von dem Zufuhrventil 68 zugeführt wird („JA" in Schritt S109), wird dann in Schritt S110 bestimmt, ob die Erfassungsdurchführungsbedingung erfüllt ist. Die Erfassungsdurchführungsbedingung umfasst die folgenden Bedingungen.

  • (1) Der Wert, der durch den Vorbedingungserfüllungszähler gezeigt wird, ist gleich wie oder höher als ein Bezugswert.
  • (2) Eine Bezugszeit seit der vorherigen Zufuhr des Reduktionsmittels von dem Zufuhrventil 68 ist abgelaufen. Alternativ ist die Einlassluftmenge, die seit der vorherigen Zufuhr des Reduktionsmittels akkumuliert wurde, gleich wie oder größer als eine Bezugsmenge.
  • (3) Das Reduktionsmittel, das von dem Zufuhrventil 68 zugeführt wird, wird zum Reduzieren von NOx in den NOx-Speicherreduktionskatalysatoren in den katalytischen Wandlern 36 und 38 verwendet. (4) Die Erfassungsdurchführungsmarke ist „AUS".

Wenn alle Bedingungen (1) bis (4) erfüllt sind, ist die Erfassungsdurchführungsbedingung erfüllt. Wenn daher auch eine der Bedingungen (1) bis (4) nicht erfüllt ist („NEIN" in Schritt S110), wird die Erfassungsdurchführungsmarke auf „AUS" in Schritt S105 gesetzt, worauf der Prozess endet. Die Erfassungsdurchführungsmarke wird auf „AUS" in Schritt S105 gesetzt. Demgemäß wird auch dann, wenn die Erfassungsdurchführungsmarke schon in „EIN" ist, die Erfassungsdurchführungsmarke auf „AUS" zurückversetzt. Somit wird auch dann, wenn die Bestimmung durch den Zufuhrventilzustandsbestimmungsprozess (4A und 4B), der später beschrieben wird, gerade auf der Grundlage der vorherigen Reduktionsmittelzufuhr durch erneutes Zuführen des Reduktionsmittel durchgeführt wird, die Bestimmung durch den Zufuhrventilzustandsbestimmungsprozess (4A und 4B) unmittelbar angehalten.

Wenn bestimmt wird, dass die Erfassungsdurchführungsbedingung erfüllt ist („JA" in Schritt S110), wird die Erfassungsdurchführungsmarke auf „EIN" in Schritt S112 gesetzt, worauf der Prozess endet. Wenn die Vorbedingung fortgesetzt in dem nächsten Steuerzyklus erfüllt ist („JA" in Schritt S102), wird der Wert, der durch den Vorbedingungserfüllungszähler gezeigt wird, in Schritt S106 erhöht und wird der Zählerwert des Vorbedingungserfüllungszählers erhöht. Wenn sich die Reduktionsmittelzufuhr fortsetzt, wird das Reduktionsmittel nicht neu zugeführt („NEIN" in Schritt S108). Daher endet der Prozess und wird die Erfassungsdurchführungsmarke auf „EIN" gehalten.

Wenn bestimmt wird, dass die Vorbedingung nicht erfüllt ist („NEIN" in Schritt S102), werden die Schritte S104 und S105 durchgeführt, wird der durch den Vorbedingungserfüllungszähler gezeigte Wert auf „0" zurückgesetzt und die Erfassungsdurchführungsmarke auf „AUS" zurückgesetzt.

Als nächstes wird ein Bestimmungswerteinstellprozess (3) beschrieben. Wenn der Prozess gestartet wird, wird am Anfang in Schritt S162 bestimmt, ob die Erfassungsdurchführungsmarke „AUS" ist. Wenn bestimmt wird, dass die Erfassungsdurchführungsmarke „AUS" ist („JA" in Schritt S162), wird ein Bestimmungswert Qadj (g) gemäß der folgenden Gleichung „1" in Schritt S164 berechnet. Qadj ← Qadf – D(afx)[Gleichung 1]

Hier ist eine angewiesene Zufuhrmenge Qadf eine Zufuhrmenge (g), die durch die ECU 70 berechnet wird, sodass die angewiesene Menge Qadf (g) des Reduktionsmittels von dem Zufuhrventil 68 zugeführt wird. Die angewiesene Zufuhrmenge Qadf wird gemäß der folgenden Gleichung „2" berechnet. Qadf ← Qadt × Nad × Kraftstoffmasse/1000[Gleichung 2]

Hier hat eine Zufuhrmenge Qadt ein Kubikvolumen (cm3) des Kraftstoffs, der als Reduktionsmittel in das Abgas jedes Mal dann zugeführt wird, wenn sich das Zufuhrventil 68 öffnet. Die Ventilöffnungen Nad zeigen die Anzahl der Male, für die das Zufuhrventil 68 sich aufeinander folgend bei einem Mal der Reduktionsmittelzufuhr öffnet. Beispielsweise betragen die Ventilöffnungen Nad „2" bei der Niedertemperaturverbrennungsbetriebsart und „4" in der normalen Verbrennungsbetriebsart. Gemäß der Gleichung „2" wird die Menge (g) des Reduktionsmittels erhalten, die in das Abgas in einem Mal des Reduktionsmittelzufuhrprozesses zugeführt wird, wenn das Zufuhrventil 68 richtig arbeitet. Eine Beseitigungsbereichszufuhrmenge D(afx) zeigt eine Zufuhrmenge zum Beseitigen eines Bereichs in der Luftkraftstoffverhältnisänderung, die durch die Reduktionsmittelzufuhr verursacht wird, bei dem eine Genauigkeit der Erfassung, die durch den zweiten Luftkraftstoffverhältnissensor 48 durchgeführt wird, relativ niedrig ist. Die Beseitigungsbereichszufuhrmenge D(afx) wird gemäß der folgenden Gleichung „3" berechnet. D(afx) ← (1/afx) – (1/afbase)] × ga × Qadtt[Gleichung 3]

Ein Basisluftkraftstoffverhältnis afbase ist ein Luftkraftstoffverhältnis, das durch Kraftstoff erzeugt wird, der von dem Kraftstoffeinspritzventil 58 in jede Brennkammer 4 vor dem Starten der Zufuhr des Reduktionsmittels eingespritzt wird. Das obere Grenzluftkraftstoffverhältnis afx für die Bestimmung ist die obere Grenze für die Genauigkeit der Luftkraftstofferfassung. Beispielsweise wird das obere Grenzluftkraftstoffverhältnis afx auf „20" eingestellt. Eine kontinuierliche Zufuhr der Zeit Qadtt zeigt die Zeit, in der das Luftkraftstoffverhältnis niedriger als das obere Grenzluftkraftstoffverhältnis afx aufgrund der Reduktionsmittelzufuhr von dem Zufuhrventil 68 wird. Die kontinuierliche Zufuhrzeit Qadtt ist ein Wert, der proportional zu der Gesamtlänge der Zeit ist, in der das Reduktionsmittel der Zufuhrmenge Qadtt Nad-Male zugeführt wird. Die kontinuierliche Zufuhrzeit Qadtt kann beispielsweise durch Erhalten des Produkts der gesamten Zufuhrzeit, in der das Reduktionsmittel der Zufuhrmenge Qadtt Nad-Male zugeführt wird, und eines vorbestimmten Koeffizienten (eines durch ein Experiment eingestellten Koeffizienten) erhalten werden. Alternativ kann, wie in einem Zeitdiagramm von 5 gezeigt ist, die Zeit von dem Start der ersten Ventilöffnung zu dem Ende der letzten Ventilöffnung in der Reihe von Öffnungen des Zufuhrventils 68, wobei die Öffnungen zweimal oder viermal aufeinander folgend durchgeführt werden, unverändert verwendet werden, oder das Produkt derzeit von dem Start der ersten Ventilöffnung zu dem Ende der letzten Ventilöffnung und ein vorbestimmten Koeffizient (ein durch ein Experiment eingestellter Koeffizient) kann verwendet werden. Der Bestimmungswert Qadj wird somit berechnet, worauf der Prozess endet. Darauf wird, solange die Erfassungsdurchführungsmarke „AUS" ist („JA" in Schritt S162), der Bestimmungswert Qadj wiederholt in dem Schritt S164 berechnet und aktualisiert.

Wenn die Erfassungsdurchführungsmarke auf „EIN" in Schritt S112 in dem Zufuhrventilzustandserfassungsdurchführungsbedingungsbestimmungsprozess (2) gesetzt wird, wird eine negative Bestimmung in Schritt S162 in dem Bestimmungswerteinstellprozess (3) gemacht und wird die Aktualisierung des Bestimmungswerts Qadj angehalten. Daher wird der neueste Bestimmungswert Qadj, der Verwendet wird, unmittelbar bevor die Erfassungsdurchführungsmarke auf „EIN" gesetzt wird, aufrechterhalten und wird in einem Zufuhrventilzustandsbestimmungsprozess (4A und 4B) verwendet, der als nächstes beschrieben wird.

Der Zufuhrventilzustandsbestimmungsprozess (4A und 4B) werden genau beschrieben. Wenn der Prozess gestartet wird, wird am Anfang in Schritt S182 bestimmt, ob die Erfassungsdurchführungsmarke „EIN" ist. Wenn bestimmt wird, dass die Erfassungsdurchführungsmarke „AUS" ist („NEIN" in Schritt S182), wird die geschätzte Zufuhrmenge auf „0" (g) in Schritt S184 gesetzt, worauf der Prozess endet.

Wenn in Schritt S112 in dem Zufuhrventilzustandserfassungsdurchführungsbedingungsbestimmungsprozess (2) bestimmt wird, dass die Erfassungsdurchführungsmarke „EIN" ist („JA" in Schritt S182), wird eine geschätzte Zufuhrmenge Qades (g) auf der Grundlage des Wertes, der von dem zweiten Luftkraftstoffverhältnissensor 48 abgegeben wird, gemäß der folgenden Gleichung „4" in Schritt S186 berechnet. Qades ← Qadeso + [(1/afa) – (1/afx)] × ga × Steuerzyklus[Gleichung 4]

Eine vorhergehend geschätzte Zufuhrmenge Qadeso an der rechten Seite der Gleichung „4" wird auf eine geschätzte Zufuhrmenge Qades eingestellt, die gemäß der Gleichung „4" in dem Steuerzyklus berechnet wird, der unmittelbar vor dem vorliegenden Steuerzyklus durchgeführt wird. Der Anfangswert von Qadeso, der unmittelbar verwendet wird, nachdem die Erfassungsdurchführungsmarke von „AUS" to „EIN" geschaltet wird, ist „0" (Qadeso = „0" (g)). Ein Luftkraftstoffverhältnis afa ist das Luftkraftstoffverhältnis, das durch den zweiten Luftkraftstoffverhältnissensor 48 in dem vorliegenden Steuerzyklus erfasst wird.

Der Abschnitt, der ein anderer als der vorhergehend geschätzte Zufuhrbetrag Qadeso an der rechten Seite der Gleichung „4" ist, zeigt die Zufuhrmenge, die zum Erzielen eines Luftkraftstoffverhältnisses beiträgt, das niedriger als das obere Grenzluftkraftstoffverhältnis afx ist, für eine Bestimmung (entsprechend dem der Reduktionsmittelzufuhrmenge entsprechenden Wert in den Ansprüchen) in der gesamten Menge des Reduktionsmittels, das von dem Zufuhrventil 68 während eines Steuerzyklus zugeführt wird. Daher wird gemäß der Gleichung „4" der Prozess zum Berechnen des der Reduktionsmittelzufuhrmenge entsprechenden Werts in jedem Steuerzyklus und zum Addieren des der berechneten Reduktionsmittelzufuhrmenge entsprechenden Werts zu der geschätzten Zufuhrmenge Qades durchgeführt. Wenn der der Reduktionsmittelzufuhr entsprechende Wert gleich wie oder kleiner als „0" wird, wenn nämlich „(1/afa) ≤ (1/afx)" gilt, wird die Akkumulation durch die Gleichung „4" nicht durchgeführt. Ebenso wird die Einlassluftmenge ga als der Abgasluftmenge entsprechender Wert anstelle der Abgasdurchflussmenge verwendet.

Als nächstes wird in Schritt S188 bestimmt, ob die Luftkraftstoffverhältnisänderungserfassungsdauer abgelaufen ist. Die Luftkraftstoffverhältnisänderungserfassungsdauer wird auf die Dauer von da an eingestellt, wenn das Reduktionsmittel von dem Zufuhrventil 68 zugeführt wird, bis die Wirkung auf das vorliegende Luftkraftstoffverhältnis afa, das durch den zweiten Luftkraftstoffverhältnissensor 48 erfasst wird, verschwindet. Beispielsweise wird die Luftkraftstoffverhältnisänderungserfassungsdauer auf der Grundlage der Zeit eingestellt, die notwendig für eine einmalige Zufuhr des Reduktionsmittels von dem Zufuhrventil 68 erforderlich ist und der Einlassluftmenge ga, die als der der Abgasdurchflussmenge entsprechende Wert anstelle der Abgasdurchflussmenge verwendet wird.

Wenn bestimmt wird, dass die Luftkraftstoffverhältnisänderungserfassungsdauer nicht abgelaufen ist („NEIN" in Schritt S188), endet der Prozess. Wenn bestimmt wird, dass die Luftkraftstoffverhältnisänderungserfassungsdauer nicht abgelaufen ist, („NEIN" in Schritt S188), wird der Prozess zum Berechnen des der Reduktionsmittelzufuhrmenge entsprechenden Werts in jedem Steuerzyklus und zum Addieren des der berechneten Reduktionsmittelzufuhrmenge entsprechenden Werts zu der geschätzten Zufuhrmenge Qades gemäß der Gleichung „4" fortgesetzt.

Wenn bestimmt wird, dass die Luftkraftstoffverhältnisänderungserfassungsdauer abgelaufen ist („JA" in Schritt S188), wird in Schritt S190 bestimmt, ob die geschätzte Zufuhrmenge Qades, die durch eine Akkumulation während der Luftkraftstoffverhältnisänderungserfassungsdauer erhalten wird, außerhalb eines Bezugsbereichs liegt. Die obere Grenze des Bezugsbereichs liegt oberhalb des Bestimmungswerts Qadj und die untere Grenze davon liegt unterhalb des Bestimmungswerts Qadj. Durch Durchführen des Schritts S190 wird nämlich ein Zufuhrfehler (in diesem Fall, ob die geschätzte Zufuhrmenge Qades außerhalb des Bezugsbereichs ist) durch Vergleichen der geschätzten Zufuhrmenge Qades mit dem Bestimmungswert Qadj erfasst.

Hier ist der Bezugsbereich der Bereich von dem Bezugsbereichsuntergrenzenwert Qadjl bis zum dem Bezugsbereichsobergrenzwert Qadjh. Der Bezugsbereichsuntergrenzwert Qadjl wird auf der Grundlage des Bestimmungswerts Qadj, der durch den Bestimmungswerteinstellprozess (3) berechnet wird, gemäß der folgenden Gleichung „5" berechnet. Qadjl × Qadj × kl[Gleichung 5].

Hier ist der Koeffizient k auf einen Wert eingestellt, der niedriger als „1,0" ist beispielsweise auf „0,9".

Der Bezugsbereichsobergrenzwert Qadjh wird auf der Grundlage des Bestimmungswerts Qadj gemäß der Gleichung „6" eingestellt. Qadjh ← Qadj × kh[Gleichung 6].

Hier ist der Koeffizient kh auf einen Wert eingerichtet, der höher als „1,0" ist beispielsweise „1,1".

Daher liegt, wenn „Qadjl ≤ Qades ≤ Qadjh" gilt, die geschätzte Zufuhrmenge Qades innerhalb des Bezugsbereichs. Wenn „Qades < Qadjl" oder „Qades > Qadjh" gilt, liegt die geschätzte Zufuhrmenge Qades außerhalb des Bezugsbereichs.

Wenn bestimmt wird, dass die geschätzte Zufuhrmenge Qades innerhalb des Bezugsbereichs liegt („NEIN" in Schritt S190), wird bestimmt, dass die geschätzte Zufuhrmenge Qades im Wesentlichen gleich der angewiesenen Zufuhrmenge ist, die zu dem Luftkraftstoffverhältnis beiträgt, das niedriger als das obere Grenzluftkraftstoffverhältnis afx für die Bestimmung zu einem normalen Zeitpunkt ist, das als Bestimmungswert Qadj gezeigt ist. Daher kann bestimmt werden, dass wie die Menge des Reduktionsmittels, das von dem Zufuhrventil 68 zugeführt wird, dass Reduktionsmittel, dessen Menge angewiesenen Zufuhrmenge Qadf entspricht, ständig normal zugeführt wird. Demgemäß wird eine Bestimmung, dass der Reduktionsmittelzufuhrzustand normal ist (im Folgenden als „normale Bestimmung" bezeichnet), in Schritt S196 gemacht. Dann wird die Erfassungsdurchführungsmarke auf „AUS" in Schritt S198 zurückversetzt, worauf der Prozess endet.

Darauf ist die Erfassungsdurchführungsmarke „AUS". Daher wird eine negative Bestimmung in dem Schritt S192 in dem nächsten Steuerzyklus gemacht und wird die geschätzte Zufuhrmenge Qades auf „0" eingestellt. Bis die Erfassungsdurchführungsmarke auf „EIN" erneut in Schritt S112 bei dem Zufuhrventilzustandserfassungsdurchführungsbedingungs-Bestimmungsprozess (2) gesetzt wird, setzt sich der Zustand fort, in dem eine negative Bestimmung in Schritt S182 gemacht wird.

Als nächstes wird der Fall, in dem die geschätzte Zufuhrmenge Qades außerhalb des Bezugsbereichs liegt („JA" in Schritt S190) genau beschrieben. Die geschätzte Zufuhrmenge Qades ist kleiner der untere Grenzwert Qadjl des Bezugsbereichs ist, wenn nämlich „Qades < Qadjl" gilt, wird in Schritt S192 bestimmt, ob der Bestimmungswert Qadj gleich wie oder höher als der Bezugswert ist. Wenn bestimmt wird, ob die geschätzte Zufuhrmenge Qades niedriger/höher als der Bestimmungswert Qadj ist, wenn sowohl Qades als auch Qadj beträchtig klein sind, verringert sich die Genauigkeit der Bestimmung. Daher wird der Prozess in dem Schritt S192 durchgeführt, um die Bestimmung zu unterbinden, wenn sowohl Qades als auch Qadj beträchtig klein sind. Demgemäß wird der Bezugswert auf einen Wert eingestellt, bei dem eine Bestimmung mit einer hohen Genauigkeit vorgenommen werden kann.

Wenn die geschätzte Zufuhrmenge Qades größer als der obere Grenzwert Qadjh des Bezugsbereichs ist („Qades > Qadj h), oder wenn „Qades < Qadjl" und ebenso „Qadj ≥ Bezugswert" gilt, wird eine zustimmende Bestimmung in dem Schritt S192 gemacht. In diesen Zustand wird bestimmt, dass die geschätzte Zufuhrmenge Qades in hohem Maße von dem Bestimmungswert Qadj abweicht, und ist die Menge des Reduktionsmittels, die von dem Zufuhrventil 68 zugeführt wird, abnormal. Daher wird eine Bestimmung, dass der Reduktionsmittelzufuhrzustand abnormal ist (im Folgenden als eine „abnormale Bestimmung" bezeichnet), in dem Schritt S194 gemacht. Dann wird die Bestimmungsdurchführungsmarke auf „AUS" zurückgesetzt, worauf der Prozess endet.

Die normale Bestimmung und die abnormale Bestimmung werden in den nicht flüchtigen Speicher in der ECU 70 gespeichert und die Bestimmungsdaten werden auch dann beibehalten, wenn die Energiezufuhr der ECU 70 auf „AUS" geschaltet wird. Eine normale Bestimmung oder eine abnormale Bestimmung kann gemacht werden, nachdem eine negative Bestimmung in dem Schritt S190 oder eine zustimmende Bestimmung in Schritt S192 eine vorbestimmte Anzahl von Malen, beispielsweise zwei oder drei Male aufeinander folgend, anstelle von nur einem Mal gemacht wird.

Wenn andererseits „Qades < Qadjl" und ebenso „Qadj < Bezugswert" gilt, wird eine negative Bestimmung in Schritt S192 gemacht. In diesem Zustand ist die Genauigkeit zum Machen einer abnormalen Bestimmung unzureichend. Daher wird eine abnormale Bestimmung nicht gemacht und wird die Erfassungsdurchführungsmarke auf „AUS" in Schritt S198 zurückgesetzt, worauf der Prozess endet.

Durch Durchführen des Bestimmungsprozesses wie vorstehend beschrieben kann bestimmt werden, ob das Zufuhrventil 68 normal oder abnormal arbeitet. Wenn eine abnormale Bestimmung gemacht wird, wie vorstehend beschrieben ist, wird eine Abnormität bei dem Verbrennungsmotor durch eine Alarmleuchte oder Ähnliches mitgeteilt.

Die 5, 6, 7 und 8 sind Zeitdiagramme, von denen jedes ein Beispiel eines Prozesses gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt. In 5 steigt von dem Zeitpunkt, wenn die Vorbedingung erfüllt ist (von der Zeit t0), der Wert an, der durch den Vorbedingungserfüllungszähler gezeigt wird, und wird der Wert, der durch den Vorbedingungserfüllungszähler gezeigt wird, ein Wert, der gleich wie oder höher als die Bezugszeit ist, in diesem Fall 3 Sekunden (von dem Zeitpunkt t1). Dann wird das Reduktionsmittel von dem Zufuhrventil 68 zugeführt, um NOx in den NOx-Speicherreduktionskatalysator zu reduzieren (zu dem Zeitpunkt t2). Daher wird von dem Zeitpunkt t2 die Zufuhrmenge, die zu einem Luftkraftstoffverhältnis beiträgt, das gleich wie oder geringer als das obere Grenzluftkraftstoffverhältnis afx (= 20), für die Bestimmung in jedem Steuerzyklus auf der Grundlage des Luftkraftstoffverhältnisses afa berechnet, das durch das zweite Luftkraftstoffverhältnis 48 erfasst wird, und werden die berechneten Werte akkumuliert. Die geschätzte Zufuhrmenge Qades wird somit erhalten (von dem Zeitpunkt t2 zu dem Zeitpunkt t3).

Wenn als Folge bestimmt wird, dass „Qadjl ≤ Qades ≤ Qadjh" gilt, wie in 5 gezeigt ist, wird eine normale Bestimmung gemacht (bei dem Zeitpunkt t3). Alternativ wird die Bestimmung, dass „Qadjl ≤ Qades ≤ Qadjh" gilt, wiederholt und aufeinander folgend gemacht und erreicht die Anzahl der Wiederholungen eine Bezugsanzahl, wobei die formale Bestimmung formal vorgenommen wird.

In 6 ist von dem Zeitpunkt, wenn die Vorbedingung erfüllt ist (von dem Zeitpunkt t10), und bis das Reduktionsmittel zugeführt wird (von dem Zeitpunkt t12), der Zustand der gleiche wie derjenige in 5 (von dem Zeitpunkt t0 zu dem Zeitpunkt t12). Wenn jedoch die geschätzte Zufuhrmenge Qades, die zu einem Luftkraftstoffverhältnis beiträgt, das gleich wie oder geringer als das obere Grenzluftkraftstoffverhältnis afx für die Bestimmung ist, erhalten wird (von dem Zeitpunkt t12 zu dem Zeitpunkt t13), wie in 6 gezeigt ist, wird bestimmt, dass „Qades > Qadjh" gilt. Daher wird eine abnormale Bestimmung gemacht (bei dem Zeitpunkt t13). Alternativ wird, wenn die Bestimmung, dass „Qades > Qadjh" gilt, wiederholt und aufeinander folgend gemacht wird und die Anzahl der Wiederholungen eine Bezugsanzahl erreicht, eine abnormale Bestimmung formal gemacht wird.

In 7 ist von dem Zeitpunkt, wenn die Vorbedingung erfüllt ist (von dem Zeitpunkt t20) bis dahin, wenn das Reduktionsmittel zugeführt wird (von dem Zeitpunkt t22), der Zustand der gleiche wie derjenige in 5 (von dem Zeitpunkt t0 zu dem Zeitpunkt t2). Wenn jedoch die geschätzte Zufuhrmenge Qades, die zu einem Luftkraftstoffverhältnis beiträgt, das gleich wie oder niedriger als das obere Grenzluftkraftstoffverhältnis afx für die Bestimmung ist, erhalten wird (von dem Zeitpunkt t22 zu dem Zeitpunkt t23), wie in 7 gezeigt ist, wird bestimmt, dass „Qades > Qadj" gilt. In diesem Fall wird, da „Qadj ≥ Bezugswert" gilt, eine abnormale Bestimmung gemacht (zu dem Zeitpunkt t23). Alternativ wird, wenn die Bestimmung, dass „Qades < Qadj" gilt und „Bestimmungswert Qadj ≥ Bezugswert" gilt, wiederholt und aufeinander folgend gemacht wird, und die Anzahl der Wiederholungen eine Bezugsanzahl erreicht, eine abnormale Bestimmung formal gemacht.

In 8 ist von dem Zeitpunkt, wenn die Vorbedingung erfüllt ist (von dem Zeitpunkt t30), bis dahin, wenn das Reduktionsmittel zugeführt wird (zu dem Zeitpunkt t32), der Zustand der gleich wie derjenige in 5 (von dem Zeitpunkt t0 bis zu dem Zeitpunkt t2). Wenn die Zufuhrmenge Qades, die zu einem Luftkraftstoffverhältnis beiträgt, das gleich wie oder niedriger als das obere Grenzluftkraftstoffverhältnis afx ist, für die Bestimmung erhalten wird (von dem Zeitpunkt t32 zu dem Zeitpunkt t33), wie in 8 gezeigt ist, wird bestimmt, dass „Qades < Qadjl" gilt. Da jedoch der Bestimmungswert Qadj < Bezugswert gilt, wird eine abnormale Bestimmung unter Berücksichtigung der Genauigkeit der Bestimmung nicht gemacht (zu dem Zeitpunkt t33).

Die Beziehung zwischen dem vorstehend erwähnten Aufbau und den Ansprüchen wird beschrieben. Der Mechanismus, der das Kraftstoffrohr 66 und das Zufuhrventil 68 aufweist und der NOx in den NOx-Speicherreduktionskatalysatoren bei den katalytischen Wandlern 36 und 38 durch eine Steuerung reduziert, die durch die ECU 70 durchgeführt wird, entspricht einem Reduktionsmittelzufuhrmechanismus. Die Reihe von Prozessen in den 2, 3 und 4, die durch die ECU 70 unter Verwendung des Werts durchgeführt werden, der durch den zweiten Luftkraftstoffverhältnissensor 48 erfasst wird, entspricht einem Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsverfahren für einen Abgassteuerkatalysator und entspricht einem Prozess, der durch die Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsvorrichtung durchgeführt wird.

In der Reihe der Prozesse in den 2, 3 und 4 entspricht der Schritt S188 dem Prozess als Luftkraftstoffverhältnisänderungserfassungsdauereinstelleinrichtug, entspricht der Schritt S186 einem Prozess als Reduktionsmittelschätzzufuhrmengenberechnungseinrichtung, entspricht der Schritt S190 einem Prozess als Fehlererfassungseinrichtung und entsprechen die Schritte S192 und S194 einem Prozess als Abnormitätsbestimmungseinrichtung.

Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, das soweit beschrieben wurde, können die folgenden Wirkungen erhalten werden.

  • (1) Wenn das Reduktionsmittel von dem Zufuhrventil 68 in den Abgasanschluss 30 zugeführt wird, wird das Luftkraftstoffverhältnis, das durch den zweiten Luftkraftstoffverhältnissensor 48 erfasst wird, niedriger als das Luftkraftstoffverhältnis, das durch den Kraftstoff erzeugt wird, der von dem Kraftstoffeinspritzventil 58 zu der Brennkammer 4 eingespritzt wird. In dem Ausführungsbeispiel wird die geschätzte Zufuhrmenge Qades durch periodisches Akkumulieren des der Reduktionsmittelzufuhrmenge entsprechenden Werts, der bei der Luftkraftstoffverhältnisänderung auftritt, gemäß der Gleichung „4" anstelle der Verwendung des maximalen Werts der Luftkraftstoffverhältnisverringerung erhalten. Es ist daher möglich, die geschätzte Zufuhrmenge Qades mit einer hohen Genauigkeit zu erhalten.

    Dann wird durch Bestimmen, ob die geschätzte Zufuhrmenge Qades innerhalb oder außerhalb des Bezugsbereichs „von Qadjl bis Qadj h" liegt, der auf der Grundlage des Bestimmungswerts Qadj eingestellt wird, die geschätzte Zufuhrmenge Qades mit dem Bestimmungswert Qadj verglichen. Es ist daher möglich, den Zufuhrfehler mit einer hohen Genauigkeit zu erfassen. Als Folge können eine abnormale Bestimmung in dem Schritt S194 und eine normale Bestimmung in dem Schritt S196 genau gemacht werden.
  • (2) Insbesondere in dem Ausführungsbeispiel wird, wenn die geschätzte Zufuhrmenge Qades mit dem Bestimmungswert Qadj verglichen wird, der Bereich, in dem das Luftkraftstoffverhältnis von dem Luftkraftstoffverhältnis, das aufgrund der Verbrennung erzeugt wird, bis „20" liegt, ausgeschlossen. Es ist wahrscheinlich, dass die geschätzte Zufuhrmenge in dem Bereich aus Gründen schwankt, die andere als die Ist-Zufuhrmenge des Reduktionsmittels sind. Demgemäß kann durch Durchführen eines Vergleichs während des Ausschließens des vorstehend erwähnten Bereichs ein Zufuhrfehler mit einer höheren Genauigkeit erfasst werden. Als Folge ist es möglich, eine abnormale Bestimmung sowie eine normale Bestimmung genauer zu machen. (3) Zum Erhalten der geschätzten Zufuhrmenge Qades mit eine höheren Genauigkeit auf der Grundlage der Änderung der Abgasdurchflussmenge wird die Einlassdurchflussmenge ga verwendet, die im Wesentlich proportional zu der Abgasdurchflussmenge ist. Demgemäß kann der der Abgasdurchflussmenge entsprechende Wert einfach im Vergleich mit dem Fall erhalten werden, in dem die Durchflussmenge des Hochtemperaturabgases direkt erfasst wird. Als Folge kann die geschätzte Zufuhrmenge Qades mit einer höheren Genauigkeit erhalten werden.
  • (4) Wenn die Menge des Reduktionsmittels, das von dem Zufuhrventil 68 zugeführt wird, gering ist, neigt die Genauigkeit der durch den zweiten Luftkraftstoffverhältnissensor 48 durchgeführten Erfassung dazu sich zu verringern. In dem Ausführungsbeispiel wird der Bezugswert zum Bestimmen des Niveaus, bei dem sich die Genauigkeit der Erfassung verringert, für den Bestimmungswert Qadj eingestellt und wird in dem Schritt S192 bestimmt, ob der Bestimmungswert Qadj gleich wie oder größer als der Bezugswert ist. Wenn bestimmt wird, dass „Qadj ≥ Bezugswert" gilt („JA" in Schritt S192), wird, da eine Bestimmung hinsichtlich eines Zufuhrfehlers mit einer hohen Genauigkeit gemacht werden kann, eine abnormale Bestimmung in dem Schritt S194 gemacht. Wenn andererseits bestimmt wird, dass „Qadj < Bezugswert" gilt („NEIN" in dem Schritt S192), wird eine abnormale Bestimmung nicht gemacht. Somit kann verhindert werden, dass eine abnormale Bestimmung ungenau ist.
  • (5) Wenn das Reduktionsmittel neu von dem Zufuhrventil 68 zugeführt wird, während der Zufuhrventilzustandsbestimmungsprozess (4A und 4B) gerade durchgeführt wird, wird eine zustimmende Bestimmung in dem Schritt S108 gemacht, eine negative Bestimmung in dem Schritt S110 und die Erfassungsdurchführungsmarke auf „AUS" in dem Schritt S105 zurückgesetzt. Der Zufuhrventilzustandbestimmungsprozess (4A und 4B) wird im Wesentlichen unterbunden. Daher ist es möglich, zu verhindern, dass die Wirkung des neu zugeführten Reduktionsmittels sich auf den Wert niederschlägt, der durch den zweiten Luftkraftstoffverhältnissensor 48 erfasst wird. Als Folge kann verhindert werden, dass die Genauigkeit der Erfassung eines Zufuhrfehlers sich aufgrund der ungenauen geschätzten Zufuhrmenge Qades verringert und eine Bestimmung ungenau ist.
  • (6) Als eine der Bedingungen, die in der Vorbedingung erhalten ist, die der Bestimmung in dem Schritt S102 in dem Zufuhrventilzustandserfassungsdurchführungsbedingungsbestimmungsprozess (2) unterzogen wird, ob der Betriebszustand des Verbrennungsmotors 2 stabil ist, wird durch Bestimmen bestimmt, ob jede von dem Änderungsbetrag &Dgr;ga der Einlassluftmenge ga und dem Änderungsbetrag &Dgr; gfin der Menge des durch das Kraftstoffeinspritzventil 58 eingespritzten Kraftstoffs bei jeder Einspritzung gleich wie oder geringer als der jeweilige Bezugswert ist. Wenn bestimmt wird, dass entweder der Änderungsbetrag &Dgr;ga oder der Änderungsbetrag &Dgr; gfin den Bezugswert übersteigt („NEIN" in Schritt S102), wird das Luftkraftstoffverhältnis als unstabil betrachtet und daher die Erfassungsdurchführungsmarke auf „AUS" in dem Schritt S105 gesetzt. Somit kann der Zufuhrventilzustandsbestimmungsprozess (4A und 4B) im Wesentlichen unterbunden werden. Als Folge kann verhindert werden, dass die Genauigkeit der Erfassung eines Zufuhrfehlers sich verringert, und kann verhindert werden, dass eine Bestimmung ungenau ist.
  • (7) Eine der Bedingungen, die in der Erfassungsdurchführungsbedingung erhalten ist, die der Bestimmung in dem Schritt S110 des Zufuhrventilzustandserfassungsdurchführungsbedingungsbestimmungsprozesses (2) unterzogen wird, wird bestimmt, ob die Zeit, die gleich wie oder länger als die Bezugszeit ist, abgelaufen ist, seit das Reduktionsmittel von dem Zufuhrventil 68 vorhergehend zugeführt wurde (alternativ, ob die Einlassluftmenge, die akkumuliert wurde, seit das Reduktionsmittel von dem Zufuhrventil 68 vorhergehend zugeführt wurde, gleich wie oder größer als der Bezugswert ist). Auch wenn eine Zufuhranweisung neu ausgestellt wird, während die Wirkung der Reduktionsmittelzufuhr gemäß der vorhergehenden Zufuhranweisung auf dem Luftkraftstoffverhältnis verbleibt, kann auf der Grundlage des Werts, der durch die Luftkraftstoffverhältnissensor erfasst wird, nicht bestimmt werden, ob die Reduktionsmittelzufuhr gemäß der vorliegenden Zufuhranweisung oder der vorhergehenden Zufuhranweisung ist. Demgemäß kann die genaue geschätzte Zufuhrmenge Qades nicht erhalten werden. Daher wird in der Dauer, in der die Wirkung der vorhergehenden Zufuhr des Reduktionsmittels auf dem Luftkraftstoffverhältnis verbleibt, bestimmt, ob die Zeit, die gleich wie oder länger als die Bezugszeit seit der vorhergehenden Zufuhr abgelaufen ist, nämlich unter der Berücksichtigung der Verdampfung des anhaftenden Kraftstoffs und der Abgasdurchflussmenge in dem Abgassystem. Alternativ wird eine Bestimmung auf der Grundlage davon gemacht, ob die Menge der Einlassluft, die seit der vorhergehenden Zufuhr akkumuliert wurde, gleich wie oder größer als der Bezugswert wird.

    Wenn bestimmt wird, dass die Bezugsdauer nicht abgelaufen ist, oder die akkumulierte Einlassluft wird gleich wie oder größer als die Bezugsmenge ist („NEIN" in dem Schritt S110), wird die Erfassungsdurchführungsmarke auf „AUS" in dem Schritt S105 gesetzt, um dadurch im Wesentlichen den Zufuhrventilzustandsbestimmungsprozess (4A und 4B) zu unterbinden. Als Folge kann verhindert werden, dass die Genauigkeit der Erfassung eines Zufuhrfehlers sich verringert, und kann verhindert werden, dass eine Bestimmung ungenau ist.
  • (8) In dem Ausführungsbeispiel wird als der Sensor, der die Luftkraftstoffverhältnisdaten erfasst, die für die Berechnung der geschätzten Zufuhrmenge Qades verwendet werden, der zweite Luftkraftstoffverhältnissensor 48 verwendet, der stromabwärts von dem zweiten katalytischen Wandler 38 vorgesehen ist. Da der zweite Luftkraftstoffverhältnissensor 48 dem gereinigten Abgas ausgesetzt wird, wird es schwierig, dass der zweite Luftkraftstoffverhältnissensor 48 durch PM und NOx in dem Abgas beeinflusst wird. Als Folge kann eine genauere Erfassung durchgeführt werden. Insbesondere in dem Fall, in dem die geschätzte Zufuhrmenge Qades des Reduktionsmittels auf der Grundlage der Differenz zwischen den Luftkraftstoffverhältnissen wie in dem Ausführungsbeispielen erhalten wird, ist die Wirkung der Erfassungsgenauigkeit groß. Demgemäß kann durch die Verwendung der Daten, die durch den zweiten Luftkraftstoffverhältnissensor 48 erfasst werden, der stromaufwärts von dem zweiten katalytischen Wandler 38 vorgesehen ist, ein Zufuhrfehler genauer erfasst werden. Als Folge können eine normale Bestimmung und eine abnormale Bestimmung genau gemacht werden.

Im Folgenden wird ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. In dem ersten Ausführungsbeispiel wird bestimmt, ob das Zufuhrventil 68 normal oder abnormal arbeitet, unter Verwendung der geschätzten Zufuhrmenge Qades, die zu einem Luftkraftstoffverhältnis in dem Bereich weniger als „20" beiträgt. Anders als das wird in dem Ausführungsbeispiel bestimmt, ob das Zufuhrventil 68 normal oder abnormal arbeitet durch Berechnen der gesamten Zufuhrmenge, die eine Verringerung von dem Luftkraftstoffverhältnis aufgrund der Menge des Kraftstoffs verursacht, das von dem Kraftstoffeinspritzventil 58 eingespritzt wird, als geschätzte Zufuhrmenge Qades. Daher sind die Berechnungsprozesse und Werte, die zur Bestimmung in dem Bestimmungswerteinstellprozess (3) und dem Zufuhrventilzustandsbestimmungsprozess (4A und 4B) verwendet werden, unterschiedlich von denjenigen in dem ersten Ausführungsbeispiel. Der Ablauf des Prozesses ist der gleiche wie derjenige in dem ersten Ausführungsbeispiel. Daher wird der Prozess in dem Ausführungsbeispiel unter Verwendung der Ablaufdiagramme in den 2 bis 4 beschrieben.

Der Bestimmungswerteinstellprozess in dem Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Wenn der Prozess gestartet wird, wird am Anfang in dem Schritt S162 bestimmt, ob die Bestimmungsdurchführungsmarke „AUS" ist. Wenn bestimmt, dass die Erfassungsdurchführungsmarke „AUS" ist („JA" in Schritt S162), wird der Bestimmungswert Qadj (g) gemäß der folgenden Gleichung „7" in Schritt S164 berechnet. Qadj ← Qadf[Gleichung 7]

Hier ist die angewiesene Zufuhrmenge Qadf die Zufuhrmenge (g), die durch die ECU 70 berechnet wird, sodass die berechnete Menge des Reduktionsmittels von dem Zufuhrventil 68 zugeführt wird, und wird gemäß der Gleichung „2" in dem ersten Ausführungsbeispiel berechnet. Der Bestimmungswert Qadj wird auf die angewiesene Zufuhrmenge Qadf selbst eingestellt, worauf der Prozess endet. Darauf wird, solange die Erfassungsdurchführungsmarke „AUS" ist („JA" in Schritt S162), der Bestimmungswert Qadj auf die angewiesene Zufuhrmenge eingestellt, die wiederholt der Gleichung „2" berechnet wird, und wird in Schritt S164 aktualisiert.

Wenn die Erfassungsdurchführungsmarke auf „EIN" in Schritt S112 bei dem Zufuhrventilzustandserfassungsdurchführungsbedingungs-Bestimmungsprozess (2) gesetzt wird, wird eine negative Bestimmung in dem Schritt S162 in dem Bestimmungswerteinstellprozess (3) gemacht, und wird die Aktualisierung des Bestimmungswerts Qadj angehalten. Demgemäß wird der Wert des neuesten Bestimmungswerts Qadj, unmittelbar bevor die Bestimmungsdurchführungsmarke auf „EIN" gesetzt wird, aufrechterhalten und wird in dem Zufuhrventilzustandsbestimmungsprozess (4A und 4B) verwendet.

Der Zufuhrventilzustandsbestimmungsprozess (4A und 4B) werden genau beschrieben. Wenn der Prozess gestartet wird, wird am Anfang in dem Schritt S182 bestimmt, die Erfassungsdurchführungsmarke „EIN" ist. Wenn bestimmt wird, dass die Erfassungsdurchführungsmarke „AUS" ist („NEIN" in Schritt S182), wird die geschätzte Zufuhrmenge auf „0" (g) in Schritt S184 gesetzt, worauf der Prozess endet.

Wenn die Erfassungsdurchführungsmarke auf „EIN" in dem Schritt S112 in dem Zufuhrventilzustandserfassungsdurchführungsbedingungs-Bestimmungsprozess (2) gesetzt wird („JA" in Schritt S182), wird dann die geschätzte Zufuhrmenge Qades (g) auf der Grundlage des Werts, der von dem zweiten Luftkraftstoffverhältnissensor 48 abgegeben wird, gemäß der folgenden Gleichung „8" in Schritt S186 berechnet.

Qades ← Qadeso + [(1/afa) – (1/afbase)] × ga × Steuerzyklus[Gleichung 8]

Die vorhergehend geschätzte Zufuhrmenge Qadeso, das Luftkraftstoffverhältnis afa und die Einlassluftmenge ga an der rechten Seite der Gleichung „8" werden in der Gleichung „4" in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.

Auf der rechten Seite der Gleichung „8" zeigt der Anteil, der ein anderer als die vorhergehend geschätzte Zufuhrmenge Qadeso ist, die Menge des Reduktionsmittels, das von dem Zufuhrventil 68 zugeführt wird, die zur Verringerung des Luftkraftstoffverhältnisses von dem Basisluftkraftstoffverhältnis afbase in einem Steuerzyklus beiträgt (entsprechend einem der Reduktionsmittelzufuhrmenge entsprechenden Wert in den Ansprüchen). Daher ist gemäß Gleichung „8" der Prozess zum Akkumulieren des der Reduktionsmittelzufuhrmenge entsprechenden Werts bei jedem Steuerzyklus und zum Einstellen des der akkumulierten Reduktionsmittelzufuhrmenge entsprechenden Werts zu der geschätzten Zufuhrmenge Qades.

Als nächstes wird in Schritt S188 bestimmt, ob die Luftkraftstoffverhältnisänderungserfassungsdauer abgelaufen ist. Die Luftkraftstoffverhältnisänderungserfassungsdauer ist in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Wenn bestimmt wird, dass die Luftkraftstoffverhältnisänderungserfassungsdauer nicht abgelaufen ist („NEIN" in Schritt S188), endet der Prozess. Wenn die Luftkraftstoffverhältnisänderungserfassungsdauer nicht abgelaufen ist („NEIN" in dem Schritt S188), wird der Prozess zum Hinzufügen des der Reduktionsmittelzufuhrmenge entsprechenden Werts zu der geschätzten Zufuhrmenge Qades bei jedem Steuerzyklus gemäß der Gleichung „8" durchgeführt.

Wenn bestimmt wird, dass die Luftkraftstoffverhältnisänderungserfassungsdauer abgelaufen ist („JA" in Schritt S188), wird dann in Schritt S190 bestimmt, ob die geschätzte Zufuhrmenge Qades, die durch Akkumulation während der Luftkraftstoffverhältnisänderungserfassungsdauer erhalten wird, außerhalb des Bezugsbereichs liegt. Die obere Grenze des Bezugsbereichs ist oberhalb von dem Bestimmungswert Qadej gesetzt und die untere Grenze von diesem ist unterhalb des Bezugsbereichs gesetzt. Der Bezugsbereich ist ein Bereich von dem Bezugsbereichsuntergrenzwert Qadjl zu dem Bezugsbereichsobergrenzwert Qadjh. Der Bezugsbereichsuntergrenzwert Qadjl wird auf der Grundlage des Bestimmungswerts Qadj eingestellt, der durch den Bestimmungswerteinstellprozess (3) gemäß der folgenden Gleichung „9" berechnet wird. Qadjl ← Qadj × kl2[Gleichung 9]

Hier kann ein Koeffizient kl2 der gleiche Wert wie der Koeffizient kl sein, der in der Gleichung „5" in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird, oder kann ein anderer Wert sein, der niedriger als „1,0" ist. Beispielsweise wird der Koeffizient kl2 auf „0,95" in dem Ausführungsbeispiel eingestellt.

Der Bezugsbereichsobergrenzwert Qadjh wird auf der Grundlage des Bestimmungswerts Qadj gemäß der Gleichung „10" eingestellt. Qadjh ← Qadj × kh2[Gleichung 10]

Hier kann ein Koeffizient kh2 der gleiche Wert wie der Koeffizient kh sein, der in der Gleichung „6" in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird, oder kann ein anderer Wert sein, der größer als „1,0" ist. Beispielsweise wird der Koeffizient kh2 auf „1,05" in dem Ausführungsbeispiel eingestellt.

Wenn bestimmt wird, dass die geschätzte Zufuhrmenge Qades innerhalb des Bezugsbereichs liegt (Qadjl ≤ Qades ≤ Qadjh) („NEIN" in Schritt S190), wird bestimmt, dass die geschätzte Zufuhrmenge Qades im Wesentlichen die Gleiche wie die Menge des Reduktionsmittels ist, das von dem Zufuhrventil 68 zu dem normalen Zeitpunkt zugeführt wird, die als Bestimmungswert Qadj gezeigt ist. Daher wird bestimmt, dass die Menge des Reduktionsmittels, das von dem Zufuhrventils 68 zugeführt wird, normal ist. Demgemäß wird eine normale Bestimmung (eine Bestimmung, dass der Reduktionsmittelzufuhrzustand normal ist) im Schritt S196 gemacht. Dann wird die Erfassungsdurchführungsmarke auf „AUS" in Schritt S198 zurückgesetzt, worauf der Prozess endet. Darauf ist die Erfassungsdurchführungsmarke „AUS". Daher wird eine negative Bestimmung in Schritt S182 in den nächsten Steuerzyklus gemacht und wird die geschätzte Zufuhrmenge Qades auf „0" eingestellt. Bis die Erfassungsdurchführungsmarke erneut auf „EIN" in Schritt S112 in dem Zufuhrventilzustandserfassungsdurchführungsbedingungs-Bestimmungsprozess (2) gesetzt wird, setzt sich der Zustand fort, in dem die negative Bestimmung in dem Schritt S182 gemacht wird.

Wenn die geschätzte Zufuhrmenge Qades außerhalb des Bezugsbereichs liegt („Qades < Qadjl" oder „Qades > Qadjh") („JA" in Schritt S190), wird in Schritt S192 bestimmt, ob „Qades < Qadjl" gilt und ebenso der Bestimmungswert Qadj gleich wie oder höher als der Bezugswert ist. Der Bestimmungsprozess wird für denselben Zweck wie denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels durchgeführt. Jedoch wird als Bezugswert ein höherer Wert als der Bezugswert in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet.

Wenn bestimmt wird, dass die geschätzte Zufuhrmenge Qade größer als der Bezugsbereich ist (Qades > Qadjh) oder („Qades < Qadjl" und ebenso „Qadh ≥ Bezugswert"), wird eine zustimmende Bestimmung in dem Schritt S192 gemacht. In diesem Zustand wird bestimmt, dass die geschätzte Zufuhrmenge Qades sich stark von der Menge des Reduktionsmittels unterscheidet, dass zu einem normalen Zeitpunkt zugeführt wird, das als Bestimmungswert Qadj gezeigt ist, und wird bestimmt, dass die Menge des Reduktionsmittels, das von dem Zufuhrventil 68 zugeführt wird, abnormal ist. Daher wird eine abnormale Bestimmung in Schritt S194 gemacht. Dann wird die Erfassungsdurchführungsmarke auf „AUS" in Schritt S198 zurückgesetzt, worauf der Prozess endet.

Wenn andererseits bestimmt wird, dass „Qades < Qadjl" gilt und ebenso „Qadj < Bezugswert" gilt, wird eine negative Bestimmung in dem Schritt S192 gemacht. Dieser Zustand zeigt an, dass die Genauigkeit unzureichend ist, um eine abnormale Bestimmung zu machen. Demgemäß wird eine Abnormitätsbestimmung nicht gemacht und wird die Erfassungsdurchführungsmarke auf „AUS" in Schritt S198 zurückgesetzt, worauf der Prozess endet.

Es ist daher möglich, in dem zweiten Ausführungsbeispiel zu bestimmen, ob das Zufuhrventil normal oder abnormal arbeitet. Die 9, 10, 11 und 12 zeigen Zeitdiagramme, von denen ein Beispiel des Prozesses in dem Ausführungsbeispiel ist. In 9 steigt von dem Zeitpunkt, wenn die Vorbedingung erfüllt ist (von dem Zeitpunkt t40), der Wert, der durch den Vorbedingungserfüllungszähler gezeigt wird, an und wird der Wert, der durch den Vorbedingungserfüllungszähler gezeigt wird, gleich wie oder höher als ein Wert entsprechend einer Bezugszeit (3 Sekunden in dem Ausführungsbeispiel) (zu dem Zeitpunkt t41). Wenn das Reduktionsmittel von dem Zufuhrventil 68 zugeführt wird, um NOx zu reduzieren (zu dem Zeitpunkt t42), wird die geschätzte Zufuhrmenge Qades, die zu einer Verringerung des Basisluftkraftstoffverhältnisses afbase beiträgt, dadurch erhalten, dass sie auf der Grundlage des Luftkraftstoffverhältnisses afa, das durch den zweiten Luftkraftstoffverhältnissensor 48 erfasst wird, in jedem Steuerzyklus akkumuliert wird (von dem Zeitpunkt t42 bis zu dem Zeitpunkt t23). Als Folge wird, wie in 9 gezeigt ist, bestimmt, dass „Qadjl ≤ Qades ≤ Qadjh" gilt und wird eine normale Bestimmung gemacht (zu dem Zeitpunkt t43). Alternativ wird das Hochzählen für eine temporäre normale Bestimmung durchgeführt, und wenn der Zählwert einen Bezugswert erreicht, wird formal eine normale Bestimmung gemacht.

In 10 ist von dem Zeitpunkt, wenn die Vorbedingung erfüllt ist (von dem Zeitpunkt t50), bis das Reduktionsmittel zugeführt wird (zu dem Zeitpunkt t52) der Zustand der gleiche wie derjenige in 9 (von dem Zeitpunkt t40 bis zu dem Zeitpunkt t42). Wenn jedoch die geschätzte Zufuhrmenge Qades erhalten wird (von dem Zeitpunkt t52 bis zu dem Zeitpunkt t53), wie in 10 gezeigt ist, wird bestimmt, dass „Qades > Qadjh" gilt. Demgemäß wird eine abnormale Bestimmung gemacht (zu dem Zeitpunkt t53). Alternativ wird ein Hochzählen für eine temporäre abnormale Bestimmung durchgeführt. Wenn der Zählwert einen Bezugwert erreicht, wird formal eine abnormale Bestimmung gemacht.

In 11 ist von dem Zeitpunkt, wenn die Vorbedingung erfüllt ist (von dem Zeitpunkt t60), bis das Reduktionsmittel zugeführt wird (zu dem Zeitpunkt t62) der Zustand der gleiche wie derjenige in 9 (von dem Zeitpunkt t40 bis zu dem Zeitpunkt t42). Wenn jedoch die geschätzte Zufuhrmenge Qades erhalten wird (von dem Zeitpunkt t62 bis zu dem Zeitpunkt t63), wie in 11 gezeigt ist, wird bestimmt, dass „Qades < Qadjl" gilt. Da der Bestimmungswert Qadj gleich wie oder höher als der Bezugswert ist (Qadj ≥ Bezugswert), wird eine abnormale Bestimmung gemacht (zu dem Zeitpunkt t63). Alternativ wird ein Hochzählen einer temporären abnormalen Bestimmung durchgeführt. Wenn der Zählwert einen Bezugswert erreicht, wird formal eine abnormale Bestimmung gemacht.

In 12 ist von dem Zeitpunkt, wenn die Vorbedingung erfüllt ist (von dem Zeitpunkt t70), bis das Reduktionsmittel zugeführt wird (zu dem Zeitpunkt t72), der Zustand der gleiche wie derjenige in 9 (von dem Zeitpunkt t40 bis zu dem Zeitpunkt t42). Wenn jedoch die geschätzte Zufuhrmenge Qades erhalten wird (t72 bis t73), wie in 12 gezeigt ist, wird bestimmt, dass „Qades < Qadjl" gilt. Da jedoch der Bestimmungswert Qadj niedriger als der Bezugswert ist (Bestimmungswert Qadj < Bezugswert), wird eine abnormale Bestimmung unter Berücksichtigung der Genauigkeit der Bestimmung nicht gemacht (zu dem Zeitpunkt t73).

Gemäß dem soweit beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel können die gleichen Wirkungen wie die Wirkungen (1) und (3) bis (8) des ersten Ausführungsbeispiels erhalten werden.

Im Folgenden wird ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung genau beschrieben. In dem Ausführungsbeispiel ist nur die Berechnung des Bestimmungswerts Qadj in dem Schritt S164 in dem Bezugswerteinstellprozess (3) unterschiedlich zu derjenigen in dem ersten Ausführungsbeispiel und ist das andere das Gleiche wie in dem ersten Ausführungsbeispiel.

In dem Ausführungsbeispiel wird der Bestimmungswert Qadj gemäß der folgenden Gleichung „11" in Schritt S164 berechnet. Qadj ← Kd[Qadf – D(afx)][Gleichung 11]

Hier wird die angewiesene Zufuhrmenge Qadf der Gleichung „2" in dem ersten Ausführungsbeispiel berechnet. Die Beseitigungsbereichszufuhrmenge D(afx) wird gemäß der Gleichung „3" in dem ersten Ausführungsbeispiel berechnet.

Ein Koeffizient Kd wird gemäß der folgenden Gleichung „12" berechnet. Kd ← fl(egr) × f2(thci) × f3(ga)[Gleichung 12]

Hier wird der Verbrennungsbetriebsartkoeffizient fl(egr) auf der Grundlage einer EGR-Rate egr unter Verwendung des in 13 gezeigten Verbrennungsbetriebsartkoeffizientenkennfelds erhalten, das auf der Grundlage eines Experiments eingerichtet wird. Wenn sich die EGR-Rate vergrößert, verringert sich der Verbrennungsbetriebsartkoeffizient f1(egr). Demgemäß sind der Koeffizient Kd und der Bestimmungswert Qadj in der Niedertemperaturverbrennungsbetriebsart niedriger als diejenigen in der normalen Verbrennungsbetriebsart. Die EGR-Rate ist höher in der Niedertemperaturverbrennungsbetriebsart, ist höher als diejenige in der normalen Verbrennungsbetriebsart. In der Niedertemperaturverbrennungsbetriebsart in dem Ausführungsbeispiel ist es, da die Reduktionsmittelzufuhrmenge klein ist, wahrscheinlich, dass die Wirkung des Anhaftens des Reduktionsmittels und dergleichen groß ist. Insbesondere kann in der Niedertemperaturverbrennungsbetriebsart ein Teil des Reduktionsmittels zu der Abgasrezirkulationsseite aufgrund der Rezirkulation einer großen Menge Abgases strömen. Die Erfassungsgenauigkeit soll unter Berücksichtigung dieser Tatsachen erhöht werden. Die Differenz zwischen der Niedertemperaturverbrennungsbetriebsart und der normalen Verbrennungsbetriebsart wird als Differenz zwischen der EGR-Rate und egr betrachtet und der Bestimmungswert Qadj wird gemäß der EGR-Rate egr korrigiert und wir verwendet.

Anstelle der Verwendung der EGR-Rate egr, kann direkt auf der Grundlage der Verbrennungsbetriebsartsteuerung bestimmt werden, ob die Niedertemperaturverbrennungsbetriebsart oder die normale Verbrennungsbetriebsart durchgeführt wird. Der Koeffizient Kd kann in Stufen eingestellt werden, sodass der Koeffizient Kd kleiner als der derjenige bei der normalen Verbrennungsbetriebsart ist.

Der Katalysatorbetttemperaturkoeffizient f2(thci) wird auf der Grundlage der Katalysatorbetttemperatur thci unter Verwendung des in 14 gezeigten Katalysatorbetttemperaturkoeffizientenkennfelds erhalten, das auf der Grundlage eines Experiments eingerichtet wird. Die Katalysatorbetttemperatur thci kann auf der Grundlage des Werts erhalten werden, der durch den ersten Abgastemperatursensor 44 oder den zweiten Abgastemperatursensor 46 erfasst wird, oder er kann auf der Grundlage der Abgastemperatur erhalten werden, die auf der Grundlage der Menge des von dem Kraftstoffeinspritzventil 58 eingespritzten Kraftstoffs und der gesamten Drehzahl NE unter Verwendung des Kennfelds berechnet wird.

Die Wirkung der Reduktionsmittelzufuhrmenge auf den Wert, der durch den zweiten Luftkraftstoffverhältnissensor 48 erfasst wird, verändert sich in Abhängigkeit von der Betttemperatur der Katalysatoren in den katalytischen Wandlern 36 und 38. Wenn die Katalysatorbetttemperatur niedrig ist, haftet das zugeführte Reduktionsmittel an dem Abgasdurchgang 34 und dergleichen und der Innenseite der Katalysatoren in den katalytischen Wandlern 36 und 38 an, und daher wird eine Änderung aufgrund der Reduktionsmittelzufuhrmenge unterdrückt und taucht in dem Wert auf, der durch den zweiten Luftkraftstoffverhältnissensor 48 erfasst wird. Demgemäß wird, wenn sich die Katalysatorbetttemperatur verringert, der Koeffizient Kd auf einen kleineren Wert eingestellt.

Der Einlassluftmengenkoeffizient f3(ga) wird auf der Grundlage der Einlassluftmenge ga unter Verwendung des in 15 gezeigten Einlassluftmengenkoeffizientenkennfelds erhalten, das auf der Grundlage eines Experiments eingerichtet wird. Die Abgasdurchflussmenge ändert sich gemäß der Einlassluftmenge ga. Die Wirkung der Reduktionsmittelzufuhrmenge auf den Wert, der durch den zweiten Luftkraftstoffverhältnissensor 48 erfasst wird, verändert sich in Abhängigkeit von der Abgasdurchflussmenge. Wenn sich nämlich die Einlassluftmenge ga erhöht, erhöht sich die Abgasdurchflussmenge, und das Abgas strömt zu dem Abgassystem mit einer höheren Geschwindigkeit. Bei einer derartigen hohen Geschwindigkeit wird die Änderung aufgrund der Reduktionsmittelzufuhrmenge unterdrückt und erscheint dann in dem Wert, der durch den zweiten Luftkraftstoffverhältnissensor 48 erfasst wird. Daher wird der Bestimmungswert Qadj korrigiert, sodass er sich verringert, wenn die Einlassluftmenge ga ansteigt, und wird verwendet.

Die Beziehung zwischen dem vorstehend erwähnten Aufbau und den Ansprüchen ist die Gleiche wie die in dem ersten Ausführungsbeispiel. Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel, das soweit beschrieben ist, können die gleichen Wirkungen wie die Wirkungen (1) bis (8) im ersten Ausführungsbeispiel erhalten werden und können ebenso die folgenden Wirkungen erhalten werden.

  • (9) Wie vorstehend beschrieben ist, wird der Bestimmungswert Qadj auf der Grundlage der EGR-Rate egr (oder der Verbrennungsbetriebsart), der Katalysatorbetttemperatur thci und der Einlassluftmenge ga unter Berücksichtigung der Wirkung auf den Wert korrigiert, der durch den zweiten Luftkraftstoffverhältnissensor 48 erfasst wird. Demgemäß kann ein vergleich mit einer hohen Genauigkeit vorgenommen werden und kann eine Bestimmung mit einer höheren Genauigkeit gemacht werden.

Im Folgenden werden andere Ausführungsbeispiele beschrieben.

  • (a) In dem dritten Ausführungsbeispiel wird der Bestimmungswert Qadj in dem ersten Ausführungsbeispiel unter Verwendung des Koeffizienten Kd korrigiert. Jedoch kann der Bestimmungswert Qadj in dem zweiten Ausführungsbeispiel unter Verwendung des Koeffizienten Kd korrigiert werden. Der Bestimmungswert Qadj wird nämlich gemäß der folgenden Gleichung „13" in Schritt S164 berechnet. Qadj ← Kd × Qadf[Gleichung 13] Somit kann der Bestimmungswert Qadj auf einen Wert eingestellt werden, der durch Korrigieren der angewiesenen Zufuhrmenge Qadf auf der Grundlage der EGR-Rate egr (oder der Verbrennungsbetriebsart), der Katalysatorbetttemperatur thci und der Einlassluftmenge ga unter Berücksichtigung der Wirkung auf den Wert erhalten wird, der durch den Luftkraftstoffverhältnissensor erfasst wird. Als Folge kann eine Bestimmung genauer gemacht werden.
  • (b) In den vorstehend erwähnten Ausführungsbeispielen wird der zweite Luftkraftstoffverhältnissensor 48 verwendet, der stromabwärts von dem Katalysator vorgesehen ist, der NOx unter Verwendung des Reduktionsmittels entfernt und PM entfernt, um den Fehler der Menge des Reduktionsmittels, das von dem Zufuhrventil 68 zugeführt wird, zu erfasst. Der Luftkraftstoffverhältnissensor, der stromabwärts von dem Zufuhrventil 68 vorgesehen ist, kann das Luftkraftstoffverhältnis erfassen, das durch die Zufuhrmenge beeinflusst wird. Daher kann der erste Luftkraftstoffverhältnissensor 42 verwendet werden, der stromaufwärts von den Katalysatoren vorgesehen ist.
  • (c) In den vorstehend genannten Ausführungsbeispielen startet die Luftkraftstoffverhältnisänderungserfassungsdauer von dem Zeitpunkt, wenn eine Zufuhranweisung für das Zufuhrventil 68 vorgesehen wird. Wenn jedoch eine Zeitverschiebung von dem Zeitpunkt, wenn das Reduktionsmittel zugeführt wird, bis die Zufuhr in dem Wert auftaucht, der durch den Luftkraftstoffverhältnissensor erfasst wird, vorhanden ist, kann die Luftkraftstoffverhältnisänderungserfassungsdauer gestartet werden, nachdem die Zufuhranweisung bereitgestellt wird. Beispielsweise kann die Zeitverschiebung auf einen kleineren Wert eingestellt werden, wenn sich die Einlassluftmenge erhöht, und kann die Luftkraftstoffverhältnisänderungserfassungsdauer starten, wenn die Zeitverschiebungsdauer abgelaufen ist, seit die Zufuhranweisung bereitgestellt wurde. Ebenso kann die Zeitverschiebungsdauer so eingestellt werden, dass die Luftkraftstoffverhältnisänderungserfassungsdauer startet, nachdem ein gewisser Grad einer Luftkraftstoffverhältnisverringerung aufgrund der Reduktionsmittelzufuhr an dem Luftkraftstoffverhältnissensorabschnitt auftritt. Somit kann anstelle der Durchführung einer Berechnung, sodass die geschätzte Zufuhrmenge Qades nur in dem Bereich erhalten werden kann, in dem das Luftkraftstoffverhältnis gleich wie oder geringer als „20" in dem ersten Ausführungsbeispiel ist, durch Durchführen einer Berechnung wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel ein Zufuhrfehler mit einer höheren Genauigkeit erfasst werden.
  • (d) In dem dritten Ausführungsbeispiel kann anstelle des Katalysatorbetttemperaturkoeffizienten f2(thci) der Abgassystemtemperaturkoeffizient verwendet werden. Der Abgassystemtemperaturkoeffizient entspricht der Temperatur des Abgassystems, nämlich den Temperaturen des Abgaskrümmers 32, der Abgasturbine 16b, des Abgasdurchgangs 34 und der katalytischen Wandlern 36, 38 und 40. In diesem Fall wird der Wert, der durch den ersten Abgastemperatursensor 44 oder den. zweiten Abgastemperatursensor 46 erfasst wird, als Abgassystemtemperatur verwendet. Der Abgassystemtemperaturkoeffizient wird gemäß der Abgassystemtemperatur unter Verwendung eines Kennfelds erhalten, das demjenigen in 14 ähnlich ist, und wird für die Gleichung „12" für die Berechnung des Koeffizienten Kd verwendet.
  • (e) In den vorstehend erwähnten Ausführungsbeispielen werden in der Bedingung (3), die in der Vorbedingung enthalten ist, als Verbrennungsbetriebsart, in der die Luftkraftstoffverhältnisänderung erfasst werden kann, die normale Verbrennungsbetriebsart und die Niedertemperaturverbrennungsbetriebsart erwähnt. Jedoch kann in den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen die Niedertemperaturverbrennungsbetriebsart ausgeschlossen werden, und kann nur die normale Verbrennungsbetriebsart verwendet werden. Wie in dem dritten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, kann in der Niedertemperaturverbrennungsbetriebsart ein Teil des Reduktionsmittels, das von dem Zufuhrventil 68 zugeführt wird, zu der Seite des EGR-Durchgangs strömen, da eine große Menge des Abgases zu der Seite des EGR-Durchgangs 20 strömt. Jedoch wird durch Ausschließen der Niedertemperaturverbrennungsbetriebsart von der Bedingung (3) die Bestimmung in einem derartigen Fall nicht gemacht. Daher kann eine Bestimmung mit einer höheren Genauigkeit gemacht werden.


Anspruch[de]
  1. Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsverfahren zum Erfassen eines Fehlers zwischen einer angewiesenen Zufuhrmenge (Qadf), die an einen Reduktionsmittelzufuhrmechanismus (68) abgegeben wird, und einer Menge eines Reduktionsmittels, das tatsächlich von dem Reduktionsmittelzufuhrmechanismus (68) zugeführt wird, wenn das Reduktionsmittel in ein Abgassystem durch den Reduktionsmittelzufuhrmechanismus (68) von stromaufwärts eines Abgassteuerungskatalysators (36, 38) zugeführt wird, der in dem Abgassystem einer Brennkraftmaschine (2) vorgesehen ist, um eine Reinigungsfähigkeit des Abgassteuerungskatalysators (36, 38) durch einen Reduktionsprozess wiederherzustellen, gekennzeichnet durch:

    einen Schritt (S186), bei dem eine geschätzte Menge des Reduktionsmittels (Qades), das von dem Reduktionsmittelzufuhrmechanismus (68) zugeführt wird, durch periodisches Akkumulieren einer Reduktionsmittelzufuhrmenge entsprechend einem Wert erhalten wird, der einer Änderungsmenge eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem Abgassystem entspricht; und

    einen Schritt (S190), bei dem ein Zufuhrfehler dann durch Vergleichen der geschätzten Zufuhrmenge (Qades) mit der angewiesenen Zufuhrmenge (Qadf) oder einem Bestimmungswert (Qadj) auf der Grundlage der angewiesenen Zufuhrmenge (Qadf) erfasst wird.
  2. Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsverfahren gemäß Anspruch 1, des weiteren gekennzeichnet durch:

    einen Schritt (S192), bei dem bestimmt wird, dass eine Abnormität bei dem Reduktionsmittelzufuhrmechanismus (68) aufgetreten ist, wenn der Zufuhrfehler außerhalb eines Referenzbereiches liegt.
  3. Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsvorrichtung, die eine Differenz zwischen einer angewiesenen Zufuhrmenge (Qadf), die zu einem Reduktionsmittelzufuhrmechanismus (68) abgegeben wird, und einer Menge des Reduktionsmittels erfasst, die tatsächlich von dem Reduktionsmittelzufuhrmechanismus (68) zugeführt wird, bei einer Brennkraftmaschine (2) mit einem Abgassteuerungskatalysator (36, 38), der in einem Abgassystem vorgesehen ist, und dem Reduktionsmittelzufuhrmechanismus (68), der das Reduktionsmittel zu dem Abgassystem zuführt, um dadurch eine Reinigungsfähigkeit des Abgassteuerungskatalysators (36, 38) durch einen Reduktionsprozess wiederherzustellen, gekennzeichnet durch:

    einen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (48) der stromabwärts von dem Reduktionsmittelzufuhrmechanismus (68) in dem Abgassystem vorgesehen ist;

    eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Änderungserfassungsdauereinstelleinrichtung (S188) zum Einstellen einer Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Änderungserfassungsdauer, die beginnt, nachdem eine Zufuhranweisung an den Reduktionsmittelzufuhrmechanismus (68) bereitgestellt wird;

    eine Reduktionsmittelschätzzufuhrmengenberechnungseinrichtung (S186) zum Berechnen einer geschätzten Menge eines Reduktionsmittels (Qades), das von dem Reduktionsmittelzufuhrmechanismus (68) zugeführt wird, durch periodisches Akkumulieren einer Reduktionsmittelzufuhrmenge entsprechend einem Wert, der einer Differenz zwischen einem Basis-Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (afx) und einem ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis (afa) entspricht, das durch den Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (48) während der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Änderungserfassungsdauer erfasst wird, unter Verwendung eines zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, das durch den Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (48) vor einem Beginn der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Änderungserfassungsdauer erfasst wird, die durch die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Änderungserfassungsdauereinsstelleinrichtung eingestellt wird, oder eines dritten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, das niedriger als das zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, als Basisluft-Kraftstoff-Verhältnis (afx); und

    eine Fehlererfassungseinrichtung (S190) zum Erfassen eines Zufuhrfehlers durch Vergleichen der geschätzten Zufuhrmenge (Qades), die durch die Reduktionsmittelschätzzufuhrmengenberechnungseinrichtung berechnet wird, mit der angewiesenen Zufuhrmenge (Qadf), die an den Reduktionsmittelzufuhrmechanismus (68) abgegeben wird, oder einem Bestimmungswert (Qadj) auf der Grundlage der angewiesenen Zufuhrmenge (Qadf).
  4. Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch kennzeichnet, dass die Reduktionsmittelschätzzufuhrmengenberechnungseinrichtung (S186) die Reduktionsmittelzufuhrmenge entsprechend einem Wert auf der Grundlage der Differenz zwischen dem Basis-Luft-Kraftstoff-Verhältnis (afx) und dem ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis (afa) sowie einer Abgasdurchflussmenge entsprechend einem Wert berechnet, der gemäß einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine (2) erhalten werden kann.
  5. Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der der Abgasdurchflussmenge entsprechende Wert eine Einlassluftmenge (ga) der Brennkraftmaschine (2).
  6. Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, des weiteren gekennzeichnet durch:

    eine Abnormitätsbestimmungseinrichtung (S192) zum Bestimmen, dass eine Abnormität bei dem Reduktionsmittelzufuhrmechanismus (68) aufgetreten ist, wenn der Zufuhrfehler außerhalb eines Referenzbereichs liegt.
  7. Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlererfassungseinrichtung die angewiesene Zufuhrmenge (Qadf) oder den Bestimmungswert (Qadj) auf der Grundlage der Einlassluftmenge (ga) der Brennkraftmaschine (2) korrigiert.
  8. Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlererfassungseinrichtung die angewiesene Zufuhrmenge (Qadf) oder den Bestimmungswert (Qadj) derart korrigiert, dass die angewiesene Zufuhrmenge (Qadf) oder der Bestimmungswert (Qadj) sich verringert, wenn die Einlassluftmenge (ga) der Brennkraftmaschine (2) sich vergrößert.
  9. Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlererfassungseinrichtung die angewiesene Zufuhrmenge (Qadf) oder den Bestimmungswert (Qadj) auf der Grundlage einer Temperatur des Abgassystems der Brennkraftmaschine (2) oder einer Betttemperatur (thci) des Abgassteuerungskatalysators (36, 38) korrigiert.
  10. Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlererfassungseinrichtung die angewiesene Zufuhrmenge (Qadf) oder den Bestimmungswert (Qadj) derart korrigiert, dass die angewiesene Zufuhrmenge (Qadf) oder der Bestimmungswert (Qadj) sich verringert, wenn sich die Temperatur des Abgassystems der Brennkraftmaschine (2) oder die Betttemperatur (thci) des Abgassteuerungskatalysators (36, 38) verringert.
  11. Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsvorrichtung gemäß einem von Anspruch 6 bis Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (2) mit einer normalen Verbrennungsbetriebsart, bei der das Abgas normal rezirkuliert wird, und einer Niedrigtemperaturverbrennungsbetriebsart versehen ist, bei der die Verbrennung bei einer niedrigen Temperatur im Vergleich mit der normalen Verbrennungsbetriebsart durch Rezirkulieren von Abgas durchgeführt wird, dessen Menge im Vergleich mit der normalen Verbrennungsbetriebsart groß ist, und wobei die Fehlererfassungseinrichtung die angewiesene Zufuhrmenge (Qadf) oder den Bestimmungswert (Qadj) in Abhängigkeit von einer Verbrennungsbetriebsart der Brennkraftmaschine (2) korrigiert.
  12. Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlererfassungseinrichtung die angewiesene Zufuhrmenge (Qadf) oder den Bestimmungswert (Qadj) derart korrigiert, dass die angewiesene Zufuhrmenge (Qadf) oder der Bestimmungswert (Qadj) in der Niedertemperaturverbrennungsbetriebsart kleiner als diejenige in der normalen Verbrennungsbetriebsart ist.
  13. Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsvorrichtung gemäß einem von Anspruch 6 bis Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fall, dass die angewiesene Zufuhrmenge (Qadf) oder der Bestimmungswert (Qadj) kleiner als eine Referenzzufuhrmenge ist, die Abnormitätsbestimmungseinrichtung nicht bestimmt, dass eine Abnormität bei dem Reduktionsmittelzufuhrmechanismus (68) aufgetreten ist, auch wenn der Zufuhrfehler geringer als die untere Grenze des Referenzbereichs wird.
  14. Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsvorrichtung gemäß einem von Anspruch 3 bis Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn eine neue Zufuhranweisung für den Reduktionsmittelzufuhrmechanismus (68) während der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Änderungserfassungsdauer bereitgestellt wird, ein Prozess, der durch die Reduktionsmittelschätzzufuhrmengenberechnungseinrichtung, die Fehlererfassungseinrichtung oder die Abnormitätsbestimmungseinrichtung durchgeführt wird, angehalten wird.
  15. Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsvorrichtung gemäß einem von Anspruch 3 bis Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn ein Änderungsbetrag des Betriebszustands der Brennkraftmaschine (2) größer als ein Referenzänderungsbetrag wird, der Prozess, der durch die Reduktionsmittelschätzzufuhrmengenberechnungseinrichtung, die Fehlererfassungseinrichtung oder die Abnormitätsbestimmungseinrichtung durchgeführt wird, angehalten wird.
  16. Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Änderungsbetrag des Betriebszustands der Brennkraftmaschine (2) ein Änderungsbetrag einer Einlassluftmenge der Brennkraftmaschine (2) oder ein Änderungsbetrag einer Menge von in der Brennkraftmaschine (2) verbrannten Kraftstoff ist.
  17. Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsvorrichtung gemäß einem von Anspruch 3 bis Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Dauer, in der eine Wirkung der vorhergehenden Reduktionsmittelzufuhr, die durch den Reduktionsmittelzufuhrmechanismus (68) durchgeführt wird, auf das Luft-Treibstoff-Verhältnis verbleibt, der Prozess, der durch die Reduktionsmittelschätzzufuhrmengenberechnungseinrichtung, die Fehlererfassungseinrichtung oder die Fehlerbestimmungseinrichtung durchgeführt wird, angehalten wird.
  18. Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer, in der die Wirkung der vorhergehenden Reduktionsmittelzufuhr, die durch den Reduktionsmittelzufuhrmechanismus (68) durchgeführt wird, auf dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis verbleibt, auf der Grundlage einer Zeit, die abgelaufen ist, seit das Reduktionsmittel vorhergehend zugeführt wurde, oder einer Einlassluftmenge, die akkumuliert wurde, seit das Reduktionsmittel vorhergehend zugeführt wurde, eingerichtet wird.
  19. Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsvorrichtung gemäß einem von Anspruch 3 bis Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (48) stromabwärts von dem Abgassteuerungskatalysator (36, 38) in dem Abgassystem vorgesehen ist.
  20. Reduktionsmittelzufuhrfehlererfassungsvorrichtung gemäß einem von Anspruch 3 bis Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (2) ein Dieselverbrennungsmotor ist und der Abgassteuerungskatalysator (36, 38) ein NOx-Speicherreduktionskatalysator ist.
Es folgen 14 Blatt Zeichnungen






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