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DE69925172T2 - Abgasreinigungvorrichtung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Abgasreinigungvorrichtung für eine Brennkraftmaschine Download PDF

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DE69925172T2
DE69925172T2 DE69925172T DE69925172T DE69925172T2 DE 69925172 T2 DE69925172 T2 DE 69925172T2 DE 69925172 T DE69925172 T DE 69925172T DE 69925172 T DE69925172 T DE 69925172T DE 69925172 T2 DE69925172 T2 DE 69925172T2
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DE
Germany
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nox
air
fuel ratio
reducing catalyst
exhaust gas
Prior art date
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DE69925172T
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Naoto Toyota-shi Suzuki
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Priority claimed from JP23324298A external-priority patent/JP3446617B2/ja
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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor. Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf eine Abgasreinigungsvorrichtung, die mit einem NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator zum Entfernen von NOx-Bestandteilen aus dem Abgas von einem Motor ausgestattet ist.
  • 2. Beschreibung des Stands der Technik
  • Es ist eine Abgasreinigungsvorrichtung bekannt, die einen NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator verwendet, welcher zumindest ein aus Alkalimetallen wie Kalium K, Natrium Na, Lithium Li und Cäsium Cs, aus Erdalkalielementen wie Barium Ba und Calcium Ca und aus Seltenerdelementen wie Lanthan La und Yttrium Y ausgewähltes Element sowie ein Edelmetall wie Platin Pt umfasst.
  • Der NOx absorbierende und reduzierende Katalysator arbeitet so, dass er NOx absorbiert und freisetzt, d.h. NOx in dem Abgas in Form von Nitraten absorbiert, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases mager ist, das absorbierte NOx freisetzt, wenn die Sauerstoffkonzentration in dem einströmenden Abgas abnimmt, und das freigesetzte NOx durch Reduktion mit reduzierenden Bestandteilen in dem Abgas reinigt.
  • Der Prozess des Absorbierens und Freisetzens von NOx durch den NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator wird später beschrieben. Wenn allerdings Schwefeloxide (SOx) in dem Abgas vorkommen, absorbiert der NOx absorbierende und reduzierende Katalysator das SOx in dem Abgas auf dem gleichen Mechanismus beruhend wie bei der NOx-Absorption.
  • Das durch den NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator absorbierte SOx bildet jedoch stabile Sulfate, die sich im Allgemeinen nur sehr wenig abbauen oder freisetzen lassen und somit dazu neigen, sich in dem NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator anzusammeln. Wenn von dem NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator eine erhöhte Menge SOx gehalten wird, zeigt der NOx absorbierende und reduzierende Katalysator ein um die gehaltene Menge SOx verringertes NOx-Absorptionsvermögen. Wenn von dem NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator eine erhöhte Menge SOx gehalten wird, ist es daher nicht länger möglich, in ausreichendem Maße NOx aus dem Abgas zu entfernen, d.h. es tritt eine sogenannte SOx-Verunreinigung des NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysators auf.
  • Es ist ebenfalls bekannt, dass das von dem NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator absorbierte SOx auf dem gleichen Mechanismus wie zum Freisetzen und Reduzieren von NOx beruhend freigesetzt und reduziert werden kann. Da die in dem NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator gehaltenen Sulfate jedoch relativ stabil sind, kann das von dem NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator absorbierte SOx nicht bei einer Temperatur (von z.B. etwa 250°C) freigesetzt werden, bei der üblicherweise der Vorgang erfolgt, NOx durch Reduktion freizusetzen und zu reinigen (im Folgenden als "Regenerationsvorgang" für den NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator bezeichnet). Um die SOx-Verunreinigung zu beseitigen, muss daher der SOx-Verunreinigungswiederherstellungsvorgang regelmäßig ausgeführt werden, indem der NOx absorbierende und reduzierende Katalysator auf eine Temperatur (von beispielsweise 600°C oder höher) erhitzt wird, die höher als die Temperatur ist, bei der der NOx absorbierende und reduzierende Katalysator üblicherweise betrieben wird, und indem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases zur fetten Seite hin verschoben wird.
  • Eine Abgasreinigungsvorrichtung, die den die SOx-Verunreinigung beseitigende Vorgang für den NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator ausführt, ist beispielsweise in der japanischen Offenlegungsschrift (Kokai) No. 6-88518 offenbart. Um den mit SOx verunreinigten NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator mit dieser Vorrichtung wiederherzustellen, wird, wenn die Temperatur des Abgases hoch wird, das Abgas zur Verringerung der Sauerstoffkonzentration in einen stöchiometrischen Zustand oder einen fetten Zustand gesetzt.
  • Die japanische Offenlegungsschrift (Kokai) No. 8-61052 offenbart eine weitere Abgasreinigungsvorrichtung für die Wiederherstellung des NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysators von der SOx-Verunreinigung durch Regenerieren des NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysators bei einer hohen Temperatur. Damit sich bei dieser Abgasreinigungsvorrichtung der in einer Abgasleitung eines Verbrennungsmotors angeordnete NOx absorbierende und reduzierende Katalysator von der SOx-Verunreinigung erholt, werden einige Zylinder des Motors bei einem fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis betrieben, und werden die übrigen Zylinder bei einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis betrieben, um die SOx-Verunreinigung zu entfernen, wenn die Menge des von dem NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator gehaltenen SOx höher als ein vorbestimmter Wert ist und der Motor in einem bestimmten Lastbereich (Zwischenstation zum hohen Lastbereich) betrieben wird. Indem einige Zylinder des Motors bei einem fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis und die übrigen Zylinder bei einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis betrieben werden, strömt in den Katalysator Abgas von dem bei fettem Luft/Kraftstoff-Verhältnis betriebenen Zylindern, das unverbrannten Kraftstoff enthält, und Abgas von den bei magerem Luft/Kraftstoff-Verhältnis betriebenen Zylindern, das große Mengen Sauerstoff enthält. Daher verbrennt der unverbrannte Kraftstoff auf dem Katalysator, wodurch die Temperatur des Katalysators ansteigt und von dem NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator gehaltenes SOx freigesetzt wird.
  • Bei den Vorrichtungen der oben genannten japanischen Offenlegungsschriften (Kokai) Nr. 6-88518 und 8-610652, ist es jedoch nicht erlaubt, den SOx-Verunreinigungswiederherstellungsvorgang regelmäßig auszuführen, und dauert ein Zustand, in dem die Reinigungseffizienz des NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysators aufgrund der SOx-Verunreinigung verringert ist, häufig für längere Zeiträume an. Bei diesen Vorrichtungen wird auch dann, wenn die Menge an von dem NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator gehaltenem SOx einen vorbestimmten Wert übersteigt, der Wieder herstellungsvorgang von der SOx-Verunreinigung nicht ausgeübt, sofern nicht die Abgastemperatur des Motors hoch ist oder der Motor unter einer bestimmten Bedingung betrieben wird.
  • Bei der Verwendung dieser Vorrichtungen erfolgt der Betrieb daher abhängig von den Betriebsbedingungen des Motors häufig für längere Zeiträume in einem Zustand, in dem von dem NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator in erhöhten Mengen SOx gehalten wird, und wird aufgrund eines Absinkens der Reinigungseffizienz des NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysators NOx ungereinigt in die freie Luft abgegeben.
  • Bei der Ausführung des oben erwähnten Wiederherstellungsvorgangs von der SOx-Verunreinigung des NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysators wird durch in dem Kraftstoff enthaltenen Schwefel immer noch SOx gebildet, wenn der Motor im Betrieb ist, und kommt es abhängig von der SOx-Konzentration in dem Abgas während dieses Zeitraums zu einer Abweichung des Entfernungsgrads der SOx-Verunreinigung von dem NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator. Wenn das Abgas in Abhängigkeit vom Stand der Technik in einen vorbestimmten stöchiometrischen Zustand oder einen fetten Zustand gesetzt wird, ohne die oben erwähnte Tatsache in Betracht zu ziehen, dann wird die SOx-Verunreinigung nicht in ausreichendem Maße entfernt oder wird das Abgas übermäßig fett, so dass sich die Kraftstoffausnutzung und die Abgasemission verschlechtern.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • In Anbetracht der oben dargelegten Probleme beim Stand der Technik, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor zur Verfügung zu stellen, welche die SOx-Verunreinigung vollständig entfernen kann, ohne die Abgasemission zu verschlechtern, während der Wiederherstellungsvorgang zum Beseitigen der SOx-Verunreinigung von dem NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator ausgeführt wird.
  • Die oben dargelegte Aufgabe wird durch eine Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß ist eine Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor vorgesehen, mit:
    einem NOx okkludierenden und reduzierenden Katalysator, der in einer Abgasleitung des Verbrennungsmotors angeordnet ist, um NOx in dem Abgas zu absorbieren, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases größer als ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, und um das absorbierte NOx freizusetzen und zu reduzieren, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases kleiner als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, wobei der NOx okkludierende und reduzierende Katalysator mit Adsorption oder Absorption von Verunreinigungen in dem Abgas ein Nachlassen der Fähigkeit zeigt, das NOx zu absorbieren, freizusetzen und zu reduzieren;
    einer Haltemengenabschätzeinrichtung zum Abschätzen der Menge der von dem NOx okkludierenden und reduzierenden Katalysator durch Adsorption oder Absorption gehaltenen Verunreinigungen;
    einer Wiederherstellungseinrichtung, die den NOx okkludierenden und reduzierenden Katalysator für eine vorbestimmte Wiederherstellungsdauer innerhalb eines vorbestimmten Hochtemperaturbereichs hält, wenn die von der Haltemengenabschätzeinrichtung abgeschätzte Haltemenge der Verunreinigungen einen vorbestimmten Wert erreicht hat, und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des in den NOx okkludierenden und reduzierenden Katalysator einströmenden Abgases so steuert, dass es ein wiederherstellendes Luft/Kraftstoff-Verhältnis einnimmt, bei dem die Verunreinigungen freigesetzt werden können; und
    einer Änderungseinrichtung zur Änderung der Gesamtmenge der in den NOx okkludierenden und reduzierenden Katalysator (7) strömenden reduzierenden Substanzen in dem Abgas während des Wiederherstellungsvorgangs.
  • Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung bewertet eine Wiederherstellungsgrad-Bewertungseinrichtung den Grad der Wiederherstellung der Fähigkeit, NOx zu absorbieren, freizusetzen und zu reduzieren, durch die von der Wiederherstellungseinrichtung erreichte Reduktion des NOx okkludierenden und reduzierenden Katalysators und ändert die Änderungseinrichtung während der nächsten Wiederherstellungsdauer die Gesamtmenge der reduzierenden Substanzen abhängig von dem durch die Wiederherstellungsgrad-Bewertungseinrichtung bewerteten Grad der Wiederherstellung.
  • Bei der ersten Ausgestaltung der Erfindung wird während der Wiederherstellungsdauer abhängig vom Grad der Wiederherstellung von der SOx-Verunreinigung die Gesamtmenge der in den NOx okkludierenden und reduzierenden Katalysator strömenden reduzierenden Substanzen eingestellt. Daher wird die Gesamtmenge der in den NOx okkludierenden und reduzierenden Katalysator strömenden reduzierenden Substanzen während der Wiederherstellungsdauer optimiert und wird der NOx okkludierende und reduzierende Katalysator vollständig aus dem verunreinig ten Zustand wiederhergestellt, ohne die Abgasemission zu verschlechtern.
  • Gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung schätzt eine Abschätzeinrichtung die Konzentration von Vorläufern der Verunreinigungen im Kraftstoff ab und ändert die Änderungseinrichtung während der Wiederherstellungsdauer die Gesamtmenge der reduzierenden Substanzen abhängig von der durch die Abschätzeinrichtung abgeschätzten Konzentration der Vorläufer.
  • Bei der zweiten Ausgestaltung der Erfindung ändert die Änderungseinrichtung während der Wiederherstellungsdauer die Gesamtmenge der in den NOx okkludierenden und reduzierenden Katalysator strömenden reduzierenden Substanzen abhängig von der durch die Abschätzeinrichtung abgeschätzten Konzentration der Vorläufer. Daher wird die Gesamtmenge der reduzierenden Substanzen während der Wiederherstellungsdauer abhängig von der Konzentration der Verunreinigungen in dem Abgas optimiert, wobei sich die Konzentration der Verunreinigungen abhängig von der Konzentration der Vorläufer der Verunreinigungen in dem Kraftstoff ändert. Somit ist es möglich, die Verunreinigung vollständig zu entfernen, ohne die Abgasemission zu verschlechtern.
  • Die abhängigen Ansprüche geben Weiterbildungen der Erfindung an.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung ergibt sich unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen aus der folgenden Beschreibung. Es zeigen:
  • 1 schematisch dargestellt den Aufbau eines Ausführungsbeispiels, bei dem die vorliegende Erfindung bei einem Verbrennungsmotor für ein Kraftfahrzeug angewendet wird;
  • 2 ein Ablaufdiagramm, das den Vorgang zum Beurteilen der Verunreinigungswiederherstellungsbedingungen für den NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator erläutert;
  • 3 ein Ablaufdiagramm, das den Vorgang zum Setzen eines Flags in dem Ablaufdiagramm von 2 erläutert;
  • 4 ein Ablaufdiagramm, das den fetten Impulsbetrieb von 2 erläutert;
  • 5 ein Ablaufdiagramm, das den Verunreinigungswiederherstellungsvorgang von 2 erläutert;
  • 6 ein Ablaufdiagramm, das einen von 5 verschiedenen Verunreinigungswiederherstellungsvorgang erläutert;
  • 7 ein Ablaufdiagramm, das den Vorgang zum Einstellen eines Luft/Kraftstoff-Zielverhältnisses zum Zeitpunkt des Wiederherstellungsvorgangs erläutert; und
  • 8 ein Kennfeld mit Luft/Kraftstoff-Zielverhältnissen, die für den Vorgang von 7 verwendet werden.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die 1 bis 8 Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Abgasreinigungsvorrichtung erläutert.
  • In 1 ist schematisch der Aufbau eines Ausführungsbeispiels dargestellt, bei dem die vorliegende Erfindung bei einem Verbrennungsmotor für ein Kraftfahrzeug angewendet wird.
  • In 1 bezeichnet die Bezugszahl 1 einen Verbrennungsmotor für ein Kraftfahrzeug. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Motor 1 eine Vierzylinder-Benzinmotor mit vier Zylindern #1 bis #4, die mit Kraftstoffeinspritzventilen 111 bis 114 zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in die Zylinder ausgestattet sind. Wie später beschrieben wird, ist der Verbrennungsmotor 1 dieser Ausführungsbeispiels ein Magermotor, der bei einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis (d.h. bei einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis, das größer als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist) betrieben werden kann.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Zylinder #1 bis #4 zudem in zwei Zylindergruppen aufgeteilt, von denen jede zwei Zylinder enthält, in denen die Zündzeitpunkte nicht aufeinanderfolgend stattfinden. (In dem Ausführungsbeispiel von 1 ist die Zündreihenfolge der Zylinder beispielsweise 1-3-4-2. Daher bilden die Zylinder #1 und #4 eine Zylindergruppe und die Zylinder #2 und #3 eine weitere Zylindergruppe). Der Auslass jedes Zylinders ist mit einem Abgaskrümmer jeder Zylindergruppe und mit einer Abgasleitung jeder Zylindergruppe verbunden. In 1 bezeichnet die Bezugszahl 21a einen Abgaskrümmer zum Verbinden von Auslassen der Zylindergruppe #1 und #4 mit einer unabhängigen Abgasleitung 2a und 21b einen Abgaskrümmer zum Verbinden von Auslassen der Zylindergruppe #2 und #3 mit einer unabhängigen Abgasleitung 2b. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind in den unabhängigen Abgasleitungen 2a und 2b Startkatalysatoren (hier im Folgenden mit "SC" bezeichnet) 5a und 5b angeordnet, die einen Dreiwegekatalysator umfassen. Die unabhängigen Abgasleitungen 2a und 2b laufen in einer gemeinsamen Abgasleitung 2 auf der stromabwärtigen Seite der SC zusammen.
  • In der gemeinsamen Abgasleitung 2 ist ein NOx absorbierender und reduzierender Katalysator 7 angeordnet, der später beschrieben wird. In 1 bezeichnen die Bezugszahlen 29a und 29b Luft/Kraftstoff-Sensoren auf der stromaufwärtigen Seite der Startkatalysatoren 5a und 5b der unabhängigen Abgasleitungen 2a und 2b und bezeichnet die Bezugszahl 31 einen Luft/Kraftstoff-Sensor am Auslass des NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysators in der Abgasleitung 2. Die Luft/Kraftstoff-Sensoren 29a, 29b und 31 sind sogenannte lineare Luft/Kraftstoff-Sensoren, welche Spannungssignale erzeugen, die sich entsprechend dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis eines Abgases über einen weiten Bereich von Luft/Kraftstoff-Verhältnissen kontinuierlich ändern.
  • In 1 bezeichnet die Bezugszahl 30 ferner eine elektronische Steuereinheit (ECU) des Motors 1. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die ECU 30 ein Mikrocomputer bekannten Typs, der einen RAM, einen ROM und eine CPU hat und grundlegende Steuervorgänge durchführt, etwa eine Zündzeitpunktsteuerung und eine Kraftstoffeinspritzsteuerung für den Motor 1. Bei diesem Ausführungsbeispiel führt die ECU 30 nicht nur die oben erwähnten grundlegenden Steuerungsvorgänge durch, sondern arbeitet auch, wie später beschrieben wird, als eine Haltemengenabschätzeinrichtung zum Abschätzen der Menge an Verunreinigungen, etwa des von dem NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator 7 absorbierten SOx, als eine Heizeinrichtung zum Erhitzen des NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysators 7 und als ein Erhitzungsdurchführungsbedingungs-Einstelleinrichtung zum Einstellen der Erhitzungsdurchführungsbedingung.
  • Die Eingänge der ECU 30 empfangen Signale von den Luft/Kraftstoff-Sensoren 29a und 29b, welche die Luft/Kraftstoff-Verhältnisse des Abgases an den Einlässen der Startkatalysatoren 5a und 5b darstellen, ein Signal vom Luft/Kraftstoff-Sensor 31, welches das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases am Auslass des NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysators 7 darstellt, ein Signal von einem im (nicht gezeigten) Ansaugkrümmer vorgesehenen Ansaugluftdruck-Sensor 33, welches dem Ansaugluftdruck des Motors entspricht, und ein Signal von einem nahe der (nicht gezeigten) Kurbelwelle des Motors angeordneten Drehzahl-Sensor 35, welches der Motordrehzahl entspricht. Bei diesem Ausführungsbeispiel empfangen die Eingänge der ECU 30 außerdem ein Signal von einem nahe eines (nicht gezeigten) Gaspedals des Motors 1 angeordneten Gaspedalöffnungsgrad-Sensor 37, welches das Maß darstellt, mit dem das Gaspedal vom Fahrer niedergedrückt wird (Gaspedalöffnungsgrad), und ein Signal von einem in einer (nicht gezeigten) Kühlwasserleitung des Motors angeordneten Kühlwassertemperatur-Sensor 39, welches die Temperatur des Kühlwassers darstellt. Der Ausgang der ECU 30 ist mit den Kraftstoffeinspritzventilen 111 bis 114 der Zylinder verbunden, um die Menge an in die Zylinder eingespritztem Kraftstoff und die Zeitpunkte zur Kraftstoffeinspritzung zu steuern.
  • In diesem Ausführungsbeispiel betreibt die ECU 30 den Motor 1 abhängig von der Kraftstoffeinspritzmenge in den Motor, d.h. abhängig von der auf den Motor ausgeübten Last, in den folgenden fünf Verbrennungsmodi:
    • (1) Schichtladungsverbrennung mit magerem Luft/Kraftstoff-Verhältnis (einmal Kraftstoffeinspritzung im Verdichtungstakt).
    • (2) Einheitsgemisch-/Schichtladungsverbrennung mit magerem Luft/Kraftstoff-Verhältnis (einmal Kraftstoffeinspritzung im Ansaugtakt und einmal Kraftstoffeinspritzung im Verdichtungstakt).
    • (3) Einheitsgemischverbrennung mit magerem Luft/Kraftstoff-Verhältnis (einmal Kraftstoffeinspritzung im Ansaugtakt).
    • (4) Einheitsgemischverbrennung mit stöchiometrischem Luft/Kraftstoff-Verhältnis (einmal Kraftstoffeinspritzung im Ansaugtakt).
    • (5) Einheitsgemischverbrennung mit fettem Luft/Kraftstoff-Verhältnis (einmal Kraftstoffeinspritzung im Ansaugtakt).
  • Und zwar wird Schichtladungsverbrennung (1) mit magerem Luft/Kraftstoff-Verhältnis im Leichtlastbetrieb des Motors 1 ausgeführt. In diesem Zustand wird der Kraftstoff nur einmal in der zweiten Hälfte des Verdichtungstaktes in jeden Zylinder eingespritzt und bildet der eingespritzte Kraftstoff nahe der Zündkerze im Zylinder eine Schicht aus einem Gemisch mit brennbarem Luft/Kraftstoff-Verhältnis. In diesem Betriebszustand wird der Kraftstoff in einer sehr geringen Menge eingespritzt und beträgt das Luft/Kraftstoff-Verhältnis im Zylinder insgesamt etwa 30 bis 20.
  • Wenn die Last vom oben erwähnten Zustand (1) aus ansteigt und in den Niedriglastbetriebsbereich eintritt, erfolgt die oben erwähnte Einheitsgemisch-/Schichtladungsverbrennung (2) mit magerem Luft/Kraftstoff-Verhältnis. Die Menge an in den Zylinder eingespritztem Kraftstoff steigt mit zunehmender Motorlast an. Bei der oben erwähnten Schichtladungsverbrennung (1) wird der Kraftstoff in der zweiten Hälfte des Verdichtungstaktes eingespritzt, wobei die Einspritzzeit begrenzt wird und der Kraftstoffmenge eine Begrenzung auferlegt wird, um die Schichtladung zu bilden. In diesem Lastbereich wird der Kraftstoff daher zuvor in der ersten Hälfte des Ansaugtaktes eingespritzt, und zwar in einer Menge, die den Mangel des in der zweiten Hälfte des Verdichtungstakts eingespritzten Kraftstoffs kompensiert, wodurch der Kraftstoff dem Zylinder mit einer Zielmenge zugeführt wird. Der in der ersten Hälfte des Ansaugtaktes in den Zylinder eingespritzte Kraftstoff bildet ein sehr mageres einheitliches Gemisch, bevor er gezündet wird. Außerdem wird in der zweiten Hälfte des Verdichtungstaktes Kraftstoff in dieses sehr magere und einheitliche Gemisch eingespritzt, um nahe der Zündkerze eine Ladung aus einem Gemisch mit brennbarem Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu bilden. Zum Zeitpunkt der Zündung beginnt diese Gemischladung mit brennbarem Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu verbrennen und breitet sich die Flamme zu der umgebenden mageren Gemischladung aus, so dass die Verbrennung stetig erfolgt. In diesem Zustand ist die Menge an im Ansaugtakt und im Verdichtungstakt eingespritzten Kraftstoff höher als die des Modus (1), doch ist das Luft/Kraftstoff-Verhältnis insgesamt immer noch mager (beispielsweise mit einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis von etwa 25 oder weniger).
  • Wenn die Last auf den Motor weiter steigt, wird aus der Motorverbrennung die Einheitsgemischverbrennung mit magerem Luft/Kraftstoff-Verhältnis (3). In diesem Zustand wird der Kraftstoff nur einmal in der ersten Hälfte des Ansaugtaktes eingespritzt und ist die Menge des eingespritzten Kraftstoffes größer als die des Modus (2). Das in diesem Zustand im Zylinder ausgebildete Einheitsgemisch nimmt ein mageres Luft/Kraftstoff-Verhältnis an, das relativ nahe am stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis liegt.
  • Wenn die Last auf den Motor weiter steigt und in den Hochlastbetriebsbereich des Motor eintritt, wird die Menge an Kraftstoff höher als die des Modus (3) und wird der Motorbetrieb zu dem Einheitsgemischbetrieb mit stöchiometrischem Luft/Kraftstoff-Verhältnis (4). In diesem Zustand wird im Zylinder ein Einheitsgemisch mit stöchiometrischem Luft/Kraftstoff-Verhältnis ausgebildet und steigt die Motorleistung an. Wenn die Last auf den Motor weiter ansteigt, um den Volllastbetrieb des Motors zu bewirken, wird die Menge an Kraftstoff weiter über die des Modus (4) steigen und wird der Motorbetrieb zum Einheitsgemischbetrieb mit fettem Luft/Kraftstoff-Verhältnis (5). In diesem Zustand hat das im Zylinder ausgebildete Gemisch ein fettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis.
  • In diesem Ausführungsbeispiel sind die optimalen Betriebsmodi (1) bis (5) abhängig vom Gaspedalöffnungsgrad (Betrag des vom Fahrer niedergedrückten Gaspedals) und der Drehzahl des Motors empirisch eingestellt worden, wobei im ROM der ECU 30 ein Kennfeld gespeichert ist, das den Gaspedalöffnungsgrad und die Motordrehzahl verwendet. Wenn der Motor 1 in Betrieb ist, bestimmt die ECU 30 basierend auf den von dem Gaspedalöffnungsgrad-Sensor 37 erfassten Gaspedalöffnungsgrad und der Drehzahl des Motors welcher der oben erwähnten Betriebsmodi (1) bis (5) ausgewählt wird, und abhängig von dem jeweiligen Modus die Kraftstoffeinspritzmenge, den Zeitpunkt zur Kraftstoffeinspritzung und die Anzahl der Einspritzungen.
  • Wenn einer der Modi (1) bis (3) (Verbrennung mit magerem Luft/Kraftstoff-Verhältnis) ausgewählt wird, bestimmt die ECU 30 die Kraftstoffeinspritzmenge basierend auf den Kennfeldern, welche zuvor für die Modi (1) bis (3) vorbereitet wurden, anhand des Gaspedalöffnungsgrades und der Drehzahl des Motors. Wenn der Modus (4) oder (5) (Einheitsgemischverbrennung mit stöchiometrischem Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder Einheitsgemischverbrennung mit fettem Luft/Kraftstoff-Verhältnis) ausgewählt wird, stellt die ECU 30 die Kraftstoffeinspritzmenge basierend auf den durch den Ansaugluftdruck-Sensor 33 erfassten Ansaugluftdruck und der Drehzahl des Motors ein, indem Kennfelder verwendet werden, die für die Modi (4) und (5) vorbereitet wurden.
  • Wenn der Modus (4) (Einheitsgemischverbrennung mit stöchiometrischem Luft/Kraftstoff-Verhältnis) ausgewählt wird, korrigiert die ECU 30 durch Rückführung die Kraftstoffeinspritzmenge, die wie oben beschrieben berechnet wurde, auf Grundlage der Ausgangssignale der Luft/Kraftstoff-Sensoren 29a und 29b, so dass das Luft/Kraftstoff-Verhältnis im Motorabgas des Motors auf das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis gesteuert wird.
  • In dem Motors 1 dieser Ausführungsbeispiels steigt die Kraftstoffeinspritzmenge wie oben beschrieben mit zunehmender Last auf den Motor an und ändert sich der Betriebsmodus abhängig von der Kraftstoffeinspritzmenge. Bei der folgenden Beschreibung wird daher die Kraftstoffeinspritzmenge in allen diesen Modi generell als ein Parameter verwendet, der die Last auf den Motor repräsentiert.
  • Als nächstes werden nun die Startkatalysatoren 5a, 5b und der NOx absorbierende und reduzierende Katalysator 7 dieses Ausführungsbeispiels beschrieben.
  • Die Startkatalysatoren (SC) 5a und 5b werden als ein Dreiwegekatalysator ausgebildet, indem ein wabenförmiges Substrat aus Cordierit oder dergleichen verwendet wird, auf der Oberfläche des Substrates eine dünne Beschichtung aus Aluminiumoxid ausgebildet wird und auf die Aluminiumschicht ein Edelmetallkatalysatorbestandteil wie Platin Pt, Palladium Pd oder Rhodium Rh aufgebracht wird. Der Dreiwegekatalysator entfernt nahe dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis sehr wirksam die drei Bestandteile HC, CO und NOx. Der Dreiwegekatalysator zeigt eine verringerte Fähigkeit, NOx zu reduzieren, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases höher als das stöchiometrische Luftverhältnis ist. Wenn der Motor 1 bei einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis betrieben wird, ist der Dreiwegekatalysator daher nicht in der Lage, in zufriedenstellendem Maße NOx im Abgas zu entfernen.
  • Die Startkatalysatoren (SC) 5a und 5b sind in den Abgasleitungen 2a und 2b an Positionen nahe dem Motor 1 angeordnet und haben ein verhältnismäßig geringes Vermögen, ihre Wärmekapazität zu verringern, so dass sie innerhalb einer kurzen Zeitdauer nach dem Start des Motors auf die Aktivierungstemperatur erwärmt werden können.
  • Als nächstes wird nun der NOx absorbierende und reduzierende Katalysator 7 dieses Ausführungsbeispiels beschrieben. Der NOx absorbierende und reduzierende Katalysator 7 dieses Ausführungsbeispiels verwendet Aluminiumoxid als Substrat, um mindestens einen Bestandteil zu tragen, der aus den Alkalimetallen wie Kalium K, Natrium Na, Lithium Li und Cäsium Cs, aus Erdalkalielementen wie Barium Ba und Calcium Ca und aus Seltenerdelementen wie Lanthan La, Cermetall Ce und Yttrium Y ausgewählt ist, sowie ein Edelmetall wie Platin Pt. Der NOx absorbierende und reduzierende Katalysator zeigt die Wirkung, NOx zu absorbieren und freizusetzen, d.h. NOx (NO2, NO) im Abgas zu absorbieren und in Form von Salpetersäureionen zu halten, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases mager ist, und das absorbierte NOx freizusetzen, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases fett wird.
  • Der Mechanismus zum Absorbieren und Freisetzen von NOx wird als nächstes unter Bezugnahme auf den Fall beschrieben, dass Platin Pt und Barium Ba verwendet werden. Derselbe Mechanismus wird jedoch auch dann erzeugt, wenn andere Edelmetalle, Alkalimetalle, Erdalkalielemente und Seltenerdelemente verwendet werden.
  • Wenn die Konzentration an Sauerstoff in dem einströmenden Abgas ansteigt (d.h. wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases höher (magerer) wird als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis), haftet Sauerstoff in Form von O2 – oder O2– auf dem Platin Pt an, wodurch NOx in dem Abgas mit O2 – oder O2– auf dem Platin Pt reagiert und NO2 bildet. NO2 im Abgas und auf diese Weise gebildetes NO2 werden zudem auf dem Platin Pt oxidiert, durch das Absorptionsmittel, etwa Bariumoxid BaO, absorbiert, in dem sie an das Bariumoxid BaO gebunden werden, und verteilen sich in Form von Salpetersäureionen NO3 – in dem Absorptionsmittel. In einer mageren Atmosphäre wird daher NOx im Abgas durch das NOx-Absorptionsmittel in Form von Nitraten absorbiert.
  • Wenn die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas stark abnimmt (d.h. wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases kleiner (fetter) wird als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis), nimmt die Menge an auf dem Platin Pt gebildeten NO2 ab und fährt die Reaktion in der umgekehrten Richtung fort. Dies hat zur Folge, dass Salpetersäureionen NO3 – in dem Absorptionsmittel aus dem Absorptionsmittel in Form von NO2 freigesetzt werden. In diesem Fall wird, wenn in dem Abgas die reduzierenden Bestandteile wie CO und dergleichen sowie Bestandteile wie HC, CO2 und dergleichen enthalten sind, durch diese Bestandteile NO2 auf dem Platin Pt reduziert.
  • Dieses Ausführungsbeispiel verwendet einen Motor 1, der bei einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis betrieben werden kann. Wenn den Motor 1 bei einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis betrieben wird, absorbiert der NOx absorbierende und reduzierende Katalysator das in den Katalysator strömende NOx im Abgas. Wenn der Motor 1 bei einem fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis betrieben wird, setzt der NOx absorbierende und reduzierende Katalysator 7 das absorbierte NOx frei und reinigt es durch Reduktion. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird, wenn durch den NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator 7 während des Betriebs bei magerem Luft/Kraftstoff-Verhältnis NOx in erhöhten Mengen absorbiert wurde, ein fetter Impulsbetrieb (engl. rich-spike operation) ausgeführt, um mit dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Motors für eine kurze Zeitdauer von einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis in ein fettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu wechseln, damit von dem NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator NOx freigesetzt und NOx durch Reduktion gereinigt wird (um den NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator zu regenerieren).
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel erhöht oder verringert die ECU 30 den Wert eines NOx-Zählers, um die Menge an NOx, die durch den NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator 7 absorbiert und gehalten wird, abzuschätzen. Die Menge an durch den NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator 7 absorbierten NOx pro Zeiteinheit ändert sich proportional zu der Menge an NOx im Abgas, das pro Zeiteinheit in den NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator einströmt, d.h. proportional zu der Menge an NOx, die durch den Motor 1 pro Zeiteinheit erzeugt wird. Außerdem wird die Menge an pro Zeiteinheit im Motor erzeugtem NOx durch die Menge an Kraftstoff, die dem Motor zugeführt wird, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis, den Durchsatz des Abgases usw. bestimmt. Wenn die Betriebsbedingungen des Motors feststehen, lässt sich daher die Menge an NOx bestimmen, die durch den NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator absorbiert wurde. Bei diesem Ausführungsbeispiels werden die Motorbetriebsbedingungen (Gaspedalöffnungsgrad, Motordrehzahl, Menge der Ansaugluft, Ansaugluftdruck, Luft/Kraftstoff-Verhältnis, Menge an zugeführtem Kraftstoff usw.) geändert, um die Menge an NOx zu messen, die pro Zeiteinheit durch den Motor erzeugt wird, und wird die Menge an NOx, die pro Zeiteinheit durch den NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator 7 absorbiert wird, in dem ROM der ECU 30 in Form eines numerischen Wertekennfelds gespeichert, beispielsweise unter Verwendung der Last auf den Motor (Kraftstoffeinspritzmenge) und der Motordrehzahl. Die ECU 30 berechnet jeweils nach einer vorbestimmten Zeitdauer (nach jeder Zeiteinheit) die Menge an NOx, die durch den NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator pro Zeiteinheit absorbiert wurde, indem die Last auf den Motor (Kraftstoffeinspritzmenge) und die Motordrehzahl verwendet wird, und erhöht den NOx-Zähler um die Menge an absorbiertem NOx. Daher zeigt der Wert des NOx-Zählers stets den Wert des durch den NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysators 7 absorbierten NOx an. Wenn der Wert des NOx-Zählers einen vorbestimmten Wert erreicht, während der Motor bei einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis betrieben wird, führt die ECU 30 den fetten Impulsbetrieb aus, in welchem das momentane Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Motors für eine kurze Zeitdauer auf ein fettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis geändert wird. Daher wird das durch den NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator absorbierte NOx durch Reduktion freigesetzt und gereinigt. Die Zeit, um das Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnis während des fetten Impulsbetriebes bei einem fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu halten, wird experimentell in Abhängigkeit vom Typ und Volumen des NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysators bestimmt. Der Wert des NOx-Zählers wird auf Null zurückgesetzt, nachdem das NOx mit der Ausübung des fetten Impulsbetriebes vom NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator freigesetzt und durch Reduktion gereinigt wurde. Mit der wie oben beschriebenen Ausübung des fetten Impulsbetriebes in Abhängigkeit von der Menge des durch den NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysators 7 absorbierten NOx wird der NOx absorbierende und reduzierende Katalysator 7 passend regeneriert und ist nicht mehr mit NOx gesättigt, das der Katalysator absorbiert hat.
  • Es ist bekannt, dass unter mageren Bedingungen auch in dem Abgas enthaltenes Schwefeloxid (SOx) durch ziemlich den gleichen Mechanismus wie beim Absorbieren von NOx in dem NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator absorbiert wird und Sulfate bildet (z.B. BaSO4). Wie das NOx werden auch die Sulfate vom NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator in Form von SO2 freigesetzt, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases fett wird. Im Allgemeinen bleiben die Sulfate jedoch stabil. Damit jedoch SOx vom NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator freigesetzt wird, muss der NOx absorbierende und reduzierende Katalysator auf eine Temperatur erhitzt werden, welche höher ist als die, wenn NOx freizusetzen ist. Daher wird das SOx von dem normalen Regenerationsvorgang des NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysators nicht in zufriedenstellendem Maße freigesetzt; d.h. das SOx sammelt sich nach und nach in dem Absorptionsmittel an und die Menge des Absorptionsmittels, das beim Absorbieren von NOx teilnimmt, nimmt ab. Wenn sich SOx ansammelt, nimmt daher das Vermögen des NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysators ab, NOx zu absorbieren, was das Auftreten einer sogenannten SOx-Verunreinigung des NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysators zur Folge hat.
  • Damit sich der NOx absorbierende und reduzierende Katalysator von der SOx-Verunreinigung erholen kann, muss er bei einer Verunreinigungswiederherstellungstemperatur (z.B. 600°C oder höher) gehalten werden, die höher als die Temperatur (z.B. 250°C oder höher) ist, bei der der NOx absorbierende und reduzierende Katalysator üblicherweise regeneriert wird, um NOx freizusetzen, und muss abgesehen davon das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des in den NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysators strömenden Abgases bei einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis gehalten werden, das kleiner als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis (ein fettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis) ist.
  • Wenn die Temperatur des NOx absorbierenden und reduzie renden Katalysators niedriger als die oben erwähnte Verunreinigungswiederherstellungstemperatur ist, muss der NOx absorbierende und reduzierende Katalysator 7 daher auf eine Temperatur erwärmt werden, die höher ist als die Verunreinigungswiederherstellungstemperatur, um einen SOx-Verunreinigungswiederherstellungsvorgang auszuführen. Wie später beschrieben wird, wird die Verunreinigung des NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysators 7 bei diesem Ausführungsbeispiel beseitigt, indem zwei Vorgänge ausgeführt werden, und zwar ein Temperaturerhöhungsvorgang zum Erhitzen des NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysators 7 bis zur Verunreinigungswiederherstellungstemperatur, und ein Wiederherstellungsvorgang zum Freisetzen von SOx aus dem NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator durch Halten des NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysators 7, nachdem dessen Temperatur gestiegen ist, in einer Atmosphäre mit fettem Luft/Kraftstoff-Verhältnis.
  • Andererseits ändert sich die Temperatur des NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysators 7 sehr in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Motors (etwa der Abgastemperatur). Bei einigen Betriebsbedingungen des Motors kann die Temperatur des NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysators 7 viel geringer als die oben erwähnte Verunreinigungswiederherstellungstemperatur sein. Wenn der Temperaturerhöhungsvorgang ausgeübt wird, um den NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator 7 zu erhitzen, wird eine erhöhte Menge Energie verbraucht, was die Kraftstoffausnutzung des Motors verschlechtert. Wenn die Temperatur des NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysators 7 viel geringer als die Verunreinigungswiederherstellungstemperatur ist, wird daher der Verunreinigungswiederherstellungsvorgang nicht ausgeführt, auch wenn die Haltemenge an SOx einen vorbestimmten Wert erreicht hat, sondern muss statt dessen gewartet werden, bis die Temperatur des NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysators abhängig von einer Änderung der Motorbetriebsbedingungen auf ungefähr die Verunreinigungswiederherstellungstemperatur angestiegen ist, damit die Kraftstoffausnutzung nicht verschlechtert wird.
  • Wenn der Temperaturbereich feststeht, in dem der Temperaturerhöhungsvorgang für den NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator 7 ausgeführt wird, wird dabei jedoch der Verunreinigungswiederherstellungsvorgang auch dann nicht ausgeführt, falls die Haltemenge an SOx zunimmt, wenn der Motor für längere Zeit unter den Betriebsbedingungen betrieben wird, bei denen die Katalysatortemperatur außerhalb des oben erwähnten Temperaturbereiches liegt. Daher steigt die Menge an durch den NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator 7 gehaltenem SOx weiter an. Wenn die Haltemenge an SOx weiter steigt, nimmt das NOx-Absorptionsvermögen des NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysators 7 ab und ist der Katalysator mit NOx gesättigt, nachdem er nur kleine Mengen NOx absorbiert hat. Daher wird, wenn der Motor in Betrieb ist, SOx ungereinigt in die freie Luft abgegeben.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiels wird daher der Bereich der Katalysatortemperatur, in dem der Temperaturerhöhungsvorgang ausgeführt wird, bei einem Anstieg der Menge an durch den NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator 7 gehaltenem SOx ausgedehnt, um zu verhindern, dass der NOx absorbierende und reduzierende Katalysator gesättigt wird. Somit wird der Bereich der Katalysatortemperatur, in dem der Temperaturerhöhungsvorgang ausgeführt wird, mit einem Anstieg der Menge an durch den NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator gehaltenem SOx ausgedehnt und wird der Verunreinigungswiederherstellungsvorgang sogar bei einer niedrigen Katalysatortemperatur ausgeübt. Der Verunreinigungswiederherstellungsvorgang wird also ausgeübt, wenn die Haltemenge an SOx auf ein bestimmtes Ausmaß steigt, auch wenn der Motor kontinuierlich unter solchen Betriebsbedingungen betrieben wird, bei denen die Katalysatortemperatur niedrig bleibt, und erlangt der NOx absorbierende und reduzierende Katalysator sein Absorptionsvermögen wieder. Somit wird der NOx absorbierende und reduzierende Katalysator nicht gesättigt und wird NOx daran gehindert, ungereinigt abgegeben zu werden.
  • 2 ist ein Ablaufdiagramm, das den Vorgang zum Beurteilen der Verunreinigungswiederherstellungsbedingungen für den NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator 7 gemäß dieses Ausführungsbeispiels erläutert. Dieser Vorgang wird als eine Routine durchgeführt, die von der ECU 30 jeweils nach einer vorbestimmten Zeitdauer ausgeführt wird.
  • Bei diesem Vorgang beurteilt die ECU 30 in Schritt 2001, ob ein Flag F1, der später ausführlich beschrieben wird, 1 ist oder nicht. Im Normalfall ist diese Beurteilung negativ und fährt die Routine mit Schritt 2002 fort, wo beurteilt wird, ob ein Flag F2, der später ausführlich beschrieben wird, 1 ist oder nicht. Im Normalfall ist diese Beurteilung negativ und fährt die Routine mit Schritt 2003 fort, wo beurteilt wird, ob ein Flag F3, der später ausführlich beschrieben wird, 1 ist oder nicht. Im Normalfall ist diese Beurteilung negativ und fährt die Routine mit Schritt 2004 fort, um den Magerbetrieb auszuüben.
  • Somit wird im Normalfall der Magerbetrieb ausgeübt und sind in dem Abgas verhältnismäßig hohe Mengen NOx enthalten. Allerdings nimmt das Abgas einen mageren Zustand ein und hat eine hohe Sauerstoffkonzentration. Der NOx absorbierende und reduzierende Katalysator 7 absorbiert daher wie oben beschrieben das NOx in dem Abgas.
  • Das Flag F1 wird gesetzt, wenn der Motor in diesem Betriebszustand eine hohe Leistung erzeugen muss, um mit einer Beschleunigung oder einer auf den Motor ausgeübten hohen Last zurecht zu kommen. Wenn die Beurteilung beim Schritt 2001 positiv ist, fährt die Routine daher mit Schritt 2005 fort, um einen Betrieb mit stöchiometrischem Luft/Kraftstoff-Verhältnis auszuüben.
  • Aufgrund des Betriebes mit magerem Luft/Kraftstoff-Verhältnis nimmt nach und nach die Menge an NOx zu, die durch den NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator absorbiert wurde. Da die Menge an NOx, die von dem NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator 7 gehalten werden kann, wie oben beschrieben endlich ist, muss aus dem NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator 7 NOx freigesetzt und durch Reduktion gereinigt werden, bevor die Menge an absorbiertem NOx das maximale NOx-Haltevermögen übersteigt. In diesem Fall wird das Flag F2 gesetzt und fährt die Routine mit Schritt 2006 fort, bei dem ein fetter Impulsbetrieb ausgeübt wird.
  • 3 ist ein Ablaufdiagramm, das den Vorgang zum Setzen des Flags F2 erläutert. Dieser Vorgang erfolgt als eine Routine, die von der ECU 30 jeweils nach einer vorbestimmten Zeitdauer ausgeführt wird. Bei Schritt 2101 wird zunächst beurteilt, ob ein Flag F4, der später ausführlich beschrieben wird, 1 ist oder nicht. Diese Beurteilung ist zunächst negativ und die Routine fährt mit Schritt 2102 fort, bei dem eine NOx-Zielabsorptionsmenge st auf s1 eingestellt wird. Diese Menge kann beispielsweise 70% des NOx-Okklusionsvermögens des NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysators 7 entsprechen. Dann wird die Menge an NOx integriert, die während des Betriebs mit magerem Luft/Kraftstoff-Verhältnis pro Zeiteinheit durch den NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator 7 absorbiert wird, und wird die von dem Katalysator gehaltene Menge an NOx berechnet. Die NOx-Haltemenge wird integriert, indem man sich wie oben beschrieben auf die Menge an NOx verlässt, die von dem Verbrennungsmotor auf den Motorbetriebsbedingungen beruhend pro Zeiteinheit erzeugt wird.
  • Dann wird bei Schritt 2105 beurteilt, ob die NOx-Haltemenge s den Zielwert st erreicht hat oder nicht. Wenn diese Beurteilung negativ ist, fährt die Routine mit Schritt 2106 fort, bei dem das Flag F2 schließlich auf 0 verbleibt. Wenn die Beurteilung bei Schritt 2105 positiv ist, fährt die Routine mit Schritt 2107 fort, bei dem das Flag F2 auf 1 gesetzt wird. Bei Schritt 2108 wird die NOx-Okklusionsmenge s auf 0 gesetzt und endet die Routine.
  • 4 ist ein Ablaufdiagramm, das den fetten Impulsbetrieb des Schrittes 2006 von 2 darstellt. In 4 wird zunächst bei Schritt 2201 der fette Impuls ausgeübt. Der fette Impulsbetrieb wird durch das gleiche Verfahren wie das oben beschriebene ausgeübt und wird hier nicht ausführlich erläutert. Beim Ausüben des fetten Impulsbetriebes wird von dem NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator 7 NOx freigesetzt und durch Reduktion mit HC und CO, die in dem Abgas enthalten sind, gereinigt.
  • Als nächstes wird bei Schritt 2202 ein Zeitnehmer ausgelöst und wird bei Schritt 2203 beurteilt, ob sich ein Ausgangssignalmittelwert A1 der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren 29a und 29b auf der stromaufwärtigen Seite ungefähr in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal A2 des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 31 auf der stromabwärtigen Seite befindet oder nicht. Wenn diese Beurteilung negativ ist, wird bei Schritt 2201 der fette Impulsbetrieb fortgeführt. Das durch den NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator strömende Abgas nimmt wie oben beschrieben ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis ein, das sich von dem fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases unterscheidet, das durch den NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator 7 strömt, wenn das NOx durch den fetten Impuls reduziert wird. Daher unterscheidet sich das gemittelte Ausgangssignal A1 der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren 29a und 29b auf der stromaufwärtigen Seite von dem Ausgangssignal A2 des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 31 auf der stromabwärtigen Seite.
  • Wenn dagegen das NOx von dem NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator 7 vollständig freigesetzt und vollständig reduziert wurde, wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des aus dem NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator 7 strömenden Abgases nahezu gleich dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis des in den NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator strömenden Abgases sein, wobei das gemittelte Ausgangssignal A1 der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren 29a und 29b auf der stromaufwärtigen Seite ungefähr in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal A2 des Luft/Kraftstoff-Verhältnis- Sensors 31 auf der stromabwärtigen Seite ist, und fährt die Routine mit Schritt 2204 fort, bei dem der fette Impuls ausgesetzt wird und der Zeitnehmer stoppt. In diesem Ausführungsbeispiel sind, wie in 1 gezeigt ist, die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren sowohl auf der stromaufwärtigen Seite als auch der stromabwärtigen Seite des NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysators 7 vorgesehen. Es ist jedoch ebenfalls zulässig, den Luft/Kraftstoff-Verhältnissensor nur auf der stromabwärtigen Seite des NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysators vorzusehen und so in dem Moment, in dem das Ausgangssignal des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensors vom stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu einem fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis wechselt, zu beurteilen, dass das NOx vollständig aus dem NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator freigesetzt und vollständig reduziert wurde.
  • Als nächstes wird bei Schritt 2205 beurteilt, ob das Flag F4, das später ausführlich beschrieben wird, 1 ist oder nicht. Diese Beurteilung ist zunächst negativ und die Routine fährt mit Schritt 2206 fort, bei dem beurteilt wird, ob die Zeit T, welche durch den Zeitnehmer gezählt wurde, kürzer als eine erste vorbestimmte Zeitdauer T1 ist oder nicht. Die erste vorbestimmte Zeitdauer T1 dient zum Freisetzen und Reduzieren einer Menge an NOx von 70% des NOx-Okklusionsvermögens des NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysators 7 bei einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases während des fetten Impulsbetriebs. Momentan, wo die NOx-Zielokklusionsmenge 70% des NOx-Okklusionsvermögens entspricht, ist daher, wenn der NOx absorbierende und reduzierende Katalysator 7 die Zielmenge an NOx okkludiert hat, die Beurteilung bei Schritt 2206 negativ und fährt die Routine mit Schritt 2207 fort, bei dem das Flag F3 auf 0 gesetzt wird.
  • Wenn die Beurteilung bei Schritt 2206 positiv ist, so bedeutet dies dagegen, dass der NOx absorbierende und reduzierende Katalysator 7 das NOx nur in einer Menge absorbiert, die weniger als 70% des NOx-Okklusionsvermögens entspricht. Da der oben angesprochene Integrationsvorgang verhältnismäßig korrekt die Menge an NOx berechnet, die von dem NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator 7 absorbiert wurde, bedeutet das, dass die SOx-Verunreinigung 30% des NOx-Okklusionsvermögens überschritten hat. Die SOx-Verunreinigung baut sich, verglichen mit der Häufigkeit der Ausübung des fetten Impulses, langsam auf. Wenn die Beurteilung bei Schritt 2206 positiv ist, entspricht die SOx-Verunreinigung daher ungefähr 30% des NOx-Okklusionsvermögens. In diesem Moment fährt die Routine mit Schritt 2208 fort, bei dem das Flag F3 auf 1 gesetzt wird. Wenn das Flag F3 gesetzt ist, wird die Beurteilung bei 2003 in dem oben erwähnten Vorgang von 2 positiv und fährt die Routine mit Schritt 2007 fort, um den SOx-Verunreinigungswiederherstellungsvorgang auszuüben.
  • Nach Durchlaufen des Schrittes 2207 oder 2208 in dem Vorgang von 4 wird das Flag F2 bei Schritt 2212 auf 0 gesetzt und wird das Flag F4 bei Schritt 2213 auf 0 gesetzt, um die Routine zu beenden. Vor der Beschreibung der Schritte 2209 und 2210 von 4, wird nun unter Bezugnahme auf 5 der Vorgang zum Entfernen der SOx-Verunreinigung beschrieben.
  • Bei Schritt 2301 wird zunächst beurteilt, ob die Verarbeitung ausgeführt werden kann oder nicht. Um die Verunreinigung durch SOx zu entfernen, muss der NOx absorbierende und reduzierende Katalysator 7 wie oben beschrieben auf eine Temperatur von nicht weniger als beispielsweise 600°C erhitzt worden sein. Beruhend auf den momentanen Betriebsbedingungen des Motors ist daher die Beurteilung bei Schritt 2301 positiv, wenn die Temperatur des NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysators 7 innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereiches liegt, der nicht niedriger als 600°C ist, und fährt die Routine mit Schritt 2302 fort. Die SOx-Verunreinigung baut sich verhältnismäßig langsam auf. Während dieser Zeitdauer wird sich daher die Menge an in dem NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator absorbierten SOx nicht sehr erhöhen.
  • Wenn die Temperatur des NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysators 7 so niedrig wie in dem oben erwähnten Ausführungsbeispiel ist, werden beispielsweise die Zylinder #1 und #4 bei einem fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis und die Zylinder #2 und #3 bei einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis betrieben; d.h. von den Zylindern wird abwechselnd ein Abgas im fetten Zustand und ein Abgas im mageren Zustand abgegeben und es werden HC und CO auf dem NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator 7 verbrannt, so dass die Temperatur des NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysators 7 innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereiches liegt.
  • Bei Schritt 2302 wird beurteilt, ob ein Flag F5, das später ausführlich beschrieben wird, 1 ist oder nicht. Diese Beurteilung ist zunächst negativ und die Routine fährt bei Schritt 2304 fort. Bei Schritt 2304 wird ein Luft/Kraftstoff-Zielverhältnis AFt des Abgases während des Wiederherstellungsvorgangs um einen Betrag dAF zur mageren Seite hin verschoben. Das Luft/Kraftstoff-Zielverhältnis AFt liegt zunächst um dAF auf der fetten Seite jenseits des stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses. In dem Moment, in dem die Routine den Schritt 2304 durchläuft, ist das Luft/Kraftstoff-Zielverhältnis AFt zunächst das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis. Dann wird bei Schritt 2305 der Betrieb derart ausgeführt, dass das Abgas das Luft/Kraftstoff-Zielverhältnis AFt einnimmt.
  • Als nächstes wird bei Schritt 2306 beurteilt, ob eine vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist oder nicht. Wenn diese Beurteilung negativ ist, wird die Verarbeitung von Schritt 2305 fortgeführt. Das heißt, dass der Vorgang, bei dem das Abgas das Luft/Kraftstoff-Zielverhältnis AFt einnimmt, für eine vorbestimmte Zeitdauer fortgeführt wird, wobei das Flag F4 bei Schritt 2307 auf 1 gesetzt wird, um die Routine zu beenden. Der Vorgang, bei dem das Abgas das Luft/Kraftstoff-Zielverhältnis AFt einnimmt, kann so ausgeführt werden, dass die Verbrennungsluft/Kraftstoff-Verhältnisse in den Zylindern das Luft/Kraftstoff-Zielverhältnis AFt einnehmen, dass die Verbrennungsluft/Kraftstoff-Verhältnisse in zwei Zylindern mit aufeinanderfolgenden Zündungszeitpunkten insgesamt das Luft/Kraftstoff-Zielverhältnis AFt einnehmen oder dass eine Sekundärkraftstoffeinspritzung bewirkt wird, d.h. dass der Kraftstoff direkt in das Motorabgassystem eingespeist wird oder der Kraftstoff im Auslasstakt in die Zylinder eingespritzt wird, um die Menge an unverbranntem Kraftstoff in dem Abgas zu erhöhen, so dass das Abgas das Luft/Kraftstoff-Zielverhältnis AFt einnimmt.
  • Auf diese Weise endet der SOx-Verunreinigungswiederherstellungsvorgang und wird nur in diesem Moment das Flag F4 gesetzt. Bei dem Vorgang von 3 zum Setzen des Flags F2 ist daher die Beurteilung bei Schritt 2101 positiv und fährt die Routine mit Schritt 2103 fort. Nur in diesem Moment wird die NOx-Zielabsorptionsmenge st auf s2 gesetzt. Diese Menge s2 entspricht dem NOx-Okklusionsvermögen des NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysators 7. Bei Schritt 2105 wird daher das Flag F2 nur einmal nach dem SOx-Verunreinigungswiederherstellungsvorgang nicht gesetzt, bis berechnet wurde, dass NOx in einer Menge absorbiert wurde, die 100% des NOx-Okklusionsvermögens entspricht.
  • Nachdem das Flag F2 gesetzt ist, wird der oben erwähnte Vorgang von 4 ausgeführt. Diesmal ist jedoch das Flag F4 gleich 1, die Beurteilung bei Schritt 2205 ist positiv, und die Routine fährt mit Schritt 2209 fort. Bei Schritt 2209 wird beurteilt, ob die durch den Zeitnehmer gezählte Zeit T kürzer als eine zweite vorbestimmte Zeitdauer T2 ist. Die zweite vorbestimmte Zeitdauer T2 dient zum Freisetzen und Reduzieren von NOx in einer Menge, die 100% des NOx-Okklusionsvermögens des NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysators 7 bei einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases während eines fetten Impulsbetriebs entspricht. Wenn das NOx in dem NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator in einer Menge absorbiert wurde, die 100% des NOx-Okklusionsvermögens entspricht, d.h. wenn die Verunreinigung durch SOx vollständig durch den Wiederherstellungsvorgang beseitigt wurde, ist die Beurteilung bei Schritt 2209 negativ und fährt die Routine mit Schritt 2210 fort, in dem das Flag F5 auf 0 gesetzt wird.
  • Wenn dagegen die Beurteilung bei Schritt 2209 positiv ist, bedeutet dies, dass das NOx nicht durch den NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator 7 in der Menge absorbiert wurde, die 100% des NOx-Okklusionsvermögens entspricht und sich der NOx absorbierende und reduzierende Katalysator 7 nicht vollständig von der SOx-Verunreinigung erholt hat. In diesem Fall wird das Flag F5 bei Schritt 2211 auf 1 gesetzt. In diesem Ausführungsbeispiel wird wie oben beschrieben ein übliches Verschlechterungserfassungsverfahren verwendet, um den Grad der Wiederherstellung nach dem Wiederherstellungsvorgang zu bewerten.
  • Wenn das Flag F5 gesetzt ist, ist die Beurteilung bei Schritt 2302 im Vorgang von 5 nach dem nächsten SOx-Verunreinigungswiederherstellungsvorgang positiv, und wird das Luft/Kraftstoff-Zielverhältnis AFt des Abgases bei Schritt 2303 um dAF zur fetten Seite hin verschoben und wird für eine vorbestimmte Zeitdauer der Wiederherstellungsvorgang ausgeführt.
  • In dem Moment, in dem die SOx-Verunreinigung des NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysators 7 30% des NOx-Okklusionsvermögens erreicht hat, wird der Wiederherstellungsvorgang ausgeführt, bei dem das Abgas wie oben beschrieben für nur eine vorbestimmte Zeitdauer ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder ein fettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis einnimmt. Wenn der NOx absorbierende und reduzierende Katalysator vollständig wiederhergestellt ist, wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases jedoch während des Wiederherstellungsvorgangs nach und nach zur mageren Seite hin verschoben. Wenn die Wiederherstellung nicht ausreichend ist, wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases nach und nach zur fetten Seite hin verschoben. Die durch den Zeitnehmer gezählte Zeit T ist umgekehrt proportional zum Nicht-Wiederherstellungsgrad der SOx-Verunreinigung. Die Menge dAF, um das Luft/Kraftstoff-Verhältnis zur fetten Seite hin zu verschieben, kann mit abnehmender gezählter Zeit T erhöht werden.
  • Damit sich der NOx absorbierende und reduzierende Katalysator von der SOx-Verunreinigung erholt, müssen stabile Sulfate abgebaut werden. Aus diesem Grund wird der NOx absorbierende und reduzierende Katalysator auf eine Temperatur erhitzt, die ganze 600°C oder mehr beträgt, und wird die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas verringert. Beim Entfernen der SOx-Verunreinigung wird das SOx leicht freigesetzt, wenn die Temperatur des NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysators hoch ist oder wenn die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas gering ist. Darüber hinaus gilt, dass, je höher die Menge an reduzierenden Substanzen in dem Abgas ist, die Menge an Sauerstoff, die durch die reduzierenden Substanzen auf dem Platin Pt des NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysators verbraucht wird, umso höher ist und noch leichter SOx freigesetzt wird.
  • Es ist nicht zulässig, die Temperatur des NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysators übermäßig zu erhöhen, da der Katalysator mechanisch und funktionell geschädigt werden könnte. In diesem Ausführungsbeispiel wird der NOx absorbierende und reduzierende Katalysator auf einen vorbestimmten Temperaturbereich (z.B. von 700°C bis 800°C) erhitzt. Wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases so eingestellt wird, dass es während des Wiederherstellungsvorgangs übermäßig fett wird, nimmt die Sauerstoffkonzentration ab, da in dem Abgas eine große Menge reduzierender Substanzen enthalten ist. Obwohl dies die Wiederherstellung von der SOx-Verunreinigung gewährleistet, führt dies zu einer geringeren Kraftstoffausnutzung und einer Verschlechterung der Abgasemission.
  • Um den NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator, der in einem Ausmaß von 30% des NOx-Okklusionsvermögens mit SOx verunreinigt ist, vollständig wiederherzustellen, indem er für eine vorbestimmte Zeitdauer innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereiches erhitzt wird, ohne wie in diesem Ausführungsbeispiel die Abgasemission zu verschlechtern, ist es denkbar, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases auf ein vorbestimmtes Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu setzen.
  • Allerdings ändert sich die Leichtigkeit, mit der SOx aus dem NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator 7 freigesetzt wird, abhängig von der SOx-Konzentration in dem Abgas während des Wiederherstellungsvorgangs. Wenn also die Schwefelkonzentration in dem Kraftstoff, die ein Vorläufer für SOx ist, hoch ist, ist die SOx-Konzentration in dem Abgas hoch und wird entsprechend weniger SOx aus dem NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator 7 freigesetzt. Um die komplette Wiederherstellung zu erreichen, muss daher das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases fetter als das vorbestimmte Luft/Kraftstoff-Verhältnis eingestellt werden.
  • Wenn die Schwefelkonzentration in dem Kraftstoff gering ist, ist die SOx-Konzentration in dem Abgas dagegen gering und wird entsprechend leicht SOx aus dem NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator 7 freigesetzt. Um die Abgasemission zu verbessern, muss daher das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases magerer als das vorbestimmte Luft/Kraftstoff-Verhältnis eingestellt werden.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel wird wie oben beschrieben der Grad der Wiederherstellung von der SOx-Verunreinigung beruhend auf dem NOx-Okklusionsvermögen nach dem Wiederherstellungsvorgang bewertet. Wenn der Katalysator vollständig wiederhergestellt ist, wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases im nächsten Wiederherstellungsvorgang zur mageren Seite hin verschoben.
  • Wenn der Katalysator nicht vollständig wiederhergestellt ist, wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases im nächsten Wiederherstellungsvorgang zur fetten Seite hin verschoben. In dem Wiederherstellungsvorgang wird daher das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases auf ein optimales Luft/Kraftstoff-Verhältnis gesetzt, um abhängig von der Schwefelkonzentration in dem Kraftstoff ohne Verschlechterung der Abgasemission eine vollständige Wiederherstellung zu gewährleisten.
  • Das optimierte Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases ist ein Wert, welcher der Schwefelkonzentration in dem Kraftstoff und der SOx-Konzentration in dem Abgas entspricht. Beim Überwachen des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses ist es daher möglich, die Menge an Sulfaten abzuschätzen, die durch das SOx gebildet werden, und den Fahrer auch über die Wahrscheinlichkeit einer Korrosion in dem Motorabgassystem in Kenntnis zu setzen, die durch die Sulfate verursacht wird.
  • 6 ist ein Ablaufdiagramm, das einen SOx-Verunreinigungswiederherstellungsvorgang erläutert, der sich von dem von 5 unterscheidet. Im Folgenden wird nur der Unterschied zum Ablaufdiagramm von 5 beschrieben. Bei diesem Vorgang gilt, dass, wenn bei Schritt 2402 beurteilt wird, dass das Flag F5 gleich 1 ist, d.h. wenn die Wiederherstellung von der SOx-Verunreinigung nicht ausreicht, die Wiederherstellungsvorgangszieldauer t um dt verlängert wird. Wenn das Flag F5 gleich 0 ist, d.h. wenn die SOx-Verunreinigung vollständig entfernt wurde, wird Wiederherstellungsvorgangszieldauer t um dt verkürzt.
  • Danach wird bei Schritt 2405 und 2406 das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases auf ein stöchio metrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder ein vorbestimmtes fettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis gesetzt, und wird bei Schritt 2403 oder 2404 der Wiederherstellungsvorgang nur für die geänderte Wiederherstellungsvorgangszieldauer t ausgeführt. Während des Wiederherstellungsvorgangs wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases wie oben beschrieben auf ein vorbestimmtes Luft/Kraftstoff-Verhältnis gesetzt und wird die Wiederherstellungsvorgangszieldauer geändert, um eine optimale Wiederherstellungsvorgangszieldauer zu erreichen, die abhängig von der Schwefelkonzentration in dem Kraftstoff ohne Verschlechterung der Abgasemission eine vollständige Wiederherstellung gewährleistet.
  • Bei den oben erwähnten Vorgängen der 5 und 6 wird entweder das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases oder die Wiederherstellungsdauer festgesetzt und wird der andere Wert während des Wiederherstellungsvorgangs abhängig von der Schwefelkonzentration in dem Kraftstoff optimiert. Mit anderen Worten wird während der Dauer des Wiederherstellungsvorgangs die Gesamtmenge an in den NOx absorbierenden und reduzierenden Katalysator strömenden reduzierenden Substanzen und demgemäß die Gesamtmenge an Sauerstoff optimiert. Zu diesem Zweck kann daher abhängig von der Schwefelkonzentration in dem Kraftstoff sowohl das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases als auch die Wiederherstellungsdauer geändert werden.
  • In dem Vorgang von 5 wird darüber hinaus das Luft/Kraftstoff-Zielverhältnis des Abgases während des Wiederherstellungsvorgangs zunächst so eingestellt, dass es wie zuvor beschrieben gleich dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, und wird dann nach und nach zur fetten Seite hin verschoben, um abhängig von der Schwefelkonzentration in dem Kraftstoff ein optimales Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu erzielen. Wenn die Schwefelkonzentration des Kraftstoffs sehr gering ist, liegt das Luft/Kraftstoff-Zielverhältnis nahe am stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis, wobei das Luft/Kraftstoff-Zielverhältnis leicht zu einem optimalen Luft/Kraftstoff-Verhältnis wird. Wenn die Schwefelkonzentration in dem Kraftstoff verhältnismäßig hoch ist und das optimale Luft/Kraftstoff-Verhältnis hochgradig fett ist, ist die Wiederherstellung von der SOx-Verunreinigung in dem Wiederherstellungsvorgang nicht ausreichend, bevor das Luft/Kraftstoff-Zielverhältnis zum optimalen Luft/Kraftstoff-Verhältnis wird, und muss der Wiederherstellungsvorgang daher verhältnismäßig häufig durchgeführt werden. Der Wiederherstellungsvorgang ist nicht erwünscht, da er verglichen mit dem normalen Magerbetrieb die Kraftstoffausnutzung verschlechtert.
  • Um dieses Problem zu lösen, kann die Schwefelkonzentration in dem Kraftstoff so wie in dem Ablaufdiagramm von 7 gezeigt erfasst werden und kann das Luft/Kraftstoff-Zielverhältnis AFt abhängig von der Schwefelkonzentration eingestellt werden. Das heißt, dass in dem Vorgang von 7 die Schwefelkonzentration in dem Kraftstoff bei Schritt 2501 direkt durch den Schwefelkonzentrations-Sensor erfasst wird, und in dem Wiederherstellungsvorgang bei Schritt 2502 beruhend auf der aus dem in 8 gezeigten Kennfeld ermittelten Schwefelkonzentration ein erstes Luft/Kraftstoff-Zielverhältnis AFt gesetzt wird. Es ist daher statthaft, in dem Vorgang von 5 das Luft/Kraftstoff-Zielverhältnis AFt auf das optimale Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu setzen, wodurch verhindert wird, dass der Wiederherstellungsvorgang häufig ausgeübt wird.
  • In dem in 8 gezeigten Kennfeld ist der Fettigkeits grad des Luft/Kraftstoff-Zielverhältnisses AFt so eingestellt, dass er mit zunehmender Schwefelkonzentration ansteigt. Wenn das Kennfeld experimentell korrekt erzeugt wurde, braucht das Luft/Kraftstoff-Zielverhältnis AFt in dem Vorgang von 5 nicht abhängig vom Grad der Wiederherstellung von der SOx-Verunreinigung geändert zu werden und kann während des Wiederherstellungsvorgangs als das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases verwendet werden. Es ist natürlich auch möglich, indem man sich auf die gleiche Idee verlässt, anhand eines von der Schwefelkonzentration in dem Kraftstoff abhängigen Kennfelds die Wiederherstellungsvorgangszieldauer einzustellen.

Claims (4)

  1. Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, mit: einem NOx okkludierenden und reduzierenden Katalysator (7), der in einer Abgasleitung (2) des Verbrennungsmotors (1) angeordnet ist, um NOx in dem Abgas zu absorbieren, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases größer als ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, und um das absorbierte NOx freizusetzen und zu reduzieren, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases kleiner als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, wobei der NOx okkludierende und reduzierende Katalysator (7) mit Adsorption oder Absorption von Verunreinigungen in dem Abgas ein Nachlassen der Fähigkeit zeigt, das NOx zu absorbieren, freizusetzen und zu reduzieren; einer Haltemengenabschätzeinrichtung (2206) zum Abschätzen der Menge der von dem NOx okkludierenden und reduzierenden Katalysator (7) adsorbierten oder absorbierten Verunreinigungen; einer Wiederherstellungseinrichtung (2007), die den NOx okkludierenden und reduzierenden Katalysator (7) für eine vorbestimmte Wiederherstellungsdauer innerhalb eines vorbestimmten Hochtemperaturbereichs hält, wenn die von der Haltemengenabschätzeinrichtung (2206) abgeschätzte Haltemenge der Verunreinigungen einen vorbestimmten Wert erreicht hat, und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis (AFt) des in den NOx okkludierenden und reduzierenden Katalysator (7) einströmenden Abgases so steuert, dass es ein wiederherstellendes Luft/Kraftstoff-Verhältnis einnimmt, bei dem die Verunreinigungen freigesetzt werden können; und einer Änderungseinrichtung (2302; 2402; 2502) zur Änderung der Gesamtmenge der in den NOx okkludierenden und reduzierenden Katalysator (7) strömenden reduzierenden Substanzen in dem Abgas während des Wiederherstellungsvorgangs, wobei a) eine Wiederherstellungsgrad-Bewertungseinrichtung (2209) den Grad der Wiederherstellung der Fähigkeit, NOx zu absorbieren, freizusetzen und zu reduzieren, durch die von der Wiederherstellungseinrichtung (2007) erreichte Reduktion des NOx okkludierenden und reduzierenden Katalysators (7) bewertet und die Änderungseinrichtung (2302; 2402) während der nächsten Wiederherstellungsdauer die Gesamtmenge der reduzierenden Substanzen abhängig von dem durch die Wiederherstellungsgrad-Bewertungseinrichtung (2209) bewerteten Grad der Wiederherstellung ändert, oder b) eine Abschätzeinrichtung (2501) die Konzentration (C) von Vorläufern der Verunreinigungen im Kraftstoff abschätzt und die Änderungseinrichtung (2502) während der Wiederherstellungsdauer die Gesamtmenge der reduzierenden Substanzen abhängig von der durch die Abschätzeinrichtung (2501) abgeschätzten Konzentration (C) der Vorläufer ändert.
  2. Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, bei der die Änderungseinrichtung (2302; 2402; 2502) während des Wiederherstellungsvorgangs die Gesamtmenge der in den NOx okkludierenden und reduzierenden Katalysator (7) strömenden reduzierenden Substanzen durch Änderung des wiederherstellenden Luft/Kraftstoff-Verhältnisses (AFt) ändert.
  3. Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, bei der die Änderungseinrichtung (2302; 2402; 2502) während des Wiederherstellungsvorgangs die Gesamtmenge der in den NOx okkludierenden und reduzierenden Katalysator (7) strömenden reduzierenden Substanzen durch Änderung der Länge (t) der Wiederherstellungsdauer ändert.
  4. Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Wiederherstellungsgrad-Bewertungseinrichtung (2209) eine Einrichtung zur Erfassung des NOx-Absorptionsvermögens des NOx okkludierenden und reduzierenden Katalysators (7) umfasst und den Grad der Wiederherstellung basierend auf dem NOx-Absorptionsvermögen des NOx okkludierenden und reduzierenden Katalysators (7) bewertet, wenn die Wiederherstellungsdauer abgelaufen ist.
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Families Citing this family (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3680611B2 (ja) * 1999-02-03 2005-08-10 日産自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP4158268B2 (ja) * 1999-03-17 2008-10-01 日産自動車株式会社 エンジンの排気浄化装置
EP1065351B1 (de) 1999-07-02 2004-03-03 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Abgasreinigungsvorrichtung einer Brennkraftmaschine
DE19936200A1 (de) * 1999-07-31 2001-02-08 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
IT1310465B1 (it) * 1999-09-07 2002-02-18 Magneti Marelli Spa Metodo autoadattativo di controllo di un sistema di scarico per motori a combustione interna ad accensione comandata.
US6324835B1 (en) * 1999-10-18 2001-12-04 Ford Global Technologies, Inc. Engine air and fuel control
DE10001432A1 (de) * 2000-01-15 2001-08-16 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Entschwefelung eines in einem Abgaskanal einer Verbrennungskraftmaschine angeordneten NO¶x¶-Speicherkatalysators
US6810659B1 (en) * 2000-03-17 2004-11-02 Ford Global Technologies, Llc Method for determining emission control system operability
US6360530B1 (en) 2000-03-17 2002-03-26 Ford Global Technologies, Inc. Method and apparatus for measuring lean-burn engine emissions
US6594989B1 (en) * 2000-03-17 2003-07-22 Ford Global Technologies, Llc Method and apparatus for enhancing fuel economy of a lean burn internal combustion engine
DE10054005A1 (de) * 2000-11-01 2002-05-08 Daimler Chrysler Ag Verfahren zum Betrieb einer Abgasreinigungsanlage mit Stickoxidspeicher
DE10055665A1 (de) * 2000-11-10 2002-10-31 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zur Katalysatorbeheizung
US6615577B2 (en) 2001-06-19 2003-09-09 Ford Global Technologies, Llc Method and system for controlling a regeneration cycle of an emission control device
US6487853B1 (en) 2001-06-19 2002-12-03 Ford Global Technologies. Inc. Method and system for reducing lean-burn vehicle emissions using a downstream reductant sensor
US6604504B2 (en) 2001-06-19 2003-08-12 Ford Global Technologies, Llc Method and system for transitioning between lean and stoichiometric operation of a lean-burn engine
US6553754B2 (en) 2001-06-19 2003-04-29 Ford Global Technologies, Inc. Method and system for controlling an emission control device based on depletion of device storage capacity
US6694244B2 (en) 2001-06-19 2004-02-17 Ford Global Technologies, Llc Method for quantifying oxygen stored in a vehicle emission control device
US6463733B1 (en) 2001-06-19 2002-10-15 Ford Global Technologies, Inc. Method and system for optimizing open-loop fill and purge times for an emission control device
US6691020B2 (en) 2001-06-19 2004-02-10 Ford Global Technologies, Llc Method and system for optimizing purge of exhaust gas constituent stored in an emission control device
US6650991B2 (en) 2001-06-19 2003-11-18 Ford Global Technologies, Llc Closed-loop method and system for purging a vehicle emission control
US6467259B1 (en) 2001-06-19 2002-10-22 Ford Global Technologies, Inc. Method and system for operating dual-exhaust engine
US6490860B1 (en) 2001-06-19 2002-12-10 Ford Global Technologies, Inc. Open-loop method and system for controlling the storage and release cycles of an emission control device
US6546718B2 (en) 2001-06-19 2003-04-15 Ford Global Technologies, Inc. Method and system for reducing vehicle emissions using a sensor downstream of an emission control device
US6502387B1 (en) 2001-06-19 2003-01-07 Ford Global Technologies, Inc. Method and system for controlling storage and release of exhaust gas constituents in an emission control device
US6453666B1 (en) 2001-06-19 2002-09-24 Ford Global Technologies, Inc. Method and system for reducing vehicle tailpipe emissions when operating lean
US6539706B2 (en) 2001-06-19 2003-04-01 Ford Global Technologies, Inc. Method and system for preconditioning an emission control device for operation about stoichiometry
JP3645841B2 (ja) * 2001-08-28 2005-05-11 本田技研工業株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US6550240B2 (en) 2001-09-14 2003-04-22 Ford Global Technologies, Inc. Lean engine control with multiple catalysts
JP3800065B2 (ja) * 2001-10-26 2006-07-19 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US6543219B1 (en) 2001-10-29 2003-04-08 Ford Global Technologies, Inc. Engine fueling control for catalyst desulfurization
JP3800080B2 (ja) * 2001-11-30 2006-07-19 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP3867612B2 (ja) * 2002-04-12 2007-01-10 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の空燃比制御装置
US6766641B1 (en) 2003-03-27 2004-07-27 Ford Global Technologies, Llc Temperature control via computing device
US7146799B2 (en) 2003-03-27 2006-12-12 Ford Global Technologies, Llc Computer controlled engine air-fuel ratio adjustment
US7003944B2 (en) 2003-03-27 2006-02-28 Ford Global Technologies, Llc Computing device to generate even heating in exhaust system
US6854264B2 (en) * 2003-03-27 2005-02-15 Ford Global Technologies, Llc Computer controlled engine adjustment based on an exhaust flow
JP4241279B2 (ja) * 2003-09-12 2009-03-18 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化システム
FR2862702B1 (fr) * 2003-11-25 2006-02-24 Peugeot Citroen Automobiles Sa Systeme de desulfatation d'un piege a nox
JP4296909B2 (ja) * 2003-11-25 2009-07-15 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の触媒制御装置
FR2862703B1 (fr) 2003-11-25 2006-02-24 Peugeot Citroen Automobiles Sa Systeme de desulfatation d'un piege a nox, pour moteur de vehicule automobile
US7155331B1 (en) 2003-12-15 2006-12-26 Donaldson Company, Inc. Method of prediction of NOx mass flow in exhaust
JP4046104B2 (ja) * 2004-06-10 2008-02-13 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
FR2873159B1 (fr) * 2004-07-15 2008-04-25 Peugeot Citroen Automobiles Sa Systeme de desulfatation d'un piege a nox dispose dans une ligne d'echappement d'un moteur diesel de vehicule automobile
JP2006090238A (ja) * 2004-09-24 2006-04-06 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp ＮＯｘ吸蔵触媒の吸蔵量推定装置及び吸蔵量推定方法
US20060266018A1 (en) * 2005-05-31 2006-11-30 Caterpillar Inc. Exhaust control system implementing sulfur detection
US7325394B2 (en) * 2006-04-27 2008-02-05 Ford Global Technologies Llc System and method for desulfating a NOx trap
US7594392B2 (en) * 2006-11-07 2009-09-29 Cummins, Inc. System for controlling adsorber regeneration
US7707826B2 (en) 2006-11-07 2010-05-04 Cummins, Inc. System for controlling triggering of adsorber regeneration
US7654079B2 (en) 2006-11-07 2010-02-02 Cummins, Inc. Diesel oxidation catalyst filter heating system
US7533523B2 (en) * 2006-11-07 2009-05-19 Cummins, Inc. Optimized desulfation trigger control for an adsorber
US7654076B2 (en) * 2006-11-07 2010-02-02 Cummins, Inc. System for controlling absorber regeneration
DE602006015210D1 (de) 2006-12-22 2010-08-12 Ford Global Tech Llc Verbrennungsmotorsystem und Verfahren zur Bestimmung des Zustandes einer Abgasbehandlungsvorrichtung in einem solchen System
US20080314022A1 (en) * 2007-06-19 2008-12-25 Eaton Corporation Strategy for scheduling LNT regeneration
US7980064B2 (en) * 2007-06-19 2011-07-19 Eaton Corporation Algorithm incorporating driving conditions into LNT regeneration scheduling
GB2495750A (en) * 2011-10-20 2013-04-24 Gm Global Tech Operations Inc A Method for Operating a Lean NOx Trap of an Internal Combustion Engine
CN105518262B (zh) * 2013-09-05 2018-02-13 斗山英维高株式会社 用于去除硫氧化物的排气后处理装置及方法
JP2016133050A (ja) * 2015-01-19 2016-07-25 いすゞ自動車株式会社 排気浄化システム

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2605586B2 (ja) 1992-07-24 1997-04-30 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP3404846B2 (ja) * 1993-12-28 2003-05-12 トヨタ自動車株式会社 自動変速機付内燃機関の制御装置
JP3030412B2 (ja) 1994-06-17 2000-04-10 三菱自動車工業株式会社 内燃エンジンの排気浄化触媒装置
US5642705A (en) * 1994-09-29 1997-07-01 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Control system and method for direct fuel injection engine
JP2827954B2 (ja) * 1995-03-28 1998-11-25 トヨタ自動車株式会社 ＮＯｘ 吸収剤の劣化検出装置
JP3713831B2 (ja) * 1996-04-19 2005-11-09 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US5704339A (en) * 1996-04-26 1998-01-06 Ford Global Technologies, Inc. method and apparatus for improving vehicle fuel economy
US5771685A (en) * 1996-10-16 1998-06-30 Ford Global Technologies, Inc. Method for monitoring the performance of a NOx trap
US5758493A (en) * 1996-12-13 1998-06-02 Ford Global Technologies, Inc. Method and apparatus for desulfating a NOx trap
GB9626290D0 (en) * 1996-12-18 1997-02-05 Ford Motor Co Method of de-sulphurating engine exhaust NOx traps
DE19706608A1 (de) * 1997-02-20 1998-08-27 Ford Global Tech Inc Verfahren zur Entschwefelung einer Stickoxidfalle im Abgassystem eines Verbrennungsmotors
US5832722A (en) * 1997-03-31 1998-11-10 Ford Global Technologies, Inc. Method and apparatus for maintaining catalyst efficiency of a NOx trap
JP3264226B2 (ja) * 1997-08-25 2002-03-11 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP3430879B2 (ja) * 1997-09-19 2003-07-28 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置

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