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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Zugabemengensteuerungseinrichtung
für ein Abgasreinigungsmittel zum Steuern einer Zugabemenge
von NH3 zum Reinigen eines Abgases durch
eine Reaktion mit NOx in dem Abgas. Die
Erfindung betrifft auch ein Abgasemissionssteuerungssystem, bspw.
ein Harnstoff-SCR-System, zum Reinigen eines Abgases durch eine
Abgasreinigungsreaktion auf der Basis von NH3 an
einem Katalysator.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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In
den vergangenen Jahren sind Harnstoff-SCR-Systeme (Harnstoff-Selektivreduktions-Systeme)
in elektrischen Kraftwerken, verschiedenen Fabriken, Fahrzeugen
und dergleichen entwickelt worden. Insbesondere auf dem Gebiet der Kraftfahrzeuge
(insbesondere bei einem Dieselmotorfahrzeug) werden Nachbehandlungstechniken
von Abgas zum Reinigen und Reduzieren von NOx (Stickstoffoxiden)
in dem Abgas in zwei wichtige Richtungen eingeteilt, und zwar in
das vorstehend beschriebene Harnstoff-SCR-System und einen NOx-Speicher-Reduktionskatalysator. Das Harnstoff-SCR-System
wird in der Praxis schon in großen LKWs verwendet und ist
dafür bekannt, ein hohes Reinigungsverhältnis
mit einem Maximum von ca. „90%" zu haben. Derzeit sind
die allgemeinen Harnstoff-SCR-Systeme, die nun für eine
Anwendung auf Dieselmotoren untersucht werden, entwickelt, um NOx in dem Abgas mittels NH3 (Ammoniak)
zu reduzieren (zu reinigen), der aus einer Harnstoff ((NH2)2CO)-Wasser-Lösung
erzeugt wird (nachstehend als Harnstoffwasser bezeichnet).
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Herkömmlich
ist das in
JP-A-2003-293739 offenbarte
System als ein bestimmtes Beispiel eines derartigen Harnstoff-SCR-Systems
bekannt. Dieses System hat hauptsächlich einen Katalysator
zum Fördern einer bestimmten Abgasreinigungsreaktion (Reduktionsreaktion
von NO
x), ein Abgasrohr zum Führen
des Abgases, das von einer Abgaserzeugungsquelle (bspw. einer Brennkraftmaschine)
abgegeben wird, zu dem Katalysator, und ein Harnstoffwasserzugabeventil,
das in einem mittleren Punkt des Abgasrohrs zum Einspritzen und
Zugeben der wässrigen Harnstofflösung (Additiv)
zu dem Abgas angeordnet ist, das in dem Abgasrohr strömt.
Das System mit dieser Anordnung ist aufgebaut, um die wässrige
Harnstofflösung durch das Harnstoffwasserzugabeventil in
das Abgas einzuspritzen und zuzugeben, und um die wässrige
Harnstofflösung zu dem Katalysator an der stromabwärtigen
Seite zusammen mit dem Abgas zuzuführen, wobei eine Strömung
des Abgases genützt wird. Die wässrige Harnstofflösung,
die auf diese Weise zugeführt wird, wird durch Abgaswärme
oder dergleichen hydrolisiert, um NH
3 (Ammoniak)
zu erzeugen, wie durch die folgende chemische Gleichung dargestellt
ist:
(NH2)2CO + H2O -> 2NH3 +
CO2. -
Dies
führt zu einer Reduktionsreaktion von NOx durch
das NH3 an dem Katalysator, durch die das
Abgas gereinigt wird.
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Jedoch
fördert der Katalysator, der in einer derartigen Reinigung
des Abgases verwendet wird, im Allgemeinen die Reduktionsreaktion
von NO
x in einem Temperaturbereich, der
eine Aktivierungstemperatur (kritische Reaktionstemperatur) übersteigt, die
dem Katalysator zu eigen ist, das heißt in einem Temperaturbereich,
der die Aktivierungstemperatur als die untere Grenze hat. Somit
kann das System, wie es in
JP-A-2003-293739 offenbart ist, kein ausreichendes
Abgasreinigungsvermögen haben, wenn der Katalysator bei
einer niedrigen Temperatur unterhalb der Aktivierungstemperatur
ist.
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Die
meisten der herkömmlichen Katalysatoren zur Reinigung eines
Abgases zur Verwendung in beispielsweise einer in einem Fahrzeug
montierten Brennkraftmaschine oder dergleichen haben die Aktivierungstemperatur
von ungefähr „180°C". Im Gegensatz dazu
ist die Temperatur des Abgases, das von der Brennkraftmaschine während
eines Leerlaufs abgegeben wird, im Allgemeinen ca. 140°C
bis 150°C. Wenn die Brennkraftmaschine (Maschine), die
als die Abgaserzeugungsquelle dient, beginnt, aus dem Leerlaufzustand
zu beschleunigen, wird somit das ausreichende Abgasreinigungsvermögen nicht
erhalten, selbst obwohl die Erhöhung der Emissionsmenge
von NOx aufgrund eines Hochlastbetriebs
vorhergesagt ist. Dies kann zu einer Verschlechterung einer Abgasemissionscharakteristik führen.
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Die
selbe Art Problem kann auch zu anderen Zeiten auftreten, einschließlich
eines Starts der Maschine.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist in Anbetracht der vorstehenden Tatsachen
gemacht worden, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Zugabemengensteuerungseinrichtung
für ein Abgasreinigungsmittel vorzusehen, die ein hohes
Abgasreinigungsvermögen in Erwiderung auf mehrere Bedingungen erreichen
kann, und ein Abgasemissionssteuerungssystem vorzusehen, das das
hohe Abgasreinigungsvermögen durch Verwenden der Zugabemengensteuerungseinrichtung
aufweisen kann.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung kann eine Zugabemengensteuerungsreinrichtung
für ein Abgasreinigungsmittel auf ein Abgasemissionssteuerungssystem
angewendet werden, das einen Katalysator zum Fördern einer
bestimmten Abgasreinigungsreaktion in einem Temperaturbereich, der
eine kritische Reaktionstemperatur als eine Grenze hat, und ein
Zugabeventil hat zum Zugeben eines NH3(Ammoniak)-Additivs
oder eines Additivs, das als eine Erzeugungsquelle des NH3 dient, zu dem Katalysator selbst oder zu
dem Abgas an einer stromaufwärtigen Seite mit Bezug auf
den Katalysator. Das Additiv ist angepasst, um NOx (Stickstoffoxide)
in einem Abgas durch die Abgasreinigungsreaktion an dem Katalysator
zu reinigen, und die Zugabmengensteuerungseinrichtung ist angepasst,
um eine Menge einer Zugabe durch das Zugabeventil zu steuern. Hier
hat der Katalysator die Eigenschaften des Speicherns von NH3 und des Weiteren des Verringerns der kritischen
Reaktionstemperatur, wenn die Menge einer NH3-Speicherung erhöht
wird. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung
hat die Zugabemengensteuerungseinrichtung Folgendes: eine Speichermengenerfassungseinrichtung
zum Erfassen einer derzeitigen NH3-Speichermenge,
die eine Speichermenge von NH3 des Katalysators
zu einer Erfassungszeit ist; eine Speichermengenänderungseinrichtung
zum Ändern der NH3-Speichermenge
des Katalysators durch Steuern der Zugabemenge durch das Zugabeventil;
und eine Speichermengensteuerungseinrichtung zum Steuern der Speichermengenänderungseinrichtung
auf der Basis der durch die Speichermengenerfassungseinrichtung
erfassten derzeitigen NH3-Speichermenge,
um die NH3-Speichermenge des Katalysators
auf eine NH3-Zielspeichermenge zu steuern.
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Es
ist bekannt, dass der allgemeine Katalysator zum Reinigen des Abgases,
der in einer in einem Fahrzeug eingebauten Brennkraftmaschine oder
dergleichen verwendet wird, in sich NH3 speichert.
Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung berücksichtigen
die Tatsache, dass der Katalysator eine derartige Eigenschaft hat,
dass, wenn die Menge einer Speicherung von NH3 größer
wird, die Aktivierungstemperatur (kritische Reaktionstemperatur)
des Katalysators abnimmt. Gemäß dem vorstehenden Aspekt
der vorliegenden Erfindung kann die Speichermengenerfassungseinrichtung
die Speichermenge von in dem Katalysator gespeicherten NH3 erfassen und die Speichermengensteuerungseinrichtung
kann die NH3-Speichermenge des Katalysators durch Ändern
der NH3-Speichermenge auf die NH3-Zielspeichermenge steuern. Demzufolge ist
es auch möglich, die Aktivierungstemperatur (kritische Reaktionstemperatur)
weiter zu verringern, wenn die Katalysatortemperatur niedrig ist,
bspw. in einem Fall, in dem die Maschine beginnt, aus dem Leerlaufzustand
zu beschleunigen, wodurch das höhere Abgasreinigungsvermögen
erhalten wird.
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Beispielsweise
kann die Zugabemengensteuerungseinrichtung des Weiteren eine Grenzspeichermengenerfassungsreinrichtung
zum Erfassen einer NH3-Grenzspeichermenge
haben, die in dem Katalysator gespeichert werden kann, auf der Basis
der Temperatur des Katalysators oder eines Wert, der äquivalent
zu der Temperatur des Katalysators ist, und eine Einstelleinrichtung
zum Einstellen eines variablen Bereichs der NH3-Zielspeichermenge unter
Verwendung der NH3-Grenzspeichermenge, die
durch die Grenzspeichermengenerfassungseinrichtung erfasst wird,
als eine obere Grenze haben.
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Eine
Zufuhr des NH3 zu dem Katalysator in einer
Menge, die die NH3-Grenzspeichermenge übersteigt,
kann zu der Verschlechterung der Emissionscharakteristik führen.
In dieser Hinsicht kann ein Einstellen der NH3-Grenzspeichermenge
als der obere Grenzwert die übermäßige
Zufuhr von NH3 verhindern (oder verringern).
Im Allgemeinen gilt, je höher die Temperatur des Katalysators
ist, desto niedriger ist die NH3-Grenzspeichermenge.
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In
der vorliegenden Erfindung kann die Grenzspeichermengenerfassungseinrichtung
angepasst sein, um die NH3-Grenzspeichermenge
als den Wert, der äquivalent zu der Temperatur des Katalysators
ist, auf der Basis einer Temperatur eines Abgases an einer stromabwärtigen
Seite mit Bezug auf den Katalysator zu erfassen.
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Alternativ
kann die Speichermengensteuerungseinrichtung angepasst sein, um
die NH3-Speichermenge des Katalysators auf
die NH3-Zielspeichermenge durch Decken eines
Defizits der NH3-Speichermenge, das einer
Differenz zwischen der NH3- Zielspeichermenge
und der derzeitigen NH3-Speichermenge entspricht,
durch die Speichermengenänderungseinrichtung zu steuern.
Des Weiteren kann die Speichermengensteuerungseinrichtung die Steuerung
der NH3-Speichermenge wiederholt ausführen,
während eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist.
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Alternativ
kann die Zugabemengensteuerungseinrichtung des Weiteren eine Modusauswahleinrichtung
zum Auswählen eines auf der Basis einer Erfüllung
der Ausführungsbedingung für jeden Modus auszuführenden
Modus, von einer Vielzahl von Steuerungsmodi auszuwählen.
Beispielsweise umfassen die Steuerungsmodi einen Reinigungssteuerungsmodus,
in dem die Zugabemenge durch das Zugabeventil gemäß einem
vorbestimmten Parameter bestimmt wird, der mit einer NOx-Menge
in dem Abgas verknüpft ist, und einen Speichersteuerungsmodus,
in dem die Zugabemenge durch das Zugabeventil eingestellt ist, um
größer als in dem Reinigungssteuerungsmodus zu
sein. In diesem Fall kann die Speichermengensteuerungseinrichtung
angepasst sein, um die Steuerung der NH3-Speichermenge
auszuführen, wenn der Speichersteuerungsmodus durch die
Modusauswahleinrichtung ausgewählt ist.
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Alternativ
kann die Zugabenmengensteuerungseinrichtung des Weiteren eine Speichermengenbestimmungseinrichtung
zum Bestimmen haben, ob die NH3-Speichermenge
des Katalysators größer als eine vorbestimmte
Menge ist. In diesem Fall beinhaltet ein Erfüllungserfordernis
einer Ausführungsbedingung des Speichersteuerungsmodus
eine Bestimmung durch die Speichermengenbestimmungseinrichtung,
dass die NH3-Speichermenge des Katalysators
nicht größer als die vorbestimmte Menge ist.
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Alternativ
kann die Zugabenmengensteuerungseinrichtung des Weiteren eine Grenzspeicherbestimmungseinrichtung
zum Bestimmen haben, ob NH3 in dem Katalysator
gespeichert werden kann. In diesem Fall beinhaltet das Erfüllungserfordernis
einer Ausführungsbedingung des Speichersteuerungsmodus
eine Bestimmung durch die Grenzspeicherbestimmungseinrichtung, dass
NH3 gespeichert werden kann.
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Alternativ
kann die Zugabemengensteuerungseinrichtung des Weiteren eine Katalysatortemperaturbestimmungseinrichtung
zum Bestimmen haben, ob die Temperatur des Katalysators niedriger
als eine vorbestimmte Temperatur ist. In diesem Fall beinhaltet
das Erfüllungserfordernis der Ausführungsbedingung
des Speichersteuerungsmodus eine Bestimmung durch die Katalysatortemperaturbestimmungseinrichtung,
dass die Temperatur des Katalysators niedriger als die vorbestimmte
Temperatur ist.
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Beispielsweise
kann die Zugabemengensteuerungseinrichtung für ein Abgasemissionssteuerungssystem
verwendet werden, das angepasst ist, das von einer Brennkraftmaschine
abgegebene Abgas zu reinigen. In diesem Fall kann die Speichermengenerfassungseinrichtung
einen Betrag einer Erhöhung oder einer Abnahme der NH3-Speichermenge des Katalysators jeder Zeit
auf der Basis eines Unterschieds zwischen der zu dem Katalysator
zugeführten NH3-Menge und einer
NH3-Verbrauchsmenge an dem Katalysator bestimmen,
während anschließend die Beträge einer
Erhöhung oder einer Abnahme der jeweiligen Zeiten summiert
werden, um die derzeitige NH3-Speichermenge
zu erfassen. Die Zugabenmengensteuerungseinrichtung kann des Weiteren
eine Einrichtung zum Bestimmen einer Verbrauchsmenge von NH3 an dem Katalysator auf der Basis eines
vorbestimmten Parameters, der mit einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine
verknüpft ist, oder eine Einrichtung zum Bestimmen der NH3-Zielspeichermenge auf der Basis eines Grenzwerts
haben, bei dem die kritische Reaktionstemperatur selbst durch Erhöhen
der NH3-Speichermenge des Katalysators nicht
verringert wird.
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Das
Zugabeventil kann angepasst sein, um eine wässrige Harnstofflösung
als das Additiv zu dem Abgas an einer stromaufwärtigen
Seite mit Bezug auf den Katalysator einzuspritzen und zuzugeben.
In diesem Fall wird die wässrige Harnstofflösung
zu dem Abgas an der stromaufwärtigen Seite mit Bezug auf den
Katalysator eingespritzt und zugegeben, so dass der Harnstoff durch
eine Abgaswärme oder dergleichen hydrolisiert wird, bis
der Harnstoff den Katalysator erreicht, um NH3 zu
bilden. Dadurch kann mehr NH3 (Reinigungsmittel)
zu dem Katalysator zugeführt werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Zusätzliche
Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden leicht offensichtlich
von der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen,
wenn diese zusammen mit den begleitenden Zeichnungen berücksichtigt wird.
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1 ist
ein schematisches Diagramm, das eine Zugabenmengensteuerungseinrichtung
für ein Abgasreinigungsmittel und ein Abgasemissionssteuerungssystem
mit der Zugabenmengensteuerungseinrichtung gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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2 ist
ein Flussdiagramm, das einen Steuerungsprozess zum Steuern einer
Zugabemenge von Harnstoffwasser zeigt;
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3 ist
ein Graph, der ein Beispiel eines Kennfelds zeigt, das für
eine Berechnung einer NH3-Grenzspeichermenge
verwendet wird;
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4 ist
ein Graph, der ein Beispiel einer Beziehung zwischen der kritischen
Reaktionstemperatur eines SCR-Katalysators und der NH3-Speichermenge
zeigt;
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5 ist
ein Graph, der ein Beispiel einer Reinigungseigenschaft des SCR-Katalysators
zeigt;
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6 ist
ein Flussdiagramm, das ein weiteres Beispiel eines Steuerungsprozesses
in Bezug auf eine Modusauswahl zeigt; und
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7 ist
ein Graph, der ein Modifikationsbeispiel zeigt, das einen Einstellzustand
einer erforderten NH3-Speichermenge zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine
Zugabenmengensteuerungseinrichtung für ein Abgasreinigungsmittel
und ein Abgasemissionssteuerungssystem gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf
die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Das Abgasemissionssteuerungssystem
dieser Ausführungsform hat bspw. den grundlegenden Aufbau,
der in einem allgemeinen Harnstoff-SCR-System (Harnstoff-Selektivreduktions-System)
verwendet wird. Bei dem in 1 gezeigten
Aufbau reduziert NH3 (Ammoniak), der aus
einer Harnstoff ((NH2)2CO)-Wasser-Lösung
(nachstehend als ein Harnstoffwasser bezeichnet) erzeugt wird, NOx in einem Abgas.
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Mit
Bezug auf 1 wird der Aufbau des Abgasemissionssteuerungssystems
nachstehend im Detail beschrieben. 1 ist ein
Diagramm, das den Aufbau eines Harnstoff-SCR-Systems (Abgasreinigungsvorrichtung)
gemäß dieser Ausführungsform schematisch
zeigt.
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Wie
in 1 gezeigt ist, ist dieses System angepasst, um
Abgas zu reinigen, das von einem Dieselmotor (Abgaserzeugungsquelle)
abgegeben wird, der bspw. in einem vierrädrigen Fahrzeug
(nicht gezeigt) eingebaut ist. Dieses System hat hauptsächlich
verschiedene Stellglieder und Sensoren zum Reinigen des Abgases
und eine ECU (elektronische Steuerungseinheit) 40. Die
Maschine dieser Ausführungsform (Maschine des Interesses)
wird als eine Mehrzylindermaschine (bspw. eine Reihenvierzylindermaschine)
angenommen, die in dem vierrädrigen Fahrzeug montiert ist
(bspw. ein Automatikfahrzeug). Jeder Zylinder ist mit einem Injektor
versehen, der ein Kraftstoffeinspritzventil hat. Kraftstoff, der
durch den Injektor zu jedem Zylinder zugeführt wird, verbrennt in
dem entsprechenden Zylinder. Die Maschine ist die sogenannte Viertakt(4 × Kolbentakt
bzw. Kolbenhub)-Kolbendieselmaschine (Brennkraftmaschine), die entwickelt
ist, um Energie, die durch Verbrennung des Kraftstoffs erzeugt wird,
in eine Drehbewegung umzuwandeln, um eine Ausgabewelle (Kurbelwelle) zu
drehen. Mit anderen Worten gesagt wird in dieser Maschine der Zylinder
des Interesses zu dieser Zeit sequentiell von einem Zylinderbestimmungssensor (elektromagnetischer
Aufnehmer) bestimmt, der in einer Nockenwelle eines Lufteinlass-
und eines Auslassventils vorgesehen ist. Ein Verbrennungszyklus, der
aus vier Takten besteht, und zwar Ansaugen, Verdichten, Verbrennen
und Ausstoßen, wird in einem Zyklus von „720°CA"
in jedem von vier Zylindern #1 bis #4 durchgeführt. Im
Speziellen werden bspw. die jeweiligen Verbrennungszyklen für
die vier Zylinder in den Zylindern #1, #3, #4 und #2 in dieser Reihenfolge durch
Verschieben des Zyklus zwischen einem Zylinder und dem nächsten
Zylinder um „180°CA" sequentiell ausgeführt.
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Im
Speziellen sind verschiedene Abgasreinigungsvorrichtungen in dem
Abgasemissionssteuerungssystem angeordnet, um ein Abgasreinigungssystem
zu bilden. Die Abgasreinigungsvorrichtungen beinhalten einen Dieselpartikelfilter
(DPF) 11, ein Abgasrohr (Abgaspassage) 12, einen
SCR-Katalysator 13, ein Abgasrohr (Abgaspassage) 14 und
einen NH3-Katalysator (bspw. einen Oxidationskatalysator) 15,
die von der stromaufwärtigen Seite des Abgases (an der
Maschinenseite, die eine Abgaserzeugungsquelle ist) in dieser Reihenfolge
angeordnet sind. An einer Wandfläche der Passage bei einem
mittleren Punkt des Abgasrohrs 12 ist ein Harnstoffwasserzugabeventil 16 derart
angeordnet, dass ein Einspritzanschluss 16a zu der stromabwärtigen
Seite des Abgases öffnet. Deshalb wird der Einspritzanschluss 16a vom
dem Abgas nur schwerlich verschmutzt. Das Harnstoffwasserzugabeventil 16 ist
angepasst, um das Harnstoffwasser, das in einen Harnstoffwassertank 17a druckgefördert
wird, zu dem stromabwärtigen Teil mit Bezug auf den DPF 11 zuzugeben (einzuspritzen
und zuzuführen). In dieser Ausführungsform ist
das Harnstoffwasserzugabeventil 16 ein sogenanntes elektromagnetisch
angetriebenes Einspritzventil, dessen Antrieb elektrisch durch die ECU 40 gesteuert
wird. Das Zugabeventil 16 wird durch die ECU 40 so
gesteuert, dass das Harnstoffwasser, das als ein Additiv dient,
mit einer gewünschten Zugabemenge zu dem Abgas eingespritzt
und zugeführt wird, das in dem Abgasrohr 12 zwischen dem
DPF 11 und dem SCR-Katalysator 13 strömt. Somit
wird das zugegebene Harnstoffwasser (oder NH3 nach
einer Zerlegung) zu dem SCR-Katalysator 13 an der stromabwärtigen
Seite zusammen mit dem Abgas unter Ausnutzung der Strömung
des Abgases (Abgasströmung) zugeführt.
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Das
heißt in diesem System erzeugt die Zugabe des Harnstoffwassers
durch das Harnstoffwasserzugabeventil 16 das NH3 (Reinigungsmittel) auf der Basis des Harnstoffwassers,
wie durch die folgende Zerlegungsreaktion (Formel 1) gekennzeichnet
ist, in dem Abgas. Die folgende NOx-Reduktionsreaktion
(wie durch die folgende Formel 2 gekennzeichnet ist) wird unter
Verwendung von NH3 an dem SCR-Katalysator 13 durchgeführt,
wodurch das zu reinigende Abgas (NOx) gereinigt
wird. (NH2)2CO + H2O -> 2NH3 +
CO2 (Formel
1) NO
+ NO2 + 2NH3 -> 2N2 +
3H2O (Formel
2)
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Das überschüssige
NH3 (Überschuss-NH3), das
in der vorstehenden Reduktionsreaktion (die in der Formel 2 gezeigt
ist) nicht verbraucht wird und in die stromabwärtige Seite
des SCR-Katalysators 13 (Abgasrohr 14) strömt,
wird durch die Reaktion (die durch die Formel 3 gezeigt ist) durch
den NH3-Katalysator 15 gereinigt,
und dadurch wird die Menge von in die Atmosphäre abgegebenem
NH3 verringert. Die Temperatur des Abgases
an der stromabwärtigen Seite des SCR-Katalysators 13 und
die Menge von in dem Abgas enthaltenen NOx (d.
h. NOx-Emissionsmenge) können durch
einen Abgassensor 14a (der in sich einen NOx-Sensor
und einen Temperatursensor aufnimmt), der in dem Abgasrohr 14 vorgesehen
ist, erfasst werden (im Speziellen können sie durch die ECU 40 auf
der Basis von Ausgaben von den Sensoren berechnet werden). 4NH3 + 3O2 -> 2N2 +
6H2O (Formel
3)
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Als
nächstes wird jede der vorstehend beschriebenen Abgasreinigungsvorrichtungen,
die das Abgasreinigungssystem des Abgasemissionssteuerungssystems
gemäß dieser Ausführungsform bilden,
nachstehend im Detail beschrieben.
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Zunächst
ist der DPF 11 ein fortlaufend regenerierender Filter zur
Partikelentfernung bzw. PM-Entfernung, das heißt zum Sammeln
von Partikeln (PM) in dem Abgas. Beispielsweise kann der DPF durch
wiederholtes Verbrennen und Entfernen (das einem Regenerationsprozess
entspricht) der gesammelten PM in einer Nacheinspritzung oder dergleichen
nach einer Haupteinspritzung zum hauptsächlichen Erzeugen
eines Drehmoments fortlaufend verwendet werden. Der DPF 11 stützt
einen Platinbasierten Oxidationskatalysator ab, der nicht gezeigt
ist (in diesem Beispiel sind der DPF und der Oxidationskatalysator
einstückig miteinander ausgebildet, aber sie können
auch separat ausgebildet sein). Dies kann HC und CO zusammen mit
löslichen organischen Bestandteilen (SOF) entfernen, die PM-Komponenten
sind, und auch einen Teil von NOx oxidieren
(wenn das Verhältnis von NO zu NO2 („NO:NO2") näher zu „1 :1" ist,
wird das Reinigungsverhältnis von NOx höher,
wie durch die vorstehende Reaktionsformel 2 gezeigt ist).
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Der
SCR-Katalysator 13 ist aus einem katalytischen Metall ausgebildet,
wie Vanadiumoxid (V2O5),
das bspw. an einem Katalysatorträger mit Wabenstruktur
abgestützt ist. Der SCR-Katalysator 13 hat eine
katalytische Wirkung zum Fördern der Reduktionsreaktion
(Abgasreinigungsreaktion) von NOx, das heißt
der Reaktion, die durch die vorstehende Formel 2 gekennzeichnet
ist.
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Der
Aufbau des Harnstoffwasserzugabeventils 16 basiert auf
dem eines Kraftstoffeinspritzventils (Injektor), das üblicherweise
für eine Zufuhr von Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine
für ein Fahrzeug verwendet wird. Der Aufbau des Harnstoffwasserzugabeventils 16 ist
gut bekannt, und wird nachstehend nur kurz beschrieben. Das heißt
zur Einfachheit einer Erklärung wird eine Darstellung eines
inneren Aufbaus des Zugabeventils 16 weggelassen. Das Harnstoffwasserzugabeventil 16 nimmt
in einem Ventilkörper einen Nadelantriebsabschnitt, der
aus einem elektromagnetischen Solenoid oder dergleichen gebildet
ist, und eine Nadel auf, die durch den Nadelantriebsabschnitt angetrieben
wird und sich in dem Ventilkörper (Gehäuse) hin
und herbewegt (vertikal bewegt). Die Nadel ist angepasst, um eine
notwendige Anzahl von Einspritzlöchern, die in einem Einspritzanschluss 16a an
dem Ende des Ventilkörpers ausgebildet sind, oder eine
Zirkulationsroute zu diesen Einspritzlöchern zu öffnen
und zu schließen. Wenn das elektromagnetische Solenoid
mit Energie beaufschlagt wird, bewegt sich das Harnstoffwasserzugabeventil 16 mit
diesem Aufbau (jedes Element) in die Ventilöffnungsrichtung
durch Antreiben der Nadel mit dem elektromagnetischen Solenoid gemäß einem
elektrischen Signal von der ECU 40 (bspw. ein Pulssignal
durch PWM(Pulsbreitenmodulations)-Steuerung), das heißt
gemäß einem Einspritzbefehl von der ECU 40.
Somit wird der Einspritzanschluss 16a an dem Ende des Ventilkörpers
geöffnet, und im Speziellen wird wenigstens eines der Einspritzlöcher
an dem Einspritzanschluss 16a geöffnet, so dass
das Harnstoffwasser in Richtung des Abgases zugegeben (eingespritzt)
wird, das durch das Abgasrohr 12 strömt. Zu dieser
Zeit wird die Zugabemenge des Harnstoffwassers (Einspritzmenge)
auf der Basis einer Erregungszeit des elektromagnetischen Solenoids
bestimmt (bspw. entsprechend einer Pulsbreite des Pulssignals von
der ECU 40).
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Andererseits
beinhaltet ein Harnstoffwasserzufuhrsystem zum Druckfördern
des Harnstoffwassers zu dem Harnstoffwasserzugabeventil 16 hauptsächlich
einen Harnstoffwassertank 17a und eine Pumpe 17b.
Das heißt, das in dem Harnstoffwassertank 17a gespeicherte
Harnstoffwasser wird durch die in dem Tank 17a angeordnete
Pumpe 17b gepumpt und dann zu dem Harnstoffwasserzugabeventil 16 druckgefördert.
Das druckgeförderte Harnstoffwasser wird durch ein Rohr 17c zum
Zuführen des Harnstoffwassers sequentiell zu dem Harnstoffwasserzugabeventil 16 zugeführt.
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Zu
dieser Zeit werden Fremdpartikel, die in dem Harnstoffwasser enthalten
sind, durch einen Sperrfilter 17f entfernt, der an der
stromaufwärtigen Seite mit Bezug auf das Zugabeventil 16 vorgesehen ist,
bevor das Harnstoffwasser zu dem Harnstoffwasserzugabeventil 16 zugeführt
wird. Der Zufuhrdruck des Harnstoffwassers zu dem Zugabeventil 16 wird durch
einen Harnstoffwasserdruckregulator 17d gesteuert. Im Speziellen,
wenn der Zufuhrdruck einen vorbestimmten Wert übersteigt,
gestattet eine mechanische Vorrichtung, die eine Feder oder dergleichen
verwendet, dass Harnstoffwasser in dem Rohr 17c zu dem
Harnstoffwassertank 17a zurückkehren kann. In
dem vorliegenden System wird der Zufuhrdruck des Harnstoffwassers
auf der Basis des Betriebs des Regulators 17d gesteuert,
um bei dem vorbestimmten Wert (Einstelldruck) zu bleiben. Der Zufuhrdruck
des Harnstoffwassers wird selbst durch den Betrieb eines derartigen
Regulators 17d nicht präzise gesteuert, um bei
dem Einstelldruck zu bleiben. In diesem System kann der Zufuhrdruck
des Harnstoffwassers durch den Harnstoffwasserdrucksensor 17e erfasst
werden (im Speziellen durch die ECU 40 auf der Basis der
Sensorausgabe berechnet werden), der in einer vorbestimmten Erfassungsposition
vorgesehen ist. Beispielsweise ist die vorbestimmte Erfassungsposition
an der stromabwärtigen Seite des Regulators 17d gelegen,
wo ein Kraftstoffdruck durch die Drucksteuerung durch den Regulator 17d stabilisiert
ist.
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Ein
Abschnitt zum hauptsächlichen Durchführen einer
Steuerung, die mit der Abgasreinigung verknüpft ist, als
eine elektronische Steuerungseinheit in einem derartigen System
ist die ECU 40 (bspw. die ECU zur Steuerung der Reinigung
des Abgases, die mit einer ECU zur Steuerung der Maschine über
einen CAN oder dergleichen verbunden ist), das heißt die
Zugabemengensteuerungseinrichtung für ein Abgasreinigungsmittel
gemäß dieser Ausführungsform. Die ECU 40 hat
einen bekannten Mikrocomputer (nicht gezeigt) und betreibt verschiedene Arten
von Stellgliedern, wie das Harnstoffwasserzugabeventil 16,
auf der Basis von Erfassungssignalen von den verschiedenen Sensoren,
um verschiedene Arten von Steuerungsbetrieben, die mit der Abgasreinigung
verknüpft sind, in der optimalen Form gemäß dem
Zustand zu jeder Zeit durchzuführen. Der in der ECU 40 eingebaute
Mikrocomputer hat hauptsächlich eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit)
zum Durchführen verschiedener Berechnungen, einen RAM (Speicher
mit wahlfreiem Zugriff), der als ein Hauptspeicher zum temporären
Speichern von Daten in der Mitte der Berechnung, des Ergebnisses
einer Berechnung oder dergleichen in sich dient, und einen ROM (Nur-Lesespeicher),
der als ein Programmspeicher dient. Der Mikrocomputer hat auch einen
EEPROM (elektrisch löschbarer und programmierbarer Nur-Lesespeicher;
elektrisch löschbarer, programmierbarer, nicht flüchtiger
Speicher), der als ein Speicher zur Datenspeicherung dient, und
einen Sicherungs-RAM (RAM, der durch eine Sicherungsenergiequelle
betrieben wird, wie eine in einem Fahrzeug montierte Batterie).
Des Weiteren hat der Mikrocomputer Signalprozessoren einschließlich
eines A/D-Wandlers und eines Takterzeugungsschaltkreises, verschiedene
Berechnungsvorrichtungen, wie ein Eingabe/Ausgabe-Anschluss, zum
Eingeben und Ausgeben von Signalen mit dem externen Element, eine
Speichervorrichtung, eine Kommunikationsvorrichtung und einen Stromversorgungsschaltkreis. Der
ROM speichert im Voraus in sich verschiedene Programme und ein Steuerkennfeld,
die mit der Steuerung der Abgasreinigung verknüpft sind,
einschließlich eines Programms, das mit einer Steuerung
einer Zugabemenge des Abgasreinigungsmittels verknüpft ist.
Der Speicher zum Speichern von Daten (bspw. der EEPROM) speichert
im Voraus in sich verschiedene Arten von Steuerungsdaten oder dergleichen, einschließlich
Konstruktionsdaten für die Maschine.
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In
der vorstehenden Beschreibung ist der Aufbau des Abgasemissionssteuerungssystems
dieser Ausführungsform im Detail beschrieben worden. Das
heißt in dieser Ausführungsform mit diesem Aufbau
wird NH3, das als das Reinigungsmittel dient,
zu dem Abgas in der Form einer wässrigen Harnstofflösung
(Harnstoffwasser) durch das Zugabeventil 16 für
wässrigen Harnstoff zugegeben. Somit wird das Harnstoffwasser
in dem Abgas zerlegt, um NH3 zu bilden,
und die NOx-Reduktionsreaktion (durch die Formel
2 gekennzeichnet) wird an dem SCR-Katalysator 13 auf der
Basis des auf diese Weise erzeugten NH3 durchgeführt,
um das zu reinigende Abgas (Abgas von der Maschine) zu reinigen.
Des Weiteren wird in dieser Ausführungsform der in 2 gezeigte Prozess
als die Steuerung einer Zugabemenge des Harnstoffwassers ausgeführt.
Dieser Prozess kann das hohe Abgasreinigungsvermögen in
Erwiderung auf mehrere Bedingungen erreichen. Die Steuerung der
Zugabemenge des Harnstoffwassers wird mit Bezug auf 2 bis 5 beschrieben.
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2 ist
ein Flussdiagramm, das die Zugabenmengensteuerung des Harnstoffwassers
zeigt. Eine Reihe von Steuerschritten in dem in 2 gezeigten
Prozess wird grundsätzlich wiederholt bei Intervallen einer
vorbestimmten Prozesszeit, während eine vorbestimmte Bedingung
erfüllt ist, durch Ausführen des in dem ROM gespeicherten
Programms mittels der ECU 40 durchgeführt, bspw.
während der Zeit von dem Start der Maschine bis zu dem
Stopp der Maschine. Werte von verschiedenen Parametern, die in dem
in 2 gezeigten Prozess verwendet werden, werden in
der Speichervorrichtung, wie dem RAM oder dem EEPROM, die in der
ECU 40 montiert sind, bei Gelegenheit gespeichert, und
jedes Mal, wenn es notwendig ist, aktualisiert.
-
Wie
in 2 gezeigt ist, wird in einer Steuerung der Harnstoffwasserzugabemenge
in Schritt S11 die Abgastemperatur Tex erfasst, bspw. wird sie durch
den Abgassensor 14a tatsächlich gemessen. In dem
nachfolgenden Schritt S12 wird die Katalysatortemperatur Tc des
SCR-Katalysators 13 auf der Basis der erfassten Abgastemperatur
Tex berechnet. Die Katalysatortemperatur Tc wird unter Verwendung bspw.
eines vorbestimmten Kennfelds oder einer mathematischen Formel berechnet.
-
Dann
wird in Schritt S13 bestimmt, ob die Katalysatortemperatur Tc, die
in Schritt S12 berechnet wird, kleiner als ein vorbestimmter Bestimmungswert Ts
ist (Tc < Ts).
Der Bestimmungswert Ts ist bspw. als ein Wert eingestellt, der für
die Ausführungsbedingung der Speichersteuerung geeignet
ist, bspw. ist er durch Experimente oder dergleichen abgeleitet.
In dieser Ausführungsform wählt die Zugabenmengensteuerungseinrichtung
einen von dem Reinigungssteuerungsmodus und dem Speichersteuerungsmodus
aus, der ausgeführt werden soll. In dem Reinigungssteuerungsmodus
wird die Zugabemenge des Harnstoffwassers durch das Harnstoffwasserzugabeventil 16 gemäß dem
vorbestimmten Parameter bestimmt, der mit der NOx-Menge
in dem Abgas verknüpft ist, und zwar im Speziellen mit
der Drehzahl der Abgabewelle der Maschine (Maschinendrehzahl) und
der Kraftstoffeinspritzmenge. In dem Speichersteuerungsmodus ist
die Zugabemenge des Harnstoffwassers durch das Harnstoffwasserzugabeventil 16 eingestellt,
um größer als die in dem Reinigungssteuerungsmodus
zu sein. Beispielsweise ist die Zugabemenge des Harnstoffwassers
durch das Harnstoffwasserzugabeventil 16 eingestellt, um
größer als die in dem Reinigungssteuerungsmodus
zu sein, nur durch Erhöhen einer Menge, die erfordert ist,
um ein Defizit mit Bezug auf den Zielwert der NH3-Speichermenge
zu decken. Das heißt, während einer der Steuerungsmodi
nicht ausgeführt wird, wird der andere ausgeführt.
Die Auswahl des Steuerungsmodus (Schalten zwischen diesen Steuerungsmodi)
wird auf der Basis des Ergebnisses einer Bestimmung in Schritt S13
bestimmt.
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Im
Speziellen, wenn in Schritt S13 bestimmt ist, dass die Katalysatortemperatur
Tc nicht kleiner als der Bestimmungswert Ts ist, wird bestimmt,
dass ein Speichern von NH3 unnötig
ist, und somit wird der Reinigungssteuerungsmodus in Schritt S19a
durchgeführt. Im Speziellen wird in Schritt S19a durch
die Verwendung des vorbestimmten Referenzkennfelds zur Berechnung
der Harnstoffwasserzugabemenge oder der mathematischen Formel die
Harnstoffwasserzugabemenge Q gemäß der Maschinendrehzahl und
der Kraftstoffeinspritzmenge erhalten. Dieses Referenzkennfeld hat
kompatible Werte (Optimalwerte) der Harnstoffwasserzugabemenge Q,
die durch Experimente oder dergleichen gemäß den
jeweiligen optimalen Werten der Maschinendrehzahl und der Kraftstoffeinspritzmenge
im Voraus bestimmt und in diesen niedergeschrieben sind. Das Kennfeld ist
bspw. in dem ROM oder dergleichen in der ECU 40 gespeichert.
Dadurch kann das hohe NOx-Reinigungsverhältnis
erhalten werden. In dem nachfolgenden Schritt S20 wird das Harnstoffwasserzugabeventil 16 nur
für eine Zeitspanne gemäß der Harnstoffwasserzugabemenge
Q angetrieben und mit Energie beaufschlagt.
-
Im
Gegensatz dazu, wenn in Schritt S13 bestimmt wird, dass die Katalysatortemperatur
Tc kleiner als der Bestimmungswert Ts ist, wird der Speichersteuerungsmodus
durch die Steuerungsprozesse in den folgenden Schritten S14 bis
S20 durchgeführt, um NH3 in dem
SCR-Katalysator 13 zu speichern.
-
Im
Speziellen wird in Schritt S14 zuerst eine derzeitige NH3-Speichermenge ST1 erhalten, die die NH3-Speichermenge des SCR-Katalysators 13 zu dieser
Zeit ist. Zu dieser Zeit wird die derzeitige NH3-Speichermenge
ST1 durch eine weitere Routine berechnet. Im Speziellen wird ein
Betrag einer Erhöhung oder einer Abnahme einer NH3-Speichermenge ΔNH3 des
SCR-Katalysators 13 zu jeder Zeit auf der Basis eines Unterschieds
zwischen der NH3-Menge, die zu dem SCR-Katalysator 13 zugeführt
wird, und der Verbrauchsmenge von NH3 an
dem SCR-Katalysator 13 bestimmt. Des Weiteren werden die
Beträge einer Erhöhung oder einer Abnahme der
jeweiligen Zeiten nachfolgend summiert, um als die vorstehend beschriebene
derzeitige NH3-Speichermenge ST1 eingestellt
zu werden (ST1 (derzeitiger Wert) = ΣST1 (vorheriger Wert)
+ ΔNH3). Die vorstehende NH3-Menge, die zu dem SCR-Katalysator 13 zugeführt
wird, wird auf der Basis bspw. der Zugabemenge von Harnstoffwasser
durch das Harnstoffwasserzugabeventil 16 berechnet. Im
Gegensatz dazu wird die NH3-Verbrauchsmenge
an dem SCR-Katalysator 13 hauptsächlich auf der
Basis der NOx-Menge, die von der Maschine
abgegeben wird, und dem Reinigungsvermögen des Katalysators 13 berechnet.
Von diesen kann die NOx-Menge, die von der
Maschine abgegeben wird, auf der Basis des vorbestimmten Parameters
berechnet werden (bspw. der Maschinendrehzahl und der Kraftstoffeinspritzmenge),
der mit dem Betriebszustand der Maschine verknüpft ist. Andererseits
kann das Reinigungsvermögen des SCR-Katalysators 13 (Reaktionsrate
des NH3) bspw. unter Verwendung eines Steuerungsmodells
des SCR-Katalysators 13 berechnet werden. Das Steuerungsmodell
zur Verwendung kann bspw. eines oder eine Kombination der folgenden
Modelle sein: ein Eigenschaftsmodell, das eine Beziehung zwischen
Parametern bezüglich einer vorbestimmten Eigenschaft zeigt;
eine Transferfunktion, die eine entsprechende Beziehung zwischen
jeweiligen Eingaben und Ausgaben hinsichtlich eines Niveauverhältnisses,
eines Frequenz-Amplitudenverhältnisses, einer Phasendifferenz,
eines Proportionalelements, eines Differentialelements, eines Integralelements
und eines Verzögerungselements zeigt (= Ausgabesignal/Eingabesignal);
und ein mathematisches Modell, in dem ein vorbestimmtes natürliches
Phänomen mathematisch beschrieben ist.
-
Dann
wird in Schritt S15 eine NH3-Grenzspeichermenge
ST21 auf der Basis der Katalysatortemperatur Tc berechnet, die in
dem vorherigen Schritt S12 berechnet wird. 3 zeigt
ein Beispiel eines Kennfelds, das zur Berechnung der NH3-Grenzspeichermenge
ST21 verwendet wird. Dieses Kennfeld hat geeignete Werte (Optimalwerte),
die durch Experimente im Voraus darin niedergeschrieben sind. Wie
in 3 gezeigt ist, neigt die NH3-Grenzspeichermenge
ST21 dazu, mit einer Erhöhung der Katalysatortemperatur
Tc abzunehmen (ein NH3-Speichervermögen
neigt dazu, abzunehmen).
-
Dann
wird in Schritt S16 eine notwendige NH3-Speichermenge
(eine erforderte NH3-Speichermenge ST22,
bspw. ein fixierter Wert) erhalten, um eine gewünschte
Temperatur als die kritische Reaktionstemperatur (Aktivierungstemperatur)
des SCR-Katalysators 13 zu erhalten. Die erforderte NH3-Speichermenge ST22 wird auf der Basis der
Beziehung zwischen der kritischen Reaktionstemperatur des SCR-Katalysators 13 und
der NH3-Speichermenge bestimmt, wie in 4 gezeigt
ist (ein Beispiel, das von den Erfindern durch Experimente oder dergleichen
bereitgestellt ist). Wie durch die durchgehende Linie RT in 4 gekennzeichnet
ist, neigt die kritische Reaktionstemperatur des SCR-Katalysators 13 dazu,
mit einer Erhöhung einer NH3-Speichermenge
abzunehmen. In dem Beispiel, das durch die durchgehende Line RT
gekennzeichnet ist, wird angenommen, dass die gewünschte
Temperatur eine kritische Reaktionstemperatur T1 mit Bezug auf die kritische
Reaktionstemperatur T0 ist, wenn NH3 nicht gespeichert
ist. Beispielsweise ist die kritische Reaktionstemperatur T1 eine
Temperatur niedriger als „140°C", die als die
Katalysatortemperatur in einem Leerlauf angenommen wird, und im
Speziellen bspw. eine Temperatur in einem Bereich von „50
bis 120°C". Zu dieser Zeit ist die kritische Reaktionstemperatur
(Aktivierungstemperatur) des SCR-Katalysators 13 ein wichtiger
Parameter zum Bestimmen der Reinigungseigenschaft des SCR-Katalysators 13. 5 ist
ein Graph, der ein Beispiel der Reinigungseigenschaft des SCR-Katalysators 13 zeigt.
Wie in 5 gezeigt ist, ändert sich das NOx-Reinigungsverhältnis des SCR-Katalysators 13 in
großem Umfang an der Grenze der kritischen Reaktionstemperatur
RT. Das heißt, an der Niedrigtemperaturseite mit Bezug
auf die kritische Reaktionstemperatur ist das NOx-Reinigungsverhältnis
auf im Wesentlichen „0" festgelegt, und die NH3-Speichermenge
ist größer als die NH3-Verbrauchsmenge,
die durch die Reinigungsreaktion mit NOx verbraucht
wird. Im Gegensatz dazu wird an der Hochtemperaturseite mit Bezug
auf die kritische Reaktionstemperatur das NOx-Reinigungsverhältnis
grundsätzlich größer, wenn sich eine
Katalysatortemperatur erhöht. Insbesondere ändert
sich das NOx-Reinigungsverhältnis drastisch
bei einer Temperatur nahe der kritischen Reaktionstemperatur RT.
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In
dem folgenden Schritt S17 wird durch Vergleichen der NH3-Grenzspeichermenge
ST21, die in Schritt S15 erhalten wird, mit der erforderten NH3-Speichermenge ST22, die in Schritt S16
erhalten wird, bestimmt, ob die erforderte NH3-Speichermenge
ST22 kleiner als die NH3-Grenzspeichermenge
ST21 ist (ST21 > ST22).
Wenn in Schritt S17 bestimmt wird, dass die Beziehung ST21 > ST22 erfüllt ist,
dann wird in dem folgenden Schritt S171 die vorstehende erforderte
NH3-Speichermenge ST22 als eine NH3-Zielspeichermenge ST2 eingestellt. Andererseits,
wenn in Schritt S17 bestimmt wird, dass die Beziehung ST21 > ST22 nicht erfüllt
ist, dann wird in Schritt S172 die vorstehende NH3-Grenzspeichermenge
ST21 als die NH3-Zielspeichermenge ST2 eingestellt.
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Dann
wird in Schritt S18 ein Unterschied zwischen der derzeitigen NH3-Speichermenge ST1 und der NH3-Zielspeichermenge
ST2 als ein Defizit der NH3-Speichermenge ΔST
berechnet (eine Speichermenge, die im Vergleich zu der NH3-Zielspeichermenge ST2 fehlt) (ΔST
= ST2 – ST1).
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Dann
wird in Schritt S19b eine Harnstoffwasserzugabemenge Q unter Verwendung
des Referenzkennfelds zur Berechnung der vorbestimmten Harnstoffwasserzugabemenge
(derselben wie die, die in Schritt S19a verwendet wird) und des NH3-Speichermengendefizits ΔST erhalten.
Im Speziellen ist die Harnstoffwasserzugabemenge Q in dem Speichersteuerungsmodus
eine Harnstoffwasserzugabemenge, die im Vergleich zu der Harnstoffwasserzugabemenge
in dem Reinigungssteuerungsmodus erhöht ist, um das NH3-Speichermengendefizit ΔST zu decken.
In dem folgenden Schritt S20 wird das Harnstoffwasserzugabeventil 16 nur
für eine Zeit, die zu der Harnstoffwasserzugabemenge Q
korrespondiert, auf der Basis der auf diese Weise erhaltenen Harnstoffwasserzugabemenge
Q angetrieben und mit Energie beaufschlagt.
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Auf
diese Weise wird in dieser Ausführungsform die Abfolge
von Steuerungsschritten in dem Steuerungsprozess, der in 2 gezeigt
ist, wiederholt ausgeführt, so dass die NH3-Speichermenge
des SCR-Katalysators 13 fortlaufend bei einer geeigneten
Menge gehalten werden kann, und die Aktivierungstemperatur des Katalysators 13 (kritische
Reaktionstemperatur) wird auf eine geeignete Temperatur gesteuert.
Wenn ST 21 > ST 22,
dann wird die Aktivierungstemperatur des Katalysators 13 (kritische Reaktionstemperatur)
auf die kritische Reaktionstemperatur T1 gesteuert. Demzufolge kann,
selbst wenn die Aktivierungstemperatur des Katalysators 13 (kritische
Reaktionstemperatur) bspw. in einem Fall niedrig ist, in dem die
Maschine von dem Leerlaufzustand beginnt, zu beschleunigen, wie
vorstehend beschrieben ist, das höhere Abgasreinigungsvermögen
erhalten werden.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, erreichen die Zugabemengensteuerungseinrichtung
für ein Abgasreinigungsmittel und das Abgasemissionssteuerungssystem
gemäß dieser Ausführungsform die folgenden
exzellenten Effekte und Vorteile.
- (1) Die Zugabemengensteuerungseinrichtung wird
auf das Abgasemissionssteuerungssystem angewendet, um die Zugabemenge
des Harnstoffwassers durch das Harnstoffwasserzugabeventil 16 zu
steuern. Das Steuerungssystem beinhaltet den SCR-Katalysator 13 mit
der Eigenschaft des Speichern von NH3 und
des Weiteren des Verringerns der kritischen Reaktionstemperatur
(Aktivierungstemperatur), wenn die Menge einer NH3-Speicherung
erhöht wird (s. 4). Der SCR-Katalysator 13 ist
angepasst, die spezifische Abgasreinigungsreaktion in dem Temperaturbereich
zu fördern, der die kritische Reaktionstemperatur als die
untere Grenze hat. In dem Steuerungssystem ist das Harnstoffwasserzugabeventil 16 zum
Zugeben des Additivs (Harnstoffwasser), das als die NH3 (Ammoniak)-Erzeugungsquelle dient,
zu dem Abgas an der stromaufwärtigen Seite mit Bezug auf
den SCR-Katalysator 13 vorgesehen. Das Additiv kann NOx
(Stickstoffoxide) in dem Abgas durch die vorstehende Abgasreinigungsreaktion
an dem Katalysator 13 reinigen. Solch eine Zugabemengensteuerungseinrichtung (ECU 40)
für ein Abgasreinigungsmittel beinhaltet das Programm (Speichermengenerfassungseinrichtung,
entspricht dem in 2 gezeigten Schritt S14) zum
Erfassen der derzeitigen NH3-Speichermenge,
die die NH3-Speichermenge des SCR-Katalysators 13 zu
einer Erfassungszeit ist. Die Steuerungseinrichtung beinhaltet auch das
Programm (Speichermengenänderungseinrichtung, entspricht
dem in 2 gezeigten Schritt S19b) zum Ändern
der NH3-Speichermenge des SCR-Katalysators
durch Steuerung der Zugabemenge des Harnstoffwassers durch das Harnstoffwasserzugabeventil 16.
Die Steuerungseinrichtung hat des Weiteren das Programm (Speichermengensteuerungseinrichtung,
die dem in 2 gezeigten Schritt S20 entspricht)
zum Steuern der NH3-Speichemenge des SCR-Katalysators 13 auf
die NH3-Zielspeichermenge als einen Zielwert
durch Ändern der NH3-Speichermenge
in Schritt S19b auf der Basis der derzeitigen Speichermenge ST1,
die in Schritt S14 erfasst wird. Dies kann die Aktivierungstemperatur
(kritische Reaktionstemperatur) selbst dann weiter verringern, wenn
der Katalysator eine niedrige Temperatur ist, bspw. in einem Fall,
in dem die Maschine eine Beschleunigung aus dem vorstehend beschriebenen
Leerlaufzustand beginnt, wodurch das höhere Abgasreinigungsvermögen erhalten
wird.
- (2) In dem Speichersteuerungsmodus in Schritt S20, der in 2 gezeigt
ist, wird die NH3-Speichermenge des SCR-Katalysators 13 gesteuert, um
die NH3-Zielspeichemenge ST2 zu sein, durch Ausgleichen
des Defizits der NH3-Speichermenge, die
einer Differenz zwischen der NH3-Zielspeichermenge
ST2 und der derzeitigen Speichermenge ST1 entspricht (d. h. des
NH3-Speichermengendefizits ΔST),
durch den Prozess in Schritt Sl9b. Somit wird in dem Speichersteuerungsmodus
das Defizit der NH3-Speichermenge (NH3-Speichermengendefizit ΔST) ausgeglichen, so
dass die NH3-Speichermenge des SCR-Katalysators 13 auf
die NH3-Zielspeichermenge eingestellt werden
kann.
- (3) In dem in 2 gezeigten Schritt S20 wird, während
die vorbestimmte Bedingung (die Bedingung in Schritt S13 "Tc < Ts") erfüllt
ist, die Steuerung der NH3-Speichermenge
(der Prozess in den Schritten S14 bis S20), die vorstehend beschrieben
ist, wiederholt durchgeführt. Demzufolge kann die NH3-Speichermenge des SCR-Katalysators 13 fortlaufend
auf die geeignete Menge mit hoher Genauigkeit gesteuert werden.
Somit kann die Aktivierungstemperatur des Katalysators 13 (kritische
Reaktionstemperatur) in geeigneter Weise auf die angemessene Temperatur
gesteuert werden.
- (4) Die Zugabemengensteuerungseinrichtung hat auch das Programm
(Modusauswahleinrichtung, entspricht dem in 2 gezeigten
Schritt S13) zum Auswählen eines Modus, der auf der Basis einer
Ausführungsbedingung für jeden Modus zu dieser
Zeit ausgeführt werden soll, aus der Vielzahl von Steuerungsmodi,
einschließlich dem Reinigungssteuerungsmodus und dem Speichersteuerungsmodus.
In dem Reinigungssteuerungsmodus (Prozesse in den Schritten S19a
und S20, die in 2 gezeigt sind) wird die Zugabemenge
des Harnstoffwassers durch das Harnstoffwasserzugabeventil 16 gemäß dem
vorbestimmten Parameter bestimmt, der mit der NOx-Menge
des Abgases verknüpft ist. In dem Speichersteuerungsmodus
(Prozesse in den Schritten S14 bis S20, die in 2 gezeigt
sind) ist die Zugabemenge des Harnstoffwassers durch das Harnstoffwasserzugabeventil 16 eingestellt, um
größer als die in dem Reinigungssteuerungsmodus
zu sein. Wenn der Speichersteuerungsmodus durch den Prozess in Schritt
S13 ausgewählt ist, d. h. wenn Tc < Ts ist, dann wird die Steuerung der
NH3-Speichermenge, die mit den Prozessen
in den vorstehenden Schritten S14 bis S20 verknüpft ist,
in Schritt S20 ausgeführt, der in 2 gezeigt
ist. Somit ist in dieser Ausführungsform die Ausführungsbedingung
im Voraus in Schritt S13 in geeigneter Weise festgelegt, so dass
der vorstehende Speichersteuerungsmodus bei einer günstigeren
Zeitabstimmung ausgeführt werden kann. Dies kann die Abnahme
des NOx-Reinigungsverhältnisses verringern, die durch die
NH3-Speicherung verursacht wird.
- (5) Die Zugabemengensteuerungseinrichtung hat das Programm (Katalysatortemperaturbestimmungseinrichtung,
entspricht Schritt S13 in 2) zum Bestimmen
durch Vergleich mit einem vorbestimmten Schwellenwert, ob die Temperatur des
SCR-Katalysators 13 zu dieser Zeit niedriger als das zulässige
Niveau ist. Ein Erfüllungserfordernis der Ausführungsbedingung
des Speichersteuerungsmodus beinhaltet die Bestimmung in Schritt
S13, dass die Temperatur des SCR-Katalysators 13 niedriger
als das zulässige Niveau ist. Demzufolge ist es möglich,
das NH3 zu speichern, wenn es mehr erfordert
ist, bspw. in einem Fall, in dem die Temperatur des SCR-Katalysators 13 niedriger
als eine vorbestimmte Temperatur (zulässiges Niveau) ist.
- (6) In Schritt S14, der in 2 gezeigt
ist, wird die NH3-Erhöhungsmenge
oder NH3-Abnahmemenge der NH3-Speichermenge
des SCR-Katalysators 13 zu jeder Zeit auf der Basis der
Differenz zwischen der NH3-Menge, die zu
dem SCR-Katalysator 13 zugeführt wird, und der
NH3-Verbrauchsmenge an dem Katalysator 13 bestimmt. Des
Weiteren werden die Erhöhungsmengen oder Abnahmemengen
der jeweiligen Zeiten anschließend summiert (ST1 (Wert
zu der derzeitigen Zeit) = ΣST1 (vorheriger Wert) + ΔNH3), wodurch die derzeitige NH3-Speichermenge
ST1 erfasst wird, wie vorstehend beschrieben ist. Demzufolge ist
es möglich, die Menge ΔNH3 einer
Erhöhung oder einer Abnahme einer NH3-Speichermenge
von jeder Zeit und die derzeitige NH3- Menge
ST1 durch Bestimmen auf der Basis der Zunahme und der Abnahme der
NH3-Menge genau zu berechnen, dass das verbleibende
NH3 an dem SCR-Katalysator 13 gespeichert
ist.
- (7) In dem in 2 gezeigten Schritt S14 wird
die Verbrauchsmenge von NH3 an dem SCR-Katalysator 13 auf
der Basis eines vorbestimmten Parameters bestimmt, der mit dem Betriebszustand der
Maschine verknüpft ist (bspw. der Maschinendrehzahl und
der Kraftstoffeinspritzmenge). Demzufolge kann die von der Maschine
abgegebene NOx-Menge und des Weiteren die NH3-Verbrauchsmenge
an dem SCR-Katalysator 13 leichter und genauer erfasst
werden.
- (8) Die Zugabemengensteuerungseinrichtung beinhaltet auch ein
Programm (Grenzspeichermengenerfassungseinrichtung, entspricht dem
in 2 gezeigten Schritt S15) zum Erfassen der Grenzspeichermenge
von NH3, die in dem SCR-Katalysator 13 zu
dieser Zeit gespeichert werden kann (NH3-Grenzspeichermenge
ST21). Die Zugabemengensteuerungseinrichtung hat des Weiteren ein
Steuerungsprogramm (Schritte S17, S171 und S172, die in 2 gezeigt
sind) zum Einstellen eines variablen Bereichs der NH3-Zielspeichermenge
ST2 durch Verwenden der NH3-Grenzspeichermenge
ST21. Die NH3-Grenzspeichermenge ST21 wird
durch den Prozess in Schritt S15 erfasst und wird als der obere
Grenzwert (Überwachungswert) eingestellt. Somit ist es
möglich, die NH3-Grenzspeichermenge
ST21 als die obere Grenze einzustellen, um die Zufuhr des Überschuß-NH3 zu verhindern (oder zu unterdrücken).
- (9) In dem in 2 gezeigten Schritt S15 wird
die NH3-Grenzspeichermenge ST21 auf der
Basis der Abgastemperatur an der stromabwärtigen Seite mit
Bezug auf den Katalysator 13 erfasst, die der Temperatur
des SCR-Katalysators 13 entspricht. Somit kann die Temperatur
des SCR-Katalysators 13 mit hoher Genauigkeit erfasst (geschätzt)
werden.
- (10) Eine Temperatur, die niedriger als die Katalysatortemperatur
von "140°C" ist und in einem Leerlauf angenommen wird,
und eine NH3-Speichermenge, die zu der Temperatur
korrespondiert, sind als die kritische Reaktionstemperatur ST1 bzw.
als die erforderte NH3-Speichermenge ST22
(s. 4 für beide) eingestellt. Dies kann das
Abgas sicher reinigen, selbst wenn eine Beschleunigung aus dem Leerlaufzustand
begonnen wird.
- (11) Das Harnstoffwasserzugabeventil 16 ist gestaltet,
um die wässrige Harnstofflösung als das Additiv,
das als die NH3-Erzeugungsquelle dient, zu
dem Abgas an der stromaufwärtigen Seite (Abgasrohr 12)
mit Bezug auf den SCR-Katalysator 13 einzuspritzen und
zuzugeben (d. h. um das sog. Harnstoff-SCR-System zu schaffen).
Somit wird die wässrige Harnstofflösung zu dem
Abgas an der stromaufwärtigen Seite mit Bezug auf den SCR-Katalysator 13 eingespritzt
und zugegeben. Deshalb wird der Harnstoff, bis das Harnstoffwasser
den Katalysator 13 erreicht, durch Abgaswärme
oder dgl. hydrolysiert, um NH3 zu bilden.
Dadurch kann mehr NH3 (Reinigungsmittel)
zu dem SCR-Katalysator 13 zugeführt werden.
- (12) Das vorstehende Harnstoff-SCR-System ist in dem Fahrzeug
installiert, das mit dem Dieselmotor ausgestattet ist (vierrädriges
Fahrzeug in dieser Ausführungsform). Dies kann die Kraftstoffeffizienz
verbessern und die PM durch Gestatten der Erzeugung von NOx während
des Verbrennungsprozesses verringern. Dadurch kann das sauberere
Dieselfahrzeug mit dem hohen Abgasreinigungsvermögen erreicht
werden.
- (13) Im Gegensatz dazu hat das Abgasemissionssteuerungssystem
den SCR-Katalysator 13 und das Harnstoffwasserzugabeventil 16 zusammen mit
jedem Programm (ECU 40) und eine Harnstoffwasserzufuhrvorrichtung
(bspw. den Harnstoffwassertank 17a, die Pumpe 17b,
und dgl.) zum Zuführen der wässrigen Harnstofflösung
zu dem Zugabeventil 16. Das Abgasemissionssteuerungssystem
mit diesem Aufbau schafft das Abgasreinigungssystem mit dem höheren
Abgasreinigungsvermögen.
-
Die
vorstehend beschriebene Ausführungsform kann in der folgenden
Weise geändert werden.
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Gemäß den
Anwendungen des Abgasemissionssteuerungssystems können
die Steuerungsprozesse in Schritt S15, S17, S171 oder S172, die
in 2 gezeigt sind, weggelassen werden. In diesem Fall
kann in Schritt S18 die erforderte NH3-Speichermenge
ST22 wirksam auf die NH3-Zielspeichermenge
ST2 eingestellt werden, so wie sie ist.
-
Obwohl
in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform zwei Steuerungsmodi
des Reinigungssteuerungsmodus und des Speicherungssteuerungsmodus
umgeschaltet werden, ist die Erfindung nicht darauf begrenzt. Ein
Hinzufügen eines weiteren Steuerungsmodus zu diesen Steuerungsmodi
ermöglicht eine Auswahl von einem zu dieser Zeit auszuführenden
Modus von drei oder mehr Arten von Steuerungsmodi auf der Basis
einer Erfüllung der Ausführungsbedingung von jedem
Modus.
-
Bspw.
kann eine Modusauswahl durch die Prozesse durchgeführt
werden, die in dem Flussdiagramm von 6 beispielhaft
dargestellt sind. In diesem Beispiel wählt die Verwendung
eines Werts eines Harnstoffwasserzugabesteuerungsflags F ("0 bis 2")
eine von drei Arten des Reinigungssteuerungsmodus, des Speichersteuerungsmodus
und des Harnstoffwasser-Nichtzugabemodus aus.
-
Wie
in 6 gezeigt ist, wird in diesem Beispiel in Schritt
S101 bestimmt, ob eine vorbestimmte Ausführungsbedingung
erfüllt ist, die mit dem Speichersteuerungsmodus verknüpft
ist (Speichersteuerungsausführungsbedingung). Wenn in Schritt
S101 bestimmt wird, dass die Speichersteuerungsausführungsbedingung
erfüllt ist, wird das Harnstoffwasserzugabesteuerungsflag
in dem nachfolgenden Schritt S103 auf "2" festgelegt.
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Im
Gegensatz dazu, wenn in Schritt S101 bestimmt wird, dass die Speichersteuerungsausführungsbedingung
nicht erfüllt ist, wird in dem nachfolgenden Schritt S102
bestimmt, ob eine vorbestimmte Ausführungsbedingung erfüllt
ist, die mit dem Reinigungssteuerungsmodus verknüpft ist
(Reinigungssteuerungsausführungsbedingung). Wenn in Schritt S102
bestimmt wird, dass die Reinigungssteuerungsausführungsbedingung
erfüllt ist, wird das Harnstoffwasserzugabesteuerungsflag
F in dem nachfolgenden Schritt S105 auf "1" festgelegt. Wenn andererseits
in dem Schritt S102 bestimmt wird, dass die Reinigungssteuerungsausführungsbedingung nicht
erfüllt ist, wird in dem nachfolgenden Schritt S104 das
Harnstoffwasserzugabesteuerungsflag F auf "0" festgelegt.
-
Dies
kann eine zu dieser Zeit auszuführende Art von den drei
oder mehr Arten der Steuerungsmodi auswählen.
-
Obwohl
in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform die NH3-Speichermenge entsprechend der vorbestimmten
kritischen Reaktionstemperatur T1, die niedriger als die in einem
Leerlaufbetrieb angenommene Katalysatortemperatur von "140°C"
ist, als die erforderte NH3-Speichermenge ST22
zur Verwendung bei der Bestimmung der NH3-Zielspeichermenge
ST2 festgelegt wird, ist die Erfindung nicht darauf begrenzt. Bspw.
kann, wie in 7 gezeigt ist, die erforderte
NH3-Speichermenge ST22 wirksam auf einen
Grenzwert eingestellt werden, bei dem die kritische Reaktionstemperatur selbst
durch Erhöhen der NH3-Speichermenge
des SCR-Katalysators 13 nicht verringert wird. Demzufolge
ist es möglich, die übermäßige
Speicherung von NH3, die nicht zu der kritischen
Reaktionstemperatur beiträgt, in geeigneter Weise zu verhindern
(oder zu unterdrücken). In 7 kennzeichnet
RT die kritische Reaktionstemperatur, wenn NH3 gespeichert ist,
und T0 kennzeichnet die kritische Reaktionstemperatur, wenn NH3 nicht gespeichert ist.
-
In
der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist die erforderte
NH3-Speichermenge ST22 als der fixierte
Wert eingestellt, aber die Erfindung ist nicht darauf begrenzt.
Die erforderte NH3-Speichermenge ST22 kann
variabel gemäß der Bedingung von jeder Zeit eingestellt
sein. Bspw. kann die Speichermenge eingestellt sein, um zwischen
der Startzeit der Maschine und der Leerlaufzeit anders zu sein.
Alternativ kann die erforderte NH3-Speichermenge
ST22 variabel gemäß einem Zielwert der kritischen
Reaktionstemperatur oder einem Zielwert des NOx-Reinigungsverhältnisses
an dem SCR-Katalysator 13 eingestellt sein.
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In
der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird die Katalysatortemperatur
Tc auf der Basis der Abgastemperatur bestimmt. Jedoch wird die Temperatur
des Katalysators selbst nicht bestimmt, und die Abgastemperatur
kann als ein Ersatz für die Katalysatortemperatur verwendet
werden.
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In
der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird in Schritt
S13, der in 2 gezeigt ist, durch Vergleich
mit einem vorbestimmten Schwellenwert bestimmt, ob die Temperatur
des SCR-Katalysators 13 niedriger als das zulässige
Niveau ist, aber die Erfindung ist nicht darauf begrenzt. Bspw.
kann durch Vergleich mit einem vorbestimmten Schwellenwert in Schritt
S13 bestimmt werden, ob die derzeitige NH3-Speichermenge
ST1 größer als das zulässige Niveau ist.
Alternativ kann bestimmt werden, ob es einen ausreichenden Abstand
(zulässigen Bereich) zwischen der derzeitigen NH3-Speichermenge ST1 und der NH3-Grenzspeichermenge
ST21 gibt. Bspw. kann durch Vergleich mit dem entsprechenden vorbestimmten
Schwellenwert bestimmt werden, ob es einen großen Abstand
im Vergleich zu dem zulässigen Niveau gibt. Eine der beiden
Bestimmungseinrichtungen, die vorstehend beschrieben sind, kann wirksam
verwendet werden. Alternativ kann irgendeine Kombination der vorstehenden
jeweiligen Bestimmungseinrichtungen, einschließlich der
Katalysatortemperatur, wirksam verwendet werden.
-
Kurz
gesagt hat die Zugabemengensteuerungseinrichtung das Programm (Speichermengenbestimmungseinrichtung)
zum Bestimmen, ob die NH3-Speichermenge
des SCR-Katalysators 13 zu dieser Zeit größer
als das zulässige Niveau ist (bspw. eine vorbestimmte Menge).
Das Erfüllungserfordernis der Ausführungsbedingung
des Speichersteuerungsmodus kann die Bestimmung beinhalten, dass die
NH3-Speichermenge des SCR-Katalysators 13 nicht
größer als das zulässige Niveau ist.
Alternativ kann die Zugabemengensteuerungseinrichtung das Programm
(Grenzspeicherbestimmungseinrichtung) zum Bestimmen haben, ob zu
dieser Zeit NH3 an dem SCR-Katalysator 13 gespeichert
werden kann. Das Erfüllungserfordernis der Ausführungsbedingung
des Speichersteuerungsmodus kann die Bestimmung beinhalten, dass
das NH3 gespeichert werden kann. Eines oder
beide Programme können verwendet werden, um die Speicherung
von NH3 geeigneter durchzuführen,
wie vorstehend beschrieben ist.
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Die
NOx-Menge in dem Abgas kann nicht nur durch Schätzung von
dem Maschinenbetriebszustand bestimmt werden, sondern auch bspw.
durch den tatsächlich gemessenen Wert (Sensorausgabe) von
einem NOx-Sensor oder dgl. Des Weiteren kann bspw. die NOx-Menge
in dem Abgas auf der Basis des Zustands des Abgases (bspw. Abgastemperatur, die
durch den Abgastemperatursensor oder dgl. erfasst wird) oder von
Komponenten geschätzt werden (bspw. eine Sauerstoffkonzentration,
die durch einen Sauerstoffkonzentrationssensor oder dgl. erfasst wird).
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Die
Art der zu reinigenden Abgaserzeugungsquelle oder oder der Systemaufbau
können beliebig gemäß den verwendeten
Bedingungen oder dgl. geändert werden.
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Wenn
bspw. das Abgas von der Maschine für ein Fahrzeug ein zu
reinigendes Ziel ist, kann die Erfindung nicht nur auf einen Kompressionszündungsdieselmotor,
sondern auch auf einen Funkenzündungsbenzinmotor oder dgl.
angewendet werden. Da der Kompressionszündungsmotor, wie
der Dieselmotor, die niedrige Abgastemperatur im Vergleich zu der in
dem Funkenzündungsmotor hat, wird die Erfindung wirksam
auf den Kompressionszündungsmotor angewendet, wodurch das
Reinigungsvermögen erhöht wird, wenn die Katalysatortemperatur
niedrig ist. Die Erfindung kann auch auf eine Drehmaschine oder
dgl. angewendet werden, die anders als eine Kolbenmaschine ist.
Des Weiteren kann die Erfindung auch auf eine Reinigung von Abgas
von Quellen angewendet werden, die anders als das Fahrzeug sind,
d. h. bspw. auf eine Reinigung von Abgas von einem elektrischen
Kraftwerk, von verschiedenen Fabriken oder dgl.
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Andererseits
kann der Systemaufbau in der folgenden Weise geändert sein.
Wie bspw. in 1 gezeigt ist, wird das Additiv
(Harnstoffwasser) zu dem Abgas an der stromaufwärtigen
Seite mit Bezug auf den Katalysator 13 zugegeben, um das
Additiv durch die Abgasströmung zu dem Katalysator 13 zu fördern,
aber die Erfindung ist nicht darauf begrenzt. Alternativ kann das
Additiv direkt zu dem Katalysator selbst zugegeben werden (bspw.
eingespritzt werden). Wenn bspw. die Menge einer Emission von NH3 in dem in 1 gezeigten
Aufbau ausreichend verringert ist, kann der NH3-Katalysator 15 von
dem Aufbau weggelassen werden.
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Wenn
verschiedene Modifikationen an den Aufbauten in den vorstehenden
Ausführungsformen gemacht werden, werden die Details der
verschiedenen Prozesse (Programme), die vorstehend beschrieben sind,
bevorzugt auf die jeweiligen optimalen Formen gemäß dem
tatsächlichen Aufbau geändert, falls dies notwendig
ist.
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Tatsächlich
kommt die Hauptforderung nach der Erfindung von dem Harnstoff-SCR-System (Harnstoff-Selektivreduktions-System).
Die Erfindung kann jedoch auch für andere Anwendungen verwendet
werden, solange das Abgas an einem Katalysator gereinigt wird, der
dasselbe Reinigungsmittel (NH3) zum Reinigen
derselben bestimmten Komponente, die von Interesse ist, verwendet.
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In
den vorstehend beschriebenen und modifizierten Beispielen wird angenommen,
dass verschiedene Arten von Software (Programme) verwendet werden,
aber Hardware, wie eine fest geschaltete Leitung, kann verwendet
werden, um dieselbe Funktion zu erreichen.
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Es
ist zu verstehen, dass derartige Änderungen und Modifikationen
innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung sind, wie er durch
die angehängten Ansprüche definiert ist.
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In
einer für ein Abgasemissionssteuerungssystem zu verwendenden
Zugabemengensteuerungseinrichtung (40) für ein
Abgasreinigungsmittel hat ein Katalysator (13) Eigenschaften
des Speicherns von NH3 und des Weiteren
des Verringerns der kritischen Reaktionstemperatur, wenn eine Menge
einer NH3-Speicherung an dem Katalysator
erhöht wird. In der Zugabemengensteuerungseinrichtung wird
eine derzeitige NH3-Speichermenge, die eine Speichermenge
von NH3 des Katalysators ist, zu einer Erfassungszeit
erfasst, die NH3-Speichermenge des Katalysators
wird durch Steuern einer Zugabemenge durch ein Zugabeventil geändert,
und die NH3-Speichermenge des Katalysators
wird auf der Basis der erfassten derzeitigen NH3-Speichermenge auf
eine NH3-Zielspeichermenge gesteuert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2003-293739
A [0003, 0005]