DE10255616B4

DE10255616B4 - Emissionssteuergerät eines Verbrennungsmotors und Steuerverfahren für dieses

Info

Publication number: DE10255616B4
Application number: DE10255616A
Authority: DE
Inventors: Yasuhiko Toyota-shi Ohtsubo; Hiroki Toyota-shi Matsuoka; Tatsumasa Toyota-shi Sugiyama; Taro Toyota-shi Aoyama; Takekazu Toyota-shi Ito; Jun Toyota-shi Tahara
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2002-11-28
Publication date: 2010-06-24
Anticipated expiration: 2022-11-29
Also published as: JP3800080B2; FR2833039A1; DE10255616A1; JP2003166415A; FR2833039B1

Abstract

Emissionssteuergerät eines Verbrennungsmotors (1) mit
einem NOx-Katalysator der Speicher-Reduktions-Art (42) in einem Abgaskanal (40) des Verbrennungsmotors (1), der zu einem Magerverbrennungsbetrieb in der Lage ist, wobei der NOx-Katalysator der Speicher-Reduktions-Art NOx absorbiert, wenn ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines hereinströmenden Abgases mager ist, und das gespeicherte NOx abgibt und NOx zu N₂ reduziert, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des hereinströmenden Abgases fett ist;
einer Reduktionsmittelliefereinrichtung (17) zum Liefern von Reduktionsmittel zu dem NOx-Katalysator (42);
einer Vergiftungswiederherstellsteuereinrichtung (S201, S202) zum Bestimmen, ob ein Zeitpunkt zum Ausführen eines SOx-Vergiftungs-Wiederherstellprozesses erreicht worden ist, bei dem SOx aus dem NOx-Katalysator (42) abgegeben wird; und
einer Steuereinrichtung (S204) zum Steuern einer Menge an Reduktionsmittel, die durch die Reduktionsmittelliefereinrichtung (17) geliefert wird, um so den NOx-Katalysator (42) zu erwärmen und das in dem NOx-Katalysator (42) abgelagerte SOx abzugeben und den NOx-Katalysator (42) von der SOx-Vergiftung wiederherzustellen, wenn durch die Vergiftungswiederherstellsteuereinrichtung (S201, S202) bestimmt worden ist, dass der...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Emissionssteuergerät zum Entfernen von schädlichen Komponenten, Partikeln und dergleichen aus einem Abgas eines Verbrennungsmotors. Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf Emissionssteuergerät eines Verbrennungsmotors, das einen Katalysator hat, der Reduktionsreaktionen von NOx in einem Abgassystem des Motors beschleunigt, und auf ein Steuerverfahren für ein Emissionssteuergerät eines Verbrennungsmotors.
Normalerweise ist in Verbrennungsmotoren, die betrieben werden, indem ein Luft-Kraftstoff-Gemisch mit einem hohen Luft-Kraftstoff-Verhältnis (magere Kraftstoffumgebung) für ein Verbrennungsmotor in einem breiten Betriebsbereich geliefert wird, wie beispielsweise Dieselmotoren und dergleichen, ein NOx-Katalysator mit einer Funktion zum Steuern von im Abgas befindlichen Stickoxiden (NOx) in einem Abgaskanal vorgesehen. Ein typischer NOx-Katalysator, der bei einem derartigen Motor aufgegriffen wird, wird hergestellt, indem beispielsweise eine Wabenstruktur (Stütze) aus einem porösen keramischen Material mit einem NOx-Absorptionsmittel, das eine Fähigkeit zum Absorbieren und Speichern von NOx bei Vorhandensein von Sauerstoff hat, und ein Edelmetallkatalysator, der eine Fähigkeit zum Oxidieren von Kohlenwasserstoffen (HC) hat, eingebaut wird.
Der NOx-Katalysator hat eine Eigenschaft zum Absorbieren von NOx während eines Zustandes, bei dem die Sauerstoffkonzentration im Abgas hoch ist (das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases ist an der mageren Seite eines stöchiometrischen Zustandes). Wenn HC, CO und dergleichen im Abgas vorhanden sind und wenn NOx aus dem NOx-Katalysator in das Abgas abgegeben wird, beschleunigt der Edelmetallkatalysator die Oxidation von HC und CO, wodurch Oxidations-Reduktions-Reaktionen zwischen dem als Oxidationskomponenten dienenden NOx und HC und CO, die als Reduktionskomponenten dienen, bewirkt werden. Das heißt HC und CO werden zu CO₂ und H₂O oxidiert und NOx wird zu N₂ reduziert.
Jedoch wird selbst bei hoher Sauerstoffkonzentrationen im Abgas der NOx-Katalysator unfähig, NOx zu absorbieren, wenn der NOx-Katalysator eine vorbestimmte Grenzmenge an NOx absorbiert hat. Daher wird bei einem typischen Verbrennungsmotor, der einen derartigen NOx-Katalysator in einem Abgaskanal aufweist, ein Reduktionsmittel wie beispielsweise Dieselkraftstoff oder dergleichen in den Abgaskanal stromaufwärtig von dem NOx-Katalysator geliefert, bevor die in dem NOx-Katalysator gespeicherte Menge NOx eine Grenzmenge erreicht. Die Lieferung des Reduktionsmittels bewirkt, dass das in dem NOx-Katalysator absorbierte NOx von diesem abgegeben wird und das abgegebene NOx reduziert wird, wodurch die NOx-Absorptionsfähigkeit des NOx-Katalysators wieder hergestellt wird. Im Allgemeinen wird diese Steuerung (Wiederherstellsteuerung) bei vorbestimmten Intervallen wiederholt.
Jedoch enthält ein gewöhnlicher Kraftstoff eines Verbrennungsmotors Schwefelkomponenten, so dass das Abgas Schwefeloxide (SOx), die von den Schwefelkomponenten des Kraftstoffs herrühren, zusätzlich zu NOx enthält. In dem Abgas befindliches SOx wird in dem NOx-Katalysator bei einer höheren Effizienz als NOx absorbiert. Darüber hinaus wird das in dem NOx-Katalysator absorbierte SOx nicht ohne weiteres von dem Katalysator selbst unter einer Bedingung abgegeben, die für das Abgeben von NOx von dem Katalysator ausreichend ist (eine Bedingung, bei der die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas unterhalb eines vorbestimmten Wertes ist). Daher lagert sich während des fortgesetzten Motorbetriebs SOx aus dem Abgas in dem NOx-Katalysator ab, was eine S-Vergiftung bewirkt.
Eine bekannte Maßnahme zum Verhindern oder Mindern der S-Vergiftung ist eine Steuerung, bei die Temperatur des NOx-Katalysator erhöht wird (beispielsweise auf oder über 600°C) und das Luftkraft-Stoff-Verhältnis des Abgases auf ein stöchiometrisches Luftkraft-Stoff-Verhältnis oder auf ein Luftkraft-Stoff-Verhältnis eingestellt wird, das geringfügig zu einer fetten Seite von dem stöchiometrischen Luftkraft-Stoff-Verhältnis eingestellt ist (nachstehend ist diese als eine ”S-Vergiftungs-Wiederherstellungssteuerung” bezeichnet) (beispielsweise ist diese in der offengelegten Japanischen Patentanmeldung JP 2001-227 333 A beschrieben). Auf Grund des Ausführens der S-Vergiftungs-Wiederherstellsteuerung zersetzen und entfernen die Reduktionskomponenten im Abgas, dessen Luftkraft-Stoff-Verhältnis auf das stöchiometrische Luftkraft-Stoff-Verhältnis oder auf ein geringfügig fettes Luftkraft-Stoff-Verhältnis eingestellt worden ist, das in dem Katalysator abgelagerte SOx.
Um in dem NOx-Katalysator abgelagertes SOx und Partikel effizient zu zersetzen und zu entfernen, ist es erforderlich, die folgenden beiden Bedingungen zu erfüllen:

(1) Dass die Temperatur des NOx-Katalysators oberhalb eines vorbestimmten Wertes, beispielsweise 600°C ist; und
(2) Dass der NOx-Katalysator mit einer großen Menge an Reduktionskomponenten beliefert wird. Daher ist es bei einem Ausführen der SO-Vergiftungswiederherstellsteuerung eine normale Praxis, eine Steuerprozedur aufzugreifen, bei der, nach dem die Temperatur des NOx-Katalysators auf oder über einen vorbestimmten Wert (beispielsweise 600°C) durch ein bestimmtes Verfahren erhöht worden ist, eine große Menge an Reduktionskomponenten in das Abgas stromaufwärtig von dem NOx-Katalysator geliefert wird.

Wenn jedoch die Reduktionskomponenten in dem Abgas das in dem NOx-Katalysator abgelagerte SOx und dergleichen zersetzen, wird durch die Reaktionen der Reduktionskomponenten Wärme erzeugt, so dass die Erwärmung des Katalysators fortgesetzt wird. Somit kann die Katalysatortemperatur außerordentlich ansteigen.
Die Druckschrift DE 199 10 664 A1 offenbart ein Verfahren zum De-Sulfatieren eines NOx-Speicherkatalysators. Dabei wird als ein Parameter die Temperatur des Katalysators berücksichtigt. Hierbei soll eine Mindesttemperatur erreicht werden, um ein De-Sulfatieren des NOx-Speicherkatalysators überhaupt zu ermöglichen.
Die Druckschrift DE 199 23 498 A1 offenbart ein Verfahren zum Steuern einer Regeneration eines NOx-Speicherkatalysators. Auch hier soll zum Zwecke des Entschwefelns eine Mindestabgastemperatur erreicht werden.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Emissionssteuergerät und ein Steuerverfahren für dieses Gerätes zu schaffen, die ein Überhitzen eines im Abgassystem des Verbrennungsmotors vorgesehenen NOx-Katalysators zum Zeitpunkt des Ausführens einer Steuerung, die im NOx-Katalysator abgelagertes SOx und dergleichen zersetzt und freigibt, vermeiden.
Diese Aufgabe wird im Hinblick auf das Emissionssteuergerät durch ein Gerät mit den in Anspruch 1 aufgezeigten Merkmalen gelöst. Im Hinblick auf das Steuerverfahren wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den in Anspruch 10 aufgezeigten Merkmalen gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der weiteren Ansprüche.
D. h. bei der vorliegenden Erfindung ist eine solche Reduktionsmittelliefereinrichtung vorgesehen, durch die eine Lieferung von Reduktionsmittel zu dem NOx-Katalysator der Speicher-Reduktions-Art eine vorbestimmte Zeitspanne Δt₂ lang angehalten wird, um so ein Überhitzen des NOx-Katalysators der Speicher-Reduktions-Art zu verhindern.
Dadurch ist es möglich, den in dem NOx-Katalysator abgelagerten SOx effizient freizugeben und die Temperaturzunahme des Katalysators innerhalb eines geeigneten Bereiches zu halten. Dies ist der Bereich R, siehe z. B. 2D.
Die Erfindung ist im Hinblick auf die vorstehend erwähnten Umstände gemacht worden. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, in geeigneter Weise ein Überhitzen eines NOx-Katalysators, der in einem Abgassystem des Verbrennungsmotors vorgesehen ist, zum Zeitpunkt des Ausführens einer Steuerung zu setzen und entfernen von SOx und dergleichen, das in dem NOx-Katalysator abgelagert ist, zu vermeiden, und ein Steuerverfahren des Gerätes zu schaffen.
Um die vorstehend erwähnte Aufgabe zu lösen, schafft die vorliegende Erfindung ein Emissionssteuergerät mit dem Merkmal von Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind Gegenstand der weiteren Ansprüche.
Das in der vorstehend beschriebenen Weise aufgebaute Emissionssteuergerät der Erfindung stellt die Wärmebilanz des Katalysators, der sich entsprechend mit einer vorbestimmten Ansprechverzögerung von einem Betrieb zum Liefern des Reduktionsmittels ändert, durch ein in unterbrochener Weise erfolgendes Liefern des Reduktionsmittels ein, um so das Überhitzen des Katalysators zu verhindern, dass beispielsweise durch ein Überregeln (overshoot) bewirkt wird. Daher erleichtert das Emissionssteuergerät das Beibehalten der Temperatur des Katalysators innerhalb eines optimalen Bereiches. Die vorstehend erwähnte in unterbrochener Weise erfolgende Lieferung bedeutet, dass für den Zweck des Freigebens von SOx die Lieferung des Reduktionsmittels nicht fortgesetzt wird, sondern angehalten wird und dann erneut startet, so dass die Katalysatortemperatur gleich wie oder geringer als eine Temperatur ist, bei der keine Wärmeverschlechterung des Katalysator auftritt, und das Anhalten und erneute Starten des Lieferns von Kraftstoff wird wiederholt und bedeutet nicht, dass die bei dieser Gelegenheit benötigte Menge an Reduktionsmitteln vorgesehen wird, indem ein Einspritzvorgang häufig ausgeführt wird.
Vorzugsweise hat das Emissionssteuergerät der vorliegenden Erfindung, das in der vorstehend beschriebenen Weise aufgebaut ist, des Weiteren eine Erwärmungseinrichtung zum Vorsehen eines Zustandes, bei dem die Temperatur des Katalysators oberhalb eines vorbestimmten Wertes ist, als eine Voraussetzung zum Erwärmen des NOx-Katalysators der Speicher-Reduktions-Art. Es ist möglich, einen Aufbau aufzugreifen, bei dem die Reduktionsmittel-Liefereinrichtung außerdem die Funktion der Erwärmungsausrichtung ausführt.
Die vorstehend dargelegten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachstehend dargelegten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen vor, in denen gleiche Bezugszeichen zum Wiedergeben von gleichen Elementen verwendet worden sind.
1 zeigt eine schematische Aufbaudarstellung eines Dieselmotorsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die 2A bis 2D zeigen beispielartige Zeitablaufdiagramme von Übergängen der von einem NOx-Katalysator abgegebenen Mengen an SOx und der Temperatur des NOx-Katalysators während des Ausführens einer S-Vergiftungs-Wiederherstellsteuerung bei dem Ausführungsbeispiel auf der Grundlage einer gemeinsamen Zeitachse.
3 zeigt ein Flussdiagramm einer Ausführungsprozedur einer Temperaturerhöhungssteuerung bei dem Ausführungsbeispiel.
4 zeigt ein Flussdiagramm einer Ausführungsprozedur einer Reduktionskomponenten-Liefersteuerung bei dem Ausführungsbeispiel.
5 zeigt ein Flussdiagramm einer Ausführungsprozedur einer bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung angewendeten Reduktionskomponenten-Liefersteuerung.
Ein erstes Ausführungsbeispiel ist nachstehend beschrieben, bei dem das Emissionssteuergerät des Verbrennungsmotors der vorliegenden Erfindung bei einem Dieselmotorsystem angewendet ist.
Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Verbrennungsmotor (der nachstehend als ”Motor” bezeichnet ist) 1 ein Vier-Zylinder-Reihen-Dieselmotor-System, das ein Kraftstoffliefersystem 10, eine Verbrennungskammer 20, ein Einlasssystem 30, ein Abgassystem 40 und dergleichen als Hauptkomponenten hat.
Das Kraftstoffliefersystem 10 hat eine Lieferpumpe 11, eine Common-Rail 12, Kraftstoffeinspritzventile 13, ein Verschlußventil 14, ein Messventil 16, ein Reduktionmittelverteilventil 17, einen Motorkraftstoffkanal P1, einen zusätzlichen Kraftstoffkanal 22, und dergleichen.
Die Lieferpumpe 11 beaufschlagt den von einem (nicht gezeigten) Kraftstofftank gepumpten Kraftstoff mit Druck und liefert den unter hohem Druck stehenden Kraftstoff zu der Common-Rail 12 über den Motorkraftstoffkanal P1. Die Common-Rail 12 hat eine Funktion als eine Druckspeicherkammer, die den von der Lieferpumpe 11 gelieferten unter hohem Druck stehenden Kraftstoff bei einem vorbestimmten Druck hält (Druckspeicherung). Die Common-Rail 12 verteilt den mit Druck beaufschlagten Kraftstoff zu den Kraftstoffeinspritzventilen 13. Jedes Kraftstoffeinspritzventil 13 ist ein elektromagnetisches Ventil mit einem darin befindlichen (nicht gezeigten) elektromagnetischen Solenoid und wird in geeigneter Weise geöffnet, um Kraftstoff direkt in eine entsprechende Verbrennungskammer von Verbrennungskammern 20 einzuspritzen.
Die Lieferpumpe 12 liefert einen Teil des von dem Kraftstofftank gepumpten Kraftstoffes zu dem Reduktionsmittelverteilventil 17 über den zusätzlichen Kraftstoffkanal P2. Das Verschlussventil 14 und das Messventil 16 sind in dem zusätzlichen Kraftstoffkanal P2 nacheinander in dieser Reihenfolge von der Seite der Lieferpumpe 11 zu der Seite des Reduktionsmittelverteilventils 17 angeordnet. Das Verschlussventil 14 verschließt den zusätzlichen Kraftstoffkanal P2, um die Lieferung von Kraftstoff im Falle eines Notfalls anzuhalten. Das Messventil 16 steuert den Druck des Kraftstoffes PG, der zu dem Reduktionsmittelverteilventil 17 geliefert wird. In ähnlicher Weise wie die Kraftstoffeinspritzventile 13 ist das Reduktionsmittelverteilventil 17 ein elektromagnetisches Ventil mit einem (nicht gezeigten) elektromagnetischen Solenoid in ihm. Das Reduktionsmittelverteilventil 17 liefert Kraftstoff, der als ein Reduktionsmittel dient, in einer geeigneten Menge und bei einer geeigneten zeitlichen Abstimmung in das Abgassystem 40 stromaufwärtig von einem Katalysatorgehäuse 42.
Das Einlasssystem 30 bildet einen Kanal für die Einlassluft, die in die Verbrennungskammern 20 zu liefern ist (Einlasskanal). Das Abgassystem 40 bildet einen Kanal für das Abgas, das von den Verbrennungskammern 20 abgegeben wird (Abgaskanal).
Der Motor 1 ist mit einem bekannten Turbolader 50 ausgerüstet. Der Turbolader 50 hat Drehelemente 52, 55, die durch eine Welle 51 miteinander verbunden sind. Von den beiden Drehelementen ist ein Drehelement (Turbinenrad) 52 dem Abgas in dem Abgassystem 50 ausgesetzt, und das andere Drehelement (Kompressorrad) 53 ist der Einlassluft in dem Einlasssystem 30 ausgesetzt. Mit den vorstehend beschriebenen Aufbau führt der Turbolader 50 einen im Allgemeinen sogenannten Turboladebetrieb aus, bei dem das Kompressorrad 53 gedreht wird, um den Einlassdruck unter Verwendung von den Abgasströmen (Abgasdruck) zu erhöhen, die das Turbinenrad 52 empfängt.
In dem Einlasssystem 30 kühlt eine für den Turbolader 50 vorgesehene Zwischenkühleinrichtung 31 zwangsweise die Einlassluft, die durch das Turboladen erwärmt worden ist. Ein Drosselventil 32 ist stromabwärtig von der Zwischenkühleinrichtung 31 vorgesehen. Das Drosselventil 32 ist ein elektronisch gesteuertes Öffnungs-Schließ-Ventil, dessen Öffnungsgrad kontinuierlich eingestellt werden kann. Das Drosselventil 32 hat eine Funktion zum Ändern der Strömungsbahnfläche der Einlassluft, um die Liefermenge an Einlassluft (die Strömungsmenge der Einlassluft) unter einer vorbestimmten Bedingung einzustellen.
Der Motor 1 ist mit einem Abgasrezirkulationskanal (EGR-Kanal) 60 versehen, der sich zwischen einem Ort (Einlassystem 30) stromaufwärtig der Verbrennungskammern 20 und einem Ort (das Abgassystem 40) stromabwärtig der Verbrennungskammern 20 erstreckt. Der EGR-Kanal 60 hat eine Funktion dahingehend, dass er einen Teil des Abgases zu dem Einlassystem 30 in geeigneter Weise zurückkehren läßt. Der EGR-Kanal 60 ist mit einem EGR-Ventil 61 versehen, das in einer schrittlosen oder kontinuierlichen Weise über eine elektronische Steuerung so geöffnet und geschlossen wird, dass die Strömungsmenge an Abgas (EGR-Gas) durch den Kanal eingestellt wird, und ist mit einer EGR-Kühleinrichtung 62 zum Kühlen des Abgases versehen, das durch den EGR-Kanal 60 strömt (zurückkehrt).
In dem Abgassystem 40 ist das Katalysatorgehäuse 42, das einen NOx-Katalysator der Speicher-Reduktions-Art (der nachstehend einfach als ”NOx-Katalysator” bezeichnet ist) enthält, stromabwärtig von einem Verbindungsort zwischen dem Abgassystem 42 und dem EGR-Kanal 60 vorgesehen.
Die verschiedenen Sensoren sind an verschiedenen Orten in dem Motor 1 montiert und geben Signale im Hinblick auf die Umgebungsbedingungen an den Orten, der Betriebszustand des Motors 1 und dergleichen aus.
Das heißt ein Common-Rail-Drucksensor 70 gibt ein Erfassungssignal entsprechend dem Druck des Kraftstoffes aus, der in der Common-Rail 12 gespeichert ist. Ein Kraftstoffdrucksensor 71 gibt ein Erfassungssignal entsprechend dem Druck (Kraftstoffdruck) PG des Kraftstoffes aus, der in das Reduktionsverteilventil 17 über das Messventil 16 von dem Kraftstoff eingeleitet wird, der durch den zusätzlichen Kraftstoffkanal Ps strömt. Ein Luftströmungsmesser 72 gibt ein Erfassungssignal entsprechend der Strömungsmenge (Einlassmenge) GN an Luft (Einlassluft) aus, die in das Einlasssystem 30 eingeleitet wird. Ein Sensor 73 für das Luftkraft-Stoff-Verhältnis (A/F-Sensor) gibt ein Erfassungssignal aus, das sich kontinuierlich in Übereinstimmung mit der Konzentration von Sauerstoff in dem Abgas in dem Abgassystem 40 stromaufwärtig von dem Katalysatorgehäuse 42 ändert. Ein Abgastemperatursensor 74 ist an einem Abgaseinlassort an dem Katalysatorgehäuse 42 in dem Abgassystem 40 montiert und gibt ein Erfassungssignal entsprechend der Temperatur (Abgastemperatur) Tex des Abgases an diesem Ort aus. Ein NOx-Sensor 75 gibt ein Erfassungssignal aus, das sich kontinuierlich in Übereinstimmung mit der Konzentration an NOx an dem Abgas ändert, das durch das Abgassystem stromabwärtig von dem Katalysatorgehäuse 42 strömt.
Ein Gaspedalpositionssensor 76 ist an einem (nicht gezeigten) Gaspedal des Motors 1 angebracht und gibt ein Erfassungssignal entsprechend dem Betrag des Niederdrückens ACC des Pedals aus. Ein Kurbelwinkelsensor 77 gibt ein Erfassungssignal (ein Impulssignal) bei jedem vorbestimmten Drehwinkel einer Ausgabewelle (Kurbelwelle) des Motors 1 aus. Diese Sensoren 70 bis 77 sind mit einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 90 elektrisch verbunden.
Die ECU 90 hat eine Zentralrecheneinheit (CPU) 91, einen Festspeicher (ROM) 92, einen wahlfreien Zugriffsspeicher (RAM) 93, einen Sicherungs-RAM 94, ein Zeitzählglied 95 und dergleichen. Die ECU 90 hat eine Logikoperationsschaltung, die ausgebildet ist, indem die Bauteile 91 bis 95, eine externe Eingabeschaltung 96, die einen A/D-Wandler hat, und eine externe Ausgabeschaltung 97 über einen bidirektionalen Bus 98 verbunden sind.
Die in der vorstehend beschriebenen Weise aufgebaute ECU 90 gibt Erfassungssignale von den verschiedenen Sensoren über die externe Eingabeschaltung 96 ein und auf der Grundlage dieser Signale führt sie verschiedene Steuerungen in Bezug auf den Betriebszustand des Motors 1 aus, die eine Steuerung in Bezug auf den Öffnungs-Schließ-Vorgang der Kraftstoffeinspritzventile 13, das Einstellen des Öffnungsgrades des EGR-Ventils 61, das Einstellen des Öffnungsgrades des Drosselventils 32 und dergleichen umfassen.
Von den vorstehend beschriebenen Bauelementen des Motors 1 ist das in dem Abgassystem 40 vorgesehene Katalysatorgehäuse 42 nachstehend detailliert unter Bezugnahme auf seinen Aufbau und seine Funktion beschrieben.
In dem Katalysatorgehäuse 42 ist ein NOx-Katalysator der Speicher-Reduktions-Art (der nachstehend als ”NOx-Katalysator” bezeichnet ist) enthalten.
Der NOx-Katalysator wird ausgebildet durch Verwendung von beispielsweise einer Wabenstruktur (Partikelfilter), die hauptsächlich aus Aluminiumoxid (Al₂O₃) als eine Stütze hergestellt ist, und indem die Oberflächen des Partikelfilters (Stütze) mit einem Alkalimetall wie beispielsweise Kalium (K), Natrium (Na), Lithium (Li), Cäsium (Cs) und dergleichen, einem Alkalierdmetall wie beispielsweise Barium (Ba), Kalzium (Ca), und dergleichen, einem Seltenerdmetall, wie bespielsweise Lanthan (La), Yttrium (Y) und dergleichen und einem Edelmetall wie beispielsweise Platin (Pt) oder dergleichen beladen werden, das als ein Oxidationskatalysator (Edelmetallkatalysator) dient.
Das NOx-Absorptionsmittel hat eine Eigenschaft zum Absorbieren und Speichern von NOx während eines Zustands, bei dem die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas (das Luftkraft-Stoff-Verhältnis des Abgases) hoch ist (an der mageren Seite ist), und zum Freigeben von NOx während eines Zustandes, bei dem die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas gering ist. Wenn HC, CO und dergleichen in dem Abgas beim Freigeben von NOx in das Abgas vorhanden sind, beschleunigt der Edelmetallkatalysator die Oxidation von HC und CO, wodurch Oxidations-Reduktions-Reaktionen zwischen dem als Oxidationskomponente dienenden NOx und den als Reduktionskomponenten dienenden HC und CO bewirkt werden. Das heißt HC und CO werden zu CO₂ und H₂O oxidiert und NOx wird zu N₂ reduziert.
Jedoch wird selbst während des Zustands, bei dem die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas hoch ist, der NOx- Katalysator unfähig, NOx zu absorbieren, wenn der NOx-Katalysator eine vorbestimmte Grenzmenge an NOx absorbiert hat. Bei dem Motor 1 wird ein Reduktionsmittel (bei diesem Ausführungsbeispiel ist dies Kraftstoff) in den Abgaskanal stromaufwärts von dem Katalysatorgehäuse 42 geliefert, bevor die in dem im Katalysatorgehäuse 42 untergebrachten NOx-Katalysator gespeicherte Menge an NOx eine Grenzmenge erreicht. In dieser Weise wird das in dem NOx-Katalysator gespeicherte NOx freigegeben und durch die Reduktion entfernt, so dass die NOx-Absorbierfähigkeit des NOx-Katalysator wieder hergestellt wird. Diese Steuerung wird bei vorbestimmten Intervallen wiederholt.
Darüber hinaus entfernt der Partikelfilter, der die Stütze des NOx-Absorptionsmittels und des Edelmetallkatalysators bildet, Partikel wie beispielsweise Ruß und dergleichen und schädliche Komponenten wie beispielweise NOx und dergleichen aus dem Abgas auf der Basis des folgenden Mechanismus.
Der NOx-Katalysator wiederholt die Absorption, das Freigeben und Entfernen von NOx in Übereinstimmung mit der Konzentration an Sauerstoff und der Menge an Reduktionskomponenten, die im Abgas vorhanden sind, auf Grund der Kooperation mit dem NOx-Absorptionsmittel und dem Edelmetall, das in dem NOx-Katalysator vorgesehen ist, wie es vorstehend beschrieben ist. Der NOx-Katalysator hat eine Eigenschaft zum unterstützenden Erzeugen von Aktivsauerstoff bei dem Prozess des Entfernens von NOx, wie dies vorstehend beschrieben ist. Wenn das Abgas durch den Partikelfilter tritt, werden in dem Abgas vorhandene Partikel wie beispielsweise Ruß und dergleichen durch den Stützaufbau (das poröse Material) eingefangen. Es sollte hierbei beachtet werden, dass aktiver Sauerstoff, der durch den NOx-Katalysator erzeugt worden ist, ein sehr hohes Reaktionsvermögen (Aktivität) als ein Oxidiermittel hat. Daher reagieren von den eingefangenen Partikeln die Partikel, die an den oder in der Nähe der Oberflächen des NOx-Katalysators abgelagert sind, schnell mit dem aktiven Sauerstoff (ohne Leuchtflammen zu erzeugen), und werden somit entfernt.
Die ECU 90 führt eine Kraftstoffeinspritzsteuerung auf der Grundlage des Betriebszustandes des Motors 1 aus, der von dem Erfassungssignalen von den verschiedenen Sensoren bestimmt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel bezieht sich die Kraftstoffeinspritzsteuerung auf eine Reihe an Prozessen zum Einstellen von Parametern wie beispielsweise die Kraftstoffeinspritzmenge Q, die Einspritzzeit, das Einspritzmuster und dergleichen und zum Ausführen von Öffnungs-Schließ-Vorgängen der einzelnen Kraftstoffeinspritzventile 13 auf der Grundlage der eingestellten Parameter in Bezug auf das Ausführen der Kraftstoffeinspritzung in die Verbrennungskammern 20 über die Kraftstoffeinspritzventile 13.
Die ECU 90 führt wiederholt die vorstehend beschriebenen Reihen an Prozessen zu jedem vorbestimmten Zeitpunkt während des Betriebs des Motors 1 aus. Die Kraftstoffeinspritzmenge Q und die Einspritzzeit werden grundsätzlich unter Bezugnahme auf eine voreingestellte Tabelle, die nicht gezeigt ist, auf der Grundlage des Niederdrückbetrags ACC des Gaspedals, der Motordrehzahl NE (ein Parameter, der aus dem Impulssignal von dem Kurbelwinkelssensor berechnet werden) bestimmt.
Unter Bezugnahme auf das Einstellen eines Kraftstoffeinspritzmusters führt die ECU 90 eine Hauptkraftstoffeinspritzung in jeden Zylinder in der Nähe des Kompressions-OT (oberer Totpunkt bei der Kompression) aus, wodurch eine Motorabgabeleistung vorgesehen wird. Darüber hinaus führt die ECU 90 eine Kraftstoffeinspritzung vor einer Hauptkraftstoffeinspritzung (die nachstehend als ”Piloteinspritzung” bezeichnet ist) und eine Kraftstoffeinspritzung, die einer Haupteinspritzung folgt (die nachstehend als eine ”Nacheinspritzung” bezeichnet ist), als eine Nebeneinspritzung bei einer geeignet gewählten Zeitabstimmung und in Bezug auf geeignet gewählte Zylinder aus.
Nachstehend ist die Piloteinspritzung beschrieben.
Im Allgemeinen erreicht bei diesen Motoren die Verbrennungstemperatur eine Temperatur, die eine Selbstzündung des Kraftstoffes während einer späteren Zeit des Kompressionshubes herbeiführt. Wenn die für die Verbrennung zu liefernde Menge an Kraftstoff in einer Verbrennungskammer mit einem Mal eingespritzt wird – insbesondere dann, wenn der Zustand des Motorbetriebs bei einem mittleren bis hohen Lastbereich ist – verbrennt der Kraftstoff explosionsartig mit Geräuschen. Wenn jedoch eine Piloteinspritzung ausgeführt wird, dient der vor der Haupteinspritzung gelieferte Kraftstoff als eine Wärmequelle (Pilotflamme). Die Wärmequelle dehnt sich allmählich in der Verbrennungskammer aus und erreicht eine Verbrennung. Daher ist der Verbrennungszustand des Kraftstoffes in der Verbrennungskammer relativ langsam. Darüber hinaus verringert die Piloteinspritzung die Zündverzögerungszeit. Daher wird das bei dem Motorbetrieb mit sich gebrachte Geräusch verringert und die in dem Abgas vorhandene Menge an NOx wird außerdem verringert.
Nachstehend ist das Nacheinspritzen beschrieben.
Der in eine Verbrennungskammer 20 durch eine Nacheinspritzung gelieferte Kraftstoff wird zu leichtem HC in dem Verbrennungsgas reformiert und wird in das Abgassystem 14 abgegeben. Das heißt auf Grund der Nacheinspritzung wird leichtes HC, das als ein Reduktionsmittel dient, in das Abgassystem 40 zugefügt, wodurch die Konzentration an Reduktionskomponenten in dem Abgas zunimmt. Die in das Abgassystem 40 hinzugefügten Reduktionskomponenten reagieren an dem NOx-Katalysator in dem Katalysatorgehäuse 42 mit dem NOx, das in dem NOx- Katalysator freigegeben wird, und anderen in dem Abgas vorhanden Oxidierungskomponenten. Die somit erzeugte Reaktionswärme erhöht die Temperatur des NOx-Katalysators.
Nachstehend ist die EGR-Steuerung allgemein beschrieben.
Die ECU 90 führt eine EGR-Steuerung auf der Grundlage des Motors 1 aus, der von den Erfassungssignalen von den verschiedenen Sensoren bestimmt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel bezieht sich die EGR-Steuerung auf einen Prozess zum Betreiben des elektronisch gesteuerten Öffnungs-Schließ-Ventils (EGR-Ventil) 61 derart, dass die Strömungsmenge des Gases durch den EGR-Kanal das heißt die Strömungsmenge des Abgases eingestellt wird, das von dem Abgassystem 40 zu dem Einlasssystem 30 zurückkehrt.
Der Öffnungsbetrag des EGR-Ventils 61, der als ein Zielwert (nachstehend ist dieser als ein ”Zielbetrag der Ventilöffnung” beschrieben) dient, wird grundsätzlich unter Bezugnahme auf eine voreingestellte Tabelle (die nicht gezeigt ist) auf der Grundlage der Betriebszustände des Motors 1 wie beispielsweise die Motorlast, die Motordrehzahl und dergleichen bestimmt. Das Abgassystem 40 bringt den Zielbetrag der Ventilöffnung bei jeder vorbestimmten Zeit während des Betriebs des Motors auf den neuesten Stand und gibt anschließend ein Befehlssignal zu der Antriebsschaltung des EGR-Ventils 61 derart aus, dass der tatsächliche Betrag der Ventilöffnung des EGR-Ventils 61 dem auf den neuesten Stand gebrachten Zielbetrag der Ventilöffnung gleich wird.
Nachstehend ist die Niedrigtemperaturverbrennung auf der Grundlage der EGR-Steuerung beschrieben.
Wenn ein Teil des Abgases zu dem Einlasssystem 30 auf Grund des vorstehend beschriebenen Prozesses rezirkuliert, nimmt die Menge an Inertgaskomponenten, die in der für die Verbrennung gelieferten Luft-Kraftstoff-Gemisch vorhanden sind, in Übereinstimmung mit der Rezirkulationsmenge zu. Als ein Ergebnis wird unter einer vorbestimmten Bedingung die in dem Abgas vorhandene Menge an NOx verringert und im Wesentlichen wird kein Rauch erzeugt.
Auf Grund der Ausführung der Niedrigtemperaturverbrennung nimmt die Menge an unverbranntem HC (Reduktionskomponente) in dem Abgas zu. Als ein Ergebnis wird leichtes HC, das als ein Reduktionsmittel dient, in das Abgassystem 40 hinzugefügt, wodurch die Konzentration an Reaktionsmitteln in dem Abgas zunimmt.
Nachstehend ist die Kraftstoffverteilungssteuerung beschrieben.
Die direkte Verteilung des Kraftstoffs (Reduktionsmittel) in das Abgassystem 40 über das Reduktionsmittelverteilungsventil 17 erhöht außerdem die Reduktionsmittelkonzentration in dem Abgas wie in dem Fall der Nacheinspritzung, so dass die Temperatur des NOx-Katalysators ansteigt. Der durch das Reduktionsmittelverteilungsventil 17 hinzugefügte Kraftstoff kann einen hochmolekularen Zustand beibehalten und in dem Abgas ungleichmäßig im Vergleich zu dem durch das Nacheinspritzen gelieferten Kraftstoff verteilt werden. Darüber hinaus erfreut sich das Hinzufügen von Kraftstoff durch das Reduktionsmittelverteilungsventil 17 an einem höheren Freiheitsgrad bei der Kraftstoffmenge, die in einem Mal hinzugefügt werden kann, und der Hinzuführzeit als bei dem Hinzufügen des Kraftstoffes durch das Nacheinführen.
Nachstehend ist die S-Vergiftungs-Wiederherstellsteuerung insgesamt beschrieben.
Die Piloteinspritzung, die Nacheinspritzung, die Niedrigtemperaturverbrennung und die Kraftstoffverteilungssteuerung bewirken eine Zunahme der Menge an Reduktionskomponenten in dem Abgas. Daher kann durch ein wiederholtes Ausführen von geeigneten Steuerungen bei vorbestimmten Intervallen der in dem NOx-Katalysator gespeicherte NOx freigegeben werden und reduziert werden, so dass die NOx-Absorptionsfähigkeit des NOx-Katalysators wieder hergestellt wird.
Darüber hinaus führt die ECU 90 eine Steuerung zum Liefern einer hohen Menge an Reduktionskomponenten zu dem NOx-Katalysator auf, nachdem der NOx-Katalysator auf eine oder über eine vorbestimmte Temperatur (beispielsweise ungefähr 600°C) erwärmt worden ist, um SOx und dergleichen zu entfernen, die sich allmählich in dem NOx-Katalysator bei dem andauernden Betrieb des Motors 1 ablagern (Nachstehend ist dies als eine ”S-Vergiftungs-Wiederherstellsteuerung” beschrieben).
Das Ausführen der S-Vergiftungs-Wiederherstellsteuerung ermöglicht ein Liefern einer großen Menge an Reduktionsmitteln zu dem NOx-Katalysator, um die Ablagerung an SOx in dem Katalysator bei einer Hochtemperaturbedingung zu zersetzen und zu entfernen. Als ein Teil der S-Vergiftungssteuerung führt die ECU 90 entweder die Piloteinspritzung, die Nacheinspritzung, die Niedrigtemperaturverbrennung oder die Kraftstoffverteilungssteuerung aus, um den NOx-Katalysator auf eine vorbestimmte Temperatur zu erwärmen. Danach führt die ECU 90 eine Steuerung aus, beispielsweise um eine Menge an Kraftstoff (Reduktionskomponente), die größer als die Menge an Kraftstoff ist, die zum Freigeben und für die Reduktion des in dem NOx-Katalysator gespeicherten NOx erforderlich ist, zu dem Abgassystem 40 stromaufwärtig von dem NOx-Katalysator über das Reduktionsmittelverteilungsventil 17 zu liefern (nachstehend ist dies als eine ”Reduktionskomponentenliefersteuerung” beschrieben.
Gemäß der S-Vergiftungswiederherstellsteuerung wird eine große Menge an Reduktionskomponenten zu dem Abgassystem stromaufwärtig von dem NOx-Katalysator geliefert, nachdem beispielsweise eine Bedingung erfüllt ist, bei der die Temperatur des NOx-Katalysators bei oder über 600°C gehalten wird, wie dies vorstehend beschrieben ist. Doch haben die in einer großen Menge in das Abgassystem gelieferten Reduktionskomponenten eine Eigenschaft dahingehend, dass die Reduktionskomponenten eine Funktion zum Zersetzen von Ablagerungen an SOx und dergleichen in dem NOx-Katalysator bei einer Hochtemperaturbedingung ausführen und die Temperatur des NOx-Katalysators weiter erhöhen. Wenn daher eine große Menge an Reduktionskomponenten in das Abgassystem stromaufwärtig von NOx-Katalysator bei einer normalen Motorbetriebsbedingung geliefert wird, ergibt sich die Frage des Überhitzens des NOx-Katalysators.
Folglich wird bei dem Motor 1 das Überhitzen des NOx-Katalysators verhindert, während in dem NOx-Katalysator abgelagertes SOx wirkungsvoll freigeben wird, indem die Lieferung des Kraftstoffs und das Anhalten von dieser über das Reduktionsmittelverteilungsventil 17 wiederholt wird, nachdem die Reduktionskomponentenliefersteuerung gestartet worden ist.
Die 2A bis 2D zeigen beispielartige Zeitablaufdiagramm auf der Grundlage einer gemeinsamen Zeitachse, wobei die Übergänge des Ventilöffnungsbefehlssignals an das Reduktionsmittelverteilungsventil 17 (siehe 2A), die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas stromaufwärtig von dem NOx-Katalysator (siehe 2B), die von dem NOx-Katalysator freigegebene Menge an SOx (siehe 2C) und die Temperatur des NOx-Katalysators (siehe 2D), die nach dem Erfüllen der Bedingung beobachtet wird, bei der die ”Temperatur des NOx-Katalysators bei oder über 600°C gehalten wird”, während des Ausführens der S-Vergiftungswiederherstellung gemäß dem Ausführungsbeispiel gezeigt sind. Der Referenzwert CO der Sauerstoffkonzentration in 2B entspricht der Konzentration an Sauerstoff in dem Abgas, die als ein Ergebnis der Verbrennung eines Gasgemisches mit stöchiometrischem Luft-Kraftstoff-Verhältnis erzeugt wird. Eine Zunahme der Sauerstoffkonzentration in dem Abgas bedeutet eine Abnahme der Konzentration an Reduktionskomponenten in dem Abgas und eine Abnahme der Sauerstoffkonzentration in dem Abgas bedeutet eine Zunahme der Konzentration der Reduktionskomponenten in dem Abgas (siehe 2B). In 2D entspricht die Temperatur T1 einer Temperatur eines unteren Grenzwertes (bei diesem Ausführungsbeispiel 600°C), bei der ein effizientes Freigeben von SOx von dem NOx-Katalysator ermöglicht ist, und die Temperatur T2 entspricht der Temperatur eines oberen Grenzwertes, bei der die Gefahr nicht auftritt, dass die Funktion des NOx-Katalysators durch das Überhitzen verschlechtert wird.
Wenn eine Aufforderung zum Freigeben des in dem NOx-Katalysators abgelagerten SOx vorhanden ist und die Bedingung, dass die Temperatur des NOx-Katalysators bei oder über 600°C gehalten ist, erfüllt ist, gibt die ECU 90 ein Befehlssignal zum Öffnen des Reduktionsmittelverteilventils 17 aus (nachstehend ist dies als ”Ventilöffnungsbefehlssignal” bezeichnet), um so das Verteilen von Kraftstoff in das Abgassystem 40 über das Reduktionsmittelverteilventil 17 (zum Zeitpunkt T1) zu starten, wie dies in 3A gezeigt ist.
Für das Ausführen des Verteilens des Kraftstoffs gibt die ECU 90 in unterbrochener Weise das Ventilöffnungsbefehlssignal über eine vorbestimmte Zeitspanne (nachstehend ist diese als ”Lieferzeitspanne” bezeichnet) Δt1 aus, um so in unterbrochener Weise zerstäubten Kraftstoff über das Reduktionsmittelverteilventil 17 einzuspritzen. Danach hält die ECU 19 das Ausgeben des Ventilöffnungsbefehlssignals an (siehe Zeitpunkt t2), um so das Überhitzen des NOx- Katalysators zu vermindern. Nach einer vorbestimmten Zeitspanne (nachstehend ist diese als ”Anhaltezeitspanne” bezeichnet) Δt2 startet die ECU 90 erneut das Einspritzen von Kraftstoff. Grundsätzlich wird, wenn die S-Vergiftungs-Wiederherstellsteuerung (die Reduktionskomponentenliefersteuerung) gestartet wird, das Liefern und Anhalten des Kraftstoffs wiederholt in der vorstehend beschriebenen Weise ausgeführt, bis der SOx und dergleichen, die sich in dem NOx-Katalysator abgelagert haben, freigegeben sind und die Funktion des Katalysators in ausreichender Weise wiederhergestellt worden ist.
Bei Beginn der Lieferung des Kraftstoffs über das Reduktionsmittelverteilventil 17 (zum Zeitpunkt t1) nimmt die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas ab und wird dann niedriger als der Referenzwert CO (siehe 2B). Im Wesentlichen gleichzeitig mit dem Öffnungsvorgang des Reduktionsmittelverteilventils 17 und einer entsprechenden Abnahme der Sauerstoffkonzentration nimmt die von dem NOx-Katalysator freigegebene Menge an SOx zu. Bei Anhalten der Lieferung des Kraftstoffs über das Reduktionsmittelverteilventil 17 (zum Zeitpunkt t2) nimmt die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas zu und wird dann größer als der Referenzwert CO (siehe 2B). Die von dem NOx-Katalysator freigegebene Menge an SOx nimmt (siehe 2C) im Wesentlichen gleichzeitig mit dem Schließvorgang des Reduktionsmittelverteilventils 17 und einer entsprechenden Zunahme der Sauerstoffkonzentration gleichzeitig ab. Somit ändert sich die Konzentration an Sauerstoff in dem Abgas und die von dem NOx-Katalysator freigegebene Menge an SOx im Wesentlichen gleichzeitig mit dem Öffnungs-Schließ-Vorgang des Reduktionsmittelverteilventils 17.
Die Temperatur des NOx-Katalysators nimmt auf Grund des Starts der Lieferung an Kraftstoff über das Reduktionsmittelverteilventil 17 zu und fällt auf Grund des Anhaltens der Lieferung des Kraftstoffs über das Reduktionsmittelverteilventil 17 ab. Jedoch sind das Ansprechverhalten und die Folgeeigenschaft des Änderns der Temperatur des NOx-Katalysators erheblich geringer als jene der Änderung der Sauerstoffkonzentration in dem Abgas oder der Änderung der Menge SOx, die von dem NOx-Katalysator freigegeben wird. Das Ansprechverhalten und die Folgeeigenschaften der Temperatur des NOx-Katalysators in Bezug auf den Öffungs-Schließvorgang des Reduktionsmittelverteilventils 17 wird durch Parameter wie beispielsweise die physikalischen und chemischen Eigenschaften (beispielsweise Wärmekapazität) des NOx-Katalysators, den Eigenschaften (beispielsweise Temperatur, Strömungsmenge und dergleichen) des Abgases, das in den Katalysator strömt, und dergleichen bestimmt.
Daher werden bei der S-Vergiftungs-Wiederherstellsteuerung von diesem Ausführungsbeispiel eine optimale Lieferzeitspanne Δt1 und eine optimale Anhaltezeitspanne Δt2, die in das Ansprechverhalten und in die Folgeeigenschaften der Temperatur des NOx-Katalysators in Bezug auf den Öffnungs-Schließ-Vorgang des Reduktionsmittelverteilventils 17 zerlegt sind (Faktoren bilden), auf der Grundlage der physikalischen oder chemischen Eigenschaften des NOx-Katalysators oder den Eigenschaften des Abgases, die zum Zeitpunkt des Ausführens der vorstehend erwähnten Steuerung auftreten, eingestellt. Durch diesen Steueraufbau wird es möglich, den in dem NOx-Katalysator abgelagerten SOx effizient freizugeben und die Temperaturzunahme des Katalysators innerhalb eines geeigneten Bereiches R zu halten (siehe 2D).
Nachstehend ist eine spezifische Ausführprozedur der S-Vergiftungswiederherstellsteuerung beschrieben.
Der spezifische Vorgangsinhalt der S-Vergiftungs-Wiederherstellsteuerung (SOx-Vergiftuns-Wiederherstellsteuerung) gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist nachstehend beschrieben. Die S-Vergiftungs-Wiederherstellsteuerung mit einer Steuerung zum Erwerben des NOx-Katalysators auf eine vorbestimmte Temperatur (nachstehend ist diese als ”Erhöhungssteuerung” bezeichnet) und eine Steuerung zum Liefern einer großen Menge an Reduktionskomponenten zu dem NOx-Katalysator unter einer Bedingung, bei der die Temperatur des NOx-Katalysators oberhalb einer vorbestimmten Temperatur auf Grund der Temperaturerhöhungssteuerung ist (nachstehend ist diese als ”Reduktionskomponenten-Liefersteuerung” bezeichnet). Das heißt die ECU 90 führt die Temperaturerhöhungssteuerung und die Reduktionskomponenten-Liefersteuerung als Teile der S-Vergiftungs-Wiederherstellsteuerung aus.
3 zeigt ein Flussdiagramm einer Ausführprozedur (Routine) der Temperaturerhöhungssteuerung. Diese Routine wird durch die ECU 90 zu jedem vorbestimmten Zeitpunkt während des Betriebs des Motors 1 ausgeführt.
Wenn ein Ausführen der Routine beginnt, bestimmt die ECU 90 bei Schritt S101, ob eine Aufforderung zum Ausführen der SOx-Vergiftungswiederherstellsteuerung vorhanden ist, das heißt ob die S-Vergiftung des NOx-Katalysators sich entwickelt hat. Beispielsweise wenn eine vorbestimmte Zeitspanne nach dem vorherigen Ausführen der S-Vergiftungs-Wiederherstellsteuerung abgelaufen ist oder wenn erkannt wird, dass die NOx-Entfernungsfunktion des NOx-Katalysators sich auf der Grundlage der Historie des Erfassungssignal von dem NOx-Sensor 75 verschlechtert hat, bestimmt die ECU 90, dass eine Aufforderung zum Erwärmen des NOx-Katalysators vor dem Liefern einer großen Menge an Reduktionskomponenten zu dem NOx-Katalysator ergeht.
Wenn die Bestimmung bei Schritt S101 negativ ausfällt, verläßt die ECU 90 vorübergehend die Routine. Wenn andererseits die Bestimmung bei Schritt S101 positiv ausfällt, geht die ECU 90 zu Schritt S102 weiter, bei dem die ECU 90 die Temperatur des NOx-Katalysators auf eine oder über eine vorbestimmte Temperatur (beispielsweise 600°C) erhöht und den Temperaturzustand des Katalysators beibehält. Das heißt die ECU 90 erhöht die Temperatur des NOx-Katalysators auf oder über 600°C (oder hält die Katalysatortemperatur bei einer derartigen Höhe) durch ein Ausführen von entweder der Piloteinspritzung, der Nacheinspritzung, der Niedrigtemperaturverbrennung oder der Kraftstoffverteilungssteuerung. Nach dem Schritt S102 verläßt die ECU 90 vorübergehend die Routine.
4 zeigt ein Flussdiagramm einer Ausführprozedur (Routine) der Reuduktionskomponenten-Liefersteuerung, die in Verbindung mit der Temperaturerhöhungssteuerung ausgeführt wird, als ein Teil der S-Vergiftungs-Wiederherstellsteuerung. Diese Routine wird auch durch die ECU 90 bei jedem vorbestimmten Zeitpunkt während des Betriebs des Motors ausgeführt.
Beim Eintreten in die Routine bestimmt die ECU 90 bei Schritt S201, ob eine Aufforderung zum Ausführen der S-Vergiftungs-Wiederherstellsteuerung vorhanden ist. Wenn die Bestimmung positiv ausfällt, geht die ECU 90 zu Schritt S102 weiter. Wenn andererseits die Bestimmung negativ ausfällt, verläßt die ECU 90 vorübergehend die Routine. Die bestätigte Bestimmung bei Schritt S201 bedeutet, dass die Temperatur des NOx-Katalysators zunimmt oder bei oder oberhalb von 600°C auf Grund der Temperaturerhöhungssteuerung gehalten wird.
Wenn bei Schritt S201 eine bestätigende Bestimmung erfolgt, bestimmt die ECU 90 bei dem Schritt S202, ob die Temperatur des NOx-Katalysators gleich wie oder größer als 600°C geworden ist. Die Temperatur des NOx-Katalysators kann beispielsweise auf der Grundlage der Historie der Abgastemperatur TEX abgeschätzt werden. Wenn die Bestimmung bei Schritt S202 positiv oder bestätigend ausfällt, geht die ECU 90 zu Schritt S203 weiter. Wenn die Bestimmung bei Schritt S202 negativ ausfällt, verläßt die ECU 90 vorübergehend die Routine.
Bei dem Schritt S203 erkennt die ECU 90 die gegenwärtige Abgastemperatur TEX.
Bei dem Schritt S204 stellt die ECU 90 eine Lieferzeitspanne Δt1 (siehe 2A) auf der Grundlage der Abgastemperatur TEX und der Temperatur NOx-Katalysators (abgeschätzter Wert) unter Bezugnahme auf eine (nicht gezeigte) Tabelle ein. Dann führt die ECU 90 die Lieferung von Kraftstoff zu dem Abgassystem 40 über das Reduktionsmittelverteilventil 17 über die gegenwärtig eingestellte Lieferzeitspanne Δt1 aus (siehe Schritt S305).
Bei Schritt S206 überprüft die ECU 90, ob das Freigeben des in dem NOx-Katalysator abgelagerten SOx vollendet ist. Wenn bestimmt wird, dass das Freigeben des SOx nicht vollendet ist, stellt die ECU 90 eine vorbestimmte Anhaltezeitspanne Δt2 bei Schritt S07 ein. Nach dem Ablauf der vorbestimmten Zeitspanne Δt2 (siehe Schritt S208) stellt die ECU 90 eine neue Lieferzeitspanne Δt1 bei der nächsten Routine ein und führt das Liefern des Kraftstoffs erneut aus.
Wenn andererseits bei dem Schritt S206 bestimmt wird, dass das Freigeben von SOx vollendet ist, erkennt die ECU 90, dass die gegenwärtige S-Vergiftungs-Wiederherstellsteuerung vollendet ist (diese Erkennung wird bei der Bestimmung von Schritt S201 bei der nächsten Routine wiedergegeben), und verläßt dann vorübergehend die Routine.
Da dieser Steueraufbau bei dem Motor 1 zum Ausführen der S-Vergiftungs-Wiederherstellsteuerung angewendet wird, wird der in dem NOx-Katalysator während des Betriebs des Motors 1 sich allmählich abgelagerte SOx in wirkungsvoller Weise zersetzt und entfernt, um so die Emissionssteuerfunktion des NOx-Katalysator wiederherzustellen, indem kontinuierlich Reduktionskomponenten zu dem in den NOx-Katalysator strömenden Abgas unter einer Bedingung geliefert werden, bei der die Temperatur des NOx- Katalysators oberhalb eines vorbestimmten Wertes (beispielsweise 600°C) ist.
Die kontinuierliche Lieferung von Reduktionskomponenten führt wahrscheinlich ein Überhitzen des NOx-Katalysators herbei. Obwohl das Verhalten der Temperatur des NOx-Katalysators grundsätzlich durch die Wärmebilanz des NOx-Katalysators und den physikalisch oder chemischen Eigenschaften des NOx-Katalysators bestimmt wird, ergibt sich eine Ansprechverzögerung, bevor der Reduzierkomponenten-Liefervorgang durch die Reduzierkomponenten-Liefereinrichtung die Temperatur des NOx-Katalysators beeinflusst. Selbst wenn daher der Betrieb der Reduktionskomponenten-Liefereinrichtung bei einer vorbestimmten Zeit auf der Grundlage der bei dem vorbestimmten Zeitpunkt erfassten Temperatur des NOx-Katalysators gesteuert wird, wird nach dem Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne der Betrieb der Reduktionskomponente-Liefereinrichtung bei der Temperatur des NOx-Katalysators wiedergegeben. Das heißt es ist sehr schwierig, die Temperatur des NOx-Katalysators innerhalb eines erwünschten Bereiches durch das vorstehend beschriebene Steuerverfahren zu halten.
In dieser Hinsicht ist der Steueraufbau gemäß diesem Ausführungsbeispiel dazu in der Lage, das in dem NOx-Katalysator abgelagerte SOx und dergleichen effizient zu entfernen und ein Überhitzen des NOx-Katalysators zu verhindern durch ein Wiedergeben einer Ansprechverzögerung in der vorstehend erwähnten Weise bei der Temperatursteuerung des NOx-Katalysators.
Daher wird der Funktionsverlust des NOx-Katalysators auf Grund des Überhitzens verhindert, so dass die Funktion des NOx-Katalysators eine lange Zeitspanne lang andauert.
Bei diesem Ausführungsbeispiel greift die Reduktionskomponenten-Liefersteuerung ein Verfahren zum Verteilen von Kraftstoff in das Abgassystem 40 über das Reduktionsmittelverteilventil 17 als ein Verfahren zum kontinuierlichen Liefern von Reduktionskomponenten in das Abgas auf, das in den NOx-Katalysator strömt. Jedoch ist dieses Verfahren nicht einschränkend. Beispielsweise kann die Lieferung von Reduktionskomponenten in das in den NOx-Katalysator strömende Abgas durch ein Ausführen der Nacheinspritzung oder dergleichen verwirklicht werden.
Nachstehend sind andere Ausführungsbeispiele beschrieben.
Gemäß dem vorstehend dargelegten Ausführungsbeispiel wird für das Ausführen der Reduktionskomponenten-Liefersteuerung die Lieferzeitspanne Δt1 in Verbindung mit dem Zeitpunkt zum Starten des Lieferns von Kraftstoff über das Reduktionsmittelverteilventil 17 (beispielsweise der Zeitpunkt t1 in 2) eingestellt, und die Anhaltezeitspanne Δt2 wird in Verbindung mit dem Zeitpunkt des Motors von der Lieferung des Kraftstoffs eingestellt (beispielsweise zum Zeitpunkt t2 in 2). Neben dem Anwenden des vorstehend beschriebenen Steueraufbaus ist es möglich, eine Steuerlogik hinzuzufügen zum geeigneten Erhöhen oder Verringern der anfänglich eingestellten Lieferzeitspanne Δt1 unter Bezugnahme auf Parameter, die sich auf den Betriebszustand des Motors 1 beziehen, während des Ausführens der Lieferung von Kraftstoff (während der Lieferzeitspanne Δt1), oder eine Steuerlogik hinzuzufügen zum geeigneten Erhöhen oder Verringern der anfänglich eingestellten Anhaltezeitspanne Δt2 unter Bezugnahme auf Parameter, die sich auf den Betriebszustand des Motors 1 beziehen, während eines Anhaltens des Lieferns von Kraftstoffs (während der Anhaltezeitspanne Δt2). Das heißt als eine Korrektureinrichtung für die Menge an Reduktionsmittel wird die in der vorstehend erwähnten Weise gelieferte Menge an Reduktionsmittel durch das Einstellen der Lieferzeitspanne Δt1 korrigiert, während der das Reduktionsmittel geliefert wird. In diesem Fall ist es möglich, beispielsweise einen Aufbau aufzugreifen, bei dem eine Zeitkonstante der Temperatur des NOx-Katalysators (Steuerobjekt in Bezug auf die Lieferung (Eingabe) von Reduktionsmittel zuvor gespeichert worden ist oder in geeigneter Weise berechnet oder erlernt wird, und die vorstehend erwähnte Zeit wird auf der Grundlage der Zeitkonstante eingestellt (korrigiert).
Beispielsweise zeigt 5 eine beispielartige Steuerroutine, die angewendet werden kann, um die Lieferzeitspanne Δt1 während des Ausführens der Lieferung an Kraftstoff (während der Lieferzeitspanne Δt1) zu erhöhen oder zu verringern oder die anfänglich eingestellte Zeitspanne θt1 beziehungsweise Δt2 während eines Anhalten der Lieferung von Kraftstoff (während der Anhaltezeitspanne Δt2) zu erhöhen oder zu verringern, um die Reduktionskomponenten-Liefersteuerung auszuführen.
Diese Routine wird durch die ECU 90 bei jedem vorbestimmten Zeitpunkt während des Betrieb des Motors an Stelle der vorstehend beschriebenen Ausführprozedur der Reduktionskomponente-Liefersteuerung (siehe 4) ausgeführt.
Beim Eintreten in die Routine bestimmt die ECU 90 bei dem Schritt S301, ob eine Aufforderung zum Ausführen der SOx-Vergiftungs-Wiederherstellsteuerung vorliegt. Wenn die Bestimmung bestätigend ist, geht die ECU 90 zu Schritt S302 weiter. Wenn die Bestimmung negativ ausfällt, verläßt die ECU 90 vorübergehend die Routine. Die bestätigende Bestimmung bei Schritt S301 bedeutet, dass die Temperatur des NOx-Katalysators auf Grund der Temperaturerhöhungssteuerung zugenommen hat oder bei oder oberhalb von 600°C gehalten wird.
Wenn die Bestimmung bei Schritt S301 bestätigend ausfällt, bestimmt die ECU 90 bei dem Schritt S302, ob die Temperatur des NOx-Katalysators gleich wie oder höher als 600°C geworden ist. Die Temperatur des NOx-Katalysators kann beispielsweise auf der Grundlage der Abgastemperatur TEX abgeschätzt werden. Wenn die Bestimmung bei Schritt S302 bestätigend ausfällt, geht die ECU 90 zu Schritt S303 weiter. Wenn die Bestimmung negativ ausfällt, verläßt die ECU 90 vorübergehend die Routine.
Bei Schritt S303 führt die ECU 90 eine Erkennung in Bezug auf den gegenwärtigen Steuerprozess aus (eine Erkennung dahingehend, ob die Steuerung während der Lieferzeitspanne Δt1 oder der Anhaltezeitspanne Δt2 ist, und eine Erkennung in Bezug auf die abgelaufene Zeit, die dem Eintreten in die Lieferzeitspanne Δt1 oder die Anhaltezeitspanne Δt2 folgt). Beispielsweise vollführt die ECU 90 eine Erkennung dahingehend, dass die Steuerung innerhalb der Lieferzeitspanne Δt1 ist und drei Sekunden seit dem Eintreten in die Lieferzeitspanne Δt1 verstrichen sind, oder eine Erkennung dahingehend, dass die Steuerung innerhalb der Anhaltezeitspanne Δt2 ist und 5 Sekunden seit dem Eintreten in die Anhaltezeitspanne Δt2 verstrichen sind.
Anschließend erlangt bei Schritt S304 die ECU 90 die Informationen, die benötigt werden, um die Lieferzeitspanne Δt1 oder die Anhaltezeitspanne Δt2 auf den neuesten Stand zu bringen. Änderungen der Abgastemperatur TEX oder der Temperatur des NOx-Katalysators entsprechen den vorstehend erwähnten Informationen, die benötigt werden, um die Zeitspanne Δt1 und Δt2 auf den neuesten Stand zu bringen.
Bei dem Schritt S305 stellt die ECU 90 die Lieferzeitspanne Δt1 oder die Anhaltezeitspanne Δt2 auf der Grundlage der bei Schritt S304 erlangten Informationen ein oder bringt diese auf den neuesten Stand.
Schließlich führt die ECU 90 einen geeigneten Prozess (Schritt S306) beispielsweise eines Startens der Lieferung an Kraftstoff über das Reduktionsmittelverteilventil 17 oder eines Forsetzens des Ausführens der Lieferung von Kraftstoff oder des Anhaltens der Lieferung von Kraftstoff oder eines Fortsetzens des Anhaltens der Lieferung des Kraftstoffes oder eines Vollendens der Reduktionskomponenten-Liefersteuerung auf der Grundlage der Lieferzeitspanne Δt1 oder der Anhaltezeitspanne Δt2 aus, die bei Schritt S305 eingestellt worden sind oder auf den neuesten Stand gebracht worden sind. Danach verläßt die ECU 90 vorübergehend die Routine.
Durch das Anwenden des vorstehend beschriebenen Steueraufbaus ist es möglich, die Genauigkeit der Reduktionskomponenten-Liefersteuerung gemäß diesem Ausführungsbeispiel weiter zu verbessern. Das heißt es wird möglich, den Vorteil des Entfernens von SOx und dergleichen, die sich in den NOx-Katalysator abgelagert haben, weiter zu verbessern und das Überhitzen des NOx-Katalysators zu verhindern, indem die Ansprechverzögerung der Temperatur des NOx-Katalysators in Bezug auf den Öffnungs-Schließ-Vorgang des Reduktionsmittelverteilventils 17 bei der Temperatursteuerung NOx-Katalysators wiedergespiegelt wird.
Nachstehend sind die Vorteile der Erfindung beschrieben.
Wie dies aus der vorstehend dargelegten Beschreibung hervorgeht, stellt die Erfindung die Wärmebilanz des NOx-Katalysators der Speicher-Reduktions-Art, die sich entsprechend mit einer vorbestimmten Ansprechverzögerung ändert, von dem Betrieb zum Liefern eines Reduktionsmittels ein, und erleichtert das Halten der Temperatur des NOx-Katalysators innerhalb eines optimalen Bereiches.
Darüber hinaus wird es möglich, die Ansprechverzögerung der Wärmebilanz (Temperatur) des Katalysators in Bezug auf den Reduktionsmittellieferbetrieb bei der Temperatursteuerung des Katalysators mit einer hohen Genauigkeit wiederzugeben. Daher wird es möglich, das Überhitzen des Katalysators mit einer erhöhten Zuverlässigkeit zu verhindern, während ein Entfernen von in dem Katalysator abgelagerten SOx und dergleichen (SOx-Vergiftungs-Wiederherstellung) in effizienter Weise ausgeführt wird. Daher wird eine stabile Emissionssteuerfunktion des NOx-Katalysators eine lange Zeitspanne lang sichergestellt.
Die ECU 90 für eine Gesamtsteuerung des Betriebszustandes des Motors 1 führt eine Steuerung zum Liefern einer großen Menge an Kraftstoff in das Abgassystem 40 stromaufwärtig von dem NOx-Katalysator über ein Reduktionsmittelverteilventil 17 nach dem Erfüllen einer Bedingung aus, dass die Temperatur des NOx-Katalysators bei oder oberhalb 600°C gehalten wird. Durch diese Steuerung wird das SOx, das in dem NOx-Katalysator sich abgelagert hat, freigegeben und zersetzt. Für diese Steuerung werden eine optimale Kraftstofflieferzeitspanne oder eine optimale Kraftstofflieferungsanhaltezeitspanne, die im Hinblick auf das Ansprechverhalten der Temperatur des NOx-Katalysators in Bezug auf den Öffnungs-Schließ-Vorgang des Reduktionsmittelverteilventils 17 Faktoren darstellen, auf der Grundlage einer Eigenschaft des NOx-Katalysators und einer Eigenschaft des Abgases eingestellt, die zum Zeitpunkt des Ausführens der Steuerung auftritt. Dieser Steueraufbau verhindert in zuverlässiger Weise ein Überhitzen des NOx-Katalysators, der in effizienter Weise das SOx freigibt, das sich in dem NOx-Katalysator abgelagert hat.

Claims

Emissionssteuergerät eines Verbrennungsmotors (1) mit einem NOx-Katalysator der Speicher-Reduktions-Art (42) in einem Abgaskanal (40) des Verbrennungsmotors (1), der zu einem Magerverbrennungsbetrieb in der Lage ist, wobei der NOx-Katalysator der Speicher-Reduktions-Art NOx absorbiert, wenn ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines hereinströmenden Abgases mager ist, und das gespeicherte NOx abgibt und NOx zu N₂ reduziert, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des hereinströmenden Abgases fett ist; einer Reduktionsmittelliefereinrichtung (17) zum Liefern von Reduktionsmittel zu dem NOx-Katalysator (42); einer Vergiftungswiederherstellsteuereinrichtung (S201, S202) zum Bestimmen, ob ein Zeitpunkt zum Ausführen eines SOx-Vergiftungs-Wiederherstellprozesses erreicht worden ist, bei dem SOx aus dem NOx-Katalysator (42) abgegeben wird; und einer Steuereinrichtung (S204) zum Steuern einer Menge an Reduktionsmittel, die durch die Reduktionsmittelliefereinrichtung (17) geliefert wird, um so den NOx-Katalysator (42) zu erwärmen und das in dem NOx-Katalysator (42) abgelagerte SOx abzugeben und den NOx-Katalysator (42) von der SOx-Vergiftung wiederherzustellen, wenn durch die Vergiftungswiederherstellsteuereinrichtung (S201, S202) bestimmt worden ist, dass der Ausführzeitpunkt erreicht ist, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Reduktionsmittelliefereinrichtung (17) die Lieferung von Reduktionsmittel eine vorbestimmte Zeitspanne (Δt₂) lang angehalten wird, so dass ein Überhitzen des NOx- Katalysators der Speicher-Reduktions-Art (42) vermieden wird.
Emissionssteuergerät gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es des Weiteren eine Reduktionsmittelmengenkorrigiereinrichtung aufweist, um die Menge an Reduktionsmittel, die durch die Reduktionsmittelliefereinrichtung (17) geliefert worden ist, auf der Grundlage einer Ansprechverzögerung der Temperatur des NOx-Katalysators der Speicher-Reduktions-Art (42) in Bezug auf das Liefern des Reduktionsmittels zu korrigieren.
Emissionssteuergerät gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an Reduktionsmittel korrigiert wird, indem eine Zeitspanne (Δt1) geändert wird, während der das Reduktionsmittel zu dem NOx-Katalysator der Speicher-Reduktions-Art (42) geliefert wird.
Emissionssteuergerät gemäß Anspruch 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ansprechverzögerung auf eine abgelaufene Zeitspanne nach der Lieferung des Reduktionsmittels bezieht, bis eine Konzentration des Reduktionsmittels in dem Abgas stromaufwärtig von dem NOx-Katalysator der Speicher-Reduktionsart (42) hoch wird auf Grund des Freigebens von SOx aus dem NOx-Katalysator der Speicher-Reduktions-Art (42), die durch das Liefern des Reduktionsmittels bewirkt wird.
Emissionssteuergerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Muster des Lieferns des Reduktionsmittels auf der Grundlage einer Temperatur des NOx-Katalysators der Speicher-Reduktions-Art (42) und einer Temperatur (TEX) des in den NOx-Katalysator der Speicher-Reduktions-Art (42) strömenden Abgases bestimmt wird.
Emissionssteuergerät gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduktionsmittelliefereinrichtung (17) die Temperatur des NOx-Katalysators der Speicher-Reduktions-Art (42) auf oder unterhalb einer Obergrenztemperatur einstellt, die keinen Funktionsverlust des NOx-Katalysators der Speicher-Reduktions-Art (42) herbeiführt, indem das Reduktionsmittel zu dem NOx-Katalysator der Speicher-Reduktions-Art (42) bei einem Intervall zugeführt wird.
Emissionssteuergerät gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduktionsmittelliefereinrichtung (17) sowohl eine Zeitspanne (Δt1), während der das Reduktionsmittel vorübergehend geliefert wird, und eine Zeitspanne (Δt2), während der die Lieferung des Reduktionsmittels vorübergehend angehalten ist, auf der Grundlage einer Temperatur des NOx-Katalysators der Speicher-Reduktions-Art (42) und einer Temperatur (TEX) des in den NOx-Katalysator der Speicher-Reduktion-Art (42) strömenden Abgases auf den neuesten Stand bringt.
Emissionssteuergerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Muster des Lieferns des Reduktionsmittels unter Bezugnahme auf einen Parameter bestimmt wird, der sich auf den Betriebszustand des Verbrennungsmotors (1) bezieht.
Emissionssteuergerät gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter, der sich auf den Betriebszustand bezieht, einen Änderungswert der Temperatur des NOx-Katalysators der Speicher-Reduktions-Art (42) und einen Änderungswert der Temperatur (TEX) des in den NOx- Katalysator der Speicher-Reduktions-Art (42) strömenden Abgases umfasst.
Steuerverfahren für ein Emissionssteuergerät eines Verbrennungsmotors (1), der einen NOx-Katalysator der Speicher-Reduktions-Art (42) hat, der NOx absorbiert, wenn ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines hereinströmenden Abgases mager ist, und das gespeicherte NOx abgibt und NOx zu N₂ reduziert, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des hereinströmenden Abgases fett ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lieferung von Reduktionsmittel zu dem NOx-Katalysator der Speicher-Reduktions-Art (42) eine vorbestimmte Zeitspanne (Δt₂) lang angehalten wird, um so ein Überhitzen des NOx-Katalysators der Speicher-Reduktions-Art (42) zu verhindern.
Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mit den folgenden Schritt aufweist: Korrigieren einer Menge an Reduktionsmittel, die zu dem NOx-Katalysator der Speicher-Reduktions-Art (42) geliefert wird, auf der Grundlage einer Ansprechverzögerung der Temperatur des NOx-Katalysators der Speicher-Reduktions-Art (42) in Bezug auf das Liefern des Reduktionsmittels.
Verfahren gemäß Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an Reduktionsmittel korrigiert wird durch ein Ändern einer Zeitspanne (Δt1), während der das Reduktionsmittel zu dem NOx-Katalysator der Speicher-Reduktions-Art (42) geliefert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansprechverzögerung sich auf eine abgelaufene Zeitspanne nach dem Liefern des Reduktionsmittel bezieht, bis eine Konzentration des Reduktionsmittels in dem Abgas stromaufwärtig von dem NOx-Katalysator der Speicher-Reduktions-Art (42) hoch wird auf Grund des Freigebens von SOx von dem NOx-Katalysator der Speicher-Reduktions-Art (42), die durch das Liefern des Reduktionsmittels bewirkt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Muster des Lieferns des Reduktionsmittels auf der Grundlage einer Temperatur des NOx-Katalysators der Speicher-Reduktions-Art (42) und einer Temperatur (TEX) des in den NOx-Katalysator der Speicher-Reduktions-Art (42) strömenden Abgases bestimmt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des NOx-Katalysators der Speicher-Reduktions-Art (42) eingestellt wird auf eine Obergrenztemperatur oder unterhalb dieser Obergrenztemperatur, die keinen Funktionsverlust des NOx-Katalysators der Speicher-Reduktions-Art (42) herbeiführt, indem das Reduktionsmittel zu dem NOx-Katalysator der Speicher-Reduktions-Art (42) bei einem Intervall geliefert wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren des Weiteren den folgenden Schritt aufweist: Auf-Den-Neuesten-Stand-Bringen einer Zeitspanne (Δt1), während der das Reduktionsmittel vorübergehend geliefert wird, und einer Zeitspanne (Δt2), während der das Liefern des Reduktionsmittels vorübergehend angehalten wird, auf der Grundlage einer Temperatur des NOx-Katalysators der Speicher-Reduktions-Art (42) und einer Temperatur (TEX) eines in den NOx-Katalysator der Speicher-Reduktions-Art (42) strömenden Abgases.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Muster des Lieferns des Reduktionsmittels unter Bezugnahme auf ein Parameter bestimmt wird, der sich auf einen Betriebszustand des Verbrennungsmotors (1) bezieht.
Verfahren gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter, der sich auf den Betriebszustand bezieht, einen Änderungswert der Temperatur des NOx-Katalysators der Speicher-Reduktions-Art (42) und einen Änderungswert der Temperatur (TEX) des in den NOx-Katalysator der Speicher-Reduktions-Art (42) strömenden Abgases umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren des Weiteren die folgenden Schritte aufweist: Bestimmen, ob eine Aufforderung für ein Aufführen der S-Vergiftungs-Wiederherstellsteuerung vorliegt (S201); Bestimmen, ob eine Temperatur des NOx-Katalysators der Speicher-Reduktions-Art (42) gleich wie oder größer als eine vorbestimmte Temperatur geworden ist (S302); Erkennen einer gegenwärtigen Abgastemperatur (TEX) (S203); Einstellen einer Lieferzeitspanne (Δt1) auf der Grundlage der Abgastemperatur (TEX) und einer abgeschätzten Temperatur des NOx-Katalysators der Speicher-Reduktions-Art (42) (S204); Liefern von Reduktionsmitteln zu dem NOx-Katalysator der Speicher-Reduktions-Art (42) über die Lieferzeitspanne (Δt1) (S205); Überprüfen, ob das Freigeben des in dem NOx-Katalysator abgelagerten SOx vollendet ist (S206); Einstellen einer vorbestimmten Anhaltzeitspanne (Δt2) (S207) und Anhalten des Lieferns an Reduktionsmittel für die Anhaltezeitspanne (S208).
Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren des Weiteren folgende Schritte aufweist: Bestimmen, ob eine Aufforderung zum Ausführen der S-Vergiftungswiederherstellsteuerung vorliegt (S301); Bestimmen, ob eine Temperatur des NOx-Katalysators der Speicher-Reduktions-Art (42) gleich wie oder größer als eine vorbestimmte Temperatur geworden ist (S302); Erkennen des gegenwärtigen Steuerprozesses (S303); Erlangen einer Information, die benötigt wird, um entweder eine Lieferzeitspanne (Δt1) für das Liefern eines Reduktionsmittels zu dem NOx-Katalysator der Speicher-Reduktions-Art (42) oder einer Anhaltezeitspanne (Δt2) für ein Anhalten des Lieferns an Reduktionsmittel zu dem NOx-Katalysator der Speicher-Reduktions-Art (42) auf den neuesten Stand zu bringen (S304); Einstellen oder Auf-Den-Neuesten-Stand-Bringen entweder der Lieferzeitspanne (Δt1) oder der Anhaltezeitspanne (Δt2) auf der Grundlage der Information (S305); und Ausführen eines geeigneten Prozesses auf der Grundlage der erlangten Information.