DE10107680B4 - Vorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Vorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine Download PDF

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Abstract

Vorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine mit einem NOx-Speicheragens, das in einem Abgaskanal der Brennkraftmaschine angeordnet ist, wobei das NOx-Speicheragens das NOx im Abgas durch Absorbieren oder Adsorbieren bindet, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases ein mageres Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, und durch Freisetzen und/oder Reduzieren des eingefangenen NOx reinigt, wenn die Sauerstoffkonzentration im Abgas vermindert ist; und einer Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Änderungseinrichtung, die das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases für eine vorgegebene Zeitspanne vorübergehend von einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis in ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder in ein fettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis ändert, und
einer Konzentrationserfassungseinrichtung, die an einer Stelle im Abgaskanal nach dem NOx-Speicheragens eine spezifische Komponente im Abgas erfaßt;
gekennzeichnet durch
– eine Betriebssteuerparameter-Änderungseinrichtung, die die Betriebsparameter der Brennkraftmaschine ändert, um die Menge des von dem NOx-Speicheragens gebundenen NOx zu ändern, und
– eine Speichermengenänderung-Erfassungseinrichtung, welche die Änderung der Menge des an dem NOx-Speicheragens gebundenen NOx erfasst, basierend auf einer Änderung eines erfaßten Ergebnisses...

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Im Stand der Technik ist wohlbekannt, das Luft-/Kraftstoffverhältnis auf einen Überschußwert der Luftkonzentration (im folgenden als mageres Luft-/Kraftstoffverhältnis bezeichnet), das größer als das theoretische Luft-/Kraftstoffverhältnis (im folgenden als stöchiometrisches Luft-/Kraftstoffverhältnis bezeichnet), zu setzen, um zur Verbesserung der Kraftstoffeinsparung einer Brennkraftmaschine eine Magerverbrennung vorzunehmen.
  • Es sind beispielsweise eine Technik, nach der in einem Motor des Typs, bei dem an einer Stelle in der Nähe des Einlaßkanals eines Ansaugstutzens Kraftstoff eingespritzt wird (Ansaugschlitz-Einspritzung), bei einem Luft-/Kraftstoffverhältnis von 20 zu 25 eine magere Verbrennung erreicht wird, und eine Technik, nach der in einem Motor des Typs, bei dem der Kraftstoff direkt in einen Zylinder eingespritzt wird, durch Bildung eines geschichteten Mischgases bei einem Luft-/Kraftstoffverhältnis von 40 zu 50 eine sehr magere Verbrennung erreicht wird, bekannt. Mit diesen Techniken kann die Kraftstoffeinsparung durch magere Verbrennung, d. h. durch Erhöhen der Menge der Ansaugluft zur Verringerung des Pumpverlustes und des Wärmeverlustes, verbessert werden.
  • Im Fall der stöchiometrischen Verbrennung kann das Abgas bei Verwendung eines Dreiwegekatalysators durch gleichzeitiges Oxidieren und Reduzieren von HC, CO und NOx im Abgas gereinigt werden. Jedoch ist es im Fall der mageren Verbrennung schwierig, NOx zu reduzieren, da das Abgas in einem Zustand des Sauerstoffüberschusses ist. Zur Lösung des Problems ist ein Abgasreinigungssystem für Motoren bekannt. Das Abgasreinigungssystem besteht darin, daß ein NOx-Speicheragens, das NOx im Abgas durch Absorption oder Adsorption einfängt, wenn das Luft-/Kraftstoffverhältnis des Abgases mager ist, und NOx freisetzt, um das NOx zu reduzieren oder durch Kontakt zu reduzieren, wenn das Luft-/Kraftstoffverhältnis des Abgases fett ist (Kraftstoffüberschuß), im Abgaskanal angeordnet ist und in einem geeigneten Zyklus das Luft-/Kraftstoffverhältnis des Abgases vorübergehend von einem mageren Luft-/Kraftstoffverhältnis in ein stöchiometrisches Luft-/Kraftstoffverhältnis oder in ein fettes Luft-/Kraftstoffverhältnis geändert wird, um das in dem NOx-Speicheragens eingefangene NOx zu reduzieren, um das NOx-Einfangvermögen (im folgenden als "Reinigung" bezeichnet) wiederzugewinnen.
  • In einem solchen Abgasreinigungssystem wird im Hinblick auf die Kraftstoffersparnis und die Reduktion der Abgaskomponenten wie etwa des HC im Abgas vorzugsweise das Luft-/Kraftstoffverhältnis vorübergehend in ein stöchiometrisches Luft-/Kraftstoffverhältnis oder in ein fettes Luft-/Kraftstoffverhältnis geändert, jedoch lediglich für eine Zeitspanne, die der Menge des eingefangenen NOx angemessen ist.
  • Eine Technik zur Schätzung des Endes der Freisetzung von NOx bei einer vorübergehenden Änderung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses in ein stöchiometrisches Luft-/Kraftstoffverhältnis oder in ein fettes Luft-/Kraftstoffverhältnis wird im japanischen Patent Nr. 2692380 ( WO 94/17291 ) vorgeschlagen. Das Ende der Freisetzung von NOx nach dem vorübergehenden Ändern des Luft-/Kraftstoffverhältnisses von einem mageren Luft-/Kraftstoffverhältnis in ein stöchiometrisches Luft-/Kraftstoffverhältnis oder in ein fettes Luft-/Kraftstoffverhältnis wird zu dem Zeitpunkt geschätzt, zu dem sich das Luft-/Kraftstoffverhältnis, das von einem auf der Auslaßseite eines NOx-Speicheragens angeordneten Luft-/Kraftstoffverhältnissensor erfaßt wird, von einem mageren Zustand in einen fetten Zustand verändert. Dies basiert auf der Tatsache, daß sich das Luft-/Kraftstoffverhältnis, das von dem auf der Auslaßseite eines NOx-Speicheragens angeordneten Luft-/Kraftstoffverhältnissensor erfaßt wird, als annähernd mager erweist, da HC und CO im Abgas selbst dann, wenn das Luft-/Kraftstoffverhältnis auf der Einlaßseite des NOx-Absorptionsmittels zu einem stöchiometrischen Luft-/Kraftstoffverhältnis oder zu einem fetten Luft-/Kraftstoffverhältnis wird, unter Reduktion des NOx verbraucht werden, bis das von dem NOx-Absorptionsmittel absorbierte NOx freigesetzt und reduziert ist und das von dem Luft-/Kraftstoffverhältnissensor erfaßte Luft-/Kraftstoffverhältnis nach dem Ende der Freisetzung und der Reduktion des von dem NOx-Absorptionsmittel absorbierten NOx folglich fett geworden ist.
  • Als gleichartige Technik offenbart die japanische offengelegte Patenanmeldung Nr. 10-128058 ( USP 5.771.685 ) eine Technik, nach der die Leistung eines NOx-Speicheragens überwacht wird, indem für ein Zeitintervall vom Zeitpunkt, zu dem das Luft-/Kraftstoffverhältnis von einem mageren Luft-/Kraftstoffverhältnis in ein stöchiometrisches Luft-/Kraftstoffverhältnis oder in ein fettes Luft-/Kraftstoffverhältnis geändert wird, bis zum Zeitpunkt, zu dem sich das Luft-/Kraftstoffverhältnis, das von dem Luft-/Kraftstoffverhältnissensor, der auf der Auslaßseite eines NOx-Speicheragens angeordnet ist, erfaßt wird, von einem mageren Zustand in einen fetten Zustand verändert, die Menge des eingefangenen NOx geschätzt wird.
  • Ferner offenbart die japanische Offenlegungsschrift Nr. 8-260949 eine Technik, nach der zwischen der Fähigkeit des NOx-Absorptionsmittels zur NOx-Absorption und der Fähigkeit des NOx-Absorptionsmittels zur Sauerstoffspeicherung unterschieden wird, da das Ausgangssignal des Luft-/Kraftstoffverhältnissensors von dem NOx-Absorptionsmittel beeinflußt wird, während die Fähigkeit zur Sauerstoffspeicherung eine Eigenschaft des in der Nähe des Luft-/Kraftstoffverhältnissensors, vor oder hinter diesem, angeordneten Katalysators ist, wenn die Leistung des NOx-Absorptionsmittels anhand des Luft-/Kraftstoffverhältnisses, das von dem hinter dem NOx-Absorptionsmittel angeordneten Luft-/Kraftstoffverhältnissensors erfaßt wird, verfolgt wird. Nach dieser Technik wird die Sauerstoffspeicherkapazität durch ein Ausgangssignal des hinter dem NOx-Absorptionsmittel angeordneten Luft-/Kraftstoffverhältnissensors erfaßt, wenn die Menge des absorbierten NOx annähernd null ist.
  • Jedoch wird die Signalform des Ausgangssignals des hinter dem NOx-Absorptionsmittel angeordneten Luft-/Kraftstoffverhältnissensors durch die Menge der in das NOx-Speicheragens einströmenden Reduktionssubstanzen wie etwa HC, CO usw. selbst dann beeinflußt, wenn die Menge des in dem NOx- Speicheragens eingefangenen NOx konstant ist. Obwohl die herkömmliche Technik ein Verfahren zur Schätzung der Menge der Reduktionssubstanzen aus einem Luft-/Kraftstoffverhältnis offenbart, berücksichtigt sie weder Abweichungen des gesteuerten Luft-/Kraftstoffverhältnisses noch welcher Prozentsatz der in das NOx-Absorptionsmittel einströmenden Reduktionssubstanzen wie etwa HC, Co usw. tatsächlich zur Reduktion des absorbierten NOx verwendet wird. Tatsächlich wird nicht die gesamte Menge der von einem Motor ausgestoßenen Reduktionssubstanzen zur Reduktion des in dem NOx-Speicheragens eingefangenen NOx verwendet, sondern es wird lediglich ein Teil der Reduktionssubstanzen in dem NOx-Speicheragens und in dem an einer Stelle vor dem NOx-Speicheragens angeordneten Katalysator oxidiert. Somit wird das prozentuale Verhältnis der für die Reduktion des in dem NOx-Speicheragens eingefangenen NOx beteiligten Reduktionssubstanzen zur Gesamtmenge der von der Brennkraftmaschine ausgestoßenen Reduktionssubstanzen von den Schwankungen der Betriebsbedingungen und der durch die Verschlechterung bedingten Katalysatorleistung beeinflußt, da der Prozentsatz in Abhängigkeit von der Leistung des NOx-Speicheragens und der Katalysatorleistung (die ebenfalls von der Sauerstoffspeicherkapazität beeinflußt wird) des auf der Einlaßseite des NOx-Speicheragens angeordneten Katalysators differiert.
  • Da ferner die Leistung des NOx-Speicheragens von der Temperatur des Abgases (der Temperatur des NOx-Speicheragens selbst) stark beeinflußt wird, wird die Menge des eingefangenen NOx, beispielsweise wenn die Abgastemperatur zu hoch ist, auch dann, wenn sich das NOx-Speicheragens selbst nicht verschlechtert hat, reduziert. Deshalb kann das NOx-Speicheragens fälschlicherweise als verschlechtert beurteilt werden. Da außerdem im Fall des Motors mit Direkteinspritzung die magere Verbrennung durch genaue Steuerung des Zeitpunkts der Kraftstoffeinspritzung und durch Verstärkung der Ansaugluftströmung durchgeführt wird, schwankt die Abgastemperatur manchmal selbst dann, wenn der Motor in einem vergleichbaren Betriebszustand (Drehzahl, Last) ist. Jedoch ziehen die obenbeschriebenen herkömmlichen Techniken keine Temperaturschwankungen in Betracht. Durch Anbringen eines Temperatursensors und direktes Messen der Temperatur des NOx-Speicheragens, um die Temperaturwirkung zu korrigieren, kann die Wirkung der obenerwähnten Schwankungen reduziert werden. Jedoch erhöhen sich die Kosten, da ein vergleichsweise hochgenauer Temperatursensor verwendet werden muß. Außerdem ist es erforderlich, den Temperatursensor selbst zu diagnostizieren, weshalb das System komplex und kostenaufwendig wird.
  • Ferner wird die Signalform des Ausgangssignals des auf der Auslaßseite des NOx-Speicheragens angeordneten Luft-/Kraftstoffverhältnissensors durch das NOx-Speicheragens selbst und/oder durch die Sauerstoffspeicherkapazität der nahe der Einlaßseite oder nahe der Auslaßseite des NOx-Speicheragens angeordneten Katalysatoren selbst dann beeinflußt, wenn die Menge des in dem NOx-Speicheragens eingefangenen NOx ein konstanter Wert ist.
  • Wenn beispielsweise das NOx-Speicheragens selbst eine Fähigkeit zur Sauerstoffspeicherung besitzt oder der Katalysator mit der Fähigkeit zur Sauerstoffspeicherung nahe der Einlaßseite oder nahe der Auslaßseite des NOx-Speicheragens angeordnet ist, wird während des Magerbetriebs des Motors im NOx-Speicheragens oder im Katalysator Sauerstoff gespeichert, wobei der gespeicherte Sauerstoff freigesetzt wird, wenn das Luft-/Kraftstoffverhältnis von dem mageren Luft-/Kraftstoffverhältnis in das stöchiometrische Luft-/Kraftstoffverhältnis oder in das fette Luft-/Kraftstoffverhältnis geändert wird. Deshalb wird das Ausgangssignal des Luft-/Kraftstoffverhältnissensors, der auf der Auslaßseite des Katalysators oder einer gleichartigen Vorrichtung mit der Fähigkeit zur Sauerstoffspeicherung angeordnet ist, durch den aus dem Katalysator oder der gleichartigen Vorrichtung freigesetzten Sauerstoff beeinflußt.
  • Wenn die eingefangene Menge oder die NOx-Einfangkapazität des NOx-Speicheragens mit Hilfe des obenerwähnten Luft-/Kraftstoffverhältnissensors geschätzt wird, kann somit die Sauerstoffspeicherkapazität ein großer Fehlerfaktor werden. Wenn beispielsweise die Menge des gespeicherten Sauerstoffs groß ist, wird dann, wenn das Luft-/Kraftstoffverhältnis vorübergehend von einem mageren Luft-/Kraftstoffverhältnis in ein stöchiometrisches Luft-/Kraftstoffverhältnis oder in ein fettes Luft-/Kraftstoffverhältnis geändert wird, die Zeitspanne, in der das Ausgangssignal des auf der Auslaßseite des NOx-Speicheragens angeordneten Luft-/Kraftstoffverhältnissensors einen mageren Zustand anzeigt, verlängert. Somit wird die Menge des eingefangenen NOx falschlicherweise als größer beurteilt. Wenn die Menge des gespeicherten Sauerstoffs klein ist, zeigt das Ausgangssignal des auf der Auslaßseite des NOx-Speicheragens angeordneten Luft-/Kraftstoffverhältnissensors anderseits dann, wenn das Luft-/Kraftstoffverhältnis vorübergehend von einem mageren Luft-/Kraftstoffverhältnis in ein stöchiometrisches Luft-/Kraftstoffverhältnis oder in ein fettes Luft-/Kraftstoffverhältnis geändert wird, einen fetten Zustand früher an. Somit wird die Menge des eingefangenen NOx fälschlicherweise als kleiner beurteilt.
  • Obwohl die Menge des gespeicherten Sauerstoffs die Sauerstoffspeicherkapazität bei Magerbetrieb in kürzerer Zeit erreicht, verändert sich die Sauerstoffspeicherkapazität selbst aufgrund einer Verschlechterung oder dergleichen, wodurch die obenbeschriebene falsche Schätzung der eingefangenen NOx-Menge verursacht wird.
  • Die in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 8-260949 offenbarte herkömmliche Technik erfordert einen Prozeß, in dem die Menge des absorbierten NOx zur Erfassung der Sauerstoffspeicherkapazität nahezu auf null gebracht wird. Somit ist die Betriebsbedingung bei der Erfassung der Sauerstoffspeicherkapazität nicht immer gleich der Betriebsbedingung bei der Erfassung der Menge des absorbierten NOx, weshalb sich die Sauerstoffspeicherkapazität in Abhängigkeit von der Abgastemperaturdifferenz ändert. Der Fehler bei der Erfassung der Sauerstoffspeicherkapazität wird, wie oben beschrieben wurde, durch die Abweichungen des Luft-/Kraftstoffverhältnisses verstärkt.
  • Schließlich ist aus der EP 0 636 770 B1 bekannt, einen dem NOx-Speicher nachgelagerten Luft-/Kraftstoffverhältnissensor im Abgaskanal einer Brennkraftmaschine vorzusehen. Der Emission von nicht verbranntem NOx, HC und CO wird dadurch vorgebeugt, dass die Dauer der Desorption von NOx so genau wie möglich bestimmt wird. Das Ende der NOx-Desorption wird dann festgestellt, wenn eine Ausgangsspannung des Luft-/Kraftstoffverhältnissensors schnell ansteigt.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine zu schaffen, welche die NOx-Einfangleistung eines NOx-Speicheragens durch Verringerung der Wirkung von Abweichungen und Erfassungsfehlern genau erfassen kann, ohne die Kosten zu erhöhen.
  • Um das obenbeschriebene Problem zu lösen, schlägt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 vor. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann umfassen: ein NOx-Speicheragens, das in einem Abgaskanal eines Motors angeordnet ist, wobei das NOx-Speicheragens das NOx im Abgas durch Absorbieren oder Adsorbieren einfängt, wenn das Luft-/Kraftstoffverhältnis des einströmenden Abgases ein mageres Luft-/Kraftstoffverhältnis ist, und durch Freisetzen und/oder Reduzieren des eingefangenen NOx reinigt, wenn die Sauerstoffkonzentration im Abgas reduziert ist; und eine Luft-/Kraftstoffverhältnis-Änderungseinrichtung, die das Luft-/Kraftstoffverhältnis des Abgases für eine vorgegebene Zeitspanne von einem mageren Luft-/Kraftstoffverhältnis vorübergehend in ein stöchiometrisches Luft-/Kraftstoffverhältnis oder in ein fettes Luft-/Kraftstoffverhältnis ändert, ferner umfassend: eine Konzentrationserfassungseinrichtung, die an einer Stelle in dem Abgaskanal nach dem NOx-Speicheragens eine spezifische Komponente im Abgas erfaßt; eine Betriebsparameter-Änderungseinrichtung, die die Betriebsparameter des Motors ändert, um die Menge des in dem NOx-Speicheragens eingefangenen NOx zu ändern; und eine NOx-Speichermengenänderungs-Erfassungseinrichtung, die dann, wenn die Betriebsparameter-Änderungseinrichtung die Betriebsparameter ändert, um die Menge des eingefangenen NOx zu ändern, die Änderung der Menge des in dem NOx-Speicheragens eingefangenen NOx aus der Änderung des Ergebnisses ermittelt, das von der Konzentrationserfassungseinrichtung in der Zeitspanne, in der die Luft-/Kraftstoffverhältnis-Änderungseinrichtung das Luft-/Kraftstoffverhältnis des Abgases vorübergehend in ein stöchiometrisches Luft-/Kraftstoffverhältnis oder in ein fettes Luft-/Kraftstoffverhältnis ändert, erfaßt wird.
  • Die Vorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsparameter-Änderungseinrichtung die Zeitspanne, in der das Luft- /Kraftstoffverhältnis des Abgases mager ist, ändert.
  • Die Vorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsparameter-Änderungseinrichtung während der Zeitspanne, in der das Luft-/Kraftstoffverhältnis des Abgases mager ist, die NOx-Freisetzungsmenge des Motors ändert.
  • Das Vorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsparameter-Änderungseinrichtung während der Zeitspanne, in der das Luft-/Kraftstoffverhältnis des Abgases mager ist, wenigstens entweder den Zündzeitpunkt, den Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung, das AGR-Verhältnis oder das Luft-/Kraftstoffverhältnis ändert, um die NOx-Freisetzungsmenge des Motors zu ändern.
  • Die Vorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentrationserfassungseinrichtung entweder die Sauerstoffkonzentration, die NOx-Konzentration, die HC-Konzentration oder die CO-Konzentration im Abgas mißt.
  • Die Vorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsparameter-Änderungseinrichtung den Betriebsparameter ändert, um die vorgegebene NOx-Einfangmenge zu vergrößern oder zu verkleinern, und daß die Vorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine ferner eine NOx-Speicheragens-Leistungs-Schätzeinrichtung umfaßt, die anhand des Erfassungsergebnisses der NOx-Speichermengenänderungs-Erfassungseinrichtung die NOx-Einfangleistung schätzt.
  • Die Vorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, daß die NOx-Speicheragens-Leistungs-Schätzeinrichtung schätzt, daß sich die NOx-Einfangleistung des NOx-Speicheragens verschlechtert hat, wenn das Erfassungsergebnis der NOx-Speichermengenänderungs- Erfassungseinrichtung nicht größer als ein vorgegebener Wert ist.
  • Die Vorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsparameter-Änderungseinrichtung den Betriebsparameter ändert, um die vorgegebene NOx-Einfangmenge zu vergrößern oder zu verkleinern, und das Vorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine ferner eine Magerbetriebzeitspanne-Änderungseinrichtung umfaßt, die anhand des von der NOx-Speichermengenänderungs-Erfassungseinrichtung erfaßten Ergebnisses die Zeitspanne, in der das Luft-/Kraftstoffverhältnis des Abgases mager ist, ändert.
  • Die Vorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, daß es eine NOx-Einfangleistung-Schätzeinrichtung umfaßt, die schätzt, daß sich die NOx-Einfangleistung des NOx-Speicheragens verschlechtert hat, wenn die von der Magerbetriebzeitspanne-Änderungseinrichtung veränderte Magerbetriebzeitspanne kleiner als ein vorgegebener Wert ist.
  • Die Vorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, daß es eine Magerbetrieb-Begrenzungseinrichtung umfaßt, die den Magerbetrieb begrenzt, wenn die NOx-Einfangleistung-Schätzeinrichtung schätzt, daß sich das NOx-Speicheragens verschlechtert hat.
  • Die Vorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, daß es einen die Verschlechterung des NOx-Speicheragens ausdrückenden Code speichert und/oder eine Warnmeldung erzeugt, wenn die NOx-Einfangleistung-Schätzeinrichtung schätzt, daß sich das NOx-Speicheragens verschlechtert hat.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dann, wenn der Betriebsparameter verändert wird, um die Menge des von dem NOx-Speicheragens eingefangenen NOx zu ändern, aus dem von der Konzentrationserfassungseinrichtung erfaßten Ergebnis die Änderung der Menge des von den NOx-Speicheragens erfaßten NOx ermittelt. Somit ist es möglich, ein Vorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine zu schaffen, das die Änderung der Menge des eingefangenen NOx ohne Beeinflussung durch verschiedenartige Faktoren genau erfassen kann.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • 1 ist eine schematische Ansicht, die ein Vorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 ist ein Graph, der die Kennlinie eines Luft-/Kraftstoffverhältnissensors zeigt;
  • 3 ist ein Blockschaltplan, der den Aufbau einer ECU zeigt;
  • 4 ist ein Kennfeld, das für jeden der Operationsbereiche ein Soll-Äquivalenzverhältnis zeigt;
  • 5 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Magerbetriebszeit und der Menge des eingefangenen NOx bzw. der NOx-Konzentration aufzeigt;
  • 6 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Signalform des Ausgangssignals eines Luft-/Kraftstoffverhältnissensors auf der Auslaßseite eines NOx-Speicheragens und der Menge des gespeicherten Sauerstoffs bzw. der Menge des eingefangenen NOx bei der NOx-Reinigungssteuerung aufzeigt;
  • 7 ist ein Graph, der ein Verfahren zur Schätzung der Menge des eingefangenen NOx mit Hilfe der Signalform des Ausgangssignals eines Luft-/Kraftstoffverhältnissensors auf der Auslaßseite eines NOx-Speicheragens bei der NOx-Reinigungssteuerung erläutert;
  • 8 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen TD und der Menge des eingefangenen NOx und die Wirkung der Menge des eingefangenen Sauerstoffs zeigt;
  • 9 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen TD und der Menge des eingefangenen NOx und die Wirkung der Reinigungsleistung eines auf der Einlaßseite des NOx-Speicheragens angeordneten Katalysators zeigt;
  • 10 ist ein Graph, der ein Verfahren zur Schätzung der NOx-Einfangleistung anhand der Änderung von TD, wenn die Magerbetriebszeit geändert wird, erläutert;
  • 11 ist ein Graph, der die NOx-Reinigungssteuerung und die zeitliche Steuerung der Verschlechterungsschätzung erläutert;
  • 12 ist ein Ablaufplan, der den Kraftstoffsteuerungsprozeß erläutert;
  • 13 ist ein Ablaufplan, der den NOx-Reinigungssteuerungsprozeß erläutert; und
  • 14 ist ein Ablaufplan, der den NOx-Einfangmengenschätzungsprozeß erläutert.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 1 ist eine schematische Ansicht, die den Aufbau einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Ausführungsform ist ein Beispiel für die Direkteinspritzung. Ein Ansaugsystem 23 eines Motors 1 enthält einen Luftreiniger 2, einen Luftmengensensor 3, der die Menge der Ansaugluft erfaßt, eine Drosselklappe 4, die die Menge der Ansaugluft einstellt, eine Drosselklappe-Steuervorrichtung 5 und einen Drosselklappenöffnungsgradsensor 5a, ein Verwirbelungssteuerventil 6, eine Verwirbelungssteuerventil-Steuervorrichtung 7 und ein Einlaßventil 8. Das Verwirbelungssteuerventil 6 ist für jeden Zylinder an einer Stelle genau vor dem Einlaßventil 8 angeordnet und so konstruiert, daß es gemeinsam mit dem Einlaßventil 8 betätigt werden kann. In einer Verbrennungskammer 9 des Motors 1 sind ein Kraftstoffeinspritzventil 10 für die Kraftstoffdirekteinspritzung in die Verbrennungskammer 9, eine Zündkerze 11 und ein Zylinderdrucksensor 12 vorgesehen. In einem Abgassystem 23 des Motors 1 sind ein Abgasventil 13, ein erster Luft-/Kraftstoffverhältnissensor 14, ein NOx-Speicheragens 15 und ein zweiter Luft-/Kraftstoffverhältnissensor 25 vorgesehen. Es sind eine Abtastplatte 16, die an der Kurbelwelle des Motors 1 angebracht ist, ein Kurbelwinkelsensor 17, der die Drehzahl und den Kurbelwinkel durch Erfassen eines projizierten Abschnitts der Abtastplatte 25 ermittelt, und ein Fahrpedalsensor 19, der den Niederdrückungsgrad eines Fahrpedals 18 erfaßt, vorgesehen.
  • Die von den Sensoren erfaßten Werte werden einzeln in eine elektronische Steuerschaltung (im folgenden als ECU bezeichnet) 20 eingegeben, wobei die ECU 20 den Niederdrückungsgrad des Gaspedals, die Ansaugluftmenge, die Drehzahl, den Kurbelwinkel, den Zylinderdruck, den Drosselklappenöffnungsgrad usw. erfaßt oder berechnet. Danach berechnet die ECU 20 anhand der Ergebnisse die Menge des der Brennkraftmaschine 1 zugeführten Kraftstoffs und den Zeitpunkt der Zufuhr, um einen Steuerimpuls an das Kraftstoffeinspritzventil 10 auszugeben, den Öffnungsgrad der Drosselklappe 4, um ein Steuersignal an die Drosselklappe-Steuervorrichtung 5 auszugeben, und den Zündzeitpunkt, um ein Zündsignal an die Zündkerze 11 auszugeben. Wenn beispielsweise das NOx-Speicheragens 15 als verschlechtert beurteilt wird, gibt die ECU 20 ferner ein Signal an eine Warnleuchte 26 aus, um den Fahrer zu warnen.
  • Durch eine Kraftstoffpumpe wird Kraftstoff aus einem Kraftstofftank gepumpt (nicht gezeigt), durch einen Kraftstoffdruckregler auf einem vorgegebenen Druck (5 bis 15 MPa) gehalten und anschließend dem Einspritzventil 10 zugeführt. Durch den von der ECU 20 ausgegebenen Steuerimpuls wird zum richtigen Zeitpunkt die geeignete Menge an Kraftstoff direkt in die Verbrennungskammer 9 eingespritzt. Als Betriebsarten des Motors 1 kommen der stöchiometrische Betrieb, der homogene Magerbetrieb, der Schichtlade-Magerbetrieb usw. vor. Im homogenen Magerbetrieb wird während des Ansaughubs Kraftstoff eingespritzt, um diesen mit Luft zu vermischen, und das homogene Mischgas verbrannt. Im Schichtlade-Magerbetrieb wird während des Kompressionshubs Kraftstoff eingespritzt, um den Kraftstoff schichtenweise im Mischgas zu verteilen, so daß sich der Kraftstoff (unter Bildung eines dichten Mischgases) in der Nähe der Zündkerze 11 sammelt.
  • Die durch die Drosselklappe 4 geregelte Ansaugluft strömt durch das Einlaßventil 8 in die Verbrennungskammer. Gleichzeitig wird die Verwirbelungsintensität der Ansaugluft durch das Verwirbelungssteuerventil 6 gesteuert. Im allgemeinen ist die Verwirbelungsintensität während des Schichtlade-Magerbetriebs und des homogenen Magerbetriebs hoch, während die Verwirbelungsintensität in der anderen Betriebsart niedrig eingestellt ist. Insbesondere während des Schichtladebetriebs wird der Kraftstoff nicht über die Verbrennungskammer 9 verteilt, sondern durch die zeitliche Steuerung der Kraftstoffeinspritzung und die Verwirbelungsluftströmung, die oben beschrieben wurden, sowie durch die Form eines Hohlraumes 22, der an der oberen Oberfläche eines Kolbens 21 vorgesehen ist, in der Nähe der Zündkerze 11 konzentriert.
  • Das Mischgas aus Kraftstoff und Ansaugluft wird zur Verbrennung durch die Zündkerze 9 gezündet. Das Abgas wird nach der Verbrennung durch das Abgasventil 13 an das Abgassystem 24 abgegeben. Das Abgas strömt in das im Abgassystem 24 angeordnete NOx-Speicheragens 15.
  • Der erste Luft-/Kraftstoffverhältnissensor 14 gibt ein Signal aus, das der Sauerstoffkonzentration im Abgas im einlaßseitigen Abschnitt des NOx-Speicheragens 15 entspricht, wobei aus dem Ausgangssignal das momentane Luft-/Kraftstoffverhältnis ermittelt werden kann. Das Luft-/Kraftstoffverhältnis des zugeführten Mischgases wird anhand des vom ersten Luft-/Kraftstoffverhältnissensor 14 erfaßten Luft-/Kraftstoffverhältnisses, das zum Soll-Luft-/Kraftstoffverhältnis wird, durch Rückkopplung geregelt.
  • Der zweite Luft-/Kraftstoffverhältnissensor 25 gibt ein Signal aus, das der Sauerstoffkonzentration im Abgas im auslaßseitigen Abschnitt des NOx-Speicheragens 15 entspricht, wobei das momentane Luft-/Kraftstoffverhältnis aus dem Ausgangssignal ermittelt werden kann. Die Menge von den NOx-Speicheragens eingefangenen NOx wird anhand des vom zweiten Luft-/Kraftstoffverhältnissensor 25 erfaßten momentanen Luft-/Kraftstoffverhältnisses geschätzt.
  • Obwohl der in der vorliegenden Ausführungsform verwendete zweite Luft-/Kraftstoffverhältnissensor 25 ein sogenannter O2-Sensor an einer Stelle in der Nähe des stöchiometrischen Luft-/Kraftstoffverhältnisses ist, wie in 2 gezeigt ist, der einen pseudobinären Wert ausgibt, der sich stufenweise ändert, ist der Sensor nicht auf den O2-Sensor beschränkt. Beispielsweise kann der zweite Luft-/Kraftstoffverhältnissensor 25 ein sogenannter Weitbereich-Luft-/Kraftstoffverhältnissensor sein, der auf der Grundlage der Sauerstoffkonzentration im Abgas ein annähernd lineares Ausgangssignal erzeugt, das dem Luft-/Kraftstoffverhältnis entspricht.
  • Zwischen dem Abgassystem 24 und dem Ansaugsystem 23 sind ein Kanal und ein AGR-Ventil (nicht gezeigt) angeordnet. Insbesondere in der Schichtlade-Betriebsart wird eine große AGR-Menge eingeführt, um die Erzeugung von NOx zu unterdrücken und die Verbrennungsgeschwindigkeit herabzusetzen.
  • 3 zeigt den Aufbau der ECU 20. In einer Eingangsschaltung 31 werden die Signale 3s, 55, 12s, 14s, 25s, 17s und 19s des Luftströmungssensors 3, des Drosselklappenöffnungsgradsensors 5a, des Zylinderdrucksensors 12, des ersten Luft-/Kraftstoffverhältnissensors 14, des zweiten Luft-/Kraftstoffverhältnissensors 25, des Kurbelwinkelsensors 17 und des Fahrpedalsensors 19 sowie ein Signal des Zylinderidentifizierungssensors 27 (nicht gezeigt) eingegeben. Eine CPU 30 liest diese Eingangssignale über eine Eingangs-/Ausgangsschnittstelle 32 auf der Grundlage eines Programms und in einem ROM 37 gespeicherter Konstanten und führt die Rechenverarbeitung aus.
  • Ferner gibt die CPU 30 über die Eingangs-/Ausgangsschnittstelle 32 den Zündzeitpunkt, die Breite und den Takt des Injektorsteuerimpulses, den Drosselklappenöffnungsgrad-Befehl und den Verwirbelungssteuerventilöffnungsgrad-Befehl als Rechenergebnisse an eine Zündung-Ausgangsschaltung 33, eine Kraftstoffeinspritzventil-Steuerschaltung 34, eine Drosselklappe-Steuerschaltung 35 und eine Verwirbelungssteuerventil-Steuerschaltung 36 aus, um die Zündsteuerung, die Kraftstoffeinspritzsteuerung, die Drosselklappenöffnungssteuerung und die Verwirbelungssteuerventilöffnungssteuerung auszuführen. Wenn das NOx-Speicheragens 15 als verschlechtert beurteilt wird, wird beispielsweise außerdem die Warnleuchte 26 über eine Warnleuchte-Ansteuerungsschaltung 37 eingeschaltet. Ein RAM 38 wird zur Speicherung der Eingangssignalwerte und der berechneten Ergebnisse verwendet.
  • Beispielsweise wird unter Anwendung der folgenden Gleichung auf der Grundlage des Programms und der im ROM 37 gespeicherten Konstanten eine Kraftstoffeinspritzung-Zeitperiode Ti berechnet und durch das Kraftstoffeinspritzventil 10 zur Versorgung des Motors 1 Kraftstoff eingespritzt. Ti = K·(Qa/Ne)·TGFBA·ALPHA·Kr,wobei K ein Koeffizient ist, der auf der Charakteristik des Kraftstoffeinspritzventils 10 usw. basiert, Qa die Menge der Ansaugluft ist, Ne die Motordrehzahl ist, TGFBA das Soll-Äquivalenzverhältnis des der Brennkraftmaschine 1 zugeführten Mischgases ist und ALPHA ein Rückkopplungskorrekturkoeffizient ist. Kr ist ein Luft-/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizient für die Luft-/Kraftstoffverhältnis-Änderungssteuerung (im folgenden als NOx-Reinigungssteuerung bezeichnet), durch die das Luft-/Kraftstoffverhältnis des Abgases für eine vorgegebenen Zeitspanne vorübergehend von einem mageren Luft-/Kraftstoffverhältnis in ein stöchiometrisches Luft-/Kraftstoffverhältnis oder in ein fettes Luft-/Kraftstoffverhältnis geändert wird.
  • Wenn das Soll-Äquivalenzverhältnis TGFBA = 1, ist das der Brennkraftmaschine zugeführte Mischgas stöchiometrisch. Andererseits ist das der Brennkraftmaschine zugeführte Mischgas fett, wenn TGFBA < 1. Wenn TGFBA > 1, ist das der Brennkraftmaschine zugeführte Mischgas fett. Beispielsweise ist ein Kennfeld der Motordrehzahl Ne und der Last (beispielsweise das Solldrehmoment, das anhand des Signals des Fahrpedalsensors 19, der den Niederdrückungsgrad des Fahrpedals 18 erfaßt, berechnet wird) im voraus in dem ROM 37 gespeichert worden, wie in 4 gezeigt ist. Das heißt, daß das Soll-Ägivalenzverhältnis TGFBA in dem Lastbetriebsbereich unterhalb der durchgezogenen Linie L mager ist. Im Lastbetriebsbereich zwischen der durchgezogenen Linie L und der durchgezogenen Linie R ist das Soll-Ägivalenzverhältnis TGFBA stöchiometrisch, d. h., TGFBA = 1, und das Soll-Äquivalenzverhältnis TGFBA im Lastbetriebsbereich oberhalb der durchgezogenen Linie R fett ist, d. h., TGFBA > 1. Ferner wird im Lastbetriebsbereich unterhalb der gestrichelten Linie S innerhalb des Lastbetriebsbereichs unterhalb der durchgezogenen Linie L durch Bilden einer schichtenweisen Mischgasströmung (magerer Schichtladebetrieb) eine Verbrennung durch ein sehr mageres Mischgas mit einem Luft-/Kraftstoffverhältnis von 40 zu 50 durchgeführt. Im Lastbetriebsbereich zwischen der fetten Linie L und der gestrichelten Linie S wird durch Bilden einer homogenen Mischgasströmung (homogener Magerbetrieb) eine Verbrennung durch ein mageres Mischgas mit einem Luft-/Kraftstoffverhältnis von 20 zu 25 durchgeführt.
  • Im stöchiometrischen Betrieb (TGFBA = 1, Kr = 1) wird die Rückkopplungsregelung anhand des durch den ersten Luft-/Kraftstoffverhältnissensor 14 erfaßten Luft-/Kraftstoffverhältnisses ausgeführt, so daß das Luft-/Kraftstoffverhältnis genau das stöchiometrische Luft-/Kraftstoffverhältnis wird, wobei der Rückkopplungskorrekturkoeffizient ALPHA berechnet wird, um diesen für die Kraftstoffeinspritzung-Zeitperiode Ti zu berücksichtigen. Der Rückkopplungskorrekturkoeffizient ALPHA schwankt im allgemeinen um 1,0, wobei er abnimmt, wenn das momentane Luft-/Kraftstoffverhältnis fett wird, und zunimmt, wenn das momentane Luft-/Kraftstoffverhältnis mager wird. Der Rückkopplungskorrekturkoeffizient ALPHA wird auf einen geeigneten Wert oder einen mageren Wert gesetzt, wenn sich die Betriebsart von dem stöchiometrischen Betrieb unterscheidet.
  • Im Magerbetrieb (TGFBA < 1, Kr = 1) wird von dem NOx-Speicheragens 15 das NOx-Gas im Abgas eingefangen. Wenn die NOx-Einfangmenge (in einer vorgegebenen Zeitperiode) ein vorgegebenes Maß erreicht, wechselt der Betriebszustand zu TGAFBA = 1, Kr = 1, d. h. in den Zustand niedriger Sauerstoffkonzentration des stöchiometrischen Luft-/Kraftstoffverhältnisses oder des fetten Luft-/Kraftstoffverhältnisses (NOx-Reinigungssteuerung). In diesem Zustand wird unter Freisetzung des von den NOx-Speicheragens eingefangenen NOx durch Absorption oder Adoption das freigesetzte NOx durch HC und CO im Abgas reduziert. Andernfalls wird das restliche, in dem NOx-Speicheragens eingefangene NOx durch HC und CO im Abgas durch Kontakt reduziert. Somit wird die Fähigkeit zum Einfangen wiedergewonnen. Im Fall des Motors mit Direkteinspritzung, bei der in der vorliegenden Ausführungsform das Luft-/Kraftstoffverhältnis in das stöchiometrische Luft-/Kraftstoffverhältnis oder in das fette Luft-/Kraftstoffverhältnis geändert wird, wird hierbei das Luft-/Kraftstoffverhältnis hauptsächlich durch Betätigen der Drosselklappe 6 in Schließrichtung über die Drosselklappe-Steuervorrichtung 5 verändert, um die Ansaugluftmenge herabzusetzen und gleichzeitig die zugeführte Kraftstoffmenge zu steuern. Jedoch ist das Verfahren der Änderung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses nicht auf das obenbeschriebene Verfahren beschränkt.
  • Das NOx-Speicheragens 15 ist so beschaffen, daß es neben der Fähigkeit zur Abgasreinigung im stöchiometrischen Betrieb außerdem eine sogenannte Dreiwegekatalysator-Fähigkeit besitzt, um im Magerbetrieb das Einfangen von NOx sicherzustellen. Das NOx-Speicheragens 15 ist beispielsweise so beschaffen, daß als Katalysatorsubstrat Aluminium verwendet wird, wobei von dem Substrat ein alkalisches Metall oder alkalische Erde wie etwa Natrium Na, Barium Ba oder dergleichen und ein Edelmetall wie etwa Platin Pt, Rhodium Rh oder dergleichen getragen wird. Um im stöchiometrischen Betrieb die sogenannte Dreiwegeleistung zu verbessern, enthalten manche NOx-Speicheragens Zer Ce, das eine Sauerstoffspeicherkapazität besitzt. Das NOx-Speicheragens 15 fängt NOx ein, wenn das Luft-/Kraftstoffverhältnis des einströmenden Abgases mager ist. Das NOx-Speicheragens 15 setzt NOx frei, wenn die Sauerstoffkonzentration im Abgas abgenommen hat (wenn das Luft-/Kraftstoffverhältnis des Abgases stöchiometrisch oder fett wird), wobei das NOx gleichzeitig durch Reaktion mit den Reduktionsmitteln HC, CO und dergleichen im Abgas unter der katalytischen Wirkung von beispielsweise Platin Pt reduziert wird. Andernfalls wird NOx, während es in dem vom NOx-Speicheragens eingefangenen Zustand ist, durch HC, CO und dergleichen im Abgas durch Kontakt reduziert. Durch dieses Vorgehen kann die Fähigkeit des NOx-Speicheragens zum Einfangen wiedergewonnen werden, wobei zusätzlich zu dem Obengesagten die Menge des in die Umgebung emittierten NOx herabgesetzt werden kann. Da ferner im stöchiometrischen Betrieb HC und CO im Abgas durch die katalytische Wirkung von beispielsweise Platin Pt oxidiert werden, kann die Menge dieser schädlichen Komponenten ebenfalls herabgesetzt werden.
  • Außerdem gibt es einige NOx-Speicheragens, die selbst dann, wenn das Luft-/Kraftstoffverhältnis des einströmenden Abgases mager ist, die Wirkung haben, das NOx teilweise durch HC, CO und dergleichen zu reduzieren, obwohl dies von der Art des NOx-Speicheragens abhängt.
  • Wie oben beschrieben wurde, wird von den NOx-Speicheragens 15 NOx eingefangen, wenn das Luft-/Kraftstoffverhältnis des Abgases mager ist. Da es jedoch eine Grenze für die NOx-Einfangkapazität des NOx-Speicheragens 15 gibt, kann dieses, nachdem es bis zur Sättigung der Einfangkapazität NOx eingefangen hat, kein weiteres NOx einfangen, weshalb NOx durch das NOx- Speicheragens 15 hindurch strömt, und in die Umgebung emittiert wird. Dementsprechend ist es erforderlich, das in dem NOx-Speicheragens 15 eingefangene NOx durch Freisetzung oder Reduktion zu reinigen, bevor die Einfangkapazität des NOx-Speicheragens 15 erschöpft ist. Deshalb ist es erforderlich, zu schätzen, welche Menge des NOx von dem NOx-Speicheragens 15 eingefangen wurde. Ein Verfahren zur Schätzung der Menge des von dem NOx-Speicheragens 15 eingefangenen NOx wird weiter unten beschrieben.
  • Wenn sich die Menge (pro Zeiteinheit) des von der Brennkraftmaschine 1 ausgestoßenen NOx im Abgas erhöht, erhöht sich auch die Menge (pro Zeiteinheit) des von dem NOx-Speicheragens 15 eingefangenen NOx. Da die von der Brennkraftmaschine 1 ausgestoßene Menge (pro Zeiteinheit) des NOx im Abgas fast ausschließlich durch die Drehzahl und die Last des Motors 1 bestimmt ist, ist die Menge (pro Zeiteinheit) des von dem NOx-Speicheragens 15 eingefangenen NOx eine Funktion der Drehzahl und der Last des Motors 1. Deshalb wird die Menge (pro Zeiteinheit) NOAS des von dem NOx-Speicheragens 15 eingefangenen NOx als Funktion der Drehzahl und der Last des Motors 1 im voraus ermittelt und das Ergebnis im ROM 37 in Form eines Kennfelds im voraus gespeichert.
  • Während der Magerbetrieb fortgesetzt wird, kann die geschätzte Menge TNOA des von dem NOx-Speicheragens 15 eingefangenen NOx durch Akkumulierung des NOAS für jede vorgegebene Zeitperiode berechnet werden, wie die folgende Gleichung zeigt. TNOA(neu) = TNOA(alt) + NOAS
  • In der vorliegenden Ausführungsform wird das Luft-/Kraftstoffverhältnis des Abgases vor der Schätzung der Menge TNOA des von dem NOx-Speicheragens 15 eingefangenen NOx vorübergehend in das stöchiometrische Luft-/Kraftstoffverhältnis oder in das fette Luft-/Kraftstoffverhältnis geändert, so daß von dem NOx-Speicheragens 15 NOx freigesetzt wird.
  • Da die Menge (pro Zeiteinheit) NOAS des vom NOx-Speicheragens 15 eingefangenen NOx durch eine Änderung des Zündzeitpunkts und des Zeit- Punkts der Kraftstoffeinspritzung beeinflußt wird, werden diese Parameter vorzugsweise variiert. Ferner wird die Menge (pro Zeiteinheit) des von dem NOx-Speicheragens 15 eingefangenen NOx auch durch die Menge des bereits von dem NOx-Speicheragens eingefangenen NOx beeinflußt. Somit kann die geschätzte Menge TNOA des von dem NOx-Speicheragens 15 eingefangenen NOx beispielsweise unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet werden, indem die Menge (pro Zeiteinheit) des von dem NOx-Speicheragens 15 eingefangenen NOx zu dem Zeitpunkt, zu dem die Menge des von dem NOx-Speicheragens 15 eingefangenen NOx nahezu null ist, auf NOAS gesetzt wird. TNOA(neu) = TNOA(alt) + (1 – TNOA(alt)/TNOAMX) × NOAS
  • Das heißt, daß die Menge (pro Zeiteinheit) des von dem NOx-Speicheragens 15 eingefangenen NOx zum Wert der Differenz zwischen der bereits eingefangenen Menge und dem Einfangsättigungswert nahezu proportional ist.
  • Da im Kraftstoff Schwefel und das Schmiermittel des Motors 1 enthalten sind, ist im Abgas des Motors 1 SOx enthalten, auch wenn die Menge des SOx sehr klein ist. Das SOx wird gemeinsam mit dem NOx von dem NOx-Speicheragens 15 eingefangen. Jedoch wird das SOx, so bald es eingefangen ist, fast nicht freigesetzt, weshalb die Menge des NOx, die von dem NOx-Speicheragens eingefangen werden kann, allmählich abnimmt, wenn sich die Menge des eingefangenen SOx erhöht. Dies bedeutet, daß sich die NOx-Einfangkapazität des NOx-Speicheragens 15 verschlechtert. Außerdem kann sich die NOx-Einfangkapazität des NOx-Speicheragens 15 durch Wärme und verschiedenartige Substanzen (Blei Pd, Silicium Si usw.) während des Anwendungsprozesses verschlechtern. Deshalb wird vorzugsweise erfaßt, welche Menge an NOx von dem NOx-Speicheragens 15 eingefangen werden kann, also die NOx-Einfangsättigungsmenge TNOAMX des NOx-Speicheragens, erfaßt. Ein Verfahren zur Erfassung der NOx-Einfangsättigungsmenge TNOAMX wurde bereits in SS98-042 vorgeschlagen. Um den Unterschied zwischen der vorliegenden Erfindung und der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 2000-352309 herauszustellen, wird im folgenden die obige herkömmliche Technik kurz erläutert.
    • (1) Die geschätzte Menge des von dem NOx-Speicheragens 15 während des Betriebs eingefangenen NOx wird auf der Grundlage der Betriebsbedingung des Motors 1 berechnet.
    • (2) Bei der Erfassung der Einfangsättigungsmenge TNOAMX wird die Magerbetrieb-Zeitperiode so eingestellt, daß sie sich erstreckt, bis TNOA etwas TNOAMX überschreitet, um bis zur Einfangsättigungsmenge des NOx-Speicheragens 15 ausreichend NOx einzufangen.
    • (3) Während der NOx-Reinigungssteuerung wird nach dem Einfangen von NOx bis zur Einfangsättigungsmenge die Sauerstoffreinigung-Zeitperiode und die NOx-Reinigung-Zeitperiode durch ein Ausgangssignal des auf der Auslaßseite des NOx-Speicheragens angeordneten zweiten Luft-/Kraftstoffverhältnissensors 25 getrennt.
    • (4) Das während der Zeitperiode der NOx-Reinigung in das NOx-Speicheragens 15 einströmende brennbare HC und CO wird zur Reduktion des von dem NOx-Speicheragens 15 eingefangenen NOx verwendet. Ferner ist die Menge des überschüssigen Kraftstoffs zur Menge des brennbaren HC und CO nahezu proportional. Aus den obigen Fakten kann die Menge des von dem NOx-Speicheragens 15 eingefangenen NOx anhand der Menge des während der NOx-Reinigungs-Zeitperiode zugeführten Kraftstoffs berechnet werden.
  • Das erste Problem der obenbeschriebenen herkömmlichen Technik besteht in der fälschlichen Annahme, daß das während der Zeitperiode der NOx-Reinigung in das NOx-Speicheragens 15 einströmende brennbare HC, CO zur Reduktion des von dem NOx-Speicheragens 15 eingefangenen NOx verwendet wird. Tatsächlich wird der größte Teil des in das NOx-Speicheragens einströmenden HC, CO (abhängig von der Art des NOx-Speicheragens 15) nicht zur Reduktion des von dem NOx-Speicheragens eingefangenen NOx, sondern zur Reaktion mit dem in dem NOx-Speicheragens 15 gespeicherten Sauerstoff und mit dem während der Reinigung in das NOx-Speicheragens 15 einströmenden NOx verwendet. Diese Reaktion wird durch die Katalysatorreaktionsfähigkeit des NOx-Speicheragens 15 stark beeinflußt. Ferner ändern sich die Katalysatorreaktionsfähigkeit und die Sauerstoffspeicherfähigkeit des NOx-Speicheragens 15 in Abhängigkeit von der Betriebsbedingung und den Verschlechterungswirkungen usw. Somit wird das Verhältnis des in das NOx-Speicheragens 15 einströmenden brennbaren HC, CO, das zur Reduktion des von dem NOx-Speicheragens 15 eingefangenen NOx verwendet wird, zur Gesamtmenge des in das NOx-Speicheragens 15 einströmenden brennbaren HC, CO durch die obenbeschriebenen Wirkungen verändert.
  • Das zweite Problem der obenbeschriebenen herkömmlichen Technik besteht in der fälschlichen Annahme, daß die Überschußmenge an Kraftstoff zur Menge des brennbaren HC, CO nahezu proportional ist. Das Luft-/Kraftstoffverhältnis während der NOx-Reinigungssteuerung wird im allgemeinen auf einen Wert gesteuert, der um 10 bis 20% fetter als das stöchiometrische Luft-/Kraftstoffverhältnis ist. Die Menge, die dem Wert, der 10 bis 20% fetter als das stöchiometrische Luft-/Kraftstoffverhältnis ist, entspricht, ist die Überschußmenge an Kraftstoff. Jedoch wird im allgemeinen unter dem stöchiometrischen Luft-/Kraftstoffverhältnis während der Zeit, in der die Rückkopplungssteuerung ausgeführt wird, der Rückkopplungskorrekturwert gelernt, wobei das Luft-/Kraftstoffverhältnis während der NOx-Reinigungssteuerung anhand des gelernten Wertes durch Rückkopplung gesteuert wird. Deshalb tritt aufgrund des Fehlers beim Lernen und der unterschiedlichen Betriebsbedingungen beim Lernen während der NOx-Reinigungssteuerung ein Fehler bezüglich des Luft-/Kraftstoffverhältnisses auf.
  • Ferner wird in dem Fall, in dem ein Katalysator oder eine gleichartige Vorrichtung mit der Fähigkeit zur Sauerstoffspeicherung an einer Stelle vor dem NOx-Speicheragens 15 vorgesehen ist, der Sauerstoff im Katalysator freigesetzt, wenn die Betriebsart aus dem Magerbetrieb in die NOx-Reinigungssteuerung wechselt, wobei dementsprechend ein Teil des von der Brennkraftmaschine 1 ausgestoßenen brennbaren HC, CO mit dem Sauerstoff reagiert. Das heißt, daß ein Teil des brennbaren HC, CO vor dem Einströmen in das NOx-Speicheragens 15 verbraucht wurde. Außerdem ändert sich in dem Fall, in dem ein Agens, das zum Einfangen und zum Freisetzen von HC und CO geeignet ist, an einer Stelle vor dem NOx-Speicheragens 15 vorgesehen ist, die Beziehung zwischen der Überschußmenge an Kraftstoff und der Menge des brennbaren HC, CO. In diesen Fällen ändern sich auch die Sauerstoffspeicherkapazität und die HC- und CO-Einfang- und Freisetzleistung in Abhängigkeit von der Betriebsbedingung und den Verschlechterungswirkungen des Katalysators und des Agens.
  • Aus dem obengenannten Grund verändert sich die Beziehung zwischen der Überschußmenge an Kraftstoff und der Menge des brennbaren HC, CO.
  • Das dritte Problem der obenbeschriebenen herkömmlichen Technik besteht in der Genauigkeit des Trennens der Zeitperiode der Freisetzung von Sauerstoff von der Zeitperiode der Freisetzung oder Reduktion (Reinigung) von NOx während der NOx-Reinigungssteuerung. Bei der herkömmlichen Technik wird vorausgesetzt, daß in der Anfangsperiode der NOx-Reinigungssteuerung Sauerstoff freigesetzt wird und anschließend, nach dem Ende der Freisetzung von Sauerstoff die Reinigung von NOx gestartet wird. Jedoch wird die Reinigung von NOx genaugenommen während der Freisetzung von Sauerstoff begonnen. Da der Reinigungsgrad von NOx durch die Wirkung der Sauerstoffkonzentration im Abgas beeinflußt wird, wird er durch den Freisetzungsgrad des Sauerstoffs beeinflußt, während der Freisetzungsgrad des Sauerstoffs wiederum durch die Temperatur des Abgases beeinflußt wird. Ferner wird in dem Fall, in dem ein Katalysator oder eine gleichartige Vorrichtung mit der Fähigkeit zur Sauerstoffspeicherung an einer Stelle vor dem NOx-Speicheragens 15 vorgesehen ist, Sauerstoff im Katalysator freigesetzt, wenn die Betriebsart aus dem Magerbetrieb zur NOx-Reinigungssteuerung wechselt. Gleichzeitig werden auch der Freisetzungsgrad des Sauerstoffs und die Freisetzungsmenge an Sauerstoff durch die Betriebsbedingungen wie etwa die Abgastemperatur usw. beeinflußt. Das heißt, daß die Möglichkeit besteht, daß die erfaßte Menge des eingefangenen NOx durch die Wirkung der Betriebsbedingungen wie etwa der Abgastemperatur usw. abweicht. Ferner wird in dem Fall, in dem ein Katalysator oder eine gleichartige Vorrichtung mit der Fähigkeit zur Sauerstoffspeicherung an einer Stelle vor dem NOx-Speicheragens 15 vorgesehen ist und das Ende der NOx-Reinigung mit Hilfe eines an einer Stelle hinter dem Katalysator angeordneten Luft-/Kraftstoffverhältnissensors erfaßt wird, das Ausgangssignal des Luft-/Kraftstoffverhältnissensors durch die Wirkung des Katalysators oder der gleichartigen Vorrichtung mit der Fähigkeit zur Sauerstoffspeicherung beeinflußt. Somit besteht die Möglichkeit, daß die erfaßte Menge des eingefangenen NOx durch die Wirkung der Verschlechterung der Sauerstoffspeicherkapazität des Katalysators oder der gleichartigen Vorrichtung abweicht.
  • Das obengenannte dritte Problem ist nicht nur ein Problem der obenbeschriebenen herkömmlichen Technik, sondern ebenso der anderen herkömmlichen Techniken. Beispielsweise besteht bei einer Technik, in der die Sauerstoffspeicherkapazität mit Hilfe des Luft-/Kraftstoffverhältnissensors 25 an einer Stelle hinter dem NOx-Speicheragens erfaßt wird, dann, wenn die Menge des eingefangenen NOx annähernd null ist, die Möglichkeit, daß die Abweichungen bei der Erfassung der NOx-Einfangmenge, durch die Betriebsbedingung wie etwa die Abgastemperatur usw. bedingt, größer werden, da die Sauerstoffspeicherkapazität bei unterschiedlicher Betriebsbedingung unterschiedlich erfaßt wird.
  • Unter den obenbeschriebenen ersten bis dritten Problemen können die durch die Betriebsbedingungen wie etwa die Abgastemperatur hervorgerufenen Abweichungen bis zu einem gewissen Grad verhindert werden, indem der Betriebsbereich begrenzt wird oder der Abgastemperaturbereich bei der Erfassung der Menge des eingefangenen NOx gemessen und begrenzt wird. Jedoch kann die herkömmliche Technik die Wirkungen der Verschlechterung der Leistung des NOx-Speicheragens 15 als Katalysator und Leistungen der Katalysatoren an einer Stelle vor und hinter dem NOx-Speicheragens und die Wirkung der Abweichungen des gesteuerten Luft-/Kraftstoffverhältnisses während der NOx-Reinigungssteuerung nicht ausschließen.
  • Bei der herkömmlichen Technik, bei der ein Absolutwert der Menge des eingefangenen NOx erfaßt wird, beeinflußt der Faktor der obenerwähnten Abweichungen unmittelbar den erfaßten Wert der Menge des eingefangenen NOx. Deshalb besteht die Möglichkeit, daß die Einfangsättigungsmenge des NOx-Speicheragens 15 fälschlicherweise als zu groß beurteilt wird, während sie tatsächlich klein ist, oder daß die Einfangsättigungsmenge des NOx-Speicheragens 15 fälschlicherweise als zu klein beurteilt wird, während sie tatsächlich groß ist. Im Ergebnis besteht die Möglichkeit, daß die Verschlechterung des NOx-Speicheragens falsch geschätzt wird und das NOx-Speicheragens dementsprechend in dem verschlechterten Zustand belassen wird, so daß NOx in die Umgebung emittiert wird, oder daß das NOx-Speicheragens fälschlicherweise als verschlechtert beurteilt wird, obwohl es dies nicht ist, und eine Warnmeldung erzeugt wird.
  • Ferner besteht ein viertes Problem der herkömmlichen Technik darin, daß zur Erfassung der Einfangsättigungsmenge des NOx-Speicheragens 15 eine Menge an NOx eingefangen werden muß, die größer als die Schätzmenge ist, die Sättigungsgrenze zu erreichen. Das NOx-Speicheragens kann aufgrund seiner Eigenschaft dann, wenn sich die Menge des eingefangenen NOx der Einfangsättigungsmenge nähert, nicht ausreichend NOx einfangen, so daß sich die Menge des ausströmenden NOx erhöht. Ferner strömt nahezu das gesamte NOx, das in das NOx-Speicheragens einströmt, aus, wenn die Menge des eingefangenen NOx die Einfangsättigungsmenge erreicht. Deshalb erhöht sich die Menge des in die Umgebung emittierten NOx, wenn die Einfangsättigungsmenge durch die herkömmliche Technik erfaßt wird.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der genauen Erfassung der Einfangsättigungsmenge (also zu erfassen, ob es einer Spielraum zur Einfangsättigungsmenge gibt) durch Vermeidung der Abweichungen bei der Erfassung der NOx-Einfangmenge, die durch diese Abweichungsfaktoren hervorgerufen werden. Ferner wird dadurch, daß die Einfangsättigungsmenge erfaßt wird, das Anwachsen der Menge des in die Umgebung emittierten NOx verhindert.
  • Das Wesentliche der vorliegenden Erfindung ist folgendes. Die vorliegende Erfindung zielt nicht darauf ab, den Absolutwert der NOx-Einfangmenge zu erfassen. Um die Menge des von dem NOx-Speicheragens 15 eingefangenen NOx zu verändern, wird der Betriebsparameter, beispielsweise die Magerbetrieb-Zeitperiode, geändert und gleichzeitig die Änderung des Ausgangssignals der Erfassungseinrichtung für spezifische Komponenten, die an einer Stelle hinter dem NOx-Speicheragens 15 angeordnet ist, beispielsweise des zweiten Luft-/Kraftstoffverhältnissensors 25 erfaßt und anschließend eine Charakteristik ermittelt, die sich auf die Menge des eingefangenen NOx, beispielsweise auf die Änderung der Zeit, die zwischen dem Starten der NOx-Reinigungssteuerung und dem Zeitpunkt, zu dem das Ausgangssignal des zweiten Luft-/Kraftstoffverhältnissensors 25 einen vorgegebenen Wert erreicht, verstreicht, bezieht. Wenn sich beispielsweise das Ausgangssignal innerhalb der erfaßten verstrichenen Zeit nicht um mehr als den vorgegebenen Wert unterscheidet, wird geschätzt, daß die Menge des von den NOx-Speicheragens 15 eingefangenen NOx bereits eine Menge in der Nähe der Einfangsättigungsmenge erreicht hat und die NOx-Einfangkapazität bereits kleiner geworden ist. Wenn sich das Ausgangssignal innerhalb der erfaßten verstrichenen Zeit um mehr als den vorgegebenen Wert ändert, wird geschätzt, daß das NOx-Speicheragens 15 noch einen Spielraum bezüglich der Menge des eingefangenen NOx zur Einfangsättigungsgrenze besitzt und die Einfangkapazität demgemäß noch nicht kleiner geworden ist. In diesem Fall können vor und nach dem Ändern des Betriebsparameter zur Änderung der von dem NOx-Speicheragens 15 eingefangene NOx-Einfangmenge die nicht auf der Betriebsbedingung wie etwa der Abgastemperatur beruhenden Ursachen unter den Abweichungsfaktoren der obenerwähnten Probleme bei der herkömmlichen Technik minimiert werden. Mit anderen Worten, die Wirkung der Verschlechterung der Leistung des NOx-Speicheragens als Katalysator und der Leistung der Katalysatoren vor und hinter dem NOx-Speicheragens sowie die Wirkung der Abweichung des steuernden Luft-/Kraftstoffverhältnisses während der NOx-Reinigungssteuerung können minimiert werden.
  • Da die vorliegende Erfindung abschätzt, ob es einen Spielraum für die NOx-Einfangmenge zur NOx-Einfangsättigungsmenge gibt, d. h., daß sie abschätzt, ob die Einfangkapazität abzunehmen beginnt oder nicht, besteht weder die Möglichkeit, die Einfangmenge fälschlicherweise so einzuschätzen, als hätte sie die Einfangsättigungsmenge noch nicht erreicht, während sie in Wirklichkeit die Einfangsättigungsmenge bereits erreicht hat, noch die Möglichkeit, die Einfangmenge fälschlicherweise so einzuschätzen, als hätte sie die Einfangsättigungsmenge nicht erreicht, während sie in Wirklichkeit die Grenze noch nicht erreicht hat.
  • Da es ferner bei der Erfassung des Spielraums der NOx-Einfangmenge zur NOx-Einfangsättigungsmenge nicht erforderlich ist, NOx bis zur Einfangsättigungsmenge einzufangen, wird verhindert, daß sich die in die Umgebung emittierten NOx-Menge erhöht, wenn die Einfangsättigungsmenge erfaßt wird.
  • Im Gegensatz zur die herkömmliche Technik, die durch die Schwankung der Abgastemperatur unmittelbar beeinflußt wird, da der Absolutwert der Einfangsättigungsmenge erfaßt wird, wird die vorliegende Erfindung durch die Schwankung der Abgastemperatur fast nicht beeinflußt, da geschätzt wird, ob ein Spielraum bezüglich der NOx-Einfangmenge besteht oder nicht.
  • Ähnlich wird die vorliegende Erfindung durch die Schwankung des Ausgangssignals des zweiten Luft-/Kraftstoffverhältnissensors 25, der an einer Stelle hinter dem NOx-Speicheragens angeordnet ist, fast nicht beeinflußt.
  • Als variable Betriebsparameter zur Änderung der Menge des von dem NOx-Speicheragens 15 eingefangenen NOx gibt es neben der Magerbetrieb-Zeitperiode, den Zündzeitpunkt, den Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung, das AGR-Verhältnis, das Luft-/Kraftstoffverhältnis usw., die zur Änderung der von der Brennkraftmaschine 1 ausgestoßenen NOx-Einfangmenge während des Magerbetrieb geeignet sind. Die Menge des von dem NOx-Speicheragens 15 eingefangenen NOx kann geändert werden, indem diese Parameter einzeln oder in Kombination geändert werden.
  • Ferner kann als Erfassungseinrichtung für spezifische Komponenten, die auf der Auslaßseite des NOx-Speicheragens 15 angeordnet ist, anstelle des Luft-/Kraftstoffverhältnissensors zur Messung der Sauerstoffkonzentration eine NOx-, HC- oder CO-Konzentrationserfassungseinrichtung verwendet werden. Nach dem Ende der Freisetzung und/oder der Reduktion des von dem NOx-Speicheragens 15 eingefangenen NOx nimmt die Menge des NOx an der Auslaßseite ab, während die Menge von HC, CO zunimmt. Somit kann das Ende der Freisetzung und der Reduktion des von dem NOx-Speicheragens 15 eingefangenen Stickstoff durch Erfassung dieser Charakteristiken geschätzt werden.
  • Im folgenden werden die erfindungsgemäßen Verfahren zur Schätzung, ob ein Spielraum bezüglich der NOx-Einfangmenge besteht oder nicht, beschrieben.
  • Zunächst wird das Verfahren zur Ermittlung einer sich auf die NOx-Einfangmenge beziehenden Charakteristik aus einem Ausgangssignal des auf der Auslaßseite des NOx-Speicheragens 15 angeordneten zweiten Luft-/Kraftstoffverhältnissensors 25, wenn NOx vom NOx-Speicheragens 15 gereinigt wird, beschrieben.
  • Das von der Brennkraftmaschine 1 während des Magerbetriebs ausgestoßene NOx wird von dem NOx-Speicheragens 15 eingefangen. 5 zeigt ein Beispiel der Änderung der Menge des in dem NOx-Speicheragens 15 während des Magerbetriebs eingefangenen NOx und der Änderung von NOx im Abgas an Stellen vor und hinter dem NOx-Speicheragens 15. Nach dem Einfangen von NOx bis zur Einfangsättigungsgrenze strömt das in das NOx-Speicheragens 15 einströmende NOx bei fortgesetztem Magerbetrieb nach außen. Um das eingefangene NOx freizusetzen und/oder zu reduzieren, wird das Luft-/Kraftstoffverhältnis des Abgases vorübergehend in das stöchiometrische Luft-/Kraftstoffverhältnis oder in das fette Luft-/Kraftstoffverhältnis zum geeigneten Zeitpunkt (NOx-Reinigungssteuerung) geändert. Während die NOx-Reinigungssteuerung ausgeführt wird, wird von der Brennkraftmaschine 1 Abgas ausgestoßen, das brennbares HC, CO enthält und eine niedrige Sauerstoffkonzentration besitzt.
  • Gleichzeitig wird dann, wenn das NOx-Speicheragens 15 eine Sauerstoffkapazität besitzt oder ein Katalysator mit einer Sauerstoffkapazität auf der Einlaßseite des NOx-Speicheragens 15 angeordnet ist, zuerst der gespeicherte Sauerstoff freigesetzt. Bei fortschreitender Freisetzung und somit einer Verringerung der Sauerstoffkonzentration in dem NOx-Speicheragens 15 wird das eingefangene NOx freigesetzt und gleichzeitig durch das brennbare HC, CO und dergleichen reduziert oder andernfalls durch das brennbare HC, CO und dergleichen durch Kontakt reduziert. 6 zeigt ein Beispiel der Signalformen des Ausgangssignals des zweiten Luft-/Kraftstoffverhältnissensors 25 während der NOx-Reinigungssteuerung. Die Kurven a1 und a2 und die Kurven b1 und b2 zeigen Signalformen des Ausgangssignals des zweiten Luft-/Kraftstoffverhältnissensors bei Verwendung eines NOx-Speicheragens 15 mit unterschiedlicher Sauerstoffspeichermenge (Sauerstoffspeicherkapazität). Die Kurven a1 und a2 zeigen die Fälle, in denen das NOx-Speicheragens 15 eine kleine Sauerstoffspeicherkapazität besitzt, während die Kurven b1 und b2 die Fälle zeigen, in denen das NOx-Speicheragens 15 eine große Sauerstoffspeicherkapazität besitzt. Da bei Magerbetrieb in kurzer Zeit Sauerstoff bis zur Sauerstoffspeicherkapazität gespeichert wird, kann in diesem Fall vorausgesetzt werden, daß die Sauerstoffspeichermenge gleich der Sauerstoffspeicherkapazität ist. Die beiden Kurven a1 und b1 zeigen die Signalform des Ausgangssignals des zweiten Luft-/Kraftstoffverhältnissensors 25 in dem Fall, in dem das NOx-Speicheragens 15 eine kleinere Menge des eingefangenen NOx enthält, während die beiden Kurven a2 und b2 die Signalform des Ausgangssi gnals in dem Fall zeigen, in dem das NOx-Speicheragens 15 eine größere Menge des eingefangenen NOx enthält.
  • Wie in 7 gezeigt ist, wird eine geeignete Schwelle VS eingestellt, wobei die Zeitperiode vom Starten der NOx-Reinigungssteuerung bis zu dem Zeitpunkt, zu dem sich das Ausgangssignal des zweiten Luft-/Kraftstoffverhältnissensors mit der Schwelle VS schneidet, als TD definiert ist.
  • Aus einem Versuch, bei dem das NOx-Speicheragens verwendet wurde und die Schwelle VS auf etwa 0,8 V eingestellt wurde, wurde erkannt, daß der Zeitpunkt, zu dem das Ausgangssignal des zweiten Luft-/Kraftstoffverhaltnissensors 25 die Schwelle VS schneidet, der Zeitpunkt des Endes der Reinigung des in dem NOx-Speicheragens 15 eingefangenen NOx ist. Somit endet die Reinigungssteuerung, sobald das Ausgangssignal des zweiten Luft-/Kraftstoffverhältnissensors 25 die Schwelle VS schneidet.
  • 8 zeigt ein Beispiel der Beziehungen zwischen der Menge des eingefangenen NOx und der Zeit TD bei gleicher Betriebsbedingung (Abgastemperatur, Drehzahl, Last) und unterschiedlichem NOx-Speicheragens 15 oder unterschiedlicher Reinigungsleistung des auf der Einlaßseite angeordneten Katalysators. Aus dem Graphen ist ersichtlich, daß eine lineare Beziehung zwischen der Zeit TD und der Menge des eingefangenen NOx besteht. Die Beziehung zwischen der Sauerstoffspeicherkapazität und der Steigung der Geraden variiert in Abhängigkeit von der Art des Katalysators, jedoch scheint die Tendenz zu bestehen, daß die Steigung mit größer werdender Sauerstoffspeicherkapazität kleiner wird. Tatsächlich gibt es einige Fälle, in denen nur die Sauerstoffspeicherkapazität unterschiedlich ist, während die weiter unten beschriebene Reinigungsleistung zusammen mit der Sauerstoffspeicherkapazität unterschiedlich ist. Da sich, wie oben beschrieben wurde, die Zeit TD in Abhängigkeit von der Größe der Sauerstoffspeicherkapazität ändert, kann die NOx-Einfangmenge nicht ausschließlich aus der Zeit TD erfaßt werden.
  • Unabhängig davon, ob die eingefangene Menge des in dem NOx-Speicheragens 15 eingefangenen NOx einen Spielraum zur Einfangsättigungsmenge besitzt, wird diese bei der vorliegenden Erfindung über die Änderung der Signalform erfaßt, beispielsweise über die Änderung der Zeit TD des auf der Auslaßseite des NOx-Speicheragens 15 angeordneten zweiten Luft-/Kraftstoffverhältnissensors 25, wenn der Betriebsbedingungsparameter, beispielsweise die Magerbetrieb-Zeitperiode, verändert wird, um die Menge des eingefangenen NOx zu verändern. Deshalb wird die erfaßte Einfangsättigungsmenge durch die durch die 8 und 9 beschriebenen Abweichungen fast nicht beeinflußt.
  • Ferner wird bei der vorliegenden Erfindung selbst dann, wenn die Schwelle VS für den zweiten Luft-/Kraftstoffverhältnissensor 25 nicht scharf genug eingestellt ist, die erfaßte Einfangsättigungsmenge fast nicht von der Einstellung der Schwelle VS beeinflußt, da der Spielraum der Menge des eingefangenen NOx über die Differenz der Zeit TD erfaßt wird. Ähnlich wird selbst dann, wenn sich das Ausgangssignal des zweiten Luft-/Kraftstoffverhältnissensors 25 aufgrund der Verschlechterung (Pegel, Ansprechverhalten) ändert, die erfaßte Einfangsättigungsmenge fast nicht durch die Verschlechterung beeinflußt.
  • 10 zeigt die Beziehung zwischen der Magerbetrieb-Zeitperiode und der Zeit TD. Die Kurve A zeigt ein Beispiel für ein NOx-Speicheragens A, das sich nicht verschlechtert hat, während die Kurve B ein Beispiel für ein NOx-Speicheragens B zeigt, das sich verschlechtert hat. Der Absolutwert der Zeit TD wird durch die Abweichung der Sauerstoffspeicherkapazität, der Reinigungsleistung des Katalysators usw., die oben beschrieben wurden, verändert. Jedoch sinkt die NOx-Einfangmenge mit der Magerbetriebszeit selbst dann, wenn diese Abweichungsfaktoren hervorgerufen werden, ab, bis sie die Einfangsättigungsgenze erreicht, wobei sie sich selbst dann, wenn die Magerbetriebszeit verlängert wird, nicht mehr ändert, wenn sie gesättigt ist.
  • Die während der nach der Magerbetrieb-Zeitperiode TL1 ausgeführten NOx-Reinigungssteuerung erfaßte Zeit TD sei TDA1, TDB1, während die während der nach der Magerbetrieb-Zeitperiode TL2(= TL1 + ΔTL) ausgeführten NOx-Reinigungssteuerung erfaßte Zeit TD TDA2, TDB2 sei.
  • Es sei ΔTD = TD2 – TD1, wobei die Indizes A, B, den NOx-Speicheragens A, B entsprechend, angefügt sind. Ferner sei der anhand ΔTL geschätzte Wert TL1, und die Betriebsbedingung sei ΔTDSL. Da das NOx-Speicheragens A bei der Magerbetriebszeit TL2 noch nicht gesättigt ist und demgemäß ΔTDA > ΔTDSL, wird geschätzt, daß es einen Spielraum bezüglich der NOx-Einfangmenge zur Einfangsättigungsmenge gibt. Da das NOx-Speicheragens B bei der Magerbetriebszeit TL2 bereits gesättigt ist und demgemäß ΔTDA(= 0) ≤ ΔTBSL, wird geschätzt, daß kein Spielraum bezüglich der NOx-Einfangmenge zur Einfangsättigungsgrenze besteht. Wie oben beschrieben wurde, kann über ΔTD beurteilt werden, ob das NOx-Speicheragens 15 NOx bis zu einer Menge in der Nähe der Einfangsättigungsmenge einfängt oder nicht. Das heißt, es kann über ΔTD beurteilt werden, ob das NOx-Speicheragens 15 NOx bis zur Menge in der Nähe der Einfangsättigungsgrenze einfangt. Somit kann über ΔTD beurteilt werden, ob die NOx-Einfangkapazität abzunehmen beginnt oder nicht.
  • Im folgenden wird ein Verfahren zur quantitativen Bestimmung der Menge des während des Zeitintervalls ΔTD eingefangenen NOx beschrieben.
  • Da das während des Zeitintervalls ΔTL im NOx-Speicheragens 15 eingefangene NOx während des Zeitintervalls ΔTD gereinigt wird, ist die Menge des von dem NOx-Speicheragens 15 während des Zeitintervalls ΔTL eingefangenen NOx durch Berechnung des Grads der NOx-Reinigung während des Zeitintervalls ΔTL bekannt.
  • Während der Freisetzung von NOx aus dem NOx-Speicheragens 15 wird im Abgas enthaltenes brennbares HC, CO zur Reduktion von NOx verwendet. Somit ist die Menge des gereinigten NOx aus dem NOx-Speicheragens 15 pro Zeiteinheit NODS zur Menge des überschüssigen Kraftstoffs, d. h. zur Menge des pro Zeiteinheit zugeführten brennbaren HC, CO, proportional. Die Menge des pro Zeiteinheit zugeführten überschüssigen Kraftstoffs Qfex wird durch die folgende Gleichung ausgedrückt. Qfex = k1·Ti·(Kr – 1)/Kr·Ne = k1·K·Qa·(Kr – 1),wobei k1 eine Proportionalitätskonstante ist und das Andere Werte sind die durch die Gleichung für Ti ausgedrückt werden. Da die Menge des gereinigten NOx aus dem NOx-Speicheragens 15 pro Zeiteinheit NODS proportional zu Qfex ist, kann NODS durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden, wobei eine Proportionalitätskonstante k2 sei. NODS = k2·Qfex = k·Qa·(Kr – 1),wobeik = k1·k2.
  • Obwohl es von der Art des NOx-Speicheragens 15 abhängig ist, besteht die Möglichkeit, brennbares HC, CO in einer Menge zuzuführen, die den Reduktions-/Reaktionsgrad des von dem NOx-Speicheragens 15 eingefangenen NOx überschreitet, wenn der Luft-/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizient Kr bei der Reinigungssteuerung zu groß ist (das Luft-/Kraftstoffverhältnis ist zu fett). In diesem Fall geht ein Teil des brennbaren HC, CO direkt durch das NOx-Speicheragens 15 hindurch, wodurch ein Berechnungsfehler der Menge des eingefangenen NOx entsteht. Andererseits wird Kr während der normalen NOx-Reinigungssteuerung manchmal auf einen etwas größeren Wert eingestellt (beispielsweise: Kr > 1,1), um die Reinigung von NOx zu beschleunigen. Deshalb wird Kr zur Erlangung der Menge des eingefangenen NOx während der NOx-Reinigungssteuerung vorzugsweise auf einen Wert eingestellt (beispielsweise: 1 > Kr > 1,1), der sich von dem Wert während der normalen NOx-Reinigungssteuerung unterscheidet.
  • Wie oben beschrieben wurde, kann die Menge des von dem NOx-Speicheragens 15 während des Zeitintervalls ΔTD bei der Ausführung der NOx-Reinigungssteuerung eingefangenen NOx berechnet werden, indem die Gesamtsumme ΔTNOD von NODS während ΔTD berechnet wird, d. h., daß sie durch die folgende Formel berechnet werden kann. ΔTNOD = ΣNODS (Gesamtsumme während ΔTD) = k·Σ{Qa·(Kr – 1)} (Gesamtsumme während ΔTD)
  • In der folgenden Gleichung zur Berechnung der Menge des aus dem NOx-Speicheragens 15 freigesetzten NOx ist der Luft-/Kraftstoffverhältnis-Korrek turkoeffizient Kr in den meisten Fällen eigentlich ein fester Wert (beispielsweise werden für die einzelnen Betriebsarten mehrere feste Werte voreingestellt). NODS = k·Qa·(Kr – 1)
  • Somit ist die Gesamtsumme ΔTNOD von NODS während ΔTD zur Gesamtsumme von Qa während ΔTD proportional. Daher kann TNOD aus der folgenden Gleichung berechnet werden. ΔTNOD = k'·Qave·Kr·ΔTD,wobei k' eine Proportionalitätskonstante ist und Qave der Mittelwert von Qa über ΔTD ist.
  • Jedoch werden die Proportionalitätskonstanten k, k' durch die Wirkung des NOx-Speicheragens 15 und der Reinigungsleistung des auf der Einlaßseite des NOx-Speicheragens 15 angeordneten Katalysators verändert, wie oben beschrieben wurde. Ferner weist Kr einen Fehler bezüglich des durch das obenerwähnte Verfahren berechneten Absolutwertes von ΔTNOD auf. Da jedoch der Absolutwert von ΔTNOD ein Wert ist, für den die Wirkung von Qa als Betriebsbedingung und Kr als Steuerwert korrigiert werden, wird die Menge des von dem NOx-Speicheragens 15 eingefangenen NOx vorzugsweise unter Verwendung von ΔTNOD anstelle von ΔTD berechnet. Ferner werden im Hinblick auf die getrennt erfaßbaren Faktoren unter den obenbeschriebenen Abweichungsfaktoren die Proportionalitätskonstanten k, k' vorzugsweise entsprechend der erfaßten Werte korrigiert.
  • Im folgenden werden die NOx-Reinigungssteuerungsprozesse und der Prozeß zur Erfassung der NOx-Einfangmenge im momentanen Betriebszustand des Motors beschrieben.
  • Da sich die Betriebsbedingung im momentanen Betriebszustand zu jedem Zeitpunkt ändert, wird die NOx-Reinigungssteuerung vorzugsweise dann ausgeführt, wenn die geschätzte Menge des von dem NOx-Speicheragens 15 erfaßten NOx ein Wert TNOAP wird, der kleiner als die Einfangsättigungsmenge TNOAMX ist, anstatt die NOx-Reinigungssteuerung periodisch dann auszuführen, wenn die Magerbetrieb-Zeitperiode eine vorgegebene Zeit überschreitet. Deshalb wird, wie in 11 gezeigt ist, die normale NOx-Reinigungssteuerung ausgeführt, wenn die geschätzte Menge des von dem NOx-Speicheragens 15 eingefangenen NOx ein Wert TNOAP wird, der kleiner als die Einfangsättigungsmenge TNOAMX ist, wobei die NOx-Reinigungssteuerung nur zur Erfassung der NOx-Einfangmenge ΔTNOD ausgeführt wird, wenn TNOA zu einem Wert TNOAP + ATNOAP, der etwas größer als TNOAP ist (oder zu einem Wert TNOAP – ΔTNOAP, der etwas kleiner als TNOAP ist), wird.
  • Wenn sich die Betriebsbedingung nicht ändert, so daß der Magerbetrieb fortgesetzt wird, bis TNOA den vorgegebenen Wert erreicht, ist dies damit gleichzusetzen, daß die Magerbetrieb-Zeitperiode konstant ist. Anstatt die NOx-Reinigungssteuerung dann durchzuführen, wenn TNOA zu TNOAP wird, kann die Magerbetrieb-Zeitperiode, der Betriebsbedingung entsprechend, variiert werden.
  • Wenn die NOx-Reinigungssteuerung ausgeführt wird, wird durch das obenbeschriebene Verfahren ein Erfassungswert für die NOx-Einfangmenge ΔTNOD berechnet. Die Entscheidungsschwelle ΔTNODSL wird beispielsweise dadurch erhalten, daß eine Tabelle von TNOAP durchsucht wird. Wenn ΔTNOD > ΔTNODSL, wird geschätzt, daß die NOx-Einfangmenge des NOx-Speicheragens 15 einen Spielraum besitzt. Wenn ΔTNOD ≤ ΔTNODSL, wird geschätzt, daß die NOx-Einfangmenge des NOx-Speicheragens 15 keinen Spielraum besitzt.
  • Wenn geschätzt wird, daß die NOx-Einfangmenge des NOx-Speicheragens 15 einen kleinen Spielraum besitzt, d. h., daß geschätzt wird, daß die NOx-Einfangkapazität abzunehmen beginnt, wird dies beispielsweise so beurteilt, daß sich das NOx-Speicheragens 15 verschlechtert hat. Andernfalls wird TNOAP auf einen etwas kleineren Wert aktualisiert (die Magerbetrieb-Zeitperiode verkürzt) wobei TNOAP nach und nach aktualisiert wird, wenn im weiteren Verlauf geschätzt wird, daß die NOx-Einfangmenge des NOx-Speicheragens 15 keinen Spielraum besitzt. Wenn TNOAP kleiner als ein vorgegebener Wert wird, wird geschätzt, daß sich das NOx-Speicheragens 15 verschlechtert hat.
  • Wenn geschätzt wird, daß die NOx-Einfangmenge des NOx-Speicheragens 15 einen Spielraum besitzt, d. h., wenn geschätzt wird, daß die NOx-Einfangkapazität nicht abzunehmen beginnt, wird TNOAP nicht aktualisiert. Andernfalls kann TNOAP auf einen etwas größeren Wert aktualisiert werden (Verlängern der Magerbetrieb-Zeitperiode).
  • Aus der obigen Beschreibung wird offensichtlich, daß die NOx-Reinigungssteuerung durch Verwendung der Magerbetrieb-Zeitperiode anstelle von TNOA und durch Verwendung einer geeigneten Zeitperiode anstelle von TNOAP ausgeführt werden kann.
  • Wenn nach dem obenerwähnten Verfahren geschätzt wird, daß sich das NOx-Speicheragens verschlechtert hat, wird die SOx-Entgiftung-Wiedergewinnungssteuerung ausgeführt. Danach, falls weiterhin geschätzt wird, daß sich das NOx-Speicheragens verschlechtert hat, wird das NOx-Speicheragens als verschlechtert beurteilt, so daß die Speicherung des die Verschlechterung des NOx-Katalysators ausdrückenden Codes ausgeführt wird und/oder eine Warnung an den Fahrer durch Einschalten der Warnleuchte ausgegeben wird. Andernfalls, falls geschätzt wird, daß sich das NOx-Speicheragens verschlechtert hat, kann die Speicherung des die Verschlechterung des NOx-Katalysators ausdrückenden Codes ausgeführt werden und/oder durch Einschalten der Warnleuchte eine Warnmeldung an den Fahrer ausgegeben werden, ohne die SOx-Entgiftung-Wiedergewinnungssteuerung auszuführen.
  • Wenn ferner geschätzt wird, daß sich das NOx-Speicheragens verschlechtert hat, wird der Magerbetrieb begrenzt, um zu vermeiden, daß NOx in die Umgebung emittiert wird.
  • Die SOx-Entgiftung-Wiedergewinnungssteuerung kann ausgeführt werden, indem der Betrieb für eine vorgegebene Zeitperiode fortgesetzt wird, wobei die Temperatur des NOx-Speicheragens 15 bis auf eine vorgegebene Temperatur erhöht wird, beispielsweise auf bis zu 600°C oder höher, und das Luft-/Kraftstoffverhältnis auf das fette Luft-/Kraftstoffverhältnis eingestellt wird.
  • In der obigen Beschreibung wurde das Verfahren des aktiven Variierens der Menge des von dem NOx-Speicheragens 15 eingefangenen NOx erläutert. Im folgenden werden die anderen Verfahren beschrieben. Im tatsächlichen Betriebszustand gibt es einen Zeitpunkt, zu dem das Luft-/Kraftstoffverhältnis in ein fettes Luft-/Kraftstoffverhältnis zu verwandeln ist, um das Fahrzeug zu beschleunigen, wobei die NOx-Reinigungssteuerung manchmal unter Verwendung dieses Zeitpunktes ausgeführt wird. In diesem Fall wird die NOx-Reinigungssteuerung manchmal ausgeführt, bevor die geschätzte NOx-Menge TNOA zu TNOAP wird. Somit drückt die Differenz zwischen dem TNOA, bei dem die NOx-Reinigungssteuerung ausgeführt wird, und dem TNOA, bei dem die vorhergehende (oder die folgende) NOx-Reinigungssteuerung ausgeführt wird, die Änderung der Menge des von dem NOx-Speicheragens 15 eingefangenen NOx aus. Der Spielraum der NOx-Einfangmenge kann zu diesem Zeitpunkt aus ΔTD und ΔTNOD erfaßt ermittelt werden.
  • Da die geschätzte NOx-Einfangmenge TNOA ein Schätzwert ist, enthält dieser einen Fehler. Die Ursachen des Fehlers sind beispielsweise eine Abweichung vom tatsächlichen Wert gegenüber dem Kennfeldwert für die vorgegebene Menge des (von der Brennkraftmaschine 1 ausgestoßenen) von dem obenbeschriebenen NOx-Speicheragens einzufangenden NOx, die Verschlechterung der NOx-Einfangleistung (des Einfanggrads) des NOx-Speicheragens 15 usw.
  • Deshalb besteht im Fall der Schätzung, daß kein Spielraum in der NOx-Einfangmenge existiert, der stetigen Aktualisierung von TNOAP und der Schätzung, daß sich das NOx-Speicheragens 15 verschlechtert hat, wenn TNOAP kleiner als der vorgegebene Wert wird, die Möglichkeit, daß fälschlicherweise geschätzt wird, daß sich das NOx-Speicheragens 15 verschlechtert hat, obwohl in der Brennkraftmaschine eine Abnormalität aufgetreten ist, so daß sich die ausgestoßene NOx-Menge erhöht. Deshalb wird vorzugsweise (1) die Beurteilung der Verschlechterung des NOx-Speicheragens 15 gesperrt, wenn in der Brennkraftmaschine 1 oder in den Kraftstoffzündsystemabschnitten eine Abnormalität auftritt, und/oder (2) darüber hinaus geschätzt, daß in dem NOx-Speicheragens 15 oder in der Brennkraftmaschine 1 eine Abnormalität aufgetreten ist, wenn TNOAP nach und nach aktualisiert wird und TNOAP kleiner als ein vorgegebener Wert wird, weshalb die Speicherung des entsprechenden Codes ausgeführt wird und/oder durch Einschalten der Warnleuchte eine Warnmeldung an den Fahrer ausgegeben wird.
  • Ferner ist ΔTNOD durch das Vergleichen der Änderung ΔTNOA der geschätzten NOx-Einfangmenge TNOA mit der Änderung ΔTNOD der erfaßten NOx-Einfangmenge im allgemeinen hochgenau (insbesondere dann, wenn die NOx-Einfangmenge klein ist). Somit ist es möglich, ΔTNOA mittels ΔTNOD zu korrigieren oder zu schätzen, daß der Motor 1 eine Abnormalität aufweist, wenn ΔTNOD im Vergleich zu ΔTNOA groß ist.
  • Vorzugsweise werden die obenbeschriebenen Schätzungen der NOx-Einfangmenge und der Verschlechterung des NOx-Speicheragens 15 auf der Grundlage der Erfassung der Änderung ΔTNOD, nur dann durchgeführt, wenn eine bestimmte Bedingung erfüllt ist, beispielsweise dann, wenn die Temperatur des NOx-Speicheragens 15 und der Betriebszustand innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegen. Die Gründe dafür sind folgende.
  • Da die NOx-Einfangmenge des NOx-Speicheragens 15 durch die Temperatur des NOx-Speicheragens 15 stark beeinflußt wird, wird eine Bedingung hinsichtlich der Temperatur des NOx-Speicheragens 15 aufgestellt. Die NOx-Einfangsättigungsmenge TNOAMX nimmt ab, wenn die Temperatur des NOx-Speicheragens 15 zu niedrig oder zu hoch ist. Deshalb wird die Änderung ATNOD der NOx-Einfangmenge in einem solchen Zustand ein kleinerer Wert, weshalb die Möglichkeit besteht, fälschlicherweise zu schätzen, daß sich das NOx-Speicheragens 15 verschlechtert hat. Um die Erfassung der Genauigkeit der Änderung ΔTNOD zu verbessern, wird die Erfassung der Änderung ΔTNOD der NOx-Einfangmenge vorzugsweise gestoppt oder gesperrt, wenn die Schwankung der Temperatur zu groß ist. Bei den Begrenzungen hinsichtlich der Temperatur kann die aus einer direkten Messung erhaltene Temperatur der NOx-Einfangmenge, die aus einer direkten Messung erhaltene Temperatur des Abgases oder die aus dem Betriebszustand geschätzte Temperatur verwendet werden.
  • Die Begrenzung hinsichtlich der Betriebsbedingung kann als Alternative zur Begrenzung hinsichtlich der Temperatur, die oben beschrieben wurde, ver wendet werden. Um ferner die Erfassungsgenauigkeit der Änderung ΔTNOD zu verbessern, wird die Erfassung der Änderung ΔTNOD der NOx-Einfangmenge vorzugsweise gestoppt oder gesperrt, wenn die Änderung des Betriebszustands groß ist. Da sich außerdem die Menge des in das NOx-Speicheragens 15 einströmenden NOx verändert, wenn der Verbrennungszustand des Motors 1 nicht stabil ist, wird der Betriebsbereich der stabilen Verbrennung als Bedingung aufgestellt.
  • Wenn ferner eine Abnormalität in der Brennkraftmaschine 1 oder in den Kraftstoffzündsystemabschnitten eine Abnormalität auftritt, wird zur Verbesserung der Genauigkeit der Erfassung der Änderung ΔTNOD die Erfassung der Änderung ΔTNOD der NOx-Einfangmenge vorzugsweise gestoppt oder gesperrt, wenn die Temperaturschwankung groß ist. Außerdem wird dann, wenn sich die Sauerstoffspeicherkapazität des NOx-Speicheragens 15 oder die Sauerstoffspeicherkapazität oder die Abgasreinigungsleistung des Agens wie etwa des vor oder hinter dem NOx-Speicheragens angeordneten Katalysators verschlechtert haben, vorzugsweise die Erfassung der Änderung ΔTNOD der NOx-Einfangmenge gestoppt oder gesperrt.
  • Im folgenden wird unter Bezug auf die Ablaufpläne eine Ausführungsform beschrieben.
  • 12 ist ein Ablaufplan, der eine Ausführungsform des Luft-/Kraftstoffverhältnis-Steuerungsprozesses zeigt. Diese Steuerung wird im Abstand einer vorgegebenen Zeitperiode (z. B. alle 20 Millisekunden) von einer Hauptroutine (nicht gezeigt) gestartet.
  • Zuerst wird im Schritt 100 geprüft, ob der Betriebszustand im Magerbetriebsbereich liegt. Dabei wird geprüft, ob die Last und die Drehzahl des Motors 1, die Kühlwassertemperatur, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs usw. innerhalb des vorgegebenen Bereichs liegen. Wenn festgestellt wird, daß der Betriebszustand nicht im Magerbetriebsbereich liegt, setzt die Verarbeitung mit dem Schritt 112 fort, um TGFBA auf 1 und Kr auf 1 zu setzen. Dies bedeutet, daß der stöchiometrische Betrieb ausgeführt wird. Danach setzt die Verarbeitung mit dem Schritt 113 fort, um die Rückkopplungsregelung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses anhand eines Ausgangssignals des ersten Luft- /Kraftstoffverhältnissensors 14 auszuführen.
  • Wenn im Schritt 100 festgestellt wird, daß der Betriebszustand im Magerbetriebsbereich liegt, setzt die Verarbeitung mit dem Schritt 101 fort, um einen entsprechenden Wert (< 1) aus dem Kennfeld für die Drehzahl und die Last des Motors 1 zu suchen, wie in 4 gezeigt ist, und den entsprechenden Wert auf das Soll-Äquivalenzverhältnis TGFBA einzustellen. Danach setzt die Verarbeitung mit dem Schritt 102 fort. Wenn der weiter unten beschriebene NOx-Reinigungsanforderung-Entscheidungsmerker gesetzt (= 1) ist, wird die NOx-Reinigungssteuerungssuchroutine (wie weiter unten beschrieben wird) von Schritt 114 ausgeführt und anschließend im Schritt 115 der Zähler CNOP für die normalen NOx-Reinigungssteuerzeiten um 1 (eins) hoch gesetzt, um den Steuerfluß abzuschließen. Wenn der NOx-Reinigungsanforderung-Entscheidungsmerker nicht gesetzt ist, setzt die Verarbeitung mit dem Schritt 103 fort, um den Rückkopplungskoeffizienten ALPHA auf 1 und den Luft-/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizient während der NOx-Reinigungssteuerung Kr auf 1 zu setzen. Danach setzt die Verarbeitung mit dem Schritt 104 fort, um die Kraftstoffeinspritzung-Zeitperiode Ti unter Anwendung der folgenden Gleichung zu berechnen. Ti = K·(Qa/Ne)·TGFBA·ALPHA·Kr = K·(Qa/Ne)·TGFBA
  • Dies bedeutet, daß der Magerbetrieb entsprechend dem Soll-Äquivalenzverhältnis TGFBA ausgeführt wird.
  • Im nächsten Schritt 105 wird bei fortgesetztem Magerbetrieb die geschätzte NOx-Einfangmenge TNOA durch Akkumulation unter Anwendung der folgenden Gleichung berechnet. TNOA(neu) = TNOA(alt) + NOAS,wobei NOAS aus einem vorgegebenen Kennfeld, das dem Betriebszustand des Motors zu jenem Zeitpunkt entspricht, bestimmt wird.
  • Im nächsten Schritt 106 wird geprüft, ob der Zähler für die normalen NOx-Reinigungssteuerzeiten CNOP größer als ein Entscheidungswert KNOP ist.
  • Wenn der Zähler für die normalen NOx-Reinigungssteuerzeiten CNOP größer als der Entscheidungswert KNOP ist, setzt die Verarbeitung mit dem Schritt 116 fort, indem beurteilt wird, ob die Schätzung der NOx-Einfangmenge des NOx-Speicheragens 15 erforderlich ist. Dabei wird geprüft, ob die geschätzte NOx-Einfangmenge TNOA (TNOAP + ΔTNOAP) überschreitet. Wenn die geschätzte NOx-Einfangmenge TNOA (TNOAP + ΔTNOAP) überschreitet, werden im Schritt 119 der NOx-Einfangmengenschätzung-Anforderungsmerker gesetzt (= 1) und im Schritt 120 PREOK gelöscht (= 0).
  • PREOK ist ein Merker, der bei der Ausführung der NOx-Einfangmengenschätzung ausdrückt, ob die Erfassung der NOx-Einfangmenge TNOD während der unmittelbar vorhergehenden NOx-Reinigungssteuerung normal ausgeführt wurde. Ferner werden im Schritt 110 der Zähler für die normalen NOx-Reinigungssteuerzeiten CNOP zurückgesetzt und im Schritt 111 der NOx-Reinigungsanforderungsmerker gesetzt (= 1). Im Schritt 116 ist der Steuerfluß dann, wenn die geschätzte NOx-Einfangmenge TNOA (TNOAP + ΔTNOAP) überschreitet, abgeschlossen.
  • Wenn CNOP kleiner als der Entscheidungswert KNOP ist, Schritt 106, wird im Schritt 107 geprüft ob eine Beschleunigungsanforderung oder dergleichen zur Änderung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses in das stöchiometrische Luft-/Kraftstoffverhältnis oder in das fette Luft-/Kraftstoffverhältnis vorliegt. Wenn aufgrund einer solchen Beschleunigungsanforderung das Luft-/Kraftstoffverhältnis in das stöchiometrische Luft-/Kraftstoffverhältnis oder in das fette Luft-/Kraftstoffverhältnis geändert werden muß oder die Änderung einer Betriebsbedingung wie etwa die Verdampfungsgasreinigung erforderlich ist, wird die NOx-Reinigung selbst dann durchgeführt, wenn TONA nicht TNOAP erreicht hat. Wenn eine Beschleunigungsanforderung oder dergleichen vorliegt, wird im Schritt 117 geprüft, ob PREOK = 1, und im Schritt 118 geprüft, ob TNOA größer als ein vorgegebener Wert TNOAPt ist. Wenn beide Bedingungen erfüllt sind, setzt die Verarbeitung durch Entscheidung, daß die Schätzung der NOx-Einfangmenge ausgeführt werden kann, mit dem Schritt 119 fort. Anschließend werden dieselben Prozesse wie im Fall des Vorgehens von Schritt 106 bis zu den Schritten 116, 119 ausgeführt. Wenn eine der Bedingungen im Schritt 117 und Schritt 118 nicht erfüllt ist, setzt die Verarbeitung durch Entscheidung, daß die Schätzung der NOx-Einfangmenge nicht ausgeführt werden kann, mit dem Schritt 120 fort, ohne den NOx-Einfangmengenschätzung-Anforderungsmerker zu setzen. Nach dem Zurücksetzen von PREOK im Schritt 120 und dem Zurücksetzen von CNOP im Schritt 110 wird im Schritt 111 der NOx-Reinigungsanforderungsmerker gesetzt.
  • Wenn im Schritt 107 keine Beschleunigungsanforderung oder dergleichen vorliegt, setzt die Verarbeitung mit dem Schritt 108 fort, um die Startbedingung für die normale NOx-Reinigungssteuerung zu prüfen. Dabei wird geprüft, ob die geschätzte NOx-Einfangmenge TNOA die NOx-Reinigungsschwelle TNOAP überschritten hat. Wenn sie diese überschritten hat, werden im Schritt 109 PREOK gesetzt (= 1), im Schritt 110 CNOP zurückgesetzt (= 0) und im Schritt 111 der NOx Reinigungsanforderungsmerker gesetzt (= 1). Wenn TNOA TNOAP nicht überschritten hat, ist dieser Steuerfluß abgeschlossen.
  • Durch die obigen Prozesse wird die NOx-Einfangmengenschätzung KNOPmal so oft wie die normale NOx-Reinigungssteuerung oder bei Vorliegen einer Beschleunigungsanforderung ausgeführt, wobei die NOx-Einfangmenge in dieser Zeit größer als der vorgegebene Wert ist und die Erfassung der NOx-Einfangmenge TNOD während der vorhergehenden NOx-Reinigungssteuerung als normal ausgeführt beurteilt wird.
  • 13 ist ein Ablaufplan, der eine Ausführungsform eines NOx-Reinigungssteuerungsprozesses zeigt. Der NOx-Reinigungssteuerungsprozeß entspricht Schritt 114 in dem in 12 gezeigten Ablaufplan und wird als Subroutine gestartet, wenn der NOx-Reinigungssteuerung-Anforderungsmerker gesetzt ist.
  • Zuerst werden in Schritt 200 der Rückkopplungskoeffizient ALPHA auf 1 und das Soll-Äquivalenzverhältnis TGFBA auf 1 gesetzt sowie der Luft-/Kraftstoffverhältnis-Korrekturkoeffizient KR während der NOx-Reinigungssteuerung gesetzt. Ferner wird zur Verringerung des Schubs, der mit der Änderung des Drehmoments verbunden ist, das von der Brennkraftmaschine 1 aufgrund der Änderung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses erzeugt wird, ebenso die Steuerung der Korrektur des Zündzeitpunkts ausgeführt. Ferner wird im Fall, in dem die Betriebsart vor dem Starten der NOx-Reinigungssteuerung die Schichtlade-Betriebsart (die sehr magere Verbrennung bei einem Luft-/Kraftstoffverhältnis von 40 zu 50, die durch Bildung des geschichteten Mischgases erreicht wird) war, ebenso die Steuerung zur Änderung der Betriebsart in die homogene Betriebsart (die Betriebsart, die in homogener Weise Kraftstoff zuführt) ausgeführt. Dementsprechend werden die Steuerung des Öffnungsgrades des Verwirbelungssteuerventils 6, die Steuerung des AGR-Verhältnisses, die Änderung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts und die Steuerung zur Senkung der Ansaugluftmenge ausgeführt. Ferner wird dann, wenn zum Starten der Steuerung eine Beschleunigungsanforderung erzeugt wird, ebenso die Steuerung zum Steigern der Luftströmungsmenge Qa, die der Bremskraftmaschine 1 zugeführt wird, und die Steuerung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses, das dem Beschleunigungspegel entspricht, ausgeführt.
  • Im nächsten Schritt 201 wird unter Anwendung der folgenden Gleichung die Kraftstoffeinspritzung-Zeitperiode Ti berechnet. Ti = K·(Qa/Ne)·TGFBA·ALPHA·Kr = K·(Qa/Ne)·Kr
  • Im folgenden Schritt 202 wird geprüft, ob Vo größer als VS1 ist. Wenn Vo nicht größer als VS1 ist, wird DT im nächsten Schritt 203 um ΔT (Steuerungsstartperiode) inkrementiert (kann um 1 inkrementiert werden), da der Sauerstoff und das im NOx-Speicheragens 15 gespeicherte NOx usw. freigesetzt und desorbiert werden. Im nächsten Schritt 204 werden der Akkumulationswert SQa der Luftströmungsmenge Qa und der Akkumulationszeitzähler CQa aktualisiert.
  • Wenn im Schritt 202 Vo größer als VS1 ist, setzt die Verarbeitung mit dem Schritt 206 fort, um den Prozeß abzuschließen, da die Desorption von NOz abgeschlossen ist. Zu diesem Zeitpunkt wird TD zu einem Wert, der ein Maß für die Zeitperiode vom Starten der NOx-Reinigungssteuerung bis zum Zeitpunkt, zu dem Vo zu VS wird, ist. Im Schritt 205 wird der NOx-Reinigungsanforderungsmerker zurückgesetzt (= 0), während im nächsten Schritt 206 die mittlere Luftströmungsmenge Qave während der Freisetzung und der Desorption von NOx usw. unter Anwendung der folgenden Formel berechnet wird. Qave = SQa/CQa
  • Im nächsten Schritt 207 wird der erfaßte Wert für die NOx-Einfangmenge TNOD unter Verwendung der folgenden Formel berechnet. Zu diesem Zeitpunkt enthält TNOD einen Teil der Sauerstoffspeichermenge. TNOD = k'·Qave·Kr·TD
  • Im folgenden Schritt 208 wird die geschätzte NOx-Einfangmenge zu dem Zeitpunkt, zu dem die NOx-Reinigungssteuerung gestartet wird, als TNOAPR gespeichert.
  • Im nächsten Schritt 209 werden SQa und CQa initialisiert. Im nächsten Schritt 210 wird geprüft ob der NOx-Einfangmengenschätzung-Anforderungsmerker gesetzt ist. Wenn er nicht gesetzt ist, setzt die Verarbeitung mit dem Schritt 213 fort. Wenn er gesetzt ist, setzt die Verarbeitung mit dem Schritt 211 fort. Im Schritt 211 wird ΔTNOAPR als Differenz zwischen der zum vorhergehenden Zeitpunkt geschätzten NOx-Einfangmenge TNOAPRold (was später beschrieben wird) und der zum momentanen Zeitpunkt geschätzten NOx-Einfangmenge TNOAPR berechnet. Die Verarbeitung setzt mit dem nächsten Schritt 212 fort, um eine NOx-Einfangmengeschätzungssubroutine (die weiter unten beschrieben wird) auszuführen, worauf die Verarbeitung mit dem Schritt 213 fortsetzt.
  • Im Schritt 213 werden TNOA als TNOAold und TNOAPR als TNOAPRold für die Berechnung zum folgenden Zeitpunkt gespeichert.
  • Im nächsten Schritt 214 werden TNOD, TNOA und TD initialisiert, worauf der Steuerfluß abgeschlossen ist. In dem Fall, in dem die Betriebsart vor dem Starten der NOx-Reinigungssteuerung die Schichtlade-Betriebsart war, wird die Steuerung zum Ändern der Betriebsart vom homogenen Betrieb in den Schichtladebetrieb ausgeführt, worauf dieser Steuerfluß abgeschlossen ist.
  • 14 ist ein Ablaufplan, der eine Ausführungsform des NOx-Einfangmengenschätzungsprozesses zeigt. Der NOx-Einfangmengenschätzungsprozesses entspricht dem Schritt 212 des in 13 gezeigten Ablaufplans und wird als Subroutine gestartet, wenn der NOx-Einfangmengenschätzung-Anforderungs merker gesetzt ist.
  • Zuerst wird im Schritt 300 ΔTNOAPR als Differenz zwischen der zum vorhergehenden Zeitpunkt geschätzten NOx-Einfangmenge TNOAPRold und der zum momentanen Zeitpunkt geschätzten NOx-Einfangmenge TNOAPR berechnet.
  • Im nächsten Schritt 301 wird geprüft, ob ΔTNOD größer als ein Entscheidungswert ΔTNODSL2 ist. ΔTNODSL2 wird durch Durchsuchen einer Tabelle entsprechend ΔTNOAPR (geschätzte NOx-Einfangmengen zum vorhergehenden Zeitpunkt und zum momentanen Zeitpunkt) erhalten. Wenn größer, wird geschätzt, daß die NOx-Einfangmenge einen ausreichenden Spielraum besitzt, worauf die Verarbeitung mit dem Schritt 307 fortsetzt, um den Verschlechterungsbeurteilungsmerker (= 0) zurückzusetzen, worauf dieser Steuerfluß abgeschlossen ist. Wenn nicht größer, setzt die Verarbeitung mit dem Schritt 302 fort.
  • Im Schritt 302 wird geprüft ob, ΔTNOD größer als ein Entscheidungswert ΔTNODSL1 (ein Wert, der kleiner als ΔTNODSL2 ist) ist. ΔTNODSL1 wird durch Durchsuchen einer Tabelle entsprechend ΔTNOAPR erhalten oder kann durch Multiplikation von ΔTNODSL1 mit einem geeigneten Koeffizienten (der kleiner als 1 ist) berechnet werden. Falls größer, wird entschieden, daß die NOx-Einfangmenge herabgesetzt werden muß, obwohl die NOx-Einfangmenge einen kleinen Spielraum hat, worauf die Verarbeitung mit dem Schritt 307 fortsetzt, um die Schwelle TNOAP zum Starten der NOx-Reinigungssteuerung auf einen etwas kleineren Wert zu aktualisieren. TNOAP = TNOAP – TNOAPC
  • Das zur Aktualisierung verwendete Dekrement TNOAPC wird in Entsprechung zu ΔTNOD und ATNOAPR berechnet. Beispielsweise wird die folgende Gleichung verwendet. TNOAPC = knp × (TNOAPR – ATNOD),wobei knp ein Koeffizient ist und einen Wert nahe bei 1 besitzt.
  • Im nächsten Schritt 306 wird geprüft, ob TNOAP größer als TNOAPSL ist. Wenn größer, wird der Verschlechterungsbeurteilungsmerker im Schritt 307 zurückgesetzt (= 0). Wenn nicht größer, wird geschätzt, daß sich das NOx-Speicheragens 15 verschlechtert hat, und im Schritt 303 der Verschlechterungsbeurteilungsmerker gesetzt (= 1).
  • Auch dann, wenn im obenbeschriebenen Schritt 302 festgestellt wird, daß ΔTNOD nicht größer als ein Entscheidungswert ΔTNODSL1 ist, wird geschätzt, daß die NOx-Einfangmenge keinerlei Spielraum besitzt, wobei im Schritt 303 der Verschlechterungsbeurteilungsmerker gesetzt wird (= 1).
  • Nach Abschluß des Prozesses in Schritt 307 oder 303 wird der NOx-Einfangmengenschätzung-Anforderungsmerker zurückgesetzt (= 0), worauf dieser Steuerfluß abgeschlossen ist.
  • Wenn der Verschlechterungsbeurteilungsmerker gesetzt ist, wird der die Verschlechterung des NOx-Speicheragens 15 ausdrückende Code gespeichert und durch Einschalten der Warnleuchte eine Warnmeldung an den Fahrer ausgegeben.
  • Obwohl die Beschreibung der vorliegenden Ausführungsform bezüglich des Falls gegeben wurde, in dem TNOAP auf einen Wert in Richtung eines kleineren Wertes aktualisiert wird, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise kann in dem Fall, in dem ΔTNOD ausreichend groß ist, NOAP auf einen Wert in Richtung eines größeren Wertes aktualisiert werden. Ferner wird in der vorliegenden Ausführungsform geschätzt, daß sich das NOx-Speicheragens 15 verschlechtert hat, wenn TNOAP durch Aktualisierung kleiner als der Entscheidungswert TNOASL wird oder wenn ΔTNOD kleiner als ΔTNODSL wird. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die obigen Entscheidungsbedingungen beschränkt. Beispielsweise kann die Entscheidung getroffen werden, indem lediglich eine der Bedingungen verwendet wird.
  • In dem Fall, in dem die Reinigungsleistung und die Sauerstoffspeicherkapazität des auf der Einlaßseite angeordneten Katalysators und des NOx-Speicheragens 15 getrennt erfaßt werden, sind die verschiedenartigen Entscheidungswerte, den erfaßten Ergebnissen entsprechend, veränderbar.
  • Obwohl oben bestimmte Ausführungsformen beschrieben worden sind, ist die vorliegende Erfindung selbstverständlich nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt.
  • Beispielsweise ist die vorliegende Erfindung, obwohl ihre Ausführungsform anhand des Benzinmotors mit Direkteinspritzung beschrieben wurde, nicht auf diesen beschränkt. Das Verfahren zur Schätzung der NOx-Einfangmenge mit Hilfe eines Luft-/Kraftstoffverhältnissensors oder dergleichen, der auf der Auslaßseite des NOx-Speicheragens angeordnet ist, was das Wesentliche der vorliegenden Erfindung ausmacht, kann auf einen Ansaugschlitz-Einspritz-Benzinmotor und auf einen Dieselmotor angewandt werden.

Claims (11)

  1. Vorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine mit einem NOx-Speicheragens, das in einem Abgaskanal der Brennkraftmaschine angeordnet ist, wobei das NOx-Speicheragens das NOx im Abgas durch Absorbieren oder Adsorbieren bindet, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases ein mageres Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, und durch Freisetzen und/oder Reduzieren des eingefangenen NOx reinigt, wenn die Sauerstoffkonzentration im Abgas vermindert ist; und einer Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Änderungseinrichtung, die das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases für eine vorgegebene Zeitspanne vorübergehend von einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis in ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder in ein fettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis ändert, und einer Konzentrationserfassungseinrichtung, die an einer Stelle im Abgaskanal nach dem NOx-Speicheragens eine spezifische Komponente im Abgas erfaßt; gekennzeichnet durch – eine Betriebssteuerparameter-Änderungseinrichtung, die die Betriebsparameter der Brennkraftmaschine ändert, um die Menge des von dem NOx-Speicheragens gebundenen NOx zu ändern, und – eine Speichermengenänderung-Erfassungseinrichtung, welche die Änderung der Menge des an dem NOx-Speicheragens gebundenen NOx erfasst, basierend auf einer Änderung eines erfaßten Ergebnisses der Konzentrationserfassungseinrichtung zu der Zeit, wenn die Luft/Kraftstoff-Verhältnis- Änderungseinrichtung vorübergehend das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases auf das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder das fette Luft/Kraftstoff-Verhältnis ändert, wenn die Betriebssteuerparameter-Änderungseinrichtung die Betriebssteuerparameter ändert, um die Menge von gebundenem NOx zu ändern.
  2. Vorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, wobei die Betriebssteuerparameter-Änderungseinrichtung die Zeitspanne, in der das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases mager ist, ändert.
  3. Vorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Betriebssteuerparameter-Änderungseinrichtung während der Zeitspanne, in der das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases mager ist, die NOx-Freisetzungsmenge der Brennkraftmaschine ändert.
  4. Vorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebssteuerparameter-Änderungseinrichtung während der Zeitspanne, in der das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases mager ist, wenigstens entweder den Zündzeitpunkt, den Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung, das AGR-Verhältnis oder das Luft/Kraftstoff-Verhältnis ändert, um die NOx-Freisetzungsmenge der Brennkraftmaschine zu andern.
  5. Vorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentrationserfassungseinrichtung entweder die Sauerstoffkonzentration, die NOx-Konzentration, die HC-Konzentration oder die CO-Konzentration im Abgas mißt.
  6. Vorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebssteuerparameter-Änderungseinrichtung den Betriebsparameter ändert, um die vorgegebene NOx-Speichermenge zu vergrößern oder zu verkleinern, und die Vorrichtung ferner eine NOx-Speicheragens-Leistungs-Schätzeinrichtung umfaßt, die anhand des Erfassungsergebnisses der NOx-Speichermengenänderungs-Erfassungseinrichtung die NOx-Speicherleistung schätzt.
  7. Vorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die NOx-Speicheragens-Leistungs-Schätzeinrichtung schätzt, daß sich die NOx-Speicherleistung des NOx-Speicheragens verschlechtert hat, wenn das Erfassungsergebnis der NOx-Speichermengenänderungs-Erfassungseinrichtung nicht größer als ein vorgegebener Wert ist.
  8. Vorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebssteuerparameter-Änderungseinrichtung den Betriebsparameter ändert, um die vorgegebene NOx-Speichermenge zu vergrößern oder zu verkleinern, und die Vorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine ferner eine Magerbetriebzeitspanne-Änderungseinrichtung umfaßt, die anhand des von der NOx-Speichermengenänderungs-Erfassungseinrichtung erfaßten Ergebnisses die Zeitspanne, in der das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases mager ist, ändert.
  9. Vorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 8, das eine NOx-Speicherleistungs-Schätzeinrichtung umfaßt, die schätzt, daß sich die NOx- Speicherleistung des NOx-Speicheragens verschlechtert hat, wenn die von der Magerbetriebzeitspanne-Änderungseinrichtung veränderte Magerbetriebzeitspanne kleiner als ein vorgegebener Wert ist.
  10. Vorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 6, 7 und 9, gekennzeichnet durch eine Magerbetrieb-Begrenzungseinrichtung, die den Magerbetrieb begrenzt, wenn die NOx-Speicherleistungs-Schätzeinrichtung schätzt, daß sich das NOx-Speicheragens verschlechtert hat.
  11. Vorrichtung zur Reinigung des Abgases einer Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 6, 7, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen die Verschlechterung des NOx-Speicheragens ausdrückenden Code speichert und/oder eine Warnmeldung erzeugt, wenn die NOx-Speicherleistung-Schätzeinrichtung schätzt, daß sich das NOx-Speicheragens verschlechtert hat.
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