DE10146372B4

DE10146372B4 - Vorrichtung zur Erfassung einer Katalysatorverschlechterung

Info

Publication number: DE10146372B4
Application number: DE10146372A
Authority: DE
Inventors: Yukihiro Yamashita
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-09-22
Filing date: 2001-09-20
Publication date: 2008-10-02
Anticipated expiration: 2021-09-21
Also published as: DE10146372A1; JP2002097938A; JP4380902B2

Abstract

Verschlechterungserfassungsvorrichtung, welche zur Erfassung der Verschlechterung eines Katalysators (24) zur Reinigung eines aus einem Verbrennungsmotor (11) ausgestoßenen Gases eingesetzt wird und welche in einem System zur Reinigung des Gases mittels des Katalysators (24) verwendet wird, wobei die Verschlechterungserfassungsvorrichtung das Folgende umfasst:
eine Katalysator-Verschlechterungsbestimmungs-Einrichtung (29, 101–117) zur Bestimmung der Existenz/Nichtexistenz einer Verschlechterung des Katalysators (24) auf der Basis einer Reinigungskraft des Katalysators (24) während einer Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Fett-Steuerung,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung des weiteren das Folgende umfasst:
eine Schwefelkonzentrations-Bestimmungseinrichtung (29, 404) zur Bestimmung der Konzentration einer im Abgas umfassten Schwefelkomponente (S); und
eine Verschlechterungsbestimmungs-Hemmungseinrichtung (29, 401–407), welche zur Hemmung der Bestimmung der Verschlechterung des Katalysators (24) eingesetzt wird, wenn die Schwefelkonzentrations-Bestimmunseinrichtung die Konzentration der im Abgas umfassten Schwefelkomponente als höher als ein vorbestimmtes Bezugsniveau bestimmt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erfassung einer Abgasreinigungskatalysatorverschlechterung, die zur Bestimmung der Existenz/Nichtexistenz einer Verschlechterung eines Katalysators zur Reinigung eines aus einem Verbrennungsmotor Abgases zweckmäßig ist.
In den letzten Jahren wurden Magerverbrennungsmotoren entwickelt. In solchen Motoren wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf einen Wert auf der kraftstoffmageren Seite relativ zum stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt, um die Effizienz des Kraftstoffverbrauchs zu verbessern. Zur Verringerung der Stickstoffoxidmenge (NO_x), die aus dem Magerverbrennungsmotor ausgestoßen wird, wird ein NO_x-Okklusions-/Reduktions-Katalysator verwendet. Falls das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases einen Wert auf der mageren Seite aufweist, okkludiert der NO_x-Okklusions-/Reduktions-Katalysator NO_x. Falls das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases einen Wert auf der kraftstoffreichen Seite aufweist, entfernt andererseits der NO_x-Okklusions-/Reduktions-Katalysator okkludiertes NO_x mittels Durchführung eines chemischen Reduktionsverfahrens und stößt einen NO_x-Ausstoß mittels des chemischen Reduktionsverfahrens aus.
Gemäß einem Verfahren zur Bestimmung der Existenz/Nichtexistenz der Verschlechterung eines NO_x-Okklusions-/Reduktions-Katalysators, wie es in JP 02-692 380 B offenbart ist, kann die durch den Katalysator okkludierbare NO_x-Menge erfasst werden und eine verringerte, vom Katalysator okkludierbare NO_x-Menge wird als ein Hinweis zur Bestimmung, dass der Katalysator einer Verschlechterung unterlag, verwendet.
Gründe der Verschlechterung der NO_x-Okklusionskraft des NO_x-Okklusions-/Reduktions-Katalysators schließen thermische Verschlechterung eines Trägerkörpers oder eines den Katalysator bildenden Edelmetalls und die Vergiftung mit Schwefel (S) ein, wobei eine im Abgas umfasste Schwefelkomponente chemisch mit einem im Katalysator okkludierten NO_x-Material unter Bildung von Sulfat reagiert. Da dieses Sulfat durch eine Erhöhung der Temperatur des NO_x-Okklusions-/Reduktions-Katalysators zersetzt werden kann, kann die Reinigungskraft des Katalysators von der durch die S-Vergiftung verursachten Verschlechterung mittels eines Katalysator-Reaktivierungsverfahrens (Regenerierung) durch eine Erhöhung der Temperatur des Katalysators zurückgewonnen werden. Jedoch kann die Reinigungskraft des NO_x-Okklusions-/Reduktions-Katalysators nicht von einer durch eine thermische Verschlechterung eines Trägerkörpers oder eines den Katalysator bildenden Edelmetalls verursachten Verschlechterung zurückgewonnen werden.
Mit dem herkömmlichen Verfahren zur Bestimmung der Verschlechterung eines NO_x-Okklusions-/Reduktions-Katalysators kann jedoch die Verschlechterung der Reinigungskraft des Katalysators aufgrund der S-Vergiftung nicht von einer Verschlechterung der Reinigungskraft des Katalysators aufgrund einer thermischen Verschlechterung unterschieden werden. Folglich kann die Verschlechterung der Reinigungskraft des NO_x-Okklusions-/Reduktions-Katalysators aufgrund der S-Vergiftung als Verschlechterung der Reinigungskraft des Katalysators aufgrund der thermischen Verschlechterung ermittelt werden. Falls die Verschlechterung der Reinigungskraft des NO_x-Okklusions-/Reduktions-Katalysators aufgrund der S-Vergiftung erfasst wird, wird ein Fahrzeuglenker von der Verschlechterung informiert und wird zum Austausch des Katalysators angehalten. Es ist somit möglich, dass ein NO_x-Okklusions-/Reduktions-Katalysator mit einer aufgrund einer Schwefelvergiftung verschlechterten Reinigungskraft, d. h. ein von einer Verschlechterung der Reinigungskraft durch ein Katalysator-Reaktivierungsverfahren zurückgewinnbarer Katalysator, ausgewechselt wird. Der Anwender muss nicht nur unangemessen hohe Kosten tragen, sondern die Auswechslung eines solchen NO_x-Okklusions-/Reduktions-Katalysator steht ebenso der Forderung zur Schonung der Ressourcen entgegen.
Um dieses Problem zu lösen, schlägt JP 2000-034 943 A vor, dass bei Erfassung einer Verschlechterung eines NO_x-Okklusions-/Reduktions-Katalysators ein Katalysator-Reaktivierungsverfahren durchgeführt wird und dass geprüft wird, ob der Katalysator von der Verschlechterung der NO_x-Okklusionskraft regeneriert worden ist. Falls der Katalysator nicht von der Verschlechterung der NO_x-Okklusionskraft regeneriert worden ist, gilt der NO_x-Okklusions-/Reduktions-Katalysator letztendlich als verschlechtert oder anormal.
DE 198 51 564 A1 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben und Überprüfen eines NOx-Speicherreduktionskatalysators einer Mager-Brennkraftmaschine. In regelmäßigen Abständen wird der Alterungsfaktor des Katalysators bestimmt. Ein Absenken des Wertes (Verschlechterung des Katalysators) führt zur Anforderung einer Entschwefelung. Aus DE 198 51 564 A1 geht jedoch nicht hervor, dass die Diagnose des Katalysators abhängig von dem zuvor bestimmten Schwefelgehalt des Kraftstoffs unterbunden wird und erst nach einer gewissen Zeitspanne nach der Regeneration forciert wird.
In Abhängigkeit des verwendeten Kraftstoffs kann jedoch das Verhältnis des Gehalts der S-Komponente in dem Kraftstoff hoch sein. Wenn ein Kraftstoff mit einem hohen Verhältnis des S-Komponentengehalts eingesetzt wird, steigt die im Abgas umfasste Konzentration der S-Komponente ebenso an. Folglich tritt selbst bei der Durchführung eines Katalysator-Reaktivierungsverfahrens im Verlauf des Katalysator-Reaktivierungsverfahrens wiederum eine erneute S-Vergiftung auf. Daraus ergibt sich, dass der NO_x-Okklusions-/Reduktions-Katalysator nicht hinreichend von der Verschlechterung der NO_x-Okklusionskraft regeneriert werden kann. Es ist somit möglich, dass eine temporäre, durch die S-Vergiftung verursachte Verschlechterung der NO_x-Okklusionskraft des Katalysators zwangsläufig bestimmt, dass eine Verschlechterung des NO_x-Okklusions-/Reduktions-Katalysators selbst vorliegt.
Es ist somit eine Aufgabe der mit diesen Problemen verbundenen Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche zur Erfassung der Verschlechterung eines Abgasreinigungskatalysators Verwendung findet und welche verhindern kann, dass eine temporäre, durch eine S-Vergiftung verursachte Verschlechterung der Reinigungskraft des Katalysators als eine Verschlechterung des Katalysators selbst bestimmt wird.
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Um die vorstehend beschriebene Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Erfassung der Verschlechterung eines Abgasreinigungskatalysators bereit.
In einem System zur Bestimmung der Existenz/Nichtexistenz der Verschlechterung des Katalysators auf der Basis der Reinigungskraft des Katalysators schätzt die Katalysator-Verschlechterungs-Erfassungsvorrichtung zur Erfassung der Verschlechterung eines Abgasreinigungskatalysators die Konzentration einer Schwefelkomponente (S-Komponente) im Abgas ab und hemmt die Bestimmung der Verschlechterung des Katalysators, wenn die Konzentration der S-Komponente im Abgas höher als ein vorbestimmtes Bezugsniveau bestimmt wird. Dies ist aus dem Grund, da im Falle einer hohen Konzentration einer S-Komponente im Abgas, der Katalysator zu einer Verschlechterung der Reinigungskraft aufgrund einer S-Vergiftung neigt.
Selbst falls ein Katalysator-Reaktivierungsverfahren durchgeführt wird, tritt zusätzlich wieder im Verlauf des Katalysator-Reaktivierungsverfahrens erneut eine S-Vergiftung auf. Es ist wahrscheinlich, dass der Katalysator nicht hinreichend von der Verschlechterung der Reinigungskraft regeneriert werden kann. Folglich ist es durch die Hemmung der Bestimmung der Verschlechterung des Katalysators im Falle einer hohen Konzentration der S-Komponente im Abgas möglich, zu verhindern, dass eine temporäre, durch S-Vergiftung verursachte Verschlechterung der Reinigungskraft des Katalysators als eine Verschlechterung des Katalysators selbst bestimmt wird, und dadurch ist eine Verbesserung der Zuverlässigkeit der Bestimmung der Verschlechterung des Katalysators möglich.
Im Falle einer hohen Konzentration der S-Komponente im Abgas ist es wahrscheinlich, dass der Katalysator nicht von der Verschlechterung der Reinigungskraft regeneriert werden kann, selbst wenn ein Katalysator-Reaktivierungsverfahren durchgeführt wird. Wenn der Katalysator nicht von der Verschlechterung der Reinigungskraft regeneriert werden kann, selbst wenn ein Katalysator-Reaktivierungsverfahren durchgeführt wird, kann die Katalysator-Verschlechterungs-Erfassungsvorrichtung bestimmen, ob die Bestimmung der auf der Konzentration der S-Komponente im Abgas basierenden Verschlechterung des Katalysators gehemmt werden soll. In diesem Fall können die Bedingungen für die Hemmung der Bestimmung der Verschlechterung des Katalysators durch Verwendung sowohl eines Zustands der Regenerierung des Katalysators von der Verschlechterung der Reinigungskraft nach einem Katalysator-Reaktivierungsverfahren als auch der Ergebnisse einer Bestimmung der S-Konzentration bestimmt werden. Folglich können die Bedingungen zur Hemmung der Bestimmung der Verschlechterung des Katalysators sicherer bestimmt werden.
Zusätzlich kann die Bestimmung der Verschlechterung des Katalysators während einer vorbestimmten Zeitdauer nach Abschluss eines Katalysator-Reaktivierungsverfahrens gehemmt werden. Es ist möglich, die Bestimmung der Verschlechterung des Katalysators während einer Zeitdauer zu verhindern, in welcher die Temperatur des Katalysators gleich nach Abschluss eines Katalysator-Reaktivierungsverfahrens in einem höheren Bereich als die normalen Verwendungstemperaturen liegt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt.
1 ist ein schematisches Diagramm, das ein Motorsteuerungssystem einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
2 ist ein Flussdiagramm, das einen Teil der Verarbeitung einer Katalysator-Verschlechterungsbestimmungs-Routine zeigt;
3 ist ein Flussdiagramm, das einen weiteren Teil der Verarbeitung der Katalysator-Verschlechterungsbestimmungs-Routine zeigt;
4 ist ein Diagramm, das konzeptionell eine Darstellung zur Bestimmung der Verschlechterung eines NO_x-Katalysators zeigt;
5 ist ein Flussdiagramm, das die Verarbeitung einer Katalysatorreaktivierungs-Steuerungsroutine zeigt;
6 ist ein Flussdiagramm, das die Verarbeitung einer Routine zur Einstellung der Bestimmung der Verschlechterung nach einem Katalysator-Reaktivierungsverfahren zeigt;
7 ist ein Flussdiagramm, das die Verarbeitung einer Katalysator-Verschlechterungsbestimmungs-Hemmungsroutine zeigt;
8 ist ein Flussdiagramm, das die Verarbeitung einer Katalysator-Verschlechterungsbestimmungs-Hemmungsanhebungs-Routine zeigt; und
9 ist ein Flussdiagramm, das die Verarbeitung einer Einstellroutine für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zeigt.
Ein Motorsteuerungssystem wird unter Bezugnahme auf 1 erklärt. Ein Luftreiniger 13 ist an der am weitesten stromaufwärtigen Position einer in einem Verbrennungsmotor 11 eingesetzten Einlassrohrleitung 12 vorgesehen. Stromabwärts des Luftreinigers 13 ist ein Einlasslufttemperatursensor 14 zur Erfassung der Temperatur der Einlassluft vorgesehen. Stromabwärts des Einlasslufttemperatursensors 14 sind ein Drosselventil 15 und ein Drosselöffnungssensor 16 zur Erfassung einer Drosselöffnung installiert.
Stromabwärts des Drosselventils 15 ist weiterhin ein Einlassluftdrucksensor 17 zur Erfassung des Drucks der Einlassluft vorgesehen. Stromabwärts des Einlassluftdrucksensors 17 ist ein Ausgleichsbehälter 18 vorgesehen. Auf dem Ausgleichsbehälter 18 sind Einlasskrümmer 19 installiert, wobei jeder zum Einführen von Luft in einen Zylinder des Motors 11 eingesetzt wird. An einer möglichst nahen Position zu einer Einlassöffnung eines jeden Einlasskrümmers 19 der Zylinder ist ein Kraftstoffeinspritzventil 20 zum Einspritzen von Kraftstoff in jeden Zylinder vorgesehen. Auf dem Zylinderkopf eines jeden im Motor 11 eingesetzten Zylinders ist eine Zündkerze 21 für den Zylinder vorgesehen. Eine Zündvorrichtung bzw. Zündung 22 legt zu jeder Zündzeit eine Hochspannung an die Zündkerze 21 eines jeden Zylinders an.
An der mittleren Position einer im Motor 11 eingesetzten Abgasrohrleitung 23 ist andererseits ein NO_x-Okklusions-/Reduktions-Katalysator 24 zur Reinigung des Abgases installiert. Der NO_x-Okklusions-/Reduktions-Katalysator 24 wird nachstehend vereinfacht als NO_x-Katalysator bezeichnet. Der NO_x-Katalysator 24 besitzt einen Aufbau, der einen keramischen Trägerkörper umfasst, der typischer Weise aus Aluminiumoxid hergestellt ist. Der Trägerkörper wird zum Halten beziehungsweise Trägern eines Edelmetalls wie etwa Pt und wenigstens einer aus Alkalimetallen wie etwa K, Na, Li und Cs, Erdalkalikomponenten wie etwa Ba und Ca und Seltenerdkomponenten wie etwa La und Y ausgewählten Komponente eingesetzt.
Der NO_x-Katalysator 24 adsorbiert während des Magerbetriebs, in welchem die Konzentration von im Abgas umfassten Sauerstoff hoch ist, im Abgas umfasstes NO_x. Falls das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf einen Wert auf der fetten Seite (oder auf das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis) zur Reduzierung der Konzentration an im Abgas umfassten Sauerstoff umgestellt wird, wird andererseits das NO_x durch ein chemisches Reduktionsverfahren entfernt.
Stromaufwärts des NO_x-Katalysators 24 ist ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 25 für die Ausgabe eines linearen Luft-Kraftstoff-Verhältnissignals AF vorgesehen, welches das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases darstellt. Stromabwärts des NO_x-Katalysators 24 wird andererseits ein Sauerstoffsensor 26 zur Umkehrung der Polarität einer Ausgangsspannung VOX2 in Abhängigkeit, ob das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases einen Wert auf der fetten oder mageren Seite hinsichtlich des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses aufweist, vorgesehen. Es ist anzumerken, dass auf dem Zylinderblock des Motors 11 eine Wassertemperatureinrichtung 27 zur Erfassung der Temperatur des Kühlwassers und ein Kurbelwinkelsensor 28 zur Erfassung der Rotationsgeschwindigkeit des Motors 11 installiert ist.
Eine Motorsteuerungseinheit 29, hierin nachstehend als ECU 29 abgekürzt, ist hauptsächlich ein Mikrocomputer, der unter anderen Komponenten eine CPU 30, einen ROM 31, einen RAM 32, einen Backup-RAM 33, der mittels einer nicht in der Figur gezeigten Batterie abgesichert ist, einen Eingangsanschluss (I.P.) 34 und einen Ausgangsanschluss (O.P.) 35 umfasst. Der Eingangsanschluss 34 empfängt Signale, die durch eine Vielzahl von vorstehend beschriebenen Sensoren erzeugt werden. Andererseits ist der Ausgangsanschluss 35 mit Komponenten, wie etwa dem Kraftstoffeinspritzventil 20 und der Zündvorrichtung 22 verbunden. Die ECU 29 steuert den Betrieb des Motors 11 mittels der Ausführung einer Vielzahl von Motorsteuerprogrammen, die in dem ROM 31 mittels der CPU 30 gespeichert sind.
Die ECU 29 stellt die Zeitdauer des Magerbetriebs und die Zeitdauer des fetten Betriebs in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand des Motors 11 ein, wobei abwechselnd magere und fette Betriebsweisen durchgeführt werden. Im Magerbetrieb wird die Magerverbrennungs-Steuerung ausgeführt, um durch Einstellung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf einen Wert auf der mageren Seite relativ zu dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis eine magere Verbrennung durchzuführen. Im fetten Betrieb wird andererseits die Steuerung ausgeführt, um mittels Einstellung eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf einen Wert auf der fetten Seite relativ zu dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis eine fette Verbrennung durchzuführen. Im Normalbetrieb wird in dieser Ausführungsform das Verhältnis der Dauer des mageren Betriebs zu der Dauer des fetten Betriebs typischer Weise auf 50:1 gesetzt. Das heißt, dass der fette Betrieb nur zeitweise im Laufe des mageren Betriebs durchgeführt wird. Bei der Durchführung eines mageren und fetten Betriebs auf diese Art und Weise werden im Abgas umfasste NO_x durch den NO_x-Katalysator 24 während des mageren Betriebs okkludiert und die okkludierten NO_x werden durch ein chemisches Reduktionsverfahren entfernt, um während des fetten Betriebs ausgestoßen zu werden. Die Okkludierung von NO_x aus dem Abgas und die Entfernung und Ausstoßung der okkludierten NO_x wird wiederholter Maßen durchgeführt.
Die ECU 29 führt die Verarbeitung durch Ausführen einer Vielzahl von nachstehend beschriebenen Routinen aus, um zu bestimmen, ob der Katalysator während des fetten Betriebs verschlechtert worden ist. Bei der Bestimmung, ob der Katalysator verschlechtert worden ist, wird die im NO_x-Katalysator 24 okkludierte NO_x-Menge auf der Basis eines Maximalwertes V_max (ein Spitzenwert) aus den vom stromabwärts des NO_x-Katalysators 24 vorgesehenen Sauerstoffsensor 26 ausgegebenen Signalen VOX2 während einer vorbestimmten Zeitdauer abgeschätzt. Der Verschlechterungszustand des NO_x-Katalysators 24 wird dann auf der Basis der okkludierten NO_x-Menge bestimmt. Wenn der Grad der Verschlechterung des NO_x-Katalysators 24 unter einem vorbestimmten Niveau der Verschlechterung liegt, wird ein Katalysator-Reaktivierungsverfahren zur Regenerierung des NO_x-Katalysators 24 von einer S-Vergiftungswirkung durchgeführt.
Zusätzlich führt die ECU 29 eine Bestimmung durch, ob der NO_x-Katalysator 24 verschlechtert worden ist, d. h. die Existenz/Nichtexistenz der Verschlechterung des NO_x-Katalysators 24, nachdem eine vorbestimmte Zeitdauer nach Abschluss des Katalysator-Reaktivierungsverfahrens verstrichen ist. Im Falle einer hohen Konzentration der im Abgas umfassten S-Komponente kann jedoch der NO_x-Katalysator 24 nicht hinreichend von der Verschlechterung der NO_x-Okklusionskraft regeneriert werden, selbst wenn ein Katalysator-Reaktivierungsverfahren durchgeführt wird. Somit wird die Bestimmung der Verschlechterung des NO_x-Katalysators 24 gehemmt, wenn die Konzentration der im Abgas umfassten S-Komponente als höher als ein vorbestimmtes Bezugsniveau bestimmt wird.
Details der Verarbeitung einer jeden Routine, die durch die ECU 29 ausgeführt wird, werden nachstehend erklärt.
(Katalysator-Verschlechterungsbestimmung)
Eine in den 2 und 3 gezeigte Routine zur Bestimmung der Katalysatorverschlechterung wird immer dann ausgeführt, wenn Kraftstoff in jeden Zylinder eingespritzt wird, um als ein Mittel zur Bestimmung der Katalysatorverschlechterung zu fungieren. Falls die Routine eingeleitet wird, startet die Routine mit Schritt 101 zur Bestimmung, ob eine forcierte Verschlechterungsbestimmungs-Ausführungsflag XSDET auf 1 gesetzt ist, d. h. ob eine Verarbeitung der Bestimmung der Verschlechterung des NO_x-Katalysators 24 forciert durchgeführt werden muss. Die forcierte Verschlechterungsbestimmungs-Ausführungsflag XSDET ist eine Flag, die anzeigt, ob eine Verarbeitung der Bestimmung der Verschlechterung des NO_x-Katalysators 24 nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer nach Abschluss eines Katalysator-Reaktivierungsverfahrens forciert durchgeführt werden muss. Die forcierte Verschlechterungsbestimmungs-Ausführungsflag XSDET wird durch die in 6 gezeigte Routine nach Ablauf der vorbestimmten Zeit nach der Vervollständigung des Katalysator-Reaktivierungsverfahrens auf 1 gesetzt.
Wenn die forcierte Verschlechterungsbestimmungs-Ausführungsflag XSDET auf 0 zurückgesetzt wird, fährt die Routine mit Schritt 102 fort, um zu bestimmen, ob andere Bedingungen zur forcierten Ausführung der Bestimmung der Verschlechterung erfüllt sind. Wenn die anderen Bedingungen zur forcierten Ausführung der Bestimmung der Verschlechterung ebenfalls nicht erfüllt sind, endet die Ausführung dieser Routine, ohne dass der Rest der Verarbeitung zur Bestimmung der Verschlechterung des NO_x-Katalysators 24 durchgeführt worden ist, d. h., ohne dass die Verarbeitungsteile der Schritte 103 bis 117 durchgeführt worden sind.
Wenn das erhaltene Ergebnis der Bestimmung im Schritt 101 anzeigt, dass die forcierte Verschlechterungsbestimmungs-Ausführungsflag XSDET auf 1 eingestellt ist, oder wenn das erhaltene Ergebnis der Bestimmung in Schritt 102 anzeigt, dass irgendeine andere Bedingung zur forcierten Ausführung der Bestimmung der Verschlechterung erfüllt ist, geht andererseits die Routine mit Schritt 103 und den nachfolgenden Schritten weiter, in denen die Verarbeitung zur Bestimmung der Verschlechterung des NO_x-Katalysators 24 durchgeführt wird. Als erstes wird im Schritt S103 der Inhalt eines Zählers CCATDT geprüft, um zu bestimmen, ob der Inhalt gleich 0 ist. Der Zähler CCATDT ist ein abwärts zählender Zähler zur Messung des Ablaufs der Zeit nach dem Abschluss eines Katalysator-Reaktivierungsverfahrens. Wenn der Zählerstand des Zählers CCATDT gleich 0 geworden ist, geht die Routine mit Schritt 104 weiter, um zu bestimmen, ob eine Fett-Steuerung gestartet worden ist. Wenn die Fett-Steuerung gestartet worden ist, geht die Routine mit Schritt 105 weiter, bei dem der Zählerstand des Zählers CCATDT auf einen vorbestimmten Bezugswert KCCATDT eingestellt wird. Typischer Weise liegt der vorbestimmte Bezugswert KCCATDT ungefähr bei dem Dreifachen der Dauer des fetten Betriebs.
Zu Beginn der Fett-Steuerung, nachdem der Zählerstand des Zählers CCATDT auf den vorbestimmten Bezugswert KCCATDT eingestellt worden war, ist das erhaltene Ergebnis der Bestimmung im Schritt 103 Nein, wodurch die Routine von dem Schritt 103 aus zum Schritt 106 weitergeht, bei dem der Zähler CCATDT in Einserschritten abwärts zählt.
Die Routine geht dann mit Schritt 107 weiter, um zu bestimmen, ob der Zähler CCATDT auf 0 herabgezählt hat. Wenn der Zähler CCATDT nicht auf 0 herabgezählt hat, geht die Routine mit Schritt 108 weiter, um zu bestimmen, ob die Ausgabe VOX2 des stromabwärts des NO_x-Katalysators 24 vorgesehenen Sauerstoffsensors 26 einen Maximalwert V_max überschreitet, der für die Werte erhalten wurde, die bis zu der unmittelbar vorhergehenden Ausführung der Routine ausgegeben worden waren. Wenn VOX2 ≤ V_max ist, endet die Ausführung dieser Routine, ohne dass irgend etwas geschehen ist. Wenn andererseits VOX2 > V_max ist, geht die Routine mit Schritt 109 weiter, bei dem der Maximalwert V_max mit der Stromausgabe VOX2 des Sauerstoffsensors 26 ausgetauscht wird. Dann endet die Ausführung dieser Routine. Die Routine wird folglich, wie vorstehend beschrieben ist, ausgeführt, um einen Maximalwert (Spitzenwert) V_max zu erfassen, der von dem Sauerstoffsensor 26 während einer Dauer zwischen dem Start der Fett-Steuerung, d. h. zu einem Zeitpunkt, bei dem der Zählerstand des Zählers CCATDT auf KCCATDT eingestellt ist, und einem Zeitpunkt, bei dem der Zählerstand des Zählers CCATDT gleich 0 wird, ausgegeben wird.
Nachdem der Zählerstand des Zählers CCATDT gleich 0 wird, wird dann das im Schritt 107 erhaltene Ergebnis der Bestimmung Ja, wodurch die Routine veranlasst wird, mit Schritt 110 der in 3 gezeigten Fortsetzung des Flussdiagramms weiter zu gehen. In diesem Schritt wird die durch den NO_x-Katalysator 24 okkludierte NO_x-Menge durch Verwendung einer Darstellung oder einer Formel abgeschätzt, welche auf dem ausgegebenen Maximalwert V_max der durch den Sauerstoffsensor 26 erzeugten Ausgabe VOX2 basiert. Es wird die Eigenschaft beobachtet, dass je kleiner die in dem NO_x-Katalysator 24 okkludierte NO_x- Menge ist, desto mehr können während der Fett-Steuerung die fetten Komponenten wie etwa HC durch den NO_x-Katalysator 24 hindurch passieren. Folglich zeigt ein großer Ausgabemaximalwert V_max des Sauerstoffsensors 26 eine kleine Menge an okkludiertem NO_x an.
Die Routine geht dann mit Schritt 111 weiter, bei dem der Grad der Verschlechterung des NO_x-Katalysators 24 durch Verwendung einer Darstellung der 4, basierend auf der abgeschätzten Menge an okkludiertem NO_x, bestimmt wird. Die in 4 gezeigte Darstellung soll eine solche Beziehung darstellen, nämlich dass je kleiner die abgeschätzte NO_x-Menge ist, das heißt je größer der Ausgabemaximalwert V_max des Sauerstoffsensors 26 ist, desto höher ist der Grad der Katalysatorverschlechterung. Wenn der Grad der Verschlechterung des NO_x-Katalysators 24 mit weniger als einem vorbestimmten Kriteriumswert der Verschlechterung bestimmt wird, wird im Schritt 111 bestimmt, dass der NO_x-Katalysator 24 nicht verschlechtert ist. In diesem Fall geht die Routine zum Schritt 117 weiter.
Wenn der Grad der Verschlechterung des NO_x-Katalysators 24 als höher als der vorbestimmte Kriteriumswert der Verschlechterung bestimmt wird, wird andererseits im Schritt 111 der NO_x-Katalysator 24 als verschlechtert bestimmt. In diesem Fall geht die Routine mit Schritt 112 weiter, um zu bestimmen, ob ein Katalysator-Reaktivierungsverfahren nach einer versuchsweisen Bestimmung der Verschlechterung schon ausgeführt worden ist. Wenn ein Katalysator-Reaktivierungsverfahren nach einer versuchsweisen Bestimmung der Verschlechterung noch nicht durchgeführt worden ist, geht die Routine mit Schritt 113 weiter, bei dem eine versuchsweise Verschlechterungsbestimmungs-Flag XCAT auf 1 gesetzt wird, um zu kennzeichnen, dass ein Katalysator-Reaktivierungsverfahren nach einer versuchsweisen Bestimmung der Verschlechterung durchgeführt werden muss. Dies liegt daran, da es wahrscheinlich ist, dass die Menge an okkludiertem NO_x aufgrund der S-Vergiftung vermindert ist. Die Routine geht dann mit Schritt 117 weiter.
Wenn andererseits ein Katalysator-Reaktivierungsverfahren nach einer versuchsweisen Bestimmung der Verschlechterung schon durchgeführt worden ist, geht die Routine mit Schritt 114 weiter, bei welchem die versuchsweise Verschlechterungsbestimmungs-Flag XCAT auf 0 gesetzt wird. Die Routine geht dann mit Schritt 115 weiter, um zu bestimmen, ob eine Verschlechterungsbestimmungs-Hemmungsflag XSDETNG auf 1 gesetzt ist, wodurch angezeigt wird, dass die Bestimmung der Verschlechterung gehemmt ist. Die Verschlechterungsbestimmungs-Hemmungsflag XSDETNG wird durch eine Verschlechterungsbestimmungs-Hemmungsroutine, die später unter Bezugnahme auf ein in 7 gezeigtes Flussdiagramm beschrieben wird, auf 1 gesetzt, um anzuzeigen, dass die Bestimmung der Verschlechterung gehemmt ist, falls die Konzentration der im Abgas umfassten S-Komponente ein vorbestimmtes Bezugsniveau überschreitet.
Wenn das im Schritt 115 erhaltene Ergebnis der Bestimmung anzeigt, dass die Verschlechterungsbestimmungs-Hemmungsflag XSDETNG auf 1 gesetzt ist, d. h. wenn die Konzentration der im Abgas umfassten S-Komponente das vorbestimmte Bezugsniveau übersteigt, wird der NO_x-Katalysator 24 möglicher Weise nicht so bestimmt, dass er verschlechtert ist, selbst wenn ein Katalysator-Reaktivierungsverfahren durchgeführt worden ist. Das liegt daran, dass wahrscheinlich der NO_x-Katalysator 24 mit S vergiftet ist. In diesem Fall geht die Routine mit Schritt 117 weiter.
Wenn andererseits das Katalysator-Reaktivierungsverfahren schon durchgeführt worden ist und die Verschlechterungsbestimmungs-Hemmungsflag XSDETNG auf 0 zurückgesetzt worden ist, wird der Zustand einer verringerten Menge an okkludiertem NO_x derart bestimmt, dass er aufgrund einer thermischen Verschlechterung des NO_x-Katalysators 24 anstelle einer S-Vergiftung verschlechtert ist. Es wird bestimmt, dass ein Zustand einer verringerten Menge an okkludiertem NO_x aufgrund der thermischen Verschlechterung auftritt und ein Zustand ist, der nicht durch Durchführung eines Katalysator-Reaktivierungsverfahrens korrigiert werden kann. In diesem Fall geht die Routine mit Schritt 116 weiter, bei dem letztendlich der NO_x-Katalysator 24 als verschlechtert bestimmt wird und ein Warnlicht auf leuchtet, um über die Verschlechterung des NO_x-Katalysators 24 zu informieren. Dann geht die Routine mit Schritt 117 weiter.
Anschließend an den Schritt S117 werden der Ausgabemaximalwert V_max des Sauerstoffsensors 26 und die forcierte Verschlechterungsbestimmungs-Ausführungsflag XSDET auf 0 zurückgesetzt, bevor die Ausführung dieser Routine endet.
(Katalysatorreaktivierungs-Steuerung)
Eine in 5 gezeigte Katalysatorreaktivierungs-Steuerungsroutine wird mit vorbestimmten Kupplungswinkelintervallen oder vorbestimmten Zeitintervallen von typischer Weise 1 Sekunde ausgeführt, um als ein Mittel zur Steuerung der Katalysatorreaktivierung zu fungieren. Falls diese Routine ausgeführt wird, startet die Routine mit Schritt 201, um zu bestimmen, ob eine forcierte Katalysator-Reaktivierungsverfahren-Ausführungsflag XSREG auf 1 eingestellt ist. Diese forcierte Katalysator-Reaktivierungsverfahren-Ausführungsflag XSREG wird im Schritt 504 der Katalysator-Verschlechterungsbestimmungs-Hemmungsanhebungs-Routine, die nachstehend unter Bezugnahme auf ein in 8 gezeigtes Flussdiagramm erklärt wird, auf 1 gesetzt.
Wenn die forcierte Katalysator-Reaktivierungsverfahren-Ausführungsflag XSREG auf 0 eingestellt ist, geht die Routine mit Schritt 202 weiter, um zu bestimmen, ob andere Bedingungen zur forcierten Ausführung eines Katalysator-Reaktivierungsverfahrens erfüllt sind. Ein Beispiel für solche anderen Bedingungen liegt vor, wenn die versuchsweise Verschlechterungsbestimmungs-Flag XCAT auf 1 eingestellt ist. Wenn die anderen Bedingungen für die forcierte Ausführung eines Katalysator-Reaktivierungsverfahrens ebenfalls nicht erfüllt sind, geht die Routine mit Schritt 203 weiter, in dem eine Reaktivierungsverfahrensflag XSRET, der Inhalt eines Zählers CSRET und der Zählerstand eines Zählers CSRICH, welche nachstehend beschrieben werden sollen, jeweils auf 0 zurückgestellt werden. Dann endet die Ausführung dieser Routine, ohne dass das Katalysator-Reaktivierungsverfahren mit den Schritten 204 bis 213 durchgeführt worden ist.
Wenn das im Schritt 201 erhaltene Ergebnis der Bestimmung anzeigt, dass die forcierte Katalysator-Reaktivierungsverfahren-Ausführungsflag XSREG auf 1 eingestellt ist, oder wenn das in dem Schritt 202 erhaltene Ergebnis der Bestimmung anzeigt, dass irgendeine der anderen Bedingungen zur forcierten Ausführung eines Katalysator-Reaktivierungsverfahrens erfüllt ist, geht andererseits die Routine mit Schritt 204 und den nachfolgenden Schritten weiter, in denen das Katalysator-Reaktivierungsverfahren folgendermaßen durchgeführt wird. Als erstes wird im Schritt 204 eine Katalysator-Reaktivierungsverfahren-Flag XSRET überprüft, um zu bestimmen, ob die Flag XSRET auf 1 eingestellt ist und um zu kennzeichnen, dass das Katalysator-Reaktivierungsverfahren durchgeführt werden muss. Wenn die Katalysator-Reaktivierungsverfahren-Flag XSRET auf 0 zurückgestellt worden ist, um anzuzeigen, dass das Katalysator-Reaktivierungsverfahren nicht durchgeführt werden braucht, geht die Routine mit Schritt 205 weiter, in dem der Zählerstand eines Zählers CSRET für das Herabzählen der Ausführungszeit des Katalysator-Reaktivierungsverfahrens auf einen vorbestimmten Bezugswert KCSRET eingestellt wird. Dann wird im nächsten Schritt 206 die Katalysator-Reaktivierungsverfahren-Flag XSRET auf 1 eingestellt. Der vorbestimmte Bezugswert KCSRET stellt die Ausführungszeit des Katalysator-Reaktivierungsverfahrens dar. Eine typische Ausführungszeit liegt bei ungefähr 1 Minute. Nachfolgend geht die Routine mit Schritt 207 weiter.
Wenn das im Schritt 204 erhaltene Ergebnis der Bestimmung anzeigt, dass die Katalysator-Reaktivierungsverfahren-Flag XSRET auf 1 eingestellt ist, um zu kennzeichnen, dass das Katalysator-Reaktivierungsverfahren durchgeführt werden muss, geht andererseits die Routine mit Schritt 207 weiter.
Dadurch dass die Katalysator-Reaktivierungsverfahren-Flag XSRET auf 1 eingestellt ist, um anzuzeigen, dass das Katalysator-Reaktivierungsverfahren durchgeführt werden muss, zählt im Schritt 207 der Zähler CSRET in Einserschritten herab. Die Routine geht dann mit Schritt 208 weiter, um zu bestimmen, ob der Zähler CSRET auf 0 herabgezählt hat. Wenn der Zähler CSRET auf 0 herabgezählt hat, geht die Routine mit Schritt 209 weiter, bei dem ein Katalysator-Reaktivierungsverfahren mit einem von 50:1 bis 5:1 variierenden Zeitverhältnis durchgeführt wird, wobei das Zeitverhältnis als ein Verhältnis der Magerbetriebsdauer zu der fetten Betriebsdauer definiert ist. Folglich steigt die Rate der fetten Verbrennung während des Katalysator-Reaktivierungsverfahrens an, wodurch die Temperatur des NO_x-Katalysators 24 graduell ansteigt. Die sich ergebende Wärme zersetzt ein Material wie etwa Sulfat, das durch S-Vergiftung verursacht worden ist, wodurch die NO_x-Okklusionskraft des NO_x-Katalysators 24 wiederhergestellt wird.
Falls das im Schritt 208 erhaltene Ergebnis der Bestimmung anzeigt, dass der Zähler CSRET auf 0 herabgezählt hat, geht die Routine mit Schritt 210 weiter, bei dem ein weiterer Zähler CSRICH in Einserschritten hoch zählt. Die Routine geht dann mit Schritt 211 weiter, um zu bestimmen, ob der Zählerstand des Zählers CSRICH einen vorbestimmten Bezugswert KCSRICH erreicht hat. Ein typischer Wert von KCSRICH liegt bei ungefähr 3 Minuten. Wenn CSRICH ≤ KCSRICH ist, geht die Routine mit Schritt 212 weiter, in dem die stöchiometrische Steuerung durchgeführt wird, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis an das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis anzugleichen. Es ist anzumerken, dass andere Steuerungen ebenso ausgeführt werden können, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf einen Wert in einem leicht fetten Bereich anzugleichen.
Nachher, falls der Zählerstand des Zählers CSRICH den vorbestimmten Bezugswert KCSRICH überschreitet, geht die Routine mit Schritt 213 weiter, in dem die Katalysator-Reaktivierungsverfahren-Flag XSRET, der Zählerstand des Zählers CSRICH und die forcierte Katalysator-Reaktivierungsverfahren-Ausführungsflag jeweils auf 0 gesetzt werden, bevor die Ausführung dieser Routine endet. Auf diese Weise wird eine Serie von Katalysator-Reaktivierungsverfahren als abgeschlossen bestimmt und das Zeitverhältnis wird auf 50:1 zurückgestellt, wobei das Zeitverhältnis als ein Verhältnis der Dauer des mageren Betriebs zu der Dauer des fetten Betriebs definiert ist, bevor die normale Magerverbrennungssteuerung wiederhergestellt wird.
(Bestimmung der Verschlechterung nach dem Katalysator-Reaktivierungsverfahren)
Eine in 6 gezeigte Routine zum Einstellen der Bestimmung der Verschlechterung nach einem Katalysator-Reaktivierungsverfahren hält die forcierte Verschlechterungsstimmungs-Ausführungsflag XSDET solange auf 0, bis wegen der Beendigung des Katalysator-Reaktivierungsverfahrens eine vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist. Diese Routine hemmt ebenso die Katalysator-Verschlechterungsbestimmungs-Verarbeitung der in den 2 und 3 gezeigten Katalysator-Verschlechterungsbestimmungs-Routine. Nachdem die vorbestimmte Zeitdauer seit der Beendigung des Katalysator-Reaktivierungsverfahrens verstrichen ist, wird die forcierte Verschlechterungsbestimmungs-Ausführungsflag XSDET auf 1 eingestellt, um forciert die Katalysator-Verschlechterungsbestimmungs-Verarbeitung der in den 2 und 3 gezeigten Katalysator-Verschlechterungsbestimmungs-Routine durchzuführen.
Die in 6 gezeigte Routine wird mit vorbestimmten Kurbelwinkelintervallen und vorbestimmten Zeitintervallen von typischer Weise 64 ms ausgeführt, um als ein Mittel zur Bestimmung der Verschlechterung nach dem Reaktivierungsverfahren zu fungieren. Falls diese Routine eingeleitet wird, beginnt die Routine mit Schritt 301, um zu bestimmen, ob das Katalysator-Reaktivierungsverfahren durchgeführt wird. Wenn das Katalysator-Reaktivierungsverfahren durchgeführt wird, geht die Routine mit Schritt 302 weiter, in dem eine Katalysatorreaktivierungs-Ausführungsflag XSRE auf 1 eingestellt wird, um zu kennzeichnen, dass das Katalysator-Reaktivierungsverfahren durchzuführen ist.
Bei einer späteren Ausführung dieser Routine nach Abschluss des Katalysator-Reaktivierungsverfahrens geht die Routine von Schritt 301 mit Schritt 303 weiter, um zu bestimmen, ob der Zählerstand eines Katalysator-Reaktivierungsverfahren-Nachgangzählers CSRE größer als 0 ist. Wenn der Zählerstand des Katalysator-Reaktivierungsverfahren-Nachgangzählers CSRE nicht größer als 0 ist, geht die Routine mit Schritt 304 weiter, um zu bestimmen, ob die Katalysator-Reaktivierungsverfahren-Ausführungsflag XSRE auf 1 eingestellt ist.
Falls diese Routine das erste Mal nach Abschluss des Katalysator-Reaktivierungsverfahrens ausgeführt wird, ist der Zählerstand des Katalysator-Reaktivierungsverfahren-Nachgangzählers CSRE gleich 0 und die Katalysator-Reaktivierungsverfahren-Ausführungsflag XSRE wird auf 1 eingestellt. In diesem Falle geht die Routine somit von Schritt 303 mit Schritt 305 über den schritt 304 weiter. Im Schritt 305 wird der Zählerstand des Reaktivierungsverfahren-Nachgangzählers CSRE auf einen vorbestimmten Bezugswert KCSRE eingestellt. Im nächsten Schritt 306 wird die Katalysator-Reaktivierungsverfahren-Ausführungsflag XSRE auf 0 zurückgestellt. Der vorbestimmte Bezugswert KCSRE gibt die Zeitdauer an, welche nach dem Abschluss des Katalysator-Reaktivierungsverfahrens zum Absinken der Temperatur des NO_x-Katalysators 204 auf einen Wert in einem normalen Verwendungstemperaturbereich nötig ist, das heißt, einem Bereich von Temperaturen mit hoher Reinigungskraft.
Auf diese Weise wird das im Schritt 303 erhaltenen Ergebnis der Bestimmung auf Ja geändert, nachdem der Zählerstand des Reaktivierungsverfahren-Nachgangzählers CSRE auf den vorbestimmten Bezugswert KCSRE eingestellt worden ist. In diesem Falle geht die Routine von Schritt 303 mit Schritt 307 weiter, bei dem der Reaktivierungsverfahren-Nachgangzähler CSRE in Einserschritten herabzählt. Dann geht die Routine mit Schritt 308 weiter, um zu bestimmen, ob der Reaktivierungsverfahren-Nachgangzähler CSRE auf 0 herabgezählt hat. Wenn der Reaktivierungsverfahren-Nachgangzähler CSRE nicht auf 0 herabgezählt hat, geht die Routine mit Schritt 309 weiter, in dem die forcierte Verschlechterungsbestimmungs-Ausführungsflag XSDET auf 0 gehalten wird, um die Katalysator-Verschlechterungsbestimmungs-Verarbeitung der in den 2 und 3 gezeigten Katalysator-Verschlechterungsbestimmungs-Routine zu hemmen.
Falls ein im Schritt 308 erhaltenes Ergebnis der Bestimmung anzeigt, dass der Reaktivierungsverfahren-Nachgangzähler CSRE auf 0 herabgezählt hat, geht die Routine mit Schritt 310 weiter, in dem die forcierte Verschlechterungsbestimmungs-Ausführungsflag XSDET auf 1 gehalten wird. Folglich ändert sich das in Schritt 101 des in 2 gezeigten Flussdiagramms erhaltene Ergebnis der Bestimmung auf Ja, wodurch die Katalysator-Verschlechterungsbestimmungs-Verarbeitung der in den 2 und 3 gezeigten Verschlechterungsbestimmungs-Routine forciert durchgeführt wird.
(Katalysator-Verschlechterungsbestimmungs-Hemmung)
In einer in 7 gezeigten Katalysator-Verschlechterungsbestimmungs-Hemmungsroutine wird die Verschlechterungsbestimmungs-Hemmungsflag XSDETNG auf 1 eingestellt, wenn die Konzentration der im Abgas umfassten S-Komponente ein vorbestimmtes Bezugsniveau überschreitet, um die Ausführung der Verarbeitung zur Bestimmung der Verschlechterung des NO_x-Katalysators 24 mittels Ausführung der in den 2 und 3 gezeigten Katalysator-Verschlechterungsbestimmungs-Routine zu hemmen.
Die Katalysator-Verschlechterungsbestimmungs-Hemmungsroutine wird mit vorbestimmten Krümmungswinkelintervallen oder vorbestimmten Zeitintervallen ausgeführt. Das die Routine darstellende Flussdiagramm beginnt mit Schritt 401, um zu bestimmen, ob die forcierte Verschlechterungsbestimmungs-Ausführungsflag XSDET auf 1 eingestellt ist, und um zu bestimmen, ob die Katalysator-Verschlechterungsbestimmungs-Verarbeitung nach dem Katalysator-Reaktivierungsverfahren durchgeführt wird. Wenn die forcierte Verschlechterungsbestimmungs-Ausführungsflag XSDET auf 1 eingestellt ist, das heißt, wenn die Katalysator-Verschlechterungsbestimmungs-Verarbeitung nach dem Katalysator-Reaktivierungsverfahren durchgeführt wird, geht die Routine mit Schritt 402 weiter, in dem eine S-Konzentrationsfeststellungsflag XSCON auf 1 eingestellt wird, um anzuzeigen, dass die Erfassung der S-Konzentration zugelassen ist. Dann endet die Ausführung dieser Routine.
Wenn andererseits das im Schritt 401 erhaltene Ergebnis der Bestimmung anzeigt, dass die forcierte Verschlechterungsbestimmungs-Ausführungsflag XSDET auf 0 zurückgestellt ist, das heißt, wenn die Katalysator-Verschlechterungsbestimmungs-Verarbeitung nach dem Katalysator-Reaktivierungsverfahren nicht durchgeführt wird, geht die Routine mit Schritt 403 weiter, um zu bestimmen, ob die S-Konzentrationserfassungsflag XSCON auf 1 eingestellt ist. Wenn die S-Konzentrationserfassungsflag XSCON auf 1 eingestellt ist, wodurch angezeigt wird, dass die Erfassung der S-Konzentration zugelassen ist, geht die Routine mit Schritt 404 weiter, in dem die Reinigungskraft des NO_x-Katalysators 24 vor dem Katalysator-Reaktivierungsverfahren mit der Reinigungskraft des NO_x-Katalysators 24 nach dem Katalysator-Reaktivierungsverfahren verglichen wird, um die Konzentration der im Abgas umfassten S-Komponente zu bestimmen.
Die Konzentration der S-Komponente wird durch die Eigenschaft bestimmt, dass sich der Grad, auf den die Okklusionskraft des NO_x-Katalysators 24 durch das Katalysator-Reaktivierungsverfahren wiederhergestellt wird, gemäß der Konzentration der im Abgas umfassten S-Komponente ändert. Diese Eigenschaft spiegelt wider, dass je höher die Konzentration der im Abgas umfassten S-Komponente ist, desto geringer ist der Grad, auf den die Okklusionskraft des NO_x-Katalysators 24 durch das Katalysator-Reaktivierungsverfahren wiederhergestellt wird. Typischer Weise wird die Beziehung zwischen der Konzentration der im Abgas umfassten S-Komponente und der Abweichung von der vor dem Katalysator-Reaktivierungsverfahren okkludierten NO_x-Menge und der nach dem Katalysator-Reaktivierungsverfahren okkludierten NO_x-Menge experimentell oder mittels einer Simulation bestimmt und in der Form einer Darstellung oder einer Gleichung ausgedrückt. Durch Verwendung einer solchen Darstellung oder einer solchen Gleichung kann die Konzentration der im Abgas umfassten S-Komponente aus der Abweichung zwischen der vor dem Katalysator-Reaktivierungsverfahren okkludierten NO_x-Menge und der nach dem Katalysator-Reaktivierungsverfahren okkludierten Menge herausgefunden werden. Die Verarbeitung des Schrittes 404 wird durchgeführt, um als ein Mittel zur Bestimmung der Schwefelkonzentration zu fungieren.
Nachdem die Konzentration der S-Komponente bestimmt worden ist, geht die Routine mit Schritt 405 weiter, in dem die S-Konzentrationserfassungsflag XSCON auf 0 zurückgestellt wird. Die Routine geht dann mit Schritt 406 weiter, um zu bestimmen, ob die Konzentration der im Abgas umfassten S-Komponente höher als das vorbestimmte Bezugsniveau von typischer Weise 300 ppm liegt. Wenn die Konzentration der im Abgas umfassten S-Komponente höher als das vorbestimmte Bezugsniveau bestimmt wird, geht die Routine mit Schritt 407 weiter, in dem die Verschlechterungsbestimmungs-Hemmungsflag XSDETNG auf 1 eingestellt wird. Dies liegt daran, dass, wenn die Konzentration der im Abgas umfassten S-Komponente höher als das vorbestimmte Bezugsniveau. liegt, der NO_x-Katalysator 24 nicht von der durch S-Vergiftung verursachten verringerten Okklusionskraft regeneriert werden kann, selbst wenn das Katalysator-Reaktivierungsverfahren durchgeführt wird. Folglich ändert sich das im Schritt 115 des in 3 gezeigten Flussdiagramms erhaltene Ergebnis der Bestimmung auf Ja, wodurch die Bestimmung der Verschlechterung des NO_x-Katalysators 24 gehemmt wird. Der Teil der Verarbeitung der Schritte 406 und 407 wird durchgeführt, um als ein Mittel zur Hemmung der Bestimmung der Verschlechterung zu fungieren.
Wenn andererseits die Konzentration der im Abgas umfassten S-Komponente gleich oder niedriger als das vorbestimmte Bezugsniveau ist, endet die Ausführung der Routine, ohne dass die Verschlechterungsbestimmungs-Hemmungsflag XSDETNG auf 1 gesetzt wird. Dies liegt daran, dass der NO_x-Katalysator 24, wenn die Konzentration der im Abgas umfassten S-Komponente gleich oder niedriger als das vorbestimmte Bezugsniveau ist, von einer durch S-Vergiftung verursachten verringerten Okklusionskraft durch Durchführung des Katalysator-Reaktivierungsverfahrens regeneriert werden kann.
(Anheben der Hemmung der Verschlechterungsbestimmung)
Eine in 8 gezeigte Katalysator-Verschlechterungsbestimmungs-Hemmungsanhebungs-Routine wird mit vorbestimmten Krümmungswinkelintervallen oder vorbestimmten Zeitintervallen ausgeführt, um als ein Mittel zur Anhebung der Hemmung zu fungieren. Falls diese Routine ausgeführt wird, startet das Flussdiagramm mit den Schritten 501 bis 503, um zu bestimmen, ob die Katalysator-Verschlechterungsbestimmungs-Hemmungsanhebungs-Bedingungen zur Anhebung der Hemmung der Bestimmung der Katalysatorverschlechterung erfüllt sind. Wenn ein Kraftstofftank mit Kraftstoff mit einem geringen Verhältnis des S-Gehalts wieder befüllt wird, sinkt die Konzentration der im Abgas umfassten S-Komponente. Aus diesem Grund sind in dieser Ausführungsform die Bedingungen zur Anhebung der Hemmung der Bestimmung der Katalysatorverschlechterung als die Bedingungen 1 bis 3 wie folgendermaßen aufgelistet:

1: Der Tank wurde wieder befüllt (Schritt 501),
2: Eine nach dem Katalysator-Reaktivierungsverfahren zurückgelegte Gesamtdistanz ist länger als eine vorbestimmte Bezugsgröße (Schritt 502), und
3: Eine nach dem Katalysator-Reaktivierungsverfahren verbrauchte Gesamtmenge an Kraftstoff ist größer als eine vorbestimmte Größe (Schritt 503).

Bedingung 1, nämlich ob der Kraftstofftank wieder befüllt worden ist, wird folgendermaßen geprüft: Durch Bestimmen mittels Erfassung über einen Kraftstoffpegel, ob die Menge an restlichem im Kraftstofftank beladenen Kraftstoff um wenigstens eine vorbestimmte Menge erhöht wurde, oder durch Bestimmen, ob der Deckel des Öleinfüllstutzens geöffnet worden war, was durch einen Signalausgang mittels eines Schalters zur Erfassung des geöffneten Zustands des Öleinfüllstutzens angezeigt wird. Die in Bedingung 2 verwendete vorbestimmte Bezugsgröße ist auf eine zurückgelegte Gesamtdistanz eingestellt, die lang genug ist, um den gesamten im Kraftstofftank beladenen Kraftstoff zu verbrauchen. Die in Bedingung 3 vorbestimmte Größe ist auf einen Wert eingestellt, der eine maximale Kraftstoffbeladungskapazität des Kraftstofftanks etwas überschreitet. Folglich wird bestimmt, dass der Kraftstoff wenigstens einmal neu nachgefüllt worden ist, wenn die nach dem Katalysator-Reaktivierungsverfahren zurückgelegte Gesamtdistanz als länger als die in Bedingung 2 ausgewiesene vorbestimmte Bezugsgröße bestimmt wird oder die Gesamtmenge an nach dem Katalysator-Reaktivierungsverfahren verbrauchten Kraftstoff als größer als die in Bedingung 3 ausgewiesene vorbestimmte Größe bestimmt wird.
Wenn wenigstens eine der Bedingungen 1 bis 3 erfüllt ist, wird eine Bedingung zur Anhebung der Hemmung der Bestimmung der Katalysatorverschlechterung als erfüllt bestimmt. In diesem Fall geht die Routine mit Schritt 504 weiter, in dem die Verschlechterungsbestimmungs-Hemmungsflag XSDETNG auf 0 zurückgesetzt wird, wohingegen die forcierte Katalysator-Reaktivierungsverfahren-Ausführungsflag XSREG auf 1 gesetzt wird. Dann endet die Ausführung dieser Routine. Folglich ändert sich das im Schritt 115 des in 3 gezeigten Flussdiagramms erhaltene Ergebnis der Bestimmung auf Nein, wodurch die Hemmung der Bestimmung der Verschlechterung des NO_x-Katalysators 24 angehoben wird. Zusätzlich wechselt das im Schritt 201 des in 5 gezeigten Flussdiagramms erhaltene Ergebnis der Bestimmung auf Ja, wodurch das Katalysator-Reaktivierungsverfahren der in 5 gezeigten Katalysatorreaktivierungs-Steuerungsroutine durchgeführt wird.
Wenn andererseits keine der Bedingungen 1 bis 3 erfüllt ist, ist die Bedingung zur Anhebung der Hemmung der Bestimmung der Katalysatorverschlechterung als nicht erfüllt bestimmt. In diesem Fall endet die Ausführung dieser Routine, ohne dass die Hemmung der Bestimmung der Katalysatorverschlechterung angehoben worden ist.
Es ist anzumerken, dass eine oder zwei der Bedingungen 1 bis 3 selbstverständlich weggelassen werden können.
(Einstellung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses)
Eine in der 9 gezeigte Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Einstellungsroutine wird mit vorbestimmten Krümmungswinkelintervallen oder vorbestimmten Zeitintervallen ausgeführt, um als ein Mittel zur Hemmung der Mager-Steuerung zu fungieren. Falls diese Routine durchgeführt wird, startet das Flussdiagramm mit Schritt 601, um zu bestimmen, ob die Konzentration der im Abgas umfassten S-Komponente ein vorbestimmtes Bezugsniveau von typischer Weise 300 ppm überschreitet.
Wenn die Konzentration der im Abgas umfassten S-Komponente als hoch bestimmt wird, ist es wahrscheinlich zu einer S-Vergiftung in dem NO_x-Katalysator 24 gekommen, wodurch die Kraft der Okkludierung von NO_x gesenkt wird. In diesem Fall kann der NO_x-Katalysator 24 nicht von der durch die S-Vergiftung verursachten verringerten Okklusionskraft regeneriert werden, selbst falls das Katalysator-Reaktivierungsverfahren durchgeführt wird. Falls somit die Konzentration der im Abgas umfassten S-Komponente hoch ist, wodurch die im Abgas umfasste NO_x-Menge ansteigt, steigt die durch den NO_x-Katalysator 24 nicht okkludierbare NO_x-Menge ebenso an, wodurch die Menge des an die Atmosphäre ausgestoßenen NO_x ansteigt. Wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis mager eingestellt ist, steigt die im Abgas umfasste NO_x-Menge auf einen größeren Wert als die Menge an, die als ein Ergebnis der Fett-Steuerung oder Stöchiometrie-Steuerung erhalten wird. Wenn somit das Luft-Kraftstoff-Verhältnis mager eingestellt ist und falls die Konzentration der im Abgas umfassten S-Komponente hoch ist, ergibt sich ein Anstieg der in die Atmosphäre ausgestoßenen NO_x-Menge.
Wenn das im Schritt 601 erhaltene Ergebnis der Bestimmung anzeigt, dass die Konzentration der im Abgas umfassten S-Komponente das vorbestimmte Bezugsniveau überschreitet, geht die Routine mit Schritt 602 weiter, in dem die Mager-Steuerung gehemmt wird. Dann wird im nächsten Schritt 604 eine in keiner der Figuren gezeigte Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Solleinstellungsroutine ausgeführt, um ein Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis auf einen Wert nahe dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis einzustellen. Auf diese Weise wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases auf den Wert nahe dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis gesteuert und, während die Menge der im Abgas umfassten NO_x-Menge reduziert wird, werden die NO_x, HC, CO und dergleichen aus dem Abgas durch den NO_x-Katalysator 24 entfernt.
Wenn das im Schritt 601 erhaltene Ergebnis der Bestimmung anzeigt, dass die Konzentration der im Abgas umfassten S-Komponente gleich oder kleiner als das vorbestimmte Bezugsniveau ist, geht andererseits die Routine mit Schritt 603 weiter, in dem die Mager-Steuerung zugelassen wird. Dies liegt daran, dass die NO_x-Okklusionskraft des NO_x-Katalysators 24 mittels Durchführung eines Katalysator-Reaktivierungsverfahrens wiederhergestellt wird, selbst wenn die Kraft der NO_x-Okklusion einmal durch S-Vergiftung verringert worden war. Dann wird im nächsten Schritt 604 eine in keiner der Figuren gezeigte Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Solleinstellungsroutine ausgeführt, um abwechselnd ein Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis auf einen Sollwert auf der mageren Seite und einen Sollwert auf der fetten Seite mit einem vorbestimmten Periodenverhältnis von typischer Weise von ungefähr 50:1 einzustellen. Als ein Ergebnis okkludiert der NO_x-Katalysator 24 NO_x aus der ausgestoßenen Luft während des mageren Betriebs und entfernt die okkludierten NO_x durch ein chemisches Reduktionsverfahren, wodurch die entfernten NO_x während des fetten Betriebs in die Atmosphäre ausgestoßen werden.
Wenn in der Ausführungsform die Konzentration der im Abgas umfassten S-Komponente hoch ist, das heißt, wenn der NO_x-Katalysator 24 nicht hinreichend von der Verschlechterung der NO_x-Okklusionskraft aufgrund von S-Vergiftung regeneriert werden kann, selbst wenn ein Katalysator-Reaktivierungsverfahren durchgeführt wird, wird die Bestimmung der Verschlechterung des NO_x-Katalysators 24 gehemmt. Es ist folglich möglich, zu verhindern, dass eine temporäre Absenkung der NO_x-Okklusionskraft des NO_x-Katalysators 24 als eine permanente Verschlechterung des NO_x-Katalysators 24 bestimmt wird. Da die Verschlechterung des NO_x-Katalysators 24 nur dann bestimmt wird, wenn die NO_x-Okklusionskraft des NO_x-Katalysators 24 in einem nicht mehr wieder herstellbaren Zustand bestimmt wird, kann zusätzlich die Zuverlässigkeit der Bestimmung der Katalysatorverschlechterung verbessert werden.
Da hier die Temperatur des NO_x-Katalysators 24 während des Katalysator-Reaktivierungsverfahrens angehoben wird, liegt die Temperatur des NO_x-Katalysators 24 in einem höheren Bereich als die normalen Verwendungstemperaturen, das heißt, einem Bereich von Temperaturen mit höherer Reinigungskraft am Ende des Verfahrens. Falls ein Katalysator-Reaktivierungsverfahren abgeschlossen ist, sinkt folglich die Reinigungskraft, selbst im Falle eines normalen NO_x-Katalysators 24. Aus diesem Grund gilt, dass es wahrscheinlich ist, dass ein normaler NO_x-Katalysators 24 als ein permanent verschlechterter Katalysator bestimmt wird, wenn die Verschlechterung des NO_x- Katalysators 24 gleich, nachdem das Katalysator-Reaktivierungsverfahren abgeschlossen ist, bestimmt wird.
Aus diesem Grund hemmt diese Ausführungsform die Bestimmung der Verschlechterung des NO_x-Katalysators 24 bis eine vorbestimmte Zeitdauer seit dem Abschluss eines Katalysator-Reaktivierungsverfahrens verstrichen ist. Folglich kann die Bestimmung der Verschlechterung des NO_x-Katalysators 24 solange vermieden werden, wie die Temperaturen des NO_x-Katalysators 24 höher als der normale Verwendungstemperaturbereich liegt. Es ergibt sich die Möglichkeit zu verhindern, dass ein normaler NO_x-Katalysator 24 als ein permanent verschlechterter Katalysator bestimmt wird. Zusätzlich bestimmt diese Ausführungsform nachdrücklich die Verschlechterung des NO_x-Katalysators 24, nachdem eine vorbestimmte Zeitdauer seit dem Abschluss des Katalysator-Reaktivierungsverfahrens verstrichen ist. Folglich wird der NO_x-Katalysator 24 mit der S-Vergiftungswirkung, die durch das Katalysator-Reaktivierungsverfahren entfernt worden ist, einer Bestimmung der Katalysatorverschlechterung nur dann unterworfen, nachdem die Temperatur des NO_x-Katalysators 24 auf einen Wert im Bereich der normalen Verwendungstemperaturen gefallen ist. Als ein Ergebnis kann die Existenz oder Nichtexistenz der Verschlechterung des NO_x-Katalysators 24 mit einem hohen Grad an Präzision bestimmt werden, ohne dass sie durch S-Vergiftung und die Temperatur des NO_x-Katalysators 24 beeinflusst wird.
Weiterhin wird das Katalysator-Reaktivierungsverfahren in dieser Ausführungsform nachdrücklich durchgeführt, wenn bestimmt worden ist, dass der Kraftstoff nachgefüllt werden muss, oder wenn offensichtlicher Weise durch die Tatsache, dass die zurückgelegte Gesamtdistanz nach dem Katalysator-Reaktivierungsverfahren länger als die vorbestimmte Bezugsgröße ist, oder aus der Tatsache, dass die Gesamtmenge des nach dem Katalysator-Reaktivierungsverfahren verbrauchten Kraftstoffs größer als die vorbestimmte Größe ist, Kraftstoff nachgefüllt werden muss. Folglich kann die Hemmung der Bestimmung der Verschlechterung des NO_x-Katalysators 24 angehoben werden und der NO_x-Katalysator 24 kann von der Wirkung der S-Vergiftung mittels nachdrücklicher Durchführung des Katalysator-Reaktivierungsverfahrens jederzeit regeneriert werden, wenn es als wahrscheinlich angenommen wird, dass Kraftstoff mit einem niedrigen S-Konzentrationsverhältnis nachgefüllt worden ist oder dass die Konzentration der im Abgas umfassten S-Komponente sinkt.
Außerdem wird in dieser Ausführungsform die Mager-Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gehemmt und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases wird auf einen Wert nahe dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt, falls die Konzentration der im Abgas umfassten S-Komponenten höher als das vorbestimmte Bezugsniveau liegt. Falls die Konzentration der im Abgas umfassten S-Komponente hoch ist, so dass der NO_x-Katalysator 24 nicht von der verringerten NO_x-Okklusionskraft aufgrund der S-Vergiftung regeneriert werden kann, selbst wenn das Katalysator-Reaktivierungsverfahren durchgeführt wird, wird folglich die im Abgas umfasste NO_x-Menge derart verringert, dass der NO_x-Katalysator 24 zur Entfernung von NO_x aus dem Abgas mittels des chemischen Reduktionsverfahrens fähig ist. Als ein Ergebnis ist es möglich, die in die Atmosphäre ausgestoßene NO_x-Menge zu verringern.
Es ist anzumerken, dass diese Ausführungsform immer die Konzentration der im Abgas umfassten S-Komponente nach Verstreichen der vorbestimmten Zeitdauer erfasst und durch Verwendung der erfassten Konzentration der S-Komponente bestimmt, ob die Verschlechterung des NO_x-Katalysators 24 gehemmt werden muss. Wenn der NO_x-Katalysator 24 von der verringerten NO_x-Okklusionskraft aufgrund der S-Vergiftung mittels Durchführung eines Katalysator-Reaktivierungsverfahrens regeneriert werden kann, kann die Verschlechterung des NO_x-Katalysators 24 jedoch als nicht existent bestimmt werden, oder es ist nicht notwendig, die Verschlechterung des NO_x-Katalysators 24 zu bestimmen. Nur falls der NO_x-Katalysator 24 nicht von einer verringerten NO_x-Okklusionskraft aufgrund von S-Vergiftung selbst mittels Durchführung eines Katalysator-Reaktivierungsverfahrens regeneriert werden kann, kann folglich die Konzentration der im Abgas umfassten S-Komponente erfasst werden und die erfasste Konzentration verwendet werden, um zu bestimmen, ob die Verschlechterung des NO_x-Katalysators 24 gehemmt werden muss.
In einem solchen Schema werden die Verarbeitung zur Erfassung der Konzentration der im Abgas umfassten S-Komponente und durch Verwendung der erfassten Konzentration der S-Komponente die Verarbeitung zur Bestimmung, ob die Verschlechterung des NO_x-Katalysators 24 gehemmt werden muss, nur dann durchgeführt, falls sie notwendig sind. Falls sie andererseits nicht notwendig sind, müssen diese Teile der Verarbeitung nicht durchgeführt werden. Als ein Ergebnis kann die Größe der auf die CPU 30 aufgeladenen Last verringert werden.
Zusätzlich wird in dieser Ausführungsform die Reinigungskraft des NO_x-Katalysators 24 vor dem Katalysator-Reaktivierungsverfahren mit der Reinigungskraft des NO_x-Katalysators 24 nach dem Katalysator-Reaktivierungsverfahren verglichen, um die Konzentration der im Abgas umfassten S-Komponente zu bestimmen. Es ist anzumerken, dass die Konzentration der im Abgas umfassten S-Komponente jedoch ebenso auf Basis einer Geschwindigkeit, mit der die Reinigungskraft des NO_x-Katalysators 24 sinkt, bestimmt werden kann. Im Allgemeinen gilt die Beziehung, die anzeigt, dass je höher die Konzentration der im Abgas umfassten S-Komponente ist, desto höher ist die Geschwindigkeit, mit der die S-Vergiftung des NO_x-Katalysators 24 voranschreitet, und desto höher ist die Geschwindigkeit, mit der die Reinigungskraft des NO_x-Katalysators 24 sinkt. Folglich kann durch Ausführen von Experimenten oder Simulationen zur Bestimmung der Beziehung zwischen der Konzentration der im Abgas umfassten S-Komponente und der Geschwindigkeit, mit der die Reinigungskraft des NO_x-Katalysators 24 sinkt, und durch Ausdrücken der Beziehung in einer Darstellung oder einer Gleichung im voraus die Konzentration der im Abgas umfassten S-Komponente mit einem hohen Grad an Präzision auf der Basis der Geschwindigkeit, mit der die Reinigungskraft des NO_x-Katalysators 24 sinkt, herausgefunden werden. Es ist anzumerken, dass die Konzentration der im Abgas umfassten S-Komponente mittels direkter Erfassung unter Verwendung eines Gassensors oder dergleichen herausgefunden werden kann.
Weiterhin kann das Verfahren der Bestimmung der Verschlechterung des NO_x-Katalysators 24 zweckmäßig geändert werden. Zum Beispiel kann die Verschlechterung des NO_x-Katalysators 24 ebenso nach dem Katalysator-Reaktivierungsverfahren durch Auswertung des Grads, auf den die NO_x-Okklusionskraft des NO_x-Katalysators 24 durch das Katalysator-Reaktivierungsverfahren wiederhergestellt worden ist, bestimmt werden. Wenn zum Beispiel der Grad, auf den die NO_x-Okklusionskraft des NO_x-Katalysators 24 durch das bei niedriger Konzentration der im Abgas umfassten S-Komponente durchgeführte Katalysator-Reaktivierungsverfahren wiederhergestellt wird, niedrig ist, kann die Verschlechterung des NO_x-Katalysators 24 als existent bestimmt werden.
Außerdem wird in dieser Ausführungsform das Katalysator-Reaktivierungsverfahren oder das Verfahren der Temperaturerhöhung des Katalysators unter Verwendung der Einspritzungsschwankungs-Steuerung durchgeführt. Es ist jedoch anzumerken, dass das Verfahren ebenso durch Ausführung einer Zündverzugswinkelsteuerung durchgeführt werden kann. Zusätzlich ist es möglich, unter anderem eine Zündverzugswinkelsteuerung und Luftmengensteuerung im Verlauf eines Katalysator-Reaktivierungsverfahrens auszuführen.
Andere Anwendungen der vorliegenden Erfindung schließen ein System ein, welches einen Katalysator verwendet, der zur S-Vergiftung neigt, wie etwa einen Drei-Wege-Katalysator neben dem NO_x-Katalysator 24. Die vorliegende Erfindung kann ebenso unter anderem auf einen Direkteinspritzungsmotor zusätzlich zu dem Magerverbrennungsmotor angewandt werden.
Ein Motor 11 weist einen NO_x-Katalysator 24 auf. Die in dem NO_x-Katalysator 24 okkludierte NO_x-Menge wird aus einem Spitzenwert der durch einen Sauerstoffsensor 26 erzeugten Ausgabe abgeschätzt. Der Grad der Verschlechterung des NO_x-Katalysators 24 wird auf der Basis der okkludierten NO_x-Menge bestimmt. Wenn der NO_x-Katalysator 24 verschlechtert ist, wird ein Katalysator- Reaktivierungsverfahren oder ein Verfahren zum Erhöhen der Katalysatortemperatur durchgeführt, um den NO_x-Katalysator 24 von einer S-Vergiftungswirkung zu reaktivieren. Nach dem Katalysator-Reaktivierungsverfahren wird die Verschlechterung des NO_x-Katalysators 24 erneut durchgeführt, um die Nichtexistenz der Verschlechterung zu bestätigen. Die Konzentration einer Schwefelkomponente im Abgas wird erfasst. Wenn die Schwefelkomponente höher als ein vorbestimmtes Bezugsniveau ist, wird die Bestimmung der Verschlechterung gehemmt.

Claims

Verschlechterungserfassungsvorrichtung, welche zur Erfassung der Verschlechterung eines Katalysators (24) zur Reinigung eines aus einem Verbrennungsmotor (11) ausgestoßenen Gases eingesetzt wird und welche in einem System zur Reinigung des Gases mittels des Katalysators (24) verwendet wird, wobei die Verschlechterungserfassungsvorrichtung das Folgende umfasst: eine Katalysator-Verschlechterungsbestimmungs-Einrichtung (29, 101–117) zur Bestimmung der Existenz/Nichtexistenz einer Verschlechterung des Katalysators (24) auf der Basis einer Reinigungskraft des Katalysators (24) während einer Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Fett-Steuerung, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung des weiteren das Folgende umfasst: eine Schwefelkonzentrations-Bestimmungseinrichtung (29, 404) zur Bestimmung der Konzentration einer im Abgas umfassten Schwefelkomponente (S); und eine Verschlechterungsbestimmungs-Hemmungseinrichtung (29, 401–407), welche zur Hemmung der Bestimmung der Verschlechterung des Katalysators (24) eingesetzt wird, wenn die Schwefelkonzentrations-Bestimmunseinrichtung die Konzentration der im Abgas umfassten Schwefelkomponente als höher als ein vorbestimmtes Bezugsniveau bestimmt.
Verschlechterungserfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, welche des Weiteren das Folgende umfasst: eine Katalysatorreaktivierungs-Steuerungseinrichtung (29, 201–213) zur Durchführung eines Katalysator-Reaktivierungsverfahrens zur Regenerierung des Katalysators (24) von einer Wirkung einer Schwefelvergiftung, wobei die Verschlechterungsbestimmungs-Hemmungseinrichtung (29, 406, 407) in Abhängigkeit der durch die Schwefelkonzentrations-Bestimmungseinrichtung bestimmten Konzentration der Schwefelkomponente bestimmt, ob die Bestimmung der Verschlechterung des Katalysators (24) gehemmt werden soll, wenn die Reinigungskraft des Katalysators (24) nicht mittels Durchführung des Katalysator-Reaktivierungsverfahrens wiederhergestellt werden kann.
Verschlechterungserfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Katalysator (24) ein Stickstoffoxid-Okklusionskatalysator zur Okkludierung von Stickstoffoxiden für ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases und zur Entfernung der okkludierten Stickstoffoxide mittels eines Reduktionsverfahrens für ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases ist.
Verschlechterungserfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei der Stickstoffoxid-Okklusionskatalysator (24) eine Katalysatorkomponente aufweist, die wenigstens eines der Alkalimetalle, Erdalkalikomponenten und Seltenerdkomponenten einschließt.
Verschlechterungserfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei die Katalysator-Verschlechterungsbestimmungs-Einrichtung (29, 101–117) entweder eine Menge der okkludierbaren Stickstoffoxide oder eine Stickstoffoxidreinigungsrate als Information für die Reinigungskraft des Katalysators (24) auswertet.
Verschlechterungserfassungsvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Schwefelkonzentrations-Bestimmungseinrichtung (29, 404) die Konzentration einer im Abgas umfassten Schwefelkomponente auf der Basis einer Geschwindigkeit bestimmt, bei der die Abgasreinigungsrate des Katalysators (24) sinkt.
Verschlechterungserfassungsvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, die des Weiteren das Folgende umfasst: eine Nachgangsreaktivierungs-Verschlechterungsbestimmungs-Hemmungseinrichtung (29, 406, 407) zur Hemmung der Katalysator-Verschlechterungsbestimmungs-Einrichtung von der Bestimmung der Verschlechterung des Katalysators (24) während einer vorbestimmten Zeitspanne, die der Beendigung des Katalysator-Reaktivierungsverfahrens zur Regenerierung des Katalysators (24) von einer Wirkung einer Schwefelvergiftung folgt.
Verschlechterungserfassungsvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Katalysator-Verschlechterungsbestimmungs-Einrichtung (29, 101–117) die Bestimmung der Verschlechterung des Katalysators (24) nach einer vorbestimmten Zeitspanne, die seit Beendigung des Katalysator-Reaktivierungsverfahrens zur Regenerierung des Katalysators (24) von einer Wirkung einer Schwefelvergiftung verstrichen ist, forciert durchführt.
Verschlechterungserfassungsvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, die des Weiteren das Folgende umfasst: eine Hemmungsanhebungs-Einrichtung (29, 501–503), welche zur Anhebung eines Zustands eingesetzt wird, der durch die Verschlechterungsbestimmungs-Hemmungseinrichtung zur Hemmung der Bestimmung der Verschlechterung des Katalysators (24) geschaffen wird, falls Kraftstoff nachgefüllt worden ist, falls eine nach einem Katalysator-Reaktivierungsverfahren zur Regenerierung des Katalysators (24) von einer Wirkung einer Schwefelvergiftung zurückgelegte Gesamtdistanz bezüglich einer vorbestimmten Bezugsgrüße wenigstens gleich geworden ist, oder falls eine nach dem Katalysator-Reaktivierungsverfahren verbrauchte Gesamtmenge an Kraftstoff bezüglich einer vorbestimmten Größe wenigstens gleich geworden ist.
Verschlechterungserfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Katalysatorreaktivierungs-Steuerungseinrichtung (29, 201–213) ein Katalysator-Reaktivierungsverfahren zur Regenerierung des Katalysators (24) von einer Wirkung einer Schwefelvergiftung forciert durchführt, falls Kraftstoff nachgefüllt worden ist, falls eine nach dem Katalysator-Reaktivierungsverfahren zurückgelegte Gesamtdistanz bezüglich einer vorbestimmten Bezugsgröße wenigstens gleich geworden ist oder falls eine nach dem Katalysator-Reaktivierungsverfahren verbrauchte Gesamtmenge an Kraftstoff bezüglich einer vorbestimmten Größe wenigstens gleich geworden ist.
Verschlechterungserfassungsvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10, die des Weiteren das Folgende umfasst: eine Mager-Steuerungs-Hemmungseinrichtung (29, 602), welche zur Hemmung einer Mager-Steuerung eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eingesetzt wird, falls die Schwefelkonzentrations-Bestimmungseinrichtung eine Konzentration einer im Abgas umfassten Schwefelkomponente als höher als ein vorbestimmtes Bezugsniveau bestimmt.
Verschlechterungserfassungsvorrichtung, welche zur Erfassung der Verschlechterung eines Katalysators (24) zur Reinigung eines aus einem Verbrennungsmotor (11) ausgestoßenen Gases eingesetzt wird und welche in einem System zur Reinigung des Gases mittels des Katalysators verwendet wird, wobei die Verschlechterungserfassungsvorrichtung das Folgende umfasst: eine Katalysator-Verschlechterungsbestimmungs-Einrichtung (29, 101–117) zur Bestimmung der Existenz/Nichtexistenz einer Verschlechterung des Katalysators auf der Basis einer Reinigungskraft des Katalysators; und eine Katalysatorreaktivierungs-Steuerungseinrichtung (29, 201–213) zur Durchführung eines Katalysator-Reaktivierungsverfahrens zur Regenerierung des Katalysators (24) von einer Wirkung einer Schwefelvergiftung, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung des weiteren das Folgende umfasst: eine Nachgangsreaktivierungs-Verschlechterungsbestimmungs-Hemmungseinrichtung (29, 401–407) zur Hemmung der Katalysator-Verschlechterungsbestimmungs-Einrichtung von der Bestimmung der Verschlechterung des Katalysators (24) während einer vorbestimmten Zeitspanne, die auf die Beendigung des Katalysator-Reaktivierungsverfahrens folgt.
Verschlechterungserfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 12, die des Weiteren das Folgende umfasst: eine Hemmungsanhebungs-Einrichtung (29, 501–504), welche zur Anhebung eines Zustands eingesetzt wird, der durch die Verschlechterungsbestimmungs-Hemmungseinrichtung zur Hemmung der Bestimmung der Verschlechterung des Katalysators geschaffen wird, falls Kraftstoff nachgefüllt worden ist, falls die nach einem Katalysator-Reaktivierungsverfahren zur Regenerierung des Katalysators (24) von einer Wirkung einer Schwefelvergiftung zurückgelegte Gesamtdistanz bezüglich einer vorbestimmten Bezugsgröße wenigstens gleich geworden ist oder falls eine nach dem Katalysator-Reaktivierungsverfahren verbrauchte Gesamtmenge an Kraftstoff bezüglich einer vorbestimmten Größe wenigstens gleich geworden ist.
Verschlechterungserfassungsvorrichtung, welche zur Erfassung der Verschlechterung eines Katalysators (24) zur Reinigung eines aus einem Verbrennungsmotor (11) ausgestoßenen Gases eingesetzt wird und welche in einem System zur Reinigung des Gases mittels des Katalysators (24) verwendet wird, wobei die Verschlechterungserfassungsvorrichtung das Folgende umfasst: eine Katalysator-Verschlechterungsbestimmungs-Einrichtung (29, 101–117) zur Bestimmung der Existenz/Nichtexistenz der Verschlechterung des Katalysators (24) auf der Basis einer Reinigungskraft des Katalysators (24); und eine Katalysatorreaktivierungs-Steuerungseinrichtung (29, 201–213) zur Durchführung eines Katalysator-Reaktivierungsverfahrens zur Regenerierung des Katalysators (24) von einer Wirkung einer Schwefelvergiftung, dadurch gekennzeichnet, dass die Katalysator-Verschlechterungsbestimmungs-Einrichtung (29, 101–117) die Bestimmung der Verschlechterung des Katalysators (24) nach einer vorbestimmten Zeitspanne, die seit Beendigung des Katalysator-Reaktivierungsverfahrens verstrichen ist, forciert durchführt.
Verschlechterungserfassungsvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Katalysatorreaktivierungs-Steuerungseinrichtung (29, 201–213) das Katalysator-Reaktivierungsverfahren forciert durchführt, falls Kraftstoff nachgefüllt worden ist, falls eine nach dem Katalysator-Reaktivierungsverfahren zurückgelegte Gesamtdistanz bezüglich einer vorbestimmten Bezugsgröße wenigstens gleich geworden ist oder falls eine nach dem Katalysator-Reaktivierungsverfahren verbrauchte Gesamtmenge an Kraftstoff bezüglich einer vorbestimmten Größe wenigstens gleich geworden ist.