DE102004019658B4

DE102004019658B4 - Abgasemissions-Steuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor

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Publication number: DE102004019658B4
Application number: DE102004019658A
Authority: DE
Inventors: Michihiro Hata; Kei Shigahara; Kazuo Kurata
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2004-04-22
Publication date: 2010-06-17
Anticipated expiration: 2024-04-23
Also published as: DE102004019658A1; JP2004340137A; JP4114077B2

Abstract

Verfahren zur Steuerung der Abgasemission eines Verbrennungsmotors (1) mit Hilfe einer Abgasemissions-Steuerungsvorrichtung die aufweist:
eine Abgasreinigungseinheit (20, 20'), die in einer Abgasanlage des Verbrennungsmotors (1) zur Reinigung von Abgas vorgesehen ist,
einen ersten Temperatursensor (18), der in der Abgasanlage so vorgesehen ist, daß er zur Detektion der Temperatur des Abgases, das aus einer Verbrennungskammer (3) des Verbrennungsmotors (1) ausgestoßen wird, nahe dem Auslaßkanal des Verbrennungsmotors (1) angeordnet ist,
einen zweiten Temperatursensor (22), der in der Abgasanlage so vorgesehen ist, daß er zur Detektion der Temperatur des Abgases, das in die Abgasreinigungseinheit (20, 20') strömt, nahe der Abgasreinigungseinheit (20, 20') angeordnet ist,
eine Ablagerungsdetektionseinrichtung zur Berechnung oder Detektion der Menge schädlicher Bestandteile, die im Abgas enthalten sind und in der Abgasreinigungseinheit (20, 20') gespeichert oder gesammelt und abgelagert werden, und
eine Freisetzungssteuereinrichtung (40), um dann, wenn die Menge abgelagerter schädlicher Bestandteile, die durch die Ablagerungsdetektionseinrichtung berechnet...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Abgasemission eines Verbrennungsmotors mit einer Abgasemissions-Steuerungs- bzw. Begrenzungsvorrichtung, insbesondere eine Technik zur Entfernung schädlicher Bestandteile, die in einer Abgasreinigungseinheit gespeichert oder gesammelt werden.
In den letzten Jahren ist als eine Abgasreinigungseinheit ein Speicher-NO_x-Abgaskatalysator entwickelt und in den praktischen Gebrauch umgesetzt worden, der NO_x sogar in einer Sauerstoffüberschußatmosphäre umwandeln kann.
Der Speicher-NO_x-Abgaskatalysator ist als ein Abgaskatalysator ausgebildet, der eine Eigenschaft aufweist, daß er NO_x, das im Abgas enthalten ist, als Nitrat X-NO₃ in einem Sauerstoffüberschußzustand (oxidative Atmosphäre) speichert, und das gespeicherte NO_x zu N₂ (Stickstoff) reduziert (und gleichzeitig Karbonat X-CO₃) in einem CO-(Kohlenmonoxid)-Überschußzustand (reduzierende Atmosphäre) erzeugt. Wenn zum Beispiel der Speicher-NO_x-Abgaskatalysator in einem Abgaskanal eines Verbrennungsmotors vorgesehen ist, wird der Motor regelmäßig auf einen Betrieb mit einem fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis umgeschaltet, in dem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis so gesteuert wird, daß es das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder einen ihm naheliegenden Wert annimmt, bevor der Speicher-NO_x-Abgaskatalysator mit NO_x gesättigt ist, um eine reduzierende Atmosphäre zu bilden, die CO-reich ist, um das gespeicherte NO_x zu reduzieren und dadurch zu entfernen (NO_x-Spülung), um den Speicher-NO_x-Abgaskatalysator zu regenerieren.
Kraftstoff enthält S (Schwefel) als einen schädlichen Bestandteil. Der im Kraftstoff enthaltene S reagiert mit Sauerstoff, um SO_x (Schwefeloxid) zu erzeugen, und das SO_x wird im Speicher-NO_x-Abgaskatalysator anstelle von NO_x in der Form von Sulfat X-SO₄ gespeichert (S-Vergiftung).
Es ist bekannt, daß das SO_x, das auf diese Weise gespeichert wird, freigesetzt und entfernt wird (S-Spülung), indem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis fett gemacht wird und indem die Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators hoch gemacht wird. Zum Beispiel ist eine Technik bekannt, in der die Menge des gespeicherten SO_x abgeschätzt wird, und in der, wenn festgestellt wird, daß die abgeschätzte Menge eine vorbestimmte Menge erreicht, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis fett gemacht wird und zusätzlich Kraftstoff in einen Expansionshub oder einen Auslaßhub eingespritzt wird, um die Temperatur des Abgases zu erhöhen, um die Temperatur des Abgaskatalysators hoch zu machen (siehe zum Beispiel die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2002-213229 ).
In der JP-2000-230418 A wird eine Vorrichtung offenbart, die zur Erhöhung der Temperatur eines Speicher-NOx-Abgaskatalysators das Luft/Kraftstoffverhältnis in zwei Zylindergruppen individuell anpasst. Auch die US 2001/0005988 A1 offenbart ein Verfahren, das mit Hilfe einer Variation des Luft/Kraftstoffverhältnisses das Verhalten des Speicher-NOx-Abgaskatalysators steuert.
Wenn der Verbrennungsmotor ein Dieselmotor ist, enthält das Abgas in einem gewissen Betriebszustand Feststoffe (die im folgenden auch durch eine abgekürzte Form „FS” bezeichnet werden) als einen schädlichen Bestandteil. Als Abgasreinigungseinheit ist ein Dieselpartikelfilter (der im folgenden auch durch eine abgekürzte Form „DPF” bezeichnet wird) zur Sammlung der FS entwickelt und in den praktischen Gebrauch umgesetzt worden.
Wenn sich FS im DPF ablagern, erhöht sich allmählich der Abgasdruck, und daher nimmt der Abgaswiderstand zu, so daß sich der Kraftstoffverbrauch verschlechtert. Folglich benötigt der DPF regelmäßig eine Zwangsregeneration durch Entfernung der abgelagerten FS.
So ist zum Beispiel eine Technik bekannt, in der die Menge der gesammelten FS abgeschätzt wird, und in der, wenn festgestellt wird, daß die abgeschätzte Menge eine vorbestimmte Menge erreicht, ebenfalls eine zusätzliche Einspritzung ausgeführt wird, um die Temperatur des Abgases zu erhöhen, um die Temperatur des DPF hoch zu machen, um die FS zu verbrennen und dadurch zu entfernen.
Außerdem wird in der Technik, die in der obenerwähnten Veröffentlichung offenbart wird, ein Dieselmotor als Verbrennungsmotor verwendet. Mit dem Dieselmotor gibt es das folgende Problem: Der Dieselmotor arbeitet mit einer großen Ansaugluftmenge und wird im Grunde mit einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis betrieben. Folglich ist im allgemeinen die Temperatur des Abgases des Dieselmotors niedriger als jenes eines Benzinmotors. Folglich braucht es, wenn eine S-Spülung oder Zwangsregeneration des DPF durchgeführt wird, eine lange Zeit, um die Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators oder des DPF ausreichend zu erhöhen.
Ferner ist in der Technik, in der eine zusätzliche Einspritzung durchgeführt wird, sie so eingerichtet, daß Kohlenwasserstoffe (HC), die dem Abgaskanal zugeführt werden, mit der Hilfe einer katalytischen Oxidationsfunktion des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators, oder eines Oxidationsabgaskatalysators oder eines Speicher-NO_x-Abgaskatalysators oxidiert werden, der stromaufwärts des DPF vorgesehen ist, und daß durch Verwendung der in der Oxidation erzeugten Wärme die Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators oder des DPF erhöht wird. Auf diese Weise, die Temperatur unter Verwendung der Wärme zu erhöhen, die in der Oxidation mit der Hilfe eines Oxidationskatalysators wie diesen erzeugt wird, braucht die Oxidationsreaktion einige Zeit. Folglich ist sie nicht frei von dem Problem, daß es eine lange Zeit braucht, die Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators oder des DPF zu erhöhen.
Ferner gibt es auch ein Problem, daß wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis im Dieselmotor fett gemacht wird, es leicht Rauch (Qualm) erzeugt.
Es gibt eine Technik, daß um den Speicher-NO_x-Abgaskatalysator oder den DPF so zu steuern, daß er zur Durchführung der S-Spülung oder Zwangsregeneration des DPF eine hohe Temperatur aufweist, ein Temperatursensor nahe des Speicher-NO_x-Abgaska talysators und/oder des DPF vorgesehen ist, so daß die Erhöhung der Temperatur des Abgases auf der Grundlage einer Temperaturinformation über den Speicher-NO_x-Abgaskatalysator und/oder den DPF rückführungs-gesteuert wird. Jedoch ist das Ansprechen des Temperatursensors langsam. Wenn folglich ein Turbolader im Abgaskanal vorgesehen ist, oder wenn der Abgaskanal eine große Wärmekapazität aufweist oder die Wärmeenergie des Abgases verbraucht und die Temperatur des Abgases senkt, wie z. B. wenn der Abgaskanal lang ist, fluktuiert die Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators oder des DPF in einem großen Ausmaß, und folglich ist die Steuerbarkeit seiner Temperatur schlecht. Insbesondere gibt es ein Problem, daß wenn die Temperatur des Abgases zu steigen beginnt, die Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators oder des DPF eine Zeitlang nicht leicht steigt, und daß nachdem die Temperatur des Abgases entsprechend der Wärmekapazität des Abgaskanals steigt, die Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators oder des DPF schnell zu steigen beginnt. Dieses Problem bleibt ungelöst, selbst wenn ein Oxidationsabgaskatalysator oder ein DPF stromaufwärts des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators vorgesehen ist oder wenn der Oxidationsabgaskatalysator oder ein Speicher-NO_x-Abgaskatalysator stromaufwärts des DPF vorgesehen ist. Wenn die Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators oder des DPF auf diese Weise schnell steigt, gibt es ferner ein Risiko, daß der Speicher-NO_x-Abgaskatalysator, der DPF und/oder Turbolader überhitzt und beschädigt werden.
In diesem Fall muß, um die Temperatur des Abgases in einer Weise zu erhöhen, daß die Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators oder des DPF nicht fluktuieren wird und daß der Speicher-NO_x-Abgaskatalysator, der DPF oder der Turbolader nicht überhitzt werden, eine Steuerung langsam durchgeführt werden. Folglich braucht es immer noch eine lange Zeit, die Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators oder des DPF zu erhöhen. Dies ist nicht vorteilhaft.
Die Erfindung ist gemacht worden, um diese Probleme zu lösen. Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Abgasemissions-Steuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bereitzu stellen, die schädliche Bestandteile, die in einer Abgasreinigungseinheit gespeichert oder gesammelt werden, mit gutem Ansprechen und hoher Genauigkeit entfernen kann.
Diese Aufgabe kann durch die Merkmale gelöst werden, die in den Ansprüchen definiert sind.
Um die Aufgabe zu lösen, ist ein Verfahren zur Steuerung der Abgasemission eines Verbrennungsmotors mit Hilfe einer erfindungsgemäßen Abgasemissions-Steuerungsvorrichtung insbesondere dadurch gekennzeichnet, daß es aufweist: eine Abgasreinigungseinheit, die in einer Abgasanlage eines Verbrennungsmotors zur Reinigung von Abgas vorgesehen ist; einen ersten Temperatursensor, der in der Abgasanlage so vorgesehen ist, daß er zur Detektion der Temperatur des Abgases, das aus einer Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors ausgestoßen wird, nahe dem Auslaßkanal des Verbrennungsmotors angeordnet ist; einen zweiten Temperatursensor, der in der Abgasanlage so vorgesehen ist, daß er zur Detektion der Temperatur des Abgases, das in die Abgasreinigungseinheit strömt, nahe der Abgasreinigungseinheit angeordnet ist; eine Ablagerungsdetektionseinrichtung zur Abschätzung bzw. Berechnung oder Detektion der Menge schädlicher Bestandteile, die im Abgas enthalten sind und in der Abgasreinigungseinheit gespeichert oder gesammelt und abgelagert werden, und eine Freisetzungssteuereinrichtung, um dann, wenn die Menge abgelagerter schädlicher Bestandteile, die durch die Ablagerungsdetektionseinrichtung abgeschätzt bzw. berechnet oder detektiert wird, eine vorbestimmte Menge erreicht, die Temperatur der Abgasreinigungseinheit so zu regeln, daß sie eine vorbestimmte hohe Temperatur annimmt, wobei die Wärme des Abgases verwendet wird, das aus der Verbrennungskammer ausgestoßen wird, und dadurch die abgelagerten schädlichen Bestandteile freizusetzen und zu entfernen, wobei mit Hilfe der Freisetzungssteuereinrichtung die Temperatur der Abgasreinigungseinheit auf der Grundlage einer Temperaturinformation aus dem ersten Temperatursensor und dem zweiten Temperatursensor mit den in Anspruch 1 beschriebenen Verfahrungsschritten (i) Berechnen einer Grundauslaßtemperatur; (ii) Berechnen einer Soll lauslaßtemperatur und (iii) Regeln der Auslaßtemperatur so regelt, daß sie die vorbestimmte hohe Temperatur annimmt.
Wenn zum Beispiel die Temperatursteuerung an der Abgasreinigungseinheit nur mit dem zweiten Temperatursensor zur Detektion der Temperatur des Abgases durchgeführt wird, das in die Abgasreinigungseinheit strömt, ist das Ansprechen der Temperatursteuerung langsam, und wenn der Abgaskanal eine große Wärmekapazität aufweist oder die Wärmeenergie des Abgases verbraucht und die Temperatur des Abgases senkt, fluktuiert die Temperatur der Abgasreinigungseinheit in einem großen Ausmaß, und folglich ist die Steuerbarkeit der Temperatur der Abgasreinigungseinheit schlecht. Im Gegensatz dazu kann durch Überwachung der Temperatur des Abgases nahe des Auslaßkanals mit dem ersten Temperatursensor, zusätzlich zur Überwachung der Temperatur der Abgasreinigungseinheit mit dem zweiten Temperatursensor, die Temperatur des Abgases, das aus der Verbrennungskammer ausgestoßen wird, so gesteuert werden, daß sie genau eine geeignete Temperatur annimmt, so daß die Abgasreinigungseinheit so gesteuert werden kann, daß sie eine vorbestimmte hohe Temperatur aufweist. Folglich verbessert sich die Steuerbarkeit der Temperatur der Abgasreinigungseinheit, so daß schädliche Bestandteile, die in der Abgasreinigungseinheit gespeichert oder gesammelt werden, mit gutem Ansprechen und hoher Genauigkeit entfernt werden können.
In diesem Fall ist es wünschenswert, daß die Freisetzungssteuereinrichtung eine Grundauslaßtemperatur-Einstelleinrichtung zur Einstellung, als Grundauslaßtemperatur, der Temperatur, mit der Abgas aus der Verbrennungskammer ausgestoßen werden sollte, wenn die Abgasreinigungseinheit die vorbestimmte hohe Temperatur erreicht hat, und eine Sollauslaßtemperatur-Einstelleinrichtung zur Einstellung einer Sollauslaßtemperatur für Abgas, das aus der Verbrennungskammer ausgestoßen wird, auf der Grundlage der Grundauslaßtemperatur, die durch die Grundauslaßtemperatur-Einstelleinrichtung eingestellt wird, und einer Differenz zwischen der vorbestimmten hohen Temperatur und der Temperatur, die durch den zweiten Temperatursensor detektiert wird, aufweisen sollte, und die Temperatur der Abgasrei nigungseinheit auf der Grundlage einer Differenz zwischen der Sollauslaßtemperatur, die durch die Sollauslaßtemperatur-Einstelleinrichtung eingestellt wird, und der Temperatur, die durch den ersten Temperatursensor detektiert wird, regeln sollte.
In diesem Fall kann die Temperatur des Abgases, das aus der Verbrennungskammer ausgestoßen wird, zufriedenstellend so gesteuert werden, daß sie genau eine geeignete Temperatur annimmt, und folglich kann die Abgasreinigungseinheit die vorbestimmte hohe Temperatur schnell erreichen. Da die Temperatur der Abgasreinigungseinheit ferner der vorbestimmten hohen Temperatur näher kommt, kommt die Sollauslaßtemperatur der Grundauslaßtemperatur näher. Folglich kann die Temperatur des Abgases, das aus der Verbrennungskammer ausgestoßen wird, schließlich zufriedenstellend zur Grundauslaßtemperatur hin gesteuert werden, so daß die Temperatur der Abgasreinigungseinheit zufriedenstellend ohne Fluktuationen der vorbestimmten hohen Temperatur angenähert werden kann.
Es ist wünschenswert, daß der Verbrennungsmotor eine Drosselklappe aufweisen sollte, die in einer Luftansauganlage zur Regelung der Ansaugluftmenge vorgesehen ist, und daß die Freisetzungssteuereinrichtung die Temperatur der Abgasreinigungseinheit so regeln sollte, daß sie die vorbestimmte hohe Temperatur annimmt, indem die Drosselklappe gesteuert wird, während das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases so gesteuert wird, daß es das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis nahe dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis annimmt.
In diesem Fall kann die Temperatur des Abgases und folglich die Temperatur der Abgasreinigungseinheit auf der Grundlage einer Proportionalitätsbeziehung zwischen der Ansaugluftmenge und der Temperatur der Abgasreinigungseinheit leicht gesteuert werden, während eine Zunahme von NO_x oder HC, CO und dergleichen, die im Abgas enthalten sind, unterdrückt werden kann (siehe 4).
In diesem Fall ist es wünschenswert, daß die Freisetzungssteuereinrichtung eine Grunddrosselklappenposition-Einstell einrichtung zur Einstellung einer Grunddrosselklappenposition für die Drosselklappe gemäß einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors aufweisen und die Temperatur der Abgasreinigungseinheit regeln sollte, indem sie die Grunddrosselklappenposition, die durch die Grunddrosselklappenposition-Einstelleinrichtung eingestellt wird, auf der Grundlage einer Differenz zwischen der Sollauslaßtemperatur, die durch die Sollauslaßtemperatur-Einstelleinrichtung eingestellt wird, und der Temperatur korrigiert, die durch den ersten Temperatursensor detektiert wird.
In diesem Fall kann die Temperatur des Abgases und folglich die Temperatur der Abgasreinigungseinheit leicht gesteuert werden, indem nur die Grunddrosselklappenposition korrigiert wird.
Ferner ist es wünschenswert, daß der Verbrennungsmotor ein Dieselmotor sein sollte, und daß die Freisetzungssteuereinrichtung den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt verzögern sollte, während das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases so gesteuert wird, daß es das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis nahe dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis annimmt.
In diesem Fall kann die Steuerbarkeit der Temperatur der Abgasreinigungseinheit verbessert werden, während eine Zunahme des NO_x oder HC, CO und dergleichen, die im Abgas enthalten sind, und eine Raucherzeugung verhindert werden können.
Außerdem ist es wünschenswert, daß die Abgasreinigungseinheit einen Speicher-NO_x-Abgaskatalysator aufweisen sollte, der in der Abgasanlage des Verbrennungsmotors zum Speichern von NO_x, das im Abgas enthalten ist, wenn der Verbrennungsmotor mit einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis betrieben wird, und Reduzieren des gespeicherten NO_x vorgesehen ist, wenn der Verbrennungsmotor mit dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder einem fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis betrieben wird; daß der zweite Temperatursensor so vorgesehen sein sollte, daß er zur Detektion der Temperatur des Abgases, das in den Speicher-NO_x-Abgaskatalysator strömt, nahe dem Speicher-NO_x-Abgaskatalysator angeordnet ist; daß die Ablagerungsdetektionseinrichtung aus einer Schwefel-Ablagerungsdetektionsein richtung zur Berechnung oder Detektion der Schwefelmenge bestehen sollte, die im Abgas enthalten und im Speicher-NO_x-Abgaskatalysator gespeichert und abgelagert wird; daß die Freisetzungssteuereinrichtung aus einer Schwefel-Freisetzungseinrichtung bestehen sollte, um dann, wenn die abgelagerte Schwefelmenge, die durch die Schwefel-Ablagerungsdetektionseinrichtung abgeschätzt bzw. berechnet oder detektiert wird, eine vorbestimmte Menge erreicht, die Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators so zu regeln, daß sie die vorbestimmte hohe Temperatur annimmt, wobei die wärme des Abgases verwendet wird, das aus der Verbrennungskammer ausgestoßen wird, und dann das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases so zu steuern, daß es das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder ein fettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, und den Speicher-NO_x-Abgaskatalysator auf der vorbestimmten hohen Temperatur zu halten, um dadurch den abgelagerten Schwefel freizusetzen; und die Schwefel-Freisetzungseinrichtung die Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators auf der Grundlage der Temperaturinformation aus dem ersten Temperatursensor und dem zweiten Temperatursensor so regeln sollte, daß sie die vorbestimmte hohe Temperatur annimmt.
In diesem Fall verbessert sich die Steuerbarkeit der Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators, wenn eine S-Spülung am Speicher-NO_x-Abgaskatalysator durchgeführt wird, so daß die S-Spülung mit gutem Ansprechen und hoher Genauigkeit durchgeführt werden kann.
In diesem Fall ist es wünschenswert, daß der Verbrennungsmotor eine Drosselklappe aufweisen sollte, die in einer Luftansauganlage zur Regelung der Ansaugluftmenge vorgesehen ist, und daß die Schwefel-Freisetzungseinrichtung die Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators so regeln sollte, daß sie die vorbestimmte hohe Temperatur annimmt, indem die Drosselklappe gesteuert wird, während das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases so gesteuert wird, daß es das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder ein fettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis annimmt.
In diesem Fall kann die Temperatur des Abgases und folglich die Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators auf der Grundlage einer Proportionalitätsbeziehung zwischen der Ansaugluftmenge und der Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators leicht gesteuert werden (siehe 4).
Ferner ist es wünschenswert, daß die Abgasreinigungseinheit einen Filter, der in der Abgasanlage des Verbrennungsmotors vorgesehen ist, zur Sammlung von Feststoffen enthalten sollte, die im Abgas enthalten sind; daß der zweite Temperatursensor so vorgesehen werden sollte, daß er zur Detektion der Temperatur des Abgases, das in den Filter strömt, nahe dem Filter angeordnet ist; daß die Ablagerungsdetektionseinrichtung aus einer Feststoff-Ablagerungsdetektionseinrichtung zur Abschätzung bzw. zur Berechnung oder Detektion der Feststoffmenge bestehen sollte, die im Abgas enthalten ist und im Filter gesammelt und abgelagert wird; daß die Freisetzungssteuereinrichtung aus einer Zwangsregenerationseinrichtung bestehen sollte, um dann, wenn die abgelagerte Feststoffmenge, die durch die Feststoff-Ablagerungsdetektionseinrichtung abgeschätzt bzw. berechnet oder detektiert wird, eine vorbestimmte Menge erreicht, die Temperatur des Filters so zu regeln, daß sie die vorbestimmte hohe Temperatur annimmt, wobei die Wärme des Abgases verwendet wird, das aus der Verbrennungskammer ausgestoßen wird, und dann das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases so zu steuern, daß es ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis annimmt, das magerer als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, und den Filter auf der vorbestimmten hohen Temperatur zu halten, um dadurch die abgelagerten Feststoffe zu verbrennen und den Filter zu regenerieren; und daß die Zwangsregenerationseinrichtung die Temperatur des Filters auf der Grundlage der Temperaturinformation aus dem ersten Temperatursensor und dem zweiten Temperatursensor so regeln sollte, daß sie die vorbestimmte hohe Temperatur annimmt.
In diesem Fall verbessert sich die Steuerbarkeit der Temperatur des Filters, wenn eine Zwangsregeneration am Filter durchgeführt wird, so daß eine Zwangsregeneration mit gutem Ansprechen und hoher Genauigkeit durchgeführt werden kann.
In diesem Fall ist es wünschenswert, daß der Verbrennungsmotor eine Drosselklappe aufweisen sollte, die in einer Luftansauganlage zur Regelung der Ansaugluftmenge vorgesehen ist, und daß die Zwangsregenerationseinrichtung die Temperatur des Filters so regeln sollte, daß sie die vorbestimmte hohe Temperatur annimmt, indem die Drosselklappe gesteuert wird, während das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases so gesteuert wird, daß es das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis nahe dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis annimmt.
In diesem Fall kann die Temperatur des Abgases und folglich die Temperatur des Filters auf der Grundlage einer Proportionalitätsbeziehung zwischen der Ansaugluftmenge und der Temperatur des Filters leicht gesteuert werden, während eine Zunahme von NO_x oder HC, CO und dergleichen, die im Abgas enthalten sind, unterdrückt werden kann (siehe 4).
Ferner ist es wünschenswert, daß der Luftüberschußbetrag des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, das magerer als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, 1,3 bis 1,5 beträgt.
In diesem Fall kann, wenn eine Zwangsregeneration am Filter durchgeführt wird, ein Sauerstoffmangel behoben werden, während ein Abfall der Temperatur des Abgases infolge einer Zunahme der Ansaugluftmenge und folglich ein Abfall der Temperatur des Filters soweit wie möglich verhindert werden kann. Folglich kann die Verbrennung von Feststoffen zufriedenstellend beschleunigt werden.
Ferner ist es wünschenswert, daß die Sollauslaßtemperatur-Einstelleinrichtung die Sollauslaßtemperatur so einstellen sollte, daß sie eine vorbestimmte Wärmebeständigkeit nicht überschreitet.
In diesem Fall kann die Sollauslaßtemperatur auf einen Wert beschränkt werden, der die vorbestimmte Wärmebeständigkeit nicht überschreitet. Folglich kann die Steuerbarkeit der Temperatur der Abgasreinigungseinheit verbessert werden, während verhindert werden kann, daß Bestandteile der Abgasanlage, wie die Abgasreinigungseinheit durch Überhitzung beschädigt werden.
Ferner ist es wünschenswert, daß vorgesehen wird, daß in der Abgasanlage und der Luftansauganlage ein Turbolader zur Turboaufladung von Ansaugluft in die Verbrennungskammer enthalten ist; daß vorgesehen wird, daß der erste Temperatursensor in der Abgasanlage stromaufwärts des Turboladers zur Detektion der Temperatur des Abgases angeordnet ist, das aus der Verbrennungskammer ausgestoßen wird und in den Turbolader strömt; daß die Freisetzungssteuereinrichtung eine Grundauslaßtemperatur-Einstelleinrichtung zur Einstellung, als eine Grundauslaßtemperatur, der Temperatur, mit der Abgas aus der Verbrennungskammer ausgestoßen werden und in den Turbolader strömen sollte, wenn die Abgasreinigungseinheit die vorbestimmte hohe Temperatur erreicht, und eine Sollauslaßtemperatur-Einstelleinrichtung zur Einstellung einer Sollauslaßtemperatur für Abgas, das aus der Verbrennungskammer ausgestoßen wird und in den Turbolader strömt, auf der Grundlage der Grundauslaßtemperatur, die durch die Grundauslaßtemperatur-Einstelleinrichtung eingestellt wird, und einer Differenz zwischen der vorbestimmten hohen Temperatur und der Temperatur, die durch den zweiten Temperatursensor detektiert wird, enthalten, und die Temperatur der Abgasreinigungseinheit auf der Grundlage einer Differenz zwischen der Sollauslaßtemperatur, die durch die Sollauslaßtemperatur-Einstelleinrichtung eingestellt wird, und der Temperatur regeln sollte, die durch den ersten Temperatursensor detektiert wird.
In diesem Fall kann selbst dann, wenn die Abgasanlage einen Turbolader mit einer besonders großen Wärmekapazität enthält, die Temperatur des Abgases, das aus der Verbrennungskammer ausgestoßen wird und in den Turbolader strömt, so gesteuert werden, daß sie genau eine geeignete Temperatur annimmt, und folglich kann die Temperatur der Abgasreinigungseinheit so gesteuert werden, daß sie die vorbestimmte hohe Temperatur annimmt, indem die Temperatur der Abgasreinigungseinheit mit dem zweiten Temperatursensor überwacht wird, und außerdem die Temperatur des Abgases stromaufwärts des Turboladers mit dem ersten Temperatursensor überwacht wird.
In diesem Fall ist es wünschenswert, daß die Sollauslaßtemperatur-Einstelleinrichtung die Sollauslaßtemperatur so ein stellen sollte, daß sie die Wärmebeständigkeiten des Turboladers und der Abgasreinigungseinheit nicht überschreitet.
In diesem Fall kann die Sollauslaßtemperatur auf einen Wert beschränkt werden, der die Wärmebeständigkeiten des Turboladers und der Abgasreinigungseinheit nicht überschreitet. Folglich kann die Steuerbarkeit der Temperatur der Abgasreinigungseinheit verbessert werden, während verhindert werden kann, daß der Turbolader und die Abgasreinigungseinheit durch Überhitzung beschädigt werden.
Ferner ist es wünschenswert, daß der Verbrennungsmotor eine Abgasrückführungs(AGR)-Vorrichtung (EGR – exhaust gas recirculation) aufweisen sollte, die einen AGR-Kanal, der die Luftansauganlage und die Abgasanlage verbindet, und ein AGR-Ventil zum Öffnen und Schließen des AGR-Kanals aufweist, und daß die Freisetzungssteuereinrichtung die Temperatur der Abgasreinigungseinheit so regeln sollten, daß sie die vorbestimmte hohe Temperatur annimmt, indem das Öffnen/Schließen des AGR-Ventils gesteuert wird, während das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases so gesteuert wird, daß es das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis nahe dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis annimmt.
In diesem Fall können die Temperatur des Abgases und folglich die Temperatur der Abgasreinigungseinheit effektiv erhöht werden, während ein Pumpverlust unterdrückt werden kann.
In diesem Fall ist es wünschenswert, daß der Verbrennungsmotor eine Drosselklappe aufweisen sollte, die in der Luftansauganlage zur Regelung der Ansaugluftmenge vorgesehen ist, und daß die Freisetzungssteuereinrichtung die Temperatur der Abgasreinigungseinheit so regeln sollte, daß sie die vorbestimmte hohe Temperatur annimmt, indem die Drosselklappe so gesteuert wird, daß sie eine vorbestimmte reduzierte Öffnung aufweist und das Öffnen/Schließen des AGR-Ventils gesteuert wird, während das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases so gesteuert wird, daß es das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis nahe dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis annimmt.
In diesem Fall können die Temperatur des Abgases und folglich die Temperatur der Abgasreinigungseinheit effektiver erhöht werden, während der Pumpverlust unterdrückt werden kann.
Die Erfindung wird im Detail in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1 ein Diagramm, das schematisch die Struktur einer Abgasemissions-Steuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor zeigt, die einen Speicher-NO_x-Abgaskatalysator gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet;
2 ein Blockdiagramm, das eine λ-Steuerung in einer S-Spülsteuerung zeigt;
3 ein Blockdiagramm, das eine Temperatursteuerung in einer S-Spülsteuerung zeigt;
4 experimentelle Daten über die Abgaskatalysatortemperatur (DPF-Temperatur), die erhalten werden, wenn die Ansaugluftmenge unter der Bedingung geändert wurde, daß das Luft/Kraftstoff-Verhältnis (zum Beispiel beim stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis) zum Beispiel in einem Dieselmotor fest war, die die Proportionalitätsbeziehung zwischen der Ansaugluftmenge und der Abgaskatalysatortemperatur (DPF-Temperatur) zeigen;
5 ein Zeitdiagramm, das Ergebnisse (Motordrehmoment, Ansaugluftmenge, Abgaskatalysator-Isttemperatur, Istauslaßtemperatur, Haupteinspritzmenge, Voreinspritzmenge, Abgas-λ, Rauchvorkommen) eines Experiments zeigt, in dem eine erfindungsgemäße S-Spülsteuerung durchgeführt wurde;
6 ein Diagramm, das schematisch die Struktur einer Abgasemissions-Steuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor zeigt, die einen Speicher-NO_x-Abgaskatalysator gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung verwendet;
7 ein Diagramm, das schematisch die Struktur einer Abgasemissions-Steuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor zeigt, die einen Speicher-NO_x-Abgaskataly sator gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung verwendet;
8 ein Diagramm, das schematisch einen Teil zeigt, der einen DPF einer Abgasemissions-Steuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor enthält, wobei ein DPF gemäß einer vierten und fünften Ausführungsformen der Erfindung verwendet wird;
9 ein Blockdiagramm, das eine Temperatursteuerung in einer DPF-Zwangsregenerationssteuerung zeigt;
10 ein Zeitdiagramm, das Ergebnisse (Ansaugluftmenge, Ist-DPF-Temperatur, Istauslaßtemperatur, Haupteinspritzmenge, Voreinspritzmenge, Abgas-λ) eines Experiments zeigt, in dem eine erfindungsgemäße DPF-Zwangsregenerationssteuerung durchgeführt wurde; und
11 ein Diagramm, das schematisch einen Teil zeigt, der einen DPF einer Abgasemissions-Steuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor enthält, wobei ein DPF gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird.
Bezugnehmend auf die Zeichnungen werden einige Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Abgasemissions-Begrenzungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor beschrieben.
Zuerst wird eine erste Ausführungsform beschrieben.
1 ist ein Diagramm, das schematisch die Struktur einer Abgasemissions-Steuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Die folgende Beschreibung wird auf der Grundlage der 1 gegeben.
Hier wird als Motor 1 ein Reihen-Vierzylinder-Dieselmotor (der im folgenden einfach als „Motor” bezeichnet wird) verwendet.
Eine Kraftstoffzufuhranlage für den Motor 1 besteht zum Beispiel aus einer gemeinsamem Verteilerrohranlage. In dieser Anlage sind Injektoren (Kraftstoffeinspritzdüsen) 2 einzeln für die Zylinder vorgesehen, und diese Injektoren 2 sind mit einem (nicht gezeigten) gemeinsamem Verteilerrohr verbunden. Jeder der Injektoren 2 ist mit einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 40 verbunden und eingerichtet, gemäß einem Kraftstoffeinspritzbefehl von der ECU 40 geöffnet und geschlossen zu werden, um Kraftstoff, der im gemeinsamem Verteilerrohr aufbewahrt wird, mit einem hohen Druck zu einem gewünschten Zeitpunkt in seine zugehörige Verbrennungskammer einzuspritzen. Insbesondere ist jeder Injektor 2 dazu eingerichtet, imstande zu sein, leicht eine Anfangseinspritzung (Voreinspritzung), eine zusätzliche Einspritzung, einen Stop der Kraftstoffeinspritzung und dergleichen zusätzlich zur Haupteinspritzung zur Hauptverbrennung durchzuführen. Da die Anlage mit gemeinsamem Verteilerrohr allgemein bekannt ist, wird eine detaillierte Beschreibung der Struktur der Anlage mit gemeinsamem Verteilerrohr hier weggelassen.
Ein Ansaugrohr 6 ist durch einen Ansaugkrümmer 4 mit den Einlaßkanälen verbunden, die jeweils mit einem Einlaßventil versehen und mit einer der Verbrennungskammern 3 verbunden sind, die einzeln den Zylindern des Motors 1 entsprechen. Ein Luftfilter 9 und eine Pumpe 8a eines Turboladers (Lader) 8 sind im Ansaugrohr 6 in Richtung des Ansaugluftstroms in dieser Reihenfolge angeordnet. Im Ansaugrohr 6 ist ferner in Richtung des Ansaugluftstroms stromabwärts des Turboladers 8 eine elektromagnetische Drosselklappe 5 zur Regelung der Ansaugluftmenge (Ansaugluftmenge) vorgesehen, und ein Luftmengenmesser (AFS) 7 zur Detektion der Ansaugluftmenge ist zwischen dem Luftfilter 9 und dem Turbolader 8 vorgesehen.
Es ist eine Abgasleitung 12 durch einen Abgaskrümmer 10 mit den Auslaßkanälen verbunden, die jeweils mit einem Auslaßventil versehen und mit einer der Verbrennungskammern 3 verbunden sind, die einzeln den Zylindern des Motors 1 entsprechen. Eine Turbine 8b des Turboladers 8 ist in der Abgasleitung 12 angeordnet.
Vom Abgaskrümmer 10 erstreckt sich ein AGR-Kanal 14. Das Anschlußende des AGR-Kanals 14 ist mit dem Ansaugkrümmer 6 verbunden. Es ist ein elektromagnetisches AGR-Ventil 16 im AGR-Kanal 14 vorgesehen.
In der Abgasleitung 12 ist ein Speicher-NO Abgaskatalysator 20 vorgesehen. Wie oben erwähnt, hat der Speicher-NO_x-Abgaska talysator 20 die Funktion, daß er einmal NO_x in einer oxidativen Atmosphäre speichert, in der das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases (Abgas-λ) ein mageres Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, und NO_x in einer reduzierenden Atmosphäre zu N₂ (Stickstoff) oder dergleichen reduziert, in der das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases ein fettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist und in der CO als Hauptbestandteil vorhanden ist. Insbesondere ist der Speicher-NO_x-Abgaskatalysator 20 so ausgebildet, daß er Platin (Pt), Rhodium (Rh) oder dergleichen als ein Edelmetall aufweist. Als Speichermaterial wird ein Alkalimetall, wie Barium (Ba) oder ein Erdalkalimetall verwendet. Es ist zu beachten, daß der Speicher-NO_x-Abgaskatalysator 20 auch eine Oxidationsfunktion und eine Dreiwegkatalysefunktion aufweisen kann.
In der Abgasleitung 12 ist ein Temperatursensor (erster Temperatursensor) 18 zur Detektion der Temperatur des Abgases, das aus den Verbrennungskammern 3 ausgestoßen wird und in den Turbolader 8 strömt, an einer Stelle nahe der Verbrennungskammern 3, zum Beispiel im Abgaskrümmer 10 oder in einem der Auslaßkanäle vorgesehen, die einzeln den Zylindern entsprechen. In der Abgasleitung 12 ist außerdem ein Temperatursensor (zweiter Temperatursensor) 22 zur Detektion der Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators 20 an seinem Einlaß am Speicher-NO_x-Abgaskatalysator 20 vorgesehen, und ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (λ-Sensor) 19 zur Detektion des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases (Abgas-λ) ist in Richtung des Abgasstroms gesehen stromaufwärts des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators 20 vorgesehen. Es ist zu beachten, daß obwohl der Temperatursensor 18 in der in 1 gezeigten Struktur beispielhaft an einem Auslaßkanal vorgesehen ist, der Ort des Temperatursensors 18 nicht auf dieses Beispiel beschränkt ist. Zum Beispiel kann er an irgendeiner Stelle stromabwärts der Auslaßkanäle und stromaufwärts des Turboladers 8 in der Abgasleitung 12 vorgesehen werden.
Die ECU 40 ist eine Steuereinrichtung zur Durchführung der gesamten Steuerung am Motor 1, der mit der erfindungsgemäßen Abgasemissions-Steuerungsvorrichtung für den Verbrennungsmotor versehen ist.
An Eingang der ECU 40 sind verschiedene Sensoren, einschließlich des obenerwähnten Luftmengenmessers 7, Temperatursensoren 18 und 22 und ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 19 angeschlossen.
An den Ausgang der ECU 40 sind verschiedene Vorrichtungen einschließlich der obenerwähnten Injektoren 2, die Drosselklappe 5 und das AGR-Ventil 16 angeschlossen. Auf der Grundlage von Informationen verschiedener Art, die in die ECU eingespeist werden, werden Werte für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis (λ), die Kraftstoffeinspritzmenge, Ansaugluftmenge und dergleichen bestimmt, wird ein Kraftstoffeinspritzmengen-Befehlssignal an die Injektoren 2 ausgesendet, wird ein Ansaugluftmengen-Befehlssignal an die Drosselklappe 5 ausgesendet, und werden andere Signale an andere Vorrichtungen ausgesendet.
Wie oben erwähnt, wird SO_x (schädlicher Bestandteil) im Speicher-NO_x-Abgaskatalysator 20 mit NO_x gespeichert (S-Vergiftung), und das gespeicherte SO_x verringert die Kapazität des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators 20, NO_x zu speichern. Folglich ist er dafür eingerichtet, daß wenn die im Speicher-NO_x-Abgaskatalysator 20 gespeicherte SO_x-Menge eine vorbestimmte Menge erreicht, das gespeicherte SO_x freigesetzt und entfernt wird, oder mit anderen Worten eine S-Spülung durchgeführt wird. Obwohl die im Speicher-NO_x-Abgaskatalysator 20 gespeicherte SO_x-Menge abgeschätzt bzw. berechnet wird, zum Beispiel in der vorliegenden Ausführungsform auf der Grundlage der Betriebszeit des Motors 1 usw., kann sie auf eine andere Weise detektiert werden (Schwefel-Ablagerungsdetektionseinrichtung, Ablagerungsdetektionseinrichtung).
Wie oben erwähnt, ist es notwendig, um eine S-Spülung durchzuführen, eine reduzierende Atmosphäre für den Speicher-NO_x-Abgaskatalysator 20 zu bilden und die Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators 20 auf eine vorbestimmte hohe Temperatur T₁ (zum Beispiel 650°) zu erhöhen. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Steuerbarkeit der Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators 20 verbessert, so daß eine S-Spülung mit gutem Ansprechen und hoher Genauigkeit durchgeführt werden kann.
Im folgenden wird der S-Spülsteuerungsprozeß (Schwefelfreisetzungseinrichtung, Freisetzungssteuereinrichtung) in der Abgasemissions-Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung mit der oben beschriebenen Struktur im Detail beschrieben.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine λ-Steuerung zur Bildung einer reduzierenden Atmosphäre für den Speicher-NO_x-Abgaskatalysator 20 zeigt, und 3 ist ein Blockdiagramm, das die Temperatursteuerung zur Erhöhung der Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators 20 auf eine vorbestimmte hohe Temperatur T₁ zeigt. Die folgende Beschreibung wird unter Bezugnahme auf die 2 und 3 gegeben.
Zuerst wird im Block B10, wie in 2 gezeigt, um eine reduzierende Atmosphäre für den Speicher-NO_x-Abgaskatalysator 20 zu bilden, ein Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis (Soll-λ) für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases (Abgas-λ) bestimmt. Hier wird, um eine Zunahme des NO_x oder HC, CO und dergleichen zu verhindern, die im Abgas enthalten sind, wenn die Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators 20 erhöht wird, das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis (Soll-λ) so eingestellt, daß es zum Beispiel das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis (λ = 1,0) annimmt. Das Soll-λ muß nicht notwendigerweise das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis (λ = 1,0) sein. Es kann ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis nahe dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis sein, so lange es nicht zu einer extremen Zunahme von NO_x oder HC, CO und dergleichen führt, die im Abgas enthalten sind.
Im Block B12 wird die Ansaugluftmenge (Ansaugluftmenge) durch den Luftmengenmesser 7 detektiert. Dann wird im Block B14 eine Gesamteinspritzmenge für Kraftstoff, der aus den Injektoren 2 eingespritzt wird, auf der Grundlage der detektierten Ansaugluftmenge bestimmt, so daß das Ist-Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases (Ist-λ) gleich dem Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis wird.
Da eine kleine Menge Kraftstoff vor der Haupteinspritzung voreingespritzt wird, um die Verbrennung zu stabilisieren, die durch die Haupteinspritzung erzeugt wird, und dadurch das Motordrehmoment zu stabilisieren, wird hier eine Voreinspritzmenge für Kraftstoff im Block B16 bestimmt. Dann wird im Block B18 eine Differenz zwischen der Gesamteinspritzmenge und der Voreinspritzmenge für Kraftstoff als eine Grundhaupteinspritzmenge erhalten. Das Verhältnis der Voreinspritzmenge zur Grundhaupteinspritzmenge kann auf der Grundlage des Betriebszustands des Motors in Hinblick auf die Motordrehmomentstabilität geeignet bestimmt werden.
Im Block B20 wird das Ist-λ, d. h. das Ist-λ des Abgases durch den λ-Sensor 19 detektiert. Im Block B22 wird eine Differenz zwischen dem Soll-λ und dem Ist-λ detektiert, und die detektierte Differenz wird in einen Korrekturbetrag für die Kraftstoffeinspritzmenge umgewandelt. Dann wird im Block B24 dieser Korrekturbetrag für die Kraftstoffeinspritzmenge zur obenerwähnten Grundhaupteinspritzmenge addiert, um eine Haupteinspritzmenge zu bestimmen, mit der Kraftstoff tatsächlich eingespritzt werden sollte, um das Abgas-λ gleich dem Soll-λ zu machen.
Wie in 3 gezeigt, wird im Block B30 eine Grunddrosselklappenposition für die Drosselklappe 5 auf der Grundlage des Betrags, mit dem ein Fahrer ein Gaspedal betätigt hat, und der Motordrehzahl Ne bestimmt (Grunddrosselklappenposition-Einstelleinrichtung).
Im Block B32 wird die Temperatur, mit der Abgas aus den Verbrennungskammern 3 des Motors 1 ausgestoßen werden und in den Turbolader 8 strömen sollte, wenn der Speicher-NO_x-Abgaskatalysator 20 die vorbestimmte hohe Temperatur T₁ (zum Beispiel 650°C) erreicht hat, die eine Abgaskatalysator-Solltemperatur ist, im voraus auf der Grundlage eines Experiments oder dergleichen als eine Grundauslaßtemperatur festgelegt (Grundauslaßtemperatur-Einstelleinrichtung)
Im Block B36 wird die Abgaskatalysator-Isttemperatur, d. h. die Isttemperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators 20 an seinem Einlaß durch den Temperatursensor 22 detektiert. Im Block B38 wird eine Differenz zwischen der Abgaskatalysator-Isttemperatur und der Abgaskatalysator-Solltemperatur, die im Block B34 vorbestimmt wird, d. h. der hohen Temperatur T₁ detektiert. Dann wird im Block B40 die detektierte Differenz zur obenerwähnten Grundauslaßtemperatur addiert, um eine Sollauslaßtemperatur für Abgas zu bestimmen, das aus den Verbrennungskammern 3 ausgestoßen wird und in den Turbolader 8 strömt (Sollauslaßtemperatur-Einstelleinrichtung).
Wenn die Sollauslaßtemperatur zu hoch ist, können Bestandteile der Abgasanlage, wie der Turbolader 8, der Speicher-NO_x-Abgaskatalysator 20 und ein anderer Abgaskatalysator überhitzt werden. Folglich wird im Block B39 die Sollauslaßtemperatur auf einen Wert beschränkt, der die Wärmebeständigkeiten solcher Bestandteile der Abgasanlage nicht überschreitet. Mit anderen Worten wird die Sollauslaßtemperatur so festgelegt, daß sie die Wärmebeständigkeiten von Bestandteilen der Abgasanlage, wie des Turboladers 8 und des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators 20 nicht überschreitet. Dadurch wird verhindert, daß der Turbolader 8, der Speicher-NO_x-Abgaskatalysator 20 und dergleichen durch Überhitzung beschädigt werden.
Im Block 42 wird die Istauslaßtemperatur, d. h. die Isttemperatur des Abgases, das aus den Verbrennungskammern 3 ausgestoßen wird und in den Turbolader 8 strömt, durch den Temperatursensor 18 detektiert. Im Block B44 wird eine Differenz zwischen der Istauslaßtemperatur und der Sollauslaßtemperatur detektiert, und die detektierte Differenz wird in einen Korrekturbetrag für die Drosselklappenposition der Drosselklappe 5 umgewandelt.
4 zeigt experimentelle Daten über die Abgaskatalysatortemperatur, die die Erfinder erhielten, indem sie die Ansaugluftmenge durch eine Änderung der Drosselklappenposition unter der Bedingung änderten, daß das Luft/Kraftstoff-Verhältnis in einen Dieselmotor fest war (zum Beispiel beim stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis, d. h. λ = 1,0 lag). Dies bestätigt, daß die Ansaugluftmenge und die Abgaskatalysatortemperatur proportional sind, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis fest ist. Mit anderen Worten steigt dann, wenn die Drosselklap penposition geändert wird, um die Öffnung der Drosselklappe unter der Bedingung zu erhöhen, daß das Luft/Kraftstoff-Verhältnis fest ist, die Temperatur des Abgases entsprechend, und folglich steigt die Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators 20 entsprechend.
Folglich wird in der vorliegenden Ausführungsform auf der Grundlage dieser Proportionalitätsbeziehung, die in 4 gezeigt wird, die Differenz zwischen der Istauslaßtemperatur und der Sollauslaßtemperatur in einen Korrekturbetrag für die Ansaugluftmenge und folglich einen Korrekturbetrag für die Drosselklappenposition umgewandelt.
Nachdem der Korrekturbetrag für die Drosselklappenposition auf diese Weise erhalten wird, wird dieser Korrekturbetrag zur Grunddrosselklappenposition addiert, um im Block B46 eine Solldrosselklappenposition zu bestimmen.
Es ist zu beachten, daß nachdem die Solldrosselklappenposition bestimmt wird, die Drosselklappe 5 zur Solldrosselklappenposition hin gesteuert wird, so daß sich die Ansaugluftmenge ändert. Diese Änderung der Ansaugluftmenge wird zur λ-Steuerung, die in 2 gezeigt wird, geeignet rückgeführt, so daß das Abgas-λ so gesteuert werden kann, daß es immer gleich dem Soll-λ ist.
Die λ-Steuerung und die Temperatursteuerung werden in einer untrennbaren integrierten Weise wiederholt. Dadurch wird die Temperatur des Abgases auf die Sollauslaßtemperatur erhöht, so daß die Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators 20 zufriedenstellend so gesteuert wird, daß sie die Abgaskatalysator-Solltemperatur annimmt, d. h. die vorbestimmte hohe Temperatur T₁.
Wenn die Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators 20 eine Abgaskatalysator-Solltemperatur erreicht, d. h. die vorbestimmte hohe Temperatur T₁, wird die Freisetzung des SO_x, das im Speicher-NO_x-Abgaskatalysator 20 gespeichert ist, d. h. die Entfernung des SO_x durch Reduktion, zufriedenstellend beschleunigt, da das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases (Abgas-λ) so gesteuert wird, daß es das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis (λ = 1,0) annimmt.
Folglich wird die Entfernung des SO_x, das im Speicher-NO_x-Abgaskatalysator 20 gespeichert ist, vollendet und die Kapazität des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators 20, NO_x zu speichern, wird zufriedenstellend regeneriert. Tatsächlich wird die Zeit, die erforderlich ist, um die Entfernung von SO_x zu vollenden, nachdem die Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators 20 die vorbestimmte hohe Temperatur T₁ erreicht, im voraus bestimmt, und die S-Spülung wird über die bestimmte Zeit durchgeführt.
Wie oben beschrieben, wird in der S-Spülsteuerung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung die Temperatur, mit der Abgas aus den Verbrennungskammern 3 ausgestoßen werden und in den Turbolader 8 fließen sollte, wenn der Speicher-NO_x-Abgaskatalysator 20 die vorbestimmte hohe Temperatur T₁ erreicht hat, als eine Grundauslaßtemperatur festgelegt. Es ist ein Temperatursensor 22 zur Detektion der Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators 20 am Speicher-NO_x-Abgaskatalysator 20 vorgesehen, und es ist ein Temperatursensor 18 zur Detektion der Temperatur des Abgases, das aus den Verbrennungskammern 3 ausgestoßen wird und in den Turbolader 8 strömt, im Abgaskrümmer 10 oder einem der Auslaßkanäle vorgesehen. Indem eine Differenz zwischen der vorbestimmten hohen Temperatur T₁, die eine Abgaskatalysator-Solltemperatur ist, und der Temperatur, die durch den Temperatursensor 22 detektiert wird, zur Grundauslaßtemperatur addiert wird, wird eine Sollauslaßtemperatur für Abgas bestimmt, das aus den Verbrennungskammern 3 ausgestoßen wird und in den Turbolader 8 strömt, und es wird eine Temperatursteuerung so durchgeführt, daß die durch den Temperatursensor 18 detektierte Temperatur gleich dieser Sollauslaßtemperatur wird.
Folglich kann in der erfindungsgemäßen S-Spülsteuerung selbst dann, wenn der Abgaskanal insbesondere aufgrund des Vorhandenseins des Turboladers 8 eine große Wärmekapazität aufweist, die Temperatur des Abgases, das aus den Verbrennungskammern 3 ausgestoßen wird und in den Turbolader 8 strömt, zufrie denstellend so gesteuert werden, daß sie genau eine geeignete Temperatur annimmt, und folglich kann die Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators 20 schnell auf die vorbestimmte hohe Temperatur T₁ erhöht werden. Da die λ-Steuerung und die Temperatursteuerung wiederholt werden, kommt ferner die Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators 20 der vorbestimmten hohen Temperatur T₁ näher. Da die Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators 20 der vorbestimmten hohen Temperatur T₁ näher kommt, kommt die Sollauslaßtemperatur der Grundauslaßtemperatur näher. Dies bedeutet, daß die Temperatur des Abgases, das aus den Verbrennungskammern 3 ausgestoßen wird und in den Turbolader 8 strömt, schließlich zufriedenstellend zur Grundauslaßtemperatur hin gesteuert werden kann, und folglich die Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators 20 der vorbestimmten hohen Temperatur T₁ zufriedenstellend ohne Fluktuationen angenähert werden kann. Folglich verbessert sich unter der erfindungsgemäßen S-Spülsteuerung die Steuerbarkeit der Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators 20, so daß die S-Spülung mit gutem Ansprechen und hoher Genauigkeit durchgeführt werden kann.
Da die Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators 20 gesteuert werden kann, indem die Drosselklappenposition der Drosselklappe 5 gesteuert wird, kann ferner die Temperatursteuerung am Speicher-NO_x-Abgaskatalysator 20 leicht durchgeführt werden.
Zusätzlich zu den obenerwähnten experimentellen Daten zeigt 4 außerdem experimentelle Daten über das Auftreten von Rauch (schwarzer Qualm), die die Erfinder durch eine Änderung, d. h. Verzögerung des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes für die Injektoren 2 erhielten. 4 bestätigt, daß unter der Bedingung, daß das Luft/Kraftstoff-Verhältnis fest ist, das Rauchvorkommen stärker unterdrückt wird, wenn der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt mehr verzögert wird.
Folglich wird in der erfindungsgemäßen S-Spülsteuerung der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt in einem großen Maß verzögert, während die oben beschriebene λ-Steuerung und die Temperatursteuerung durchgeführt werden. Gemäß 4 ist es unter der Bedingung, daß das Luft/Kraftstoff-Verhältnis fest ist (zum Beispiel beim stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis, d. h. λ = 1,0), wünschenswert, daß der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt so verzögert wird, daß er hinsichtlich des ATDC 35° oder mehr beträgt. Noch wünschenswerter sollte der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt so verzögert werden, daß er hinsichtlich des ATDC 40° oder mehr beträgt.
In diesem Fall kann die Steuerbarkeit der Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators verbessert werden und gleichzeitig kann die Raucherzeugung verhindert werden, obwohl häufig Rauch im Dieselmotor erzeugt wird, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases so gesteuert wird, daß es das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder ein fettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist.
Wenn die S-Spülung durchgeführt wird, ist es wünschenswert, daß das AGR-Ventil 16 vollständig geschlossen sein sollte. In diesem Fall fließt das Hochtemperatur-Abgas nicht durch den AGR-Kanal 14 in die Ansauganlage, so daß verhindert wird, daß Bestandteile der Ansauganlage, wie das AGR-Ventil 16, durch Überhitzung beschädigt werden. Ferner unterdrückt es auch die Raucherzeugung.
5 ist ein Zeitdiagramm, das Ergebnisse (Motordrehmoment, Ansaugluftmenge, Abgaskatalysator-Isttemperatur, Istauslaßtemperatur, Haupteinspritzmenge, Voreinspritzmenge, Abgas-λ, Rauchvorkommen) eines Experiments zeigt, in dem die oben beschriebene S-Spülsteuerung durchgeführt wurde. In 5 werden außerdem die Abgaskatalysator-Isttemperatur und die Istauslaßtemperatur in dem Fall als unterbrochene Linie gezeigt, in dem der Speicher-NO_x-Abgaskatalysator ohne Fluktuationen temperaturgesteuert wurde, indem nur der Temperatursensor 22 zur Detektion der Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators 20 vorgesehen wurde. Ferner werden die Abgaskatalysator-Isttemperatur und die Istauslaßtemperatur in dem Fall als strichpunktierte Linie gezeigt, in dem der Speicher-NO_x-Abgaskatalysator temperaturgesteuert wurde, wobei eine katalytische Reaktion verwendet wurde, indem eine zusätzliche Einspritzung durchgeführt wurde. Wie 5 zeigt, kann die erfindungsgemäße S-Spülsteuerung, während sie das Abgas-λ zufriedenstellend auf einem festen Wert hält, Fluktuationen des Motordrehmoments fast verhindert und das Rauchvorkommen auf einem niedrigen Niveau hält, die Auslaßtemperatur schneller erhöhen, d. h. die Temperatur des Abgases, das aus den Verbrennungskammern 3 ausgestoßen wird und in den Turbolader 8 strömt, und folglich die Abgaskatalysatortemperatur, d. h. die Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators 20, schneller auf die vorbestimmte hohe Temperatur T₁ (650°C, zum Beispiel) erhöhen, verglichen mit dem Fall, in dem nur der Temperatursensor 22 vorgesehen ist (unterbrochene Linie), und dem Fall, in dem die katalytische Reaktion verwendet wird (strichpunktierte Linie). Ferner kann die erfindungsgemäße S-Spülsteuerung zufriedenstellend die Auslaßtemperatur zur Grundauslaßtemperatur hin steuern, und folglich die Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators zufriedenstellend der vorbestimmten hohen Temperatur T₁ ohne Fluktuationen annähern.
Im oben beschriebenen Fall wird das Soll-λ so eingestellt, daß es das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis (λ = 1,0) von dem Zeitpunkt an ist, wo die Temperatur des Abgases beginnt, erhöht zu werden, bis die S-Spülung beendet ist. Alternativ kann das Soll-λ so eingestellt werden, daß es ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, das magerer als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, bis die Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators 20 die vorbestimmte hohe Temperatur T₁ erreicht, und dann so geändert werden, daß es das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis (λ = 1,0) annimmt.
Alternativ kann das Soll-λ so eingestellt werden, daß es ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, das von dem Zeitpunkt an, wenn die S-Spülsteuerung gestartet wird, fetter als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis (λ = 1,0) ist, so lange es nicht zu einer extremen Zunahme von HC, CO und dergleichen führt, die im Abgas enthalten sind.
Im folgenden wird eine Variante der ersten Ausführungsform beschrieben.
In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wird, wenn die S-Spülung durchgeführt wird, das Soll-λ so eingestellt, daß es zum Beispiel 1,0 beträgt, und die Solldrosselklappenposition wird gemäß dem Blockdiagramm der 3 gesteuert, das die Temperatursteuerung zeigt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Art und Weise beschränkt. Insbesondere kann die erste Ausführungsform wie folgt modifiziert werden: In der S-Spülung wird die Ansaugluftmenge nicht so gesteuert, daß sie sich ändert. Stattdessen ist eine Ansaugluftdrosseleinrichtung zur Reduzierung der Ansaugluftmenge auf eine vorbestimmte Menge (indem die Drosselklappe 5 so gesteuert wird, daß sie zum Beispiel eine vorbestimmte reduzierte Öffnung aufweist) vorgesehen, und es werden eine Grundvoreinspritzmenge und eine Sollvoreinspritzmenge in den Blöcken B30 bzw. B46 in 3 bestimmt. Indem die Kraftstoffeinspritzmenge auf der Grundlage der Grundvoreinspritzmenge und der Sollvoreinspritzmenge gesteuert wird, wird die Temperatur des Abgases so geregelt, daß sie eine vorbestimmte hohe Temperatur annimmt.
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform beschrieben.
6 ist ein Diagramm, das schematisch die Struktur einer Abgasemissions-Steuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt, die im folgenden beschrieben wird. Es ist zu beachten, daß sich 6 von 1 nur darin unterscheidet, daß sie den Turbolader 8 nicht enthält. In anderer Hinsicht ist die Struktur in 6 dieselbe wie in 1. Ferner werden die Blockdiagramme, die die S-Spülsteuerung in der zweiten Ausführungsform zeigen, dieselben wie die 2 und 3 sein. Folglich wird die Beschreibung der Struktur und des S-Spülsteuerungsprozesses hier weggelassen. Da der Turbolader 8 nicht vorgesehen ist, ist nur der Temperatursensor 18 im Abgaskrümmer 10 oder einem der Auslaßkanäle vorgesehen. Ferner wird in 3 im Block B40 eine Sollauslaßtemperatur für Abgas bestimmt, das aus den Verbrennungskammern 3 ausgestoßen wird, und die Temperatur des Abgases, das aus den Verbrennungskammern 3 ausgestoßen wird, wird als eine Istauslaßtemperatur durch den Temperatursensor 18 im Block B42 detektiert.
Insbesondere wird in der S-Spülsteuerung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung die Temperatur, mit der Abgas aus den Verbrennungskammern 3 ausgestoßen werden sollte, wenn der Speicher-NO_x-Abgaskatalysator 20 eine vorbestimmte hohe Temperatur T₁ erreicht hat, als eine Grundauslaßtemperatur festgelegt. Ferner ist ein Temperatursensor 22 zur Detektion der Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators 20 am Speicher-NO_x-Abgaskatalysator 20 vorgesehen, und es ist ein Temperatursensor 18 zur Detektion der Temperatur des Abgases, das aus den Verbrennungskammern 3 ausgestoßen wird, im Abgaskrümmer 10 oder einem der Auslaßkanäle vorgesehen. Indem eine Differenz zwischen der vorbestimmten hohen Temperatur T₁, die eine Abgaskatalysator-Solltemperatur ist, und der Temperatur, die durch den Temperatursensor 22 detektiert wird, zur Grundauslaßtemperatur addiert wird, wird eine Sollauslaßtemperatur für Abgas bestimmt, das aus den Verbrennungskammern 3 ausgestoßen wird, und es wird eine Temperatursteuerung so durchgeführt, daß die durch den Temperatursensor 18 detektierte Temperatur gleich der Sollauslaßtemperatur wird.
Folglich kann in der S-Spülsteuerung gemäß der zweiten Ausführungsform selbst dann, wenn die Temperatur des Abgases fällt, zum Beispiel, weil die Abgasleitung 12 lang ist und die thermische Energie des Abgases verbraucht, die Temperatur des Abgases, das aus den Verbrennungskammern 3 ausgestoßen wird, zufriedenstellend so gesteuert werden, daß sie genau eine geeignete Temperatur annimmt, und daher kann der Speicher-NO_x-Abgaskatalysator 20 die vorbestimmte hohe Temperatur T₁ schnell erreichen. Die Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators 20 kann zufriedenstellend der vorbestimmten hohen Temperatur T₁ ohne Fluktuationen angenähert werden. Folglich verbessert sich die Steuerbarkeit der Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators 20, so daß die S-Spülung mit gutem Ansprechen und hoher Genauigkeit durchgeführt werden kann.
Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform beschrieben.
7 ist ein Diagramm, das schematisch die Struktur einer Abgasemissions-Steuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt, die im folgenden beschrieben wird. Es ist zu beachten, daß sich 7 von 6 nur darin unterscheidet, daß ein Oxidations abgaskatalysator 24 stromaufwärts des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators 20 vorgesehen ist. In anderer Hinsicht ist die Struktur in 7 dieselbe wie in 6. Ferner werden die Blockdiagramme, die die S-Spülsteuerung in der dritten Ausführungsform zeigen, dieselben wie die 2 und 3 sein. Folglich wird die Beschreibung der Struktur und des S-Spülsteuerungsprozesses hier weggelassen.
Insbesondere wird in der S-Spülsteuerung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung, wie in der zweiten Ausführungsform, die Temperatur, mit der Abgas aus den Verbrennungskammern 3 ausgestoßen werden sollte, wenn der Speicher-NO_x-Abgaskatalysator 20 eine vorbestimmte hohe Temperatur T₁ erreicht hat, als eine Grundauslaßtemperatur festgelegt. Ferner ist ein Temperatursensor 22 zur Detektion der Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators 20 am Speicher-NO_x-Abgaskatalysator 20 vorgesehen, und es ist ein Temperatursensor 18 zur Detektion der Temperatur des Abgases, das aus den Verbrennungskammern 3 ausgestoßen wird, im Abgaskrümmer 10 oder einem der Auslaßkanäle vorgesehen. Indem eine Differenz zwischen der vorbestimmten hohen Temperatur T₁, die eine Abgaskatalysator-Solltemperatur ist, und der Temperatur, die durch den Temperatursensor 22 detektiert wird, zur Grundauslaßtemperatur addiert wird, wird eine Sollauslaßtemperatur für Abgas bestimmt, das aus den Verbrennungskammern 3 ausgestoßen wird, und es wird eine Temperatursteuerung so durchgeführt, daß die durch den Temperatursensor 18 detektierte Temperatur gleich der Sollauslaßtemperatur wird.
Folglich kann in der S-Spülsteuerung gemäß der dritten Ausführungsform selbst dann, wann der Abgaskanal insbesondere aufgrund des Vorhandenseins des Oxidationsabgaskatalysators 24 eine große Wärmekapazität aufweist, die Temperatur des Abgases, das aus den Verbrennungskammern 3 ausgestoßen wird, zufriedenstellend so gesteuert werden, daß sie genau eine geeignete Temperatur aufweist, und daher kann der Speicher-NO_x-Abgaskatalysator 20 die vorbestimmte hohe Temperatur T₁ schnell erreichen. Die Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators 20 kann folglich zufriedenstellend der vorbestimmten hohen Temperatur T₁ ohne Fluktuationen angenähert werden. Folglich verbessert sich die Steuerbarkeit der Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators 20, so daß die S-Spülung mit gutem Ansprechen und hoher Genauigkeit durchgeführt werden kann.
In der oben beschriebenen Ausführungsform ist der Oxidationsabgaskatalysator 24 stromaufwärts vom Speicher-NO_x-Abgaskatalysator 20 vorgesehen. Außerdem können dann, wenn ein Partikelfilter, wie später beschrieben, anstelle des Oxidationsabgaskatalysators 24 vorgesehen ist, ähnliche Effekte erhalten werden.
Es ist offensichtlich, daß der Turbolader 8 zusätzlich zum Oxidationsabgaskatalysator 24 oder dergleichen vorgesehen werden kann.
Als nächstes wird eine vierte Ausführungsform beschrieben.
Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, daß ein Dieselpartikelfilter (der im folgenden mit DPF abgekürzt wird) 20', wie in 8 gezeigt, anstelle des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators 20 in der ersten Ausführungsform verwendet wird, die in 1 gezeigt wird. Die Beschreibung von Merkmalen, die mit der ersten Ausführungsform gemeinsam sind, wird weggelassen, und es werden im folgenden nur sich unterscheidende Merkmale beschrieben.
Wie oben angegeben, enthält Abgas Feststoffe (schädliche Bestandteile, die im folgenden als FS abgekürzt werden) als schädliche Bestandteile, und der DPF 20' ist vorgesehen, um die FS zu sammeln. Da sich die FS im DPF 20' ansammeln, nehmen der Abgasdruck und folglich der Abgaswiderstand allmählich zu. Dies führt zu einer Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs. Folglich werden dann, wenn die Menge der abgelagerten FS eine vorbestimmte Menge erreicht, die abgelagerten FS durch Verbrennung entfernt, um den DPF 20' zwangsweise zu regenerieren (Zwangsregeneration des DPF).
Wie die obenerwähnte SO_x-Menge wird die Menge der abgelagerten FS zum Beispiel auf der Grundlage der Betriebszeit des Motors 1 usw. berechnet. Sie kann auf eine andere Weise detektiert werden (auf der Grundlage einer Differenz zwischen einem Druck vor dem DPF und einem Druck nach dem DPF) (Feststoff-Ab lagerungsdetektionseinrichtung, Ablagerungsdetektionseinrichtung).
Um die DPF-Zwangsregeneration durchzuführen, ist es notwendig, die Temperatur des DPF 20' auf eine vorbestimmte hohe Temperatur T₁' (650 bis 700°C, zum Beispiel) zu erhöhen. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Steuerbarkeit der Temperatur des DPF 20' verbessert, so daß die DPF-Zwangsregeneration mit gutem Ansprechen und hoher Genauigkeit durchgeführt werden kann.
Es wird im folgenden im Detail der DPF-Zwangsregenerations-Steuerungsprozeß (Zwangsregenerationseinrichtung, Freisetzungssteuereinrichtung) in der Emissionssteuerungsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung mit der oben beschriebenen Struktur beschrieben.
In der vierten Ausführungsform wird bis die Temperatur des DPF die vorbestimmte hohe Temperatur T₁' erreicht, eine λ-Steuerung gemäß dem Blockdiagramm der 2 durchgeführt, wie in der S-Spülung, während eine Temperatursteuerung gemäß einem Blockdiagramm der 9 anstelle desjenigen der 3 durchgeführt wird.
Wie gezeigt in 2, wird im Block B10 ein Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis (Soll-λ) für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases bestimmt. Hier wird, um eine Zunahme des NO_x oder HC, CO und dergleichen zu verhindern, die im Abgas enthalten sind, wenn die Temperatur des DPF 20' erhöht wird, das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis (Soll-λ) so eingestellt, daß es zum Beispiel das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis (λ = 1,0) ist. Das Soll-λ muß nicht notwendigerweise das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis (λ = 1,0) sein. Es kann ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis nahe dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis sein, d. h. ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis, das fetter oder magerer als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, so lange es nicht zu einer extremen Zunahme des NO_x oder HC, CO und dergleichen führt, die im Abgas enthalten sind. Nachdem die Blöcke B12 bis B22 ausgeführt sind, wird im Block B24 eine Hauptein spritzmenge bestimmt, mit der Kraftstoff tatsächlich eingespritzt werden sollte, um das Abgas-λ gleich dem Soll-λ zu machen. Die Erläuterung der Blöcke B12 bis B24 ist wie oben angegeben und wird hier weggelassen.
Wie in 9 gezeigt, wird im Block B30 eine Grunddrosselklappenposition für die Drosselklappe 5 bestimmt (Grunddrosselklappenpositions-Einstelleinrichtung). Im Block B32 wird die Temperatur, mit der Abgas aus den Verbrennungskammern 3 des Motors 1 ausgestoßen werden und in den Turbolader 8 fließen sollten, wenn der DPF 20' die vorbestimmte hohe Temperatur T₁' erreicht hat, die eine Soll-DPF-Temperatur ist, als eine Grundauslaßtemperatur bestimmt (Grundauslaßtemperatur-Einstelleinrichtung).
Im Block B36' wird die Ist-DPF-Temperatur, d. h. die Isttemperatur des DPF 20' an seinem Einlaß durch den Temperatursensor 22 detektiert. Im Block B38 wird eine Differenz zwischen der Ist-DPF-Temperatur und der im Block B34' vorbestimmten Soll-DPF-Temperatur, d. h. der hohen Temperatur T₁', detektiert. Dann wird im Block B40 die detektierte Differenz zur obenerwähnten Grundauslaßtemperatur addiert, um eine Sollauslaßtemperatur für Abgas zu bestimmen, das aus den Verbrennungskammern 3 ausgestoßen wird und in den Turbolader 8 strömt (Sollauslaßtemperatur-Einstelleinrichtung). Es ist zu beachten, daß die Sollauslaßtemperatur auf einen Wert beschränkt wird, der die Wärmebeständigkeiten der Bestandteile der Abgasanlage nicht überschreitet, wie oben festgestellt.
Im Block B42 wird die Istauslaßtemperatur, d. h. die Isttemperatur des Abgases, das aus den Verbrennungskammern 3 ausgestoßen wird und in den Turbolader 8 strömt, durch den Temperatursensor 18 detektiert. Im Block B44 wird eine Differenz zwischen der Istauslaßtemperatur und der Sollauslaßtemperatur detektiert, und die detektierte Differenz wird auf der Grundlage der in 4 gezeigten Proportionalitätsbeziehung in einen Korrekturbetrag für die Drosselklappenposition der Drosselklappe 5 umgewandelt. Dann wird im Block B46 dieser Korrekturbetrag zur Grunddrosselklappenposition addiert, um eine Solldrosselklappenposition zu bestimmen.
Außerdem wird in der vorliegenden Ausführungsform eine Änderung der Ansaugluftmenge geeignet zur λ-Steuerung, die in 2 gezeigt wird, rückgeführt, so daß das Abgas-λ so gesteuert werden kann, daß es immer gleich dem Soll-λ ist. Folglich steigt die Temperatur des Abgases auf die Sollauslaßtemperatur, so daß die Temperatur des DPF 20' zufriedenstellend so gesteuert wird, daß sie die Soll-DPF-Temperatur, d. h. die vorbestimmte hohe Temperatur T₁' annimmt.
Zu einer vorbestimmten Zeit, nachdem die Temperatur des DPF 20' die Soll-DPF-Temperatur, d. h. die vorbestimmte hohe Temperatur T₁' erreicht hat, wird das Soll-λ auf ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis (1,3 < λ·1,5, zum Beispiel) geändert, das magerer als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis (λ = 1,0) ist. Wenn das Soll-λ auf ein mageres Luft/Kraftstoff-Verhältnis (1,3 < λ·1,5, zum Beispiel) wie dieses geändert ist, kann der Sauerstoffmangel behoben werden, während der Abfall der Temperatur des Abgases, der durch die Zunahme der Ansaugluftmenge verursacht wird, und folglich der Abfall der Temperatur des DPF 20' so weit wie möglich verhindert werden kann. Folglich kann die Verbrennung der FS zufriedenstellend beschleunigt werden.
So wird die Verbrennung der FS, die im DPF 20' angesammelt sind, vollendet, so daß die FS, die im DPF 20' gesammelt sind, aus dem DPF 20' entfernt werden. Folglich wird der DPF 20' zufriedenstellend regeneriert. Tatsächlich wird die Vollendung der Verbrennung der FS, nachdem die Temperatur des DPF 20' die vorbestimmte hohe Temperatur T₁' erreicht, auf der Grundlage einer Differenz zwischen einem Druck vor dem DPF 20' und einem Druck nach dem DPF 20' und einer Information aus einem anderen Temperatursensor bestimmt, der stromabwärts vom DPF 20' vorgesehen ist. Alternativ kann es so eingerichtet werden, daß die Zeit, die erforderlich ist, um die Verbrennung der FS zu vollenden, auf der Grundlage der Menge der FS, die sich im DPF 20' gesammelt und abgelagert haben, und der Temperatur im voraus bestimmt wird, die zur Regeneration des DPF 20' bestimmt wird, und daß die DPF-Zwangsregenerationssteuerung über diese bestimmte Zeit durchgeführt wird.
Wie oben beschrieben, wird in der DPF-Zwangsregenerationssteuerung gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung die Temperatur, mit der Abgas aus den Verbrennungskammern 3 ausgestoßen werden und in den Turbolader 8 fließen sollte, wenn die Temperatur des DPF 20' die vorbestimmte hohe Temperatur T₁' erreicht hat, als eine Grundauslaßtemperatur festgelegt. Es ist ein Temperatursensor 22 zur Detektion der Temperatur des DPF 20' am DPF 20' vorgesehen, und es ist ein Temperatursensor 18 zur Detektion der Temperatur des Abgases, das aus den Verbrennungskammern 3 ausgestoßen und in den Turbolader 8 strömt, im Abgaskrümmer 10 oder einem der Auslaßkanäle vorgesehen. Indem eine Differenz zwischen der vorbestimmten hohen Temperatur T₁', die eine Soll-DPF-Temperatur ist, und der Temperatur, die durch den Temperatursensor 22 detektiert wird, zur Grundauslaßtemperatur hinzugefügt wird, wird eine Sollauslaßtemperatur für Abgas, das aus den Verbrennungskammern 3 ausgestoßen wird und in den Turbolader 8 strömt, bestimmt, und die Temperatursteuerung wird so durchgeführt, daß die Temperatur, die durch den Temperatursensor 18 detektiert wird, gleich der Sollauslaßtemperatur wird.
Folglich kann in der erfindungsgemäßen DPF-Zwangsregenerationssteuerung selbst dann, wenn die Abgasleitung eine große Wärmekapazität aufweist, insbesondere aufgrund des Vorhandenseins des Turboladers 8, die Temperatur des Abgases, das aus den Verbrennungskammern 3 ausgestoßen wird und in den Turbolader 8 strömt, zufriedenstellend so gesteuert werden, daß sie genau eine geeignete Temperatur annimmt, und folglich kann die Temperatur des DPF 20' schnell auf die vorbestimmte hohe Temperatur T₁' erhöht werden. Da ferner die λ-Steuerung und die Temperatursteuerung wiederholt werden, kommt die Temperatur des DPF 20' der vorbestimmten hohen Temperatur T₁' näher. Wenn die Temperatur des DPF 20' der vorbestimmten hohen Temperatur T₁' näher kommt, kommt die Sollauslaßtemperatur der Grundauslaßtemperatur näher. Dies bedeutet, daß die Temperatur des Abgases, das aus den Verbrennungskammern 3 ausgestoßen wird und in den Turbolader 8 strömt, schließlich zufriedenstellend zur Grundauslaßtemperatur hin gesteuert werden kann, und folglich kann die Temperatur des DPF 20' zufriedenstellend der vorbestimmten hohen Temperatur T₁' ohne Fluktuationen angenähert werden. Folglich verbessert sich unter der erfindungsgemäßen DPF-Zwangsregenerationssteuerung die Steuerbarkeit der Temperatur des DPF 20', so daß die DPF-Zwangsregeneration mit gutem Ansprechen und hoher Genauigkeit durchgeführt werden kann.
Da ferner die Temperatur des DPF 20' gesteuert werden kann, indem die Drosselklappenposition der Drosselklappe 5 gesteuert wird, kann die Temperatursteuerung am DPF 20' leicht durchgeführt werden.
Außerdem ist es in der DPF-Zwangsregenerationssteuerung wünschenswert, daß während die λ-Steuerung und die Temperatursteuerung durchgeführt werden, der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt so verzögert werden sollte, daß er auf der Grundlage der 4 hinsichtlich des ATDC zum Beispiel 35° oder mehr beträgt. Noch wünschenswerter sollte der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt zum Beispiel so verzögert werden, daß er hinsichtlich des ATDC 40° oder mehr beträgt. In diesem Fall kann die Steuerbarkeit der Temperatur des DPF 20' verbessert werden, und gleichzeitig kann die Raucherzeugung verhindert werden.
Auch in dieser Ausführungsform ist es wünschenswert, daß das AGR-Ventil 16 vollständig geschlossen sein sollte. In diesem Fall wird verhindert, daß Bestandteile der Ansauganlage, wie das AGR-Ventil 16 durch Überhitzung beschädigt werden, und die Raucherzeugung wird weiter unterdrückt.
10 ist ein Zeitdiagramm, das ähnlich zu dem der 5 ist, das die Ergebnisse (Ansaugluftmenge, Ist-DPF-Temperatur, Istauslaßtemperatur, Haupteinspritzmenge, Voreinspritzmenge, Abgas-λ) eines Experiments zeigt, in dem die oben beschriebene DPF-Zwangsregenerationssteuerung durchgeführt wurde. In 10 werden auch die Ist-DPF-Temperatur und die Istauslaßtemperatur in dem Fall als unterbrochene Linie gezeigt, in dem der DPF 20' ohne Fluktuationen temperaturgesteuert wurde, indem nur der Temperatursensor 22 zur Detektion der Temperatur des DPF 20' vorgesehen wurde. Ferner werden die Ist-DPF-Temperatur und die Istabgastemperatur in dem Fall als strichpunktierte Linie gezeigt, in dem der DPF 20' temperaturgesteuert wurde, wobei eine katalytische Reaktion verwendet wurde, indem eine zusätzliche Einspritzung durchgeführt wurde. Wie 10 zeigt, kann, während das Abgas-λ zufriedenstellend auf einem festen Wert gehalten wird, die erfindungsgemäße DPF-Zwangsregenerationssteuerung die Auslaßtemperatur, d. h. die Temperatur des Abgases schneller erhöhen, das aus den Verbrennungskammern 3 ausgestoßen wird und den Turbolader 8 strömt, und folglich die DPF-Temperatur, d. h. die Temperatur des DPF 20' schneller auf die vorbestimmte hohe Temperatur T₁' (650 bis 700°C) erhöhen, verglichen mit dem Fall, in dem nur der Temperatursensor 22 vorgesehen ist, (unterbrochene Linie) und dem Fall, in dem die katalytische Reaktion verwendet wird (strichpunktierte Linie). Ferner kann die erfindungsgemäße DPF-Zwangsregenerationssteuerung zufriedenstellend die Auslaßtemperatur zur Grundauslaßtemperatur hin steuern, und folglich zufriedenstellend die Temperatur des DPF 20' der vorbestimmten hohen Temperatur T₁' ohne Fluktuationen annähern.
Im folgenden wird eine Variante der vierten Ausführungsform beschrieben.
In der oben beschriebenen vierten Ausführungsform wird, wenn die Zwangsregenerationssteuerung am DPF 20' durchgeführt wird, das Soll-λ so eingestellt, daß es zum Beispiel 1,0 beträgt, und die Solldrosselklappenposition wird gemäß dem Blockdiagramm der 9 gesteuert, das die Temperatursteuerung zeigt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Art und Weise beschränkt. Insbesondere kann die vierte Ausführungsform wie folgt modifiziert werden: In der Zwangsregenerationssteuerung am DPF 20' wird die Ansaugluftmenge nicht so gesteuert, daß sie sich ändert. Sattdessen ist eine Ansaugluftdrosseleinrichtung zur Reduzierung der Ansaugluftmenge auf eine vorbestimmte Menge vorgesehen (indem die Drosselklappe 5 so gesteuert wird, daß sie zum Beispiel eine vorbestimmte reduzierte Öffnung aufweist), und es werden eine Grundvoreinspritzmenge und eine Sollvoreinspritzmenge in den Blöcken B30 bzw. B46 in 9 bestimmt. Durch Steuern der Kraftstoffeinspritzmenge auf der Grundlage der Grundvoreinspritzmenge und der Sollvoreinspritzmenge wird die Temperatur des Abgases so geregelt, daß sie eine vorbestimmte hohe Temperatur annimmt.
Ferner wird in der oben beschriebenen vierten Ausführungsform, wenn die Zwangsregenerationssteuerung des DPF 20' durchgeführt wird, das Soll-λ so eingestellt, daß es zum Beispiel 1,0 beträgt, und die Solldrosselklappenposition wird gesteuert, wobei das AGR-Ventil 16 vollständig geschlossen ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Art und Weise beschränkt. Insbesondere kann die vierte Ausführungsform wie folgt modifiziert werden: In der Zwangsregenerationssteuerung am DPF 20' wird die Ansaugluftmenge nicht so gesteuert, daß sie sich ändert. Stattdessen ist eine Ansaugluftdrosseleinrichtung zur Reduzierung der Ansaugluftmenge auf eine vorbestimmte Menge vorgesehen (indem die Drosselklappe 5 so gesteuert wird, daß sie zum Beispiel eine vorbestimmte reduzierte Öffnung aufweist), und die Temperatur des Abgases wird so geregelt, daß sie eine vorbestimmte hohe Temperatur annimmt, indem das Öffnen/Schließen des AGR-Ventils 16 gesteuert wird. Diese Variante der vierten Ausführungsform, in der das Öffnen/Schließen des AGR-Ventils 16 gesteuert wird, kann so modifiziert werden, daß die Temperatur des Abgases so geregelt wird, daß sie eine vorbestimmte hohe Temperatur annimmt, indem nur das Öffnen/Schließen des AGR-Ventils 16 gesteuert wird, so lange es keine Beschädigung an der AGR-Anlage verursacht, ohne eine Ansaugluftdrosseleinrichtung vorzusehen. In diesem Fall wird der Pumpverlust reduziert, so daß die Temperatur des Abgases und folglich die Temperatur des DPF 20' effektiv erhöht wird.
Als nächstes wird eine fünfte Ausführungsform beschrieben.
Obwohl es nicht dargestellt wird, unterscheidet sich die fünfte Ausführungsform, wie die vierte Ausführungsform, von der zweiten Ausführungsform darin, daß der in 8 gezeigte DPF 20' anstelle des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators 20 der zweiten Ausführungsform verwendet wird, die in 6 gezeigt wird. Ferner unterscheidet sich die fünfte Ausführungsform von der vierten Ausführungsform darin, daß der Turbolader 8 nicht vorgesehen ist.
In der DPF-Zwangsregenerationssteuerung gemäß der fünften Ausführungsform kann selbst dann, wenn die Temperatur des Abgases fällt, zum Beispiel, weil die Abgasleitung 12 lang ist und die thermische Energie des Abgases verbraucht, die Temperatur des Abgases, das aus den Verbrennungskammern 3 ausgestoßen wird, zufriedenstellend so gesteuert werden, daß sie genau eine geeignete Temperatur annimmt, und daher kann der DPF 20' die vorbestimmte hohe Temperatur T₁' schnell erreichen. Die Temperatur des DPF 20' kann so zufriedenstellend der vorbestimmten hohen Temperatur T₁' ohne Fluktuationen angenähert werden. Folglich verbessert sich die Steuerbarkeit der Temperatur des DPF 20', so daß die DPF-Zwangsregeneration mit gutem Ansprechen und hoher Genauigkeit durchgeführt werden kann.
Als nächstes wird eine sechste Ausführungsform beschrieben. Wie in 11 gezeigt, unterscheidet sich die sechste Ausführungsform von der dritten Ausführungsform darin, daß der DPF 20' anstelle des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators 20 der dritten Ausführungsform verwendet wird, die in 7 gezeigt wird, und unterscheidet sich von der fünften Ausführungsform darin, daß ein Oxidationsabgaskatalysator 24 stromaufwärts vom DPF 20' vorgesehen ist.
In der DPF-Zwangsregenerationssteuerung gemäß der sechsten Ausführungsform kann selbst dann, wenn der Abgaskanal insbesondere aufgrund des Vorhandenseins des Oxidationsabgaskatalysators 24 eine große Wärmekapazität aufweist, die Temperatur des Abgases, das aus den Verbrennungskammern 3 ausgestoßen wird, zufriedenstellend so gesteuert werden, daß sie genau eine geeignete Temperatur annimmt, und daher kann der DPF 20' die vorbestimmte hohe Temperatur T₁' schnell erreichen. Die Temperatur des DPF 20' kann folglich zufriedenstellend ohne Fluktuationen der vorbestimmten hohen Temperatur T₁' angenähert werden. Folglich verbessert sich die Steuerbarkeit der Temperatur des DPF 20', so daß die DPF-Zwangsregeneration mit gutem Ansprechen und hoher Genauigkeit durchgeführt werden.
In der oben beschriebenen Ausführungsform ist der Oxidationsabgaskatalysator 24 stromaufwärts vom DPF 20' vorgesehen. Auch können dann, wenn ein Speicher-NO_x-Abgaskatalysator an stelle des Oxidationsabgaskatalysators 24 vorgesehen ist, ähnliche Effekte erhalten werden.
Es ist offensichtlich, daß auch in diesem Fall der Turbolader 8 zusätzlich zum Oxidationsabgaskatalysator 24 oder dergleichen vorgesehen werden kann.
Das vorhergehende ist die Beschreibung von Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Abgasemissions-Steuerungsvorrichtung. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt.
Zum Beispiel kann der Motor 1, obwohl er in den beschriebenen Ausführungsformen ein Dieselmotor mit gemeinsamem Verteilerrohr ist, jede Art Dieselmotor sein.
Obwohl der Motor 1 ferner in den beschriebenen Ausführungsformen ein Dieselmotor ist, kann er ein Benzinmotor mit Saugrohreinspritzung, ein Benzinmotor mit Direkteinspritzung oder dergleichen sein. Die vorliegende Erfindung kann auch auf diese Arten von Motoren zufriedenstellend angewendet werden.

Claims

Verfahren zur Steuerung der Abgasemission eines Verbrennungsmotors (1) mit Hilfe einer Abgasemissions-Steuerungsvorrichtung die aufweist: eine Abgasreinigungseinheit (20, 20'), die in einer Abgasanlage des Verbrennungsmotors (1) zur Reinigung von Abgas vorgesehen ist, einen ersten Temperatursensor (18), der in der Abgasanlage so vorgesehen ist, daß er zur Detektion der Temperatur des Abgases, das aus einer Verbrennungskammer (3) des Verbrennungsmotors (1) ausgestoßen wird, nahe dem Auslaßkanal des Verbrennungsmotors (1) angeordnet ist, einen zweiten Temperatursensor (22), der in der Abgasanlage so vorgesehen ist, daß er zur Detektion der Temperatur des Abgases, das in die Abgasreinigungseinheit (20, 20') strömt, nahe der Abgasreinigungseinheit (20, 20') angeordnet ist, eine Ablagerungsdetektionseinrichtung zur Berechnung oder Detektion der Menge schädlicher Bestandteile, die im Abgas enthalten sind und in der Abgasreinigungseinheit (20, 20') gespeichert oder gesammelt und abgelagert werden, und eine Freisetzungssteuereinrichtung (40), um dann, wenn die Menge abgelagerter schädlicher Bestandteile, die durch die Ablagerungsdetektionseinrichtung berechnet oder detektiert wird, eine vorbestimmte Menge erreicht, die Temperatur der Abgasreinigungseinheit (20, 20') so zu regeln, daß sie eine vorbestimmte hohe Temperatur (T₁) annimmt, wobei die Wärme des Abgases verwendet wird, das aus der Verbrennungskammer (3) ausgestoßen wird, und dadurch die abgelagerten schädlichen Bestandteile freizusetzen und zu entfernen, wobei mit Hilfe der Freisetzungssteuereinrichtung die Temperatur der Abgasreinigungseinheit (20, 20') auf der Grundlage einer Temperaturinformation aus dem ersten Temperatursensor (18) und dem zweiten Temperatursensor (22) mit den folgenden Verfahrenschritten so geregelt wird, daß sie die vorbestimmte hohe Temperatur (T₁) annimmt: Berechnen einer Grundauslaßtemperatur für Abgas mit einer Grundauslaßtemperatur-Einstelleinrichtung (B32) als Temperatur, mit der Abgas aus der Verbrennungskammer (3) ausgestoßen werden sollte, wenn die Abgasreinigungseinheit (20, 20') die vorbestimmte hohe Temperatur (T₁) erreicht, und Berechnen einer Sollauslaßtemperatur für Abgas mit einer Sollauslaßtemperatur-Einstelleinrichtung (B40) auf der Grundlage der berechneten Grundauslaßtemperatur und einer Differenz zwischen der vorbestimmten hohen Temperatur (T₁) und der Temperatur, die durch den zweiten Temperatursensor (22) detektiert wird, und Regeln der Auslaßtemperatur für Abgas auf der Grundlage einer Differenz zwischen der berechneten Sollauslasstemperatur und der Temperatur, die durch den ersten Temperatursensor (18) detektiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Verbrennungsmotor (1) eine Drosselklappe (5) aufweist, die zur Regelung der Ansaugluftmenge in einer Luftansauganlage angeordnet ist, und die Temperatur der Abgasreinigungseinheit (20, 20') mit der Freisetzungssteuereinrichtung so geregelt wird, daß sie die vorbestimmte hohe Temperatur (T₁) annimmt, indem die Drosselklappe (5) gesteuert wird, während das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases so gesteuert wird, daß es das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis nahe dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Freisetzungssteuereinrichtung eine Grunddrosselklappenpositions-Einstelleinrichtung (B30) zur Einstellung einer Grunddrosselklappenposition für die Drosselklappe (5) gemäß eines Betriebszustands des Verbrennungsmotors (1) aufweist, und die Temperatur der Abgasreinigungseinheit (20, 20') regelt, indem sie die Grunddrosselklappenposition, die durch die Grunddrosselklappenpositions-Einstelleinrichtung eingestellt wird, auf der Grundlage einer Differenz zwischen der Sollauslaßtemperatur, die durch die Sollauslaßtemperatur-Einstelleinrichtung (B40) berechnet wird, und der Temperatur korrigiert, die durch den ersten Temperatursensor (18) detektiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Verbrennungsmotor (1) ein Dieselmotor ist, und die Freisetzungssteuereinrichtung den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt verzögert, während das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases so gesteuert wird, daß es das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis nahe dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Abgasreinigungseinheit einen Speicher-NO_x-Abgaskatalysator (20) aufweist, der in der Abgasanlage des Verbrennungsmotors (1) zum Speichern von NO_x, das im Abgas enthalten ist, wenn der Verbrennungsmotor (1) mit einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis betrieben wird, und zum Reduzieren des gespeicherten NO_x vorgesehen ist, wenn der Verbrennungsmotor (1) mit dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder einem fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis betrieben wird, der zweite Temperatursensor (22) so angeordnet ist, daß er zur Detektion der Temperatur des Abgases, das in den Speicher-NO_x-Abgaskatalysator strömt, nahe dem Speicher-NO_x-Abgaskatalysator angeordnet ist, die Ablagerungsdetektionseinrichtung aus einer Schwefel-Ablagerungsdetektionseinrichtung zur Berechnung oder Detektion der Schwefelmenge besteht, die im Abgas enthalten und im Speicher-NO_x-Abgaskatalysator gespeichert und abgelagert wird, die Freisetzungssteuereinrichtung aus einer Schwefel-Freisetzungseinrichtung besteht, und dann, wenn die abgelagerte Schwefelmenge, die durch die Schwefel-Ablagerungsdetektionseinrichtung berechnet oder detektiert wird, eine vorbestimmte Menge erreicht, die Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators so regelt, daß sie die vorbestimmte hohe Temperatur (T₁) annimmt, wobei die Wärme des Abgases verwendet wird, das aus der Verbrennungskammer (3) ausgestoßen wird, und dann das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases so steuert, daß es das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder ein fettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, und den Speicher-NO_x-Abgaskatalysator auf der vorbestimmten hohen Temperatur hält, um dadurch den abgelagerten Schwefel freizusetzen, und die Schwefel-Freisetzungseinrichtung die Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators auf der Grundlage der Temperaturinformation aus dem ersten Temperatursensor (18) und dem zweiten Temperatursensor (22) so regelt, daß sie die vorbestimmte hohe Temperatur annimmt.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Verbrennungsmotor (1) eine Drosselklappe (5) aufweist, die zur Regelung der Ansaugluftmenge in einer Luftansauganlage vorgesehen ist, und die Schwefel-Freisetzungseinrichtung die Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators so regelt, daß sie die vorbestimmte hohe Temperatur annimmt, indem die Drossel klappe (5) gesteuert wird, während das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases so gesteuert wird, daß es das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder ein fettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 wobei die Abgasreinigungseinheit einen Filter (20') aufweist, der in der Abgasanlage des Verbrennungsmotors (1) zur Sammlung von Feststoffen vorgesehen ist, die im Abgas enthalten sind, der zweite Temperatursensor (22) so angeordnet ist, daß er zur Detektion der Temperatur des Abgases, das in den Filter strömt, nahe dem Filter (20') angeordnet ist, die Ablagerungsdetektionseinrichtung aus einer Feststoff-Ablagerungsdetektionseinrichtung zur Berechnung oder Detektion der Feststoffmenge besteht, die im Abgas enthalten und im Filter gesammelt und abgelagert wird, die Freisetzungssteuereinrichtung aus einer Zwangsregenerationseinrichtung besteht, und dann, wenn die abgelagerte Feststoffmenge, die durch die Feststoff-Ablagerungsdetektionseinrichtung berechnet oder detektiert wird, eine vorbestimmte Menge erreicht, die Temperatur des Filters so regelt, daß sie die vorbestimmte hohe Temperatur (T₁) annimmt, wobei die Wärme des Abgases verwendet wird, das aus der Verbrennungskammer (3) ausgestoßen wird, und dann das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases so steuert, daß es ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, das magerer als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, und den Filter auf der vorbestimmten hohen Temperatur hält, um dadurch die abgelagerten Feststoffe zu verbrennen und den Filter zu regenerieren, und die Zwangsregenerationseinrichtung die Temperatur des Filters auf der Grundlage der Temperaturinformation aus dem ersten Temperatursensor (18) und dem zweiten Temperatursensor (22) so regelt, daß sie die vorbestimmte hohe Temperatur (T₁) annimmt.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Verbrennungsmotor (1) eine Drosselklappe (5) aufweist, die in einer Luftansauganlage zur Regelung der Ansaugluftmenge angeordnet ist, und die Zwangsregenerationseinrichtung die Temperatur des Filters (20') so regelt, daß sie die vorbestimmte hohe Temperatur (T₁) annimmt, indem die Drosselklappe (5) gesteuert wird, während das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases so gesteuert wird, daß es das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis nahe dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Luftüberschußbetrag des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, das magerer als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, 1,3 bis 1,5 beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei die Sollauslaßtemperatur-Einstelleinrichtung die Sollauslaßtemperatur so einstellt, daß sie eine vorbestimmte Wärmebeständigkeit nicht überschreitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei ein Turbolader (8) zur Turboaufladung von Ansaugluft in die Verbrennungskammer (3) so angeordnet ist, daß er in der Abgasanlage und der Luftansauganlage enthalten ist, der erste Temperatursensor (18) so angeordnet ist, daß er stromaufwärts des Turboladers (8) in der Abgasanlage zur Detektion der Temperatur des Abgases angeordnet ist, das aus der Verbrennungskammer (3) ausgestoßen wird und in den Turbolader (8) strömt, wobei mit der Freisetzungssteuereinrichtung die Grundauslaßtemperatur berechnet wird mit der Abgas aus der Verbrennungskammer (3) ausgestoßen werden und in den Turbolader (8) strömen sollte, wenn die Abgasreinigungseinheit die vorbestimmte hohe Temperatur (T₁) erreicht hat, und die Sollauslaßtemperatur für Abgas die Temperatur ist, mit der Abgas aus der Verbrennungskammer (3) ausgestoßen wird und in den Turbolader (8) strömt.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Sollauslaßtemperatur-Einstelleinrichtung die Sollauslaßtemperatur so einstellt, daß sie die Wärmebeständigkeiten des Turboladers (8) und der Abgasreinigungseinheit nicht überschreitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Verbrennungsmotor (1) eine AGR-Vorrichtung aufweist, die einen AGR-Kanal (14), der eine Luftansauganlage und die Abgasanlage verbindet, und ein AGR-Ventil (16) zum öffnen und Schließen des AGR-Kanals aufweist, und die Freisetzungssteuereinrichtung die Temperatur der Abgasreinigungseinheit so regelt, daß sie die vorbestimmte hohe Temperatur (T₁) annimmt, indem das Öffnen/Schließen des AGR-Ventils gesteuert wird, während das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases so gesteuert wird, daß es das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis nahe dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Verbrennungsmotor (1) eine Drosselklappe (5) aufweist, die in der Luftansauganlage zur Regelung der Ansaugluftmenge vorgesehen ist, und die Freisetzungssteuereinrichtung die Temperatur der Abgasreinigungseinheit so regelt, daß sie die vorbestimmte hohe Temperatur (T₁) annimmt, indem die Drosselklappe (5) so gesteuert wird, daß sie eine vorbestimmte reduzierte Öffnung aufweist, und indem das Öffnen/Schließen des AGR- Ventils gesteuert wird, während das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases so gesteuert wird, daß es das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis nahe dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist.
Abgasemissions-Steuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor (1), dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasemissions-Steuerungsvorrichtung aufweist: eine Abgasreinigungseinheit (20, 20'), die in einer Abgasanlage eines Verbrennungsmotors (1) zur Reinigung von Abgas vorgesehen ist, einen ersten Temperatursensor (18), der in der Abgasanlage so vorgesehen ist, daß er zur Detektion der Temperatur des Abgases, das aus einer Verbrennungskammer (3) des Verbrennungsmotors (1) ausgestoßen wird, nahe dem Auslaßkanal des Verbrennungsmotors (1) angeordnet ist, einen zweiten Temperatursensor (22), der in der Abgasanlage so vorgesehen ist, daß er zur Detektion der Temperatur des Abgases, das in die Abgasreinigungseinheit strömt, nahe der Abgasreinigungseinheit angeordnet ist, eine Ablagerungsdetektionseinrichtung zur Berechnung oder Detektion der Menge schädlicher Bestandteile, die im Abgas enthalten sind und in der Abgasreinigungseinheit gespeichert oder gesammelt und abgelagert werden, und eine Freisetzungssteuereinrichtung, um dann, wenn die Menge abgelagerter schädlicher Bestandteile, die durch die Ablagerungsdetektionseinrichtung berechnet oder detektiert wird, eine vorbestimmte Menge erreicht, die Temperatur der Abgasreinigungseinheit so zu regeln, daß sie eine vorbestimmte hohe Temperatur (T₁) annimmt, wobei die Wärme des Abgases verwendet wird, das aus der Verbrennungskammer (3) ausgestoßen wird, und dadurch die abgelagerten schädlichen Bestandteile freizusetzen und zu entfernen, wobei die Freisetzungssteuereinrichtung die Temperatur der Abgasreinigungseinheit auf der Grundlage einer Temperaturinformation aus dem ersten Temperatursensor (18) und dem zweiten Temperatursensor (22) so regelt, daß sie die vorbestimmte hohe Temperatur (T₁) annimmt, und wobei der Verbrennungsmotor (1) eine Drosselklappe (5) aufweist, die zur Regelung der Ansaugluftmenge in einer Luftansauganlage vorgesehen ist, und die Freisetzungssteuereinrichtung die Temperatur der Abgasreinigungseinheit so regelt, daß sie die vorbestimmte hohe Temperatur (T₁) annimmt, indem die Drosselklappe (5) gesteuert wird, während das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases so gesteuert wird, daß es das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis nahe dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist.
Abgasemissions-Steuerungsvorrichtung für den Verbrennungsmotor (1) nach Anspruch 15, wobei die Freisetzungssteuereinrichtung aufweist: eine Grundauslaßtemperatur-Einstelleinrichtung (B32) zur Einstellung, als eine Grundauslaßtemperatur, der Temperatur, mit der Abgas aus der Verbrennungskammer (3) ausgestoßen werden sollte, wenn die Abgasreinigungseinheit die vorbestimmte hohe Temperatur (T₁) erreicht, und eine Sollauslaßtemperatur-Einstelleinrichtung (B40) zur Einstellung einer Sollauslaßtemperatur für Abgas, das aus der Verbrennungskammer (3) ausgestoßen wird, auf der Grundlage der Grundauslaßtemperatur, die durch die Grundauslaßtemperatur-Einstelleinrichtung eingestellt wird, und einer Differenz zwischen der vorbestimmten hohen Temperatur und der Temperatur, die durch den zweiten Temperatursensor (22) detektiert wird, und die Temperatur der Abgasreinigungseinheit auf der Grundlage einer Differenz zwischen der Sollauslaßtemperatur, die durch die Sollauslaßtemperatur-Einstelleinrichtung eingestellt wird, und der Temperatur regelt, die durch den ersten Temperatursensor (18) detektiert wird.
Abgasemissions-Steuerungsvorrichtung für den Verbrennungsmotor (1) nach Anspruch 15, wobei die Freisetzungssteuereinrichtung eine Grunddrosselklappenpositions-Einstelleinrichtung (B30) zur Einstellung einer Grunddrosselklappenposition für die Drosselklappe (5) gemäß eines Betriebszustands des Verbrennungsmotors (1) aufweist, und die Temperatur der Abgasreinigungseinheit regelt, indem sie die Grunddrosselklappenposition, die durch die Grunddrosselklappenpositions-Einstelleinrichtung eingestellt wird, auf der Grundlage einer Differenz zwischen der Sollauslaßtemperatur, die durch die Sollauslaßtemperatur-Einstelleinrichtung (B40) eingestellt wird, und der Temperatur korrigiert, die durch den ersten Temperatursensor (18) detektiert wird.
Abgasemissions-Steuerungsvorrichtung für den Verbrennungsmotor (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei der Verbrennungsmotor (1) ein Dieselmotor ist, und die Freisetzungssteuereinrichtung den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt verzögert, während das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases so gesteuert wird, daß es das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis nahe dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist.
Abgasemissions-Steuerungsvorrichtung für den Verbrennungsmotor (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei die Abgasreinigungseinheit einen Speicher-NO_x-Abgaskatalysator (20) aufweist, der in der Abgasanlage des Verbrennungsmotors (1) zum Speichern von NO_x, das im Abgas enthalten ist, wenn der Verbrennungsmotor (1) mit einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis betrieben wird, und zum Reduzieren des gespeicherten NO_x vorgesehen ist, wenn der Verbrennungsmotor (1) mit dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder einem fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis betrieben wird, der zweite Temperatursensor (22) so vorgesehen ist, daß er zur Detektion der Temperatur des Abgases, das in den Speicher-NO_x-Abgaskatalysator strömt, nahe dem Speicher-NO_x-Abgaskatalysator angeordnet ist, die Ablagerungsdetektionseinrichtung aus einer Schwefel-Ablagerungsdetektionseinrichtung zur Berechnung oder Detektion der Schwefelmenge besteht, die im Abgas enthalten und im Speicher-NO_x-Abgaskatalysator gespeichert und abgelagert wird, die Freisetzungssteuereinrichtung aus einer Schwefel-Freisetzungseinrichtung besteht, um dann, wenn die abgelagerte Schwefelmenge, die durch die Schwefel-Ablagerungsdetektionseinrichtung berechnet oder detektiert wird, eine vorbestimmte Menge erreicht, die Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators so zu regeln, daß sie die vorbestimmte hohe Temperatur (T₁) annimmt, wobei die Wärme des Abgases verwendet wird, das aus der Verbrennungskammer (3) ausgestoßen wird, und dann das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases so zu steuern, daß es das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder ein fettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, und den Speicher-NO_x-Abgaskatalysator auf der vorbestimmten hohen Temperatur zu halten, um dadurch den abgelagerten Schwefel freizusetzen, und die Schwefel-Freisetzungseinrichtung die Temperatur des Speicher-NO_x-Abgaskatalysators auf der Grundlage der Temperaturinformation aus dem ersten Temperatursensor (18) und dem zweiten Temperatursensor (22) so regelt, daß sie die vorbestimmte hohe Temperatur (T₁) annimmt.
Abgasemissions-Steuerungsvorrichtung für den Verbrennungsmotor (1) nach Anspruch 19, wobei die Drosselklappe (5) von der Schwefel-Freisetzungseinrichtung geregelt wird.
Abgasemissions-Steuerungsvorrichtung für den Verbrennungsmotor (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 20 dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasreinigungseinheit einen Filter (20') aufweist, der in der Abgasanlage des Verbrennungsmotors (1) zur Sammlung von Feststoffen vorgesehen ist, die im Abgas enthalten sind, der zweite Temperatursensor (22) so vorgesehen ist, daß er zur Detektion der Temperatur des Abgases, das in den Filter strömt, nahe dem Filter angeordnet ist, die Ablagerungsdetektionseinrichtung aus einer Feststoff-Ablagerungsdetektionseinrichtung zur Berechnung oder Detektion der Feststoffmenge besteht, die im Abgas enthalten und im Filter gesammelt und abgelagert wird, die Freisetzungssteuereinrichtung aus einer Zwangsregenerationseinrichtung besteht, um dann, wenn die abgelagerte Feststoffmenge, die durch die Feststoff-Ablagerungsdetektionseinrichtung berechnet oder detektiert wird, eine vorbestimmte Menge erreicht, die Temperatur des Filters so zu regeln, daß sie die vorbestimmte hohe Temperatur (T₁) annimmt, wobei die Wärme des Abgases verwendet wird, das aus der Verbrennungskammer (3) ausgestoßen wird, und dann das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases so zu steuern, daß es ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, das magerer als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, und den Filter auf der vorbestimmten hohen Temperatur zu halten, um dadurch die abgelagerten Feststoffe zu verbrennen und den Filter zu regenerieren, und die Zwangsregenerationseinrichtung die Temperatur des Filters auf der Grundlage der Temperaturinformation aus dem ersten Temperatursensor (18) und dem zweiten Temperatursensor (22) so regelt, daß sie die vorbestimmte hohe Temperatur (T₁) annimmt.
Abgasemissions-Steuerungsvorrichtung für den Verbrennungsmotor (1) nach Anspruch 21, wobei die Drosselklappe (5) von der Zwangsregenerationseinrichtung geregelt wird.
Abgasemissions-Steuerungsvorrichtung für den Verbrennungsmotor (1) nach Anspruch 21, wobei der Luftüberschußbetrag des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, das magerer als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist, 1,3 bis 1,5 beträgt.
Abgasemissions-Steuerungsvorrichtung für den Verbrennungsmotor (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 23, wobei die Sollauslaßtemperatur-Einstelleinrichtung die Sollauslaßtemperatur so einstellt, daß sie eine vorbestimmte Wärmebeständigkeit nicht überschreitet.
Abgasemissions-Steuerungsvorrichtung für den Verbrennungsmotor (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 24, wobei ein Turbolader (8) zur Turboaufladung von Ansaugluft in die Verbrennungskammer (3) so vorgesehen ist, daß er in der Abgasanlage und der Luftansauganlage enthalten ist, der erste Temperatursensor (18) so vorgesehen ist, daß er stromaufwärts des Turboladers (8) in der Abgasanlage zur Detektion der Temperatur des Abgases angeordnet ist, das aus der Verbrennungskammer (3) ausgestoßen wird und in den Turbolader (8) strömt, die Freisetzungssteuereinrichtung aufweist: eine Grundauslaßtemperatur-Einstelleinrichtung zur Einstellung, als eine Grundauslaßtemperatur, der Temperatur, mit der Abgas aus der Verbrennungskammer (3) ausgestoßen werden und in den Turbolader (8) strömen sollte, wenn die Abgasreinigungseinheit die vorbestimmte hohe Temperatur (T₁) erreicht hat, und eine Sollauslaßtemperatur-Einstelleinrichtung zur Einstellung einer Sollauslaßtemperatur für Abgas, das aus der Verbrennungskammer (3) ausgestoßen wird und in den Turbolader (8) strömt, auf der Grundlage der Grundauslaßtemperatur, die durch die Grundauslaßtemperatur-Einstelleinrichtung eingestellt wird, und einer Differenz zwischen der vorbestimmten hohen Temperatur und der Temperatur, die durch den zweiten Temperatursensor (22) detektiert wird, und die Temperatur der Abgasreinigungseinheit auf der Grundlage einer Differenz zwischen der Sollauslaßtemperatur, die durch die Sollauslaßtemperatur-Einstelleinrichtung eingestellt wird, und der Temperatur regelt, die durch den ersten Temperatursensor (18) detektiert wird.
Abgasemissions-Steuerungsvorrichtung für den Verbrennungsmotor (1) nach Anspruch 25, wobei die Sollauslaßtemperatur-Einstelleinrichtung die Sollauslaßtemperatur so einstellt, daß sie die Wärmebeständigkeiten des Turboladers (8) und der Abgasreinigungseinheit nicht überschreitet.
Abgasemissions-Steuerungsvorrichtung für den Verbrennungsmotor (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 26, wobei der Verbrennungsmotor (1) eine AGR-Vorrichtung aufweist, die einen AGR-Kanal (14), der eine Luftansauganlage und die Abgasanlage verbindet, und ein AGR-Ventil (16) zum öffnen und Schließen des AGR-Kanals aufweist, und die Freisetzungssteuereinrichtung die Temperatur der Abgasreinigungseinheit so regelt, daß sie die vorbestimmte hohe Temperatur (T₁) annimmt, indem das Öffnen/Schließen des AGR-Ventils gesteuert wird, während das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases so gesteuert wird, daß es das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis nahe dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist.
Abgasemissions-Steuerungsvorrichtung für den Verbrennungsmotor (1) nach Anspruch 27, wobei die Drosselklappe (5) so gesteuert wird, daß sie eine vorbestimmte reduzierte Öffnung aufweist, und indem das Öffnen/Schließen des AGR-Ventils gesteuert wird, während das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases so gesteuert wird, daß es das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis nahe dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist.