DE102004052272A1 - Katalysatoraufbereitungsverfahren - Google Patents

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Abstract

Ein Katalysatoraufbereitungsverfahren, das in der Lage ist, ein NOx-Reinigungsvermögen aufrecht zu erhalten, indem effizient SOx gelöst wird, welches in einem NOx-Katalysator eingechlossen ist, der in einem Abgassystem eines Verbrennungsmotors angeordnet ist. Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases in einer Kraftstoffzuführzeitspanne (DELTAt1) wird mit der Zunahme der Länge einer eingestellten Stoppzeitspanne (DELTAt2) fetter (C2) gemacht, als ein vorherbestimmtes fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis (C0). Innerhalb einer Stoppzeitspanne (DELTAt2) ist eine übermäßig magere Zeitspanne (DELTAt3) vorgesehen, in der das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases mit der Zunahme der Länge der Stoppzeitspanne (DELTAt2) höher (C3) wird, wobei eine Menge an zuzugebendem Reduktionsmittel erhöht wird, was folglich ermöglicht, eine ausreichende Menge an vom NOx-Katalysator gelöstem SOx sicherzustellen. Infolgedessen wird die Länge der Stoppzeitspanne (DELTAt2') verkürzt, so dass das im NOx-Katalysator eingeschlossene SOx effektiv gelöst werden kann.

Description

  • 1. Bereich der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufbereiten oder Regenerieren eines Katalysators.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Bisher sind mager-verbrennende Verbrennungsmotoren, wie beispielsweise Dieselmotoren oder dergleichen, die in der Lage sind, ein mageres Gemisch zu verbrennen, bekannt, die einen NOx-Speicherreduktionskatalysator (nachfolgend vereinfacht als NOx-Katalysator bezeichnet) in einem Abgassystem installiert haben.
  • Ein Kraftstoff, der in einem Verbrennungsmotor verwendet wird, kann Schwefelkomponenten enthalten und in diesem Fall enthält ein vom Verbrennungsmotor abgegebenes Abgas Schwefeloxide (SOx), die durch einen NOx-Speicherreduktionskatalysator, wie im Falle der Stickstoffoxide (NOx), absorbiert werden. Die Schwefeloxide (SOx), die in dem NOx-Speicherreduktionskatalysator absorbiert werden, können selbst in einem Zustand, bei dem Stickstoffoxide (NOx) von dem NOx-Speicherreduktionskatalysator gelöst werden können, nicht leicht gelöst werden. Wenn deshalb der Verbrennungsmotor fortwährend betrieben wird, findet eine sog. NOx-Vergiftung statt, in der Schwefeloxide (SOx) in dem NOx-Speicherreduktionskatalysator angesammelt werden.
  • Als Verfahren zum Verhindern oder Unterdrücken der SOx-Vergiftung ist ein Verfahren bekannt, das eine sog. NOx-Vergiftungsaufbereitungs-(oder Regenerier-)Steuerung durchführt, in der Schwefeloxide (SOx) von dem NOx- Speicherreduktionskatalysator gelöst werden, indem die Temperatur des NOx-Speicherreduktionskatalysators angehoben wird und gleichzeitig periodisch das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Abgases gleich zum stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis gemacht wird, das leicht fetter als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist (siehe beispielsweise ein erstes Patentdokument: offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. H06-88518 (JP H06-88518 A)).
  • Ferner sind die folgenden Patentdokumente bekannt und werden für die vorliegende Erfindung als relevant erachtet.
    • JP H11-107827 A
    • JP 2001-82137 A
  • Jedoch wird die Zeitspanne oder Dauer des Ausführens der SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung manchmal abhängig von Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors lange. Wenn beispielsweise als Motorbetriebsbedingung ein Zustand vorliegt, bei dem die Temperatur des Abgases hoch wird, wie in einem Zustand des Hochdrehzahlbetriebs, ist es erforderlich, eine SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung durchzuführen während ein übermäßiger Anstieg der Temperatur des NOx-Speicherreduktionskatalysators vermieden wird, so dass die Zeitspanne der Ausführung der SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung länger ist.
  • Da die Menge an Reduktionskomponenten, die durch den NOx-Speicherreduktionskatalysator zu oxidieren sind, zunimmt, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases fett gemacht wird, steigt die Temperatur des NOx-Speicherreduktionskatalysators leicht an und insbesondere wenn die Abgastemperatur hoch ist, steigt die Temperatur des NOx-Speicherreduktionskatalysators an.
  • Wenn dementsprechend die Abgastemperatur hoch ist, ist es erforderlich, einen übermäßigen Anstieg der Temperatur des NOx-Speicherreduktionskatalysators zu verhindern, indem die Zeitspanne verkürzt wird, für die das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases fett ist. Wenn die Zeitspanne verkürzt wird, in der das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases fett ist, wird es schwierig das SOx aus dem NOx-Speicherreduktionskatalysator zu lösen, mit dem Ergebnis, dass die Effizienz der SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung verringert wird.
  • Um des weiteren einen übermäßigen Anstieg der Temperatur des NOx-Speicherreduktionskatalysators zu verhindern oder zu unterdrücken, muss der NOx-Speicherreduktionskatalysator gekühlt werden, wobei das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases zuerst fett und dann mager gemacht wird. Wenn jedoch die Abgastemperatur hoch ist, nimmt die Wärmemenge, die von dem NOx-Speicherreduktionskatalysator zum Abgas übertragen wird, ab, somit wird es schwierig, die Temperatur des NOx-Speicherreduktionskatalysators abzusenken.
  • Wenn dementsprechend die Abgastemperatur hoch ist, ist es erforderlich, die Zeitspanne auszudehnen oder zu erhöhen, in der das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases mager ist, um den NOx-Speicherreduktionskatalysator in einem zufriedenstellenden Ausmaß zu kühlen. Wenn die Zeitspanne ausgedehnt wird, in der das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases mager ist, nimmt die Frequenz, mit der das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases fett gemacht wird, ab, und folglich nimmt die Effizienz der SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung dementsprechend ab.
    •
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der Umstände wie vorstehend beschrieben gemacht und dessen Aufgabe ist es, ein Katalysatoraufbereitungsverfahren bereitzustellen, das in der Lage ist, das in einem NOx-Speicherreduktionskatalysator absorbierte SOx zu veranlassen, sich davon in einer effizienten Art und Weise zu lösen, wodurch es ermöglicht wird, das NOx-Reinigungsvermögen des NOx-Speicherreduktionskatalysators auf einem angemessenen Niveau beizubehalten.
  • Um die vorstehende Aufgabe zu erreichen, verwendet die vorliegende Erfindung folgende Lösung.
  • Das heißt ein Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt in einem Verfahren zum Aufbereiten oder Regenerieren einer Schwefelvergiftung eines NOx-Speicherreduktionskatalysators durch Ausführen eines Fett-Schrittes, um ein Abgas, welches in einen NOx-Speicherreduktionskatalysator strömt, in eine Reduktionsatmosphäre zu bringen, und eines Mager-Schrittes, um eine Abgasströmung, welche in den NOx-Speicherreduktionskatalysator strömt, in einer alternierenden Art und Weise in eine Oxidationsatmosphäre zu bringen, wobei das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den NOx-Speicherkatalysator strömenden Abgases bei zumindest dem Fett-Schritt oder dem Mager-Schritt entsprechend der Länge von zumindest dem Fett-Schritt oder dem Mager-Schritt gesteuert wird.
  • Genauer wird ein Katalysatoraufbereitungsverfahren bereitgestellt mit einem Fett-Schritt, um ein Abgas, welches in einen NOx-Speicherreduktionskatalysator strömt, der in einem Abgaskanal eines mager-verbrennenden Verbrennungsmotors installiert ist, in eine Reduktionsatmosphäre zu bringen, wodurch die Temperatur des NOx-Speicherreduktionskatalysators angehoben wird, so dass Schwefeloxide, die in dem NOx-Speicherreduktionskatalysator eingeschlossen sind, gelöst werden; und das Verfahren stellt einen Mager-Schritt bereit, um die Abgasströmung, welche in den NOx-Speicherreduktionskatalysator strömt, in eine Oxidationsatmosphäre zu bringen, wodurch die Temperatur des NOx-Speicherreduktionskatalysators abgesenkt wird, die in dem Fett-Schritt angehoben wurde; und das Verfahren stell einen Aufbereitungsschritt bereit, um den Fett-Schritt und den Mager-Schritt in einer alternierenden Art und Weise auszuführen, wodurch die Schwefelvergiftung des NOx-Speicherreduktionskatalysators aufbereitet oder regeneriert wird; dabei wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, welches in den NOx-Speicherreduktionskatalysator strömt, in zumindest dem Fett-Schritt oder dem Mager-Schritt basierend auf der Länge von zumindest dem Fett-Schritt oder dem Mager-Schritt gesteuert.
  • Bevorzugterweise wird bei der SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung die Länge des Fett-Schrittes und/oder die Länge des Mager-Schrittes entsprechend mit Motorbetriebsbedingungen geändert. Um beispielsweise einen übermäßigen Anstieg der Temperatur des NOx-Speicherreduktionskatalysators zu verhindern, wenn die Motorbetriebsbedingung derart ist, dass die Abgastemperatur hoch wird, wird das Verhältnis der Länge des Fett-Schrittes zur Länge des Mager-Schrittes verringert (d. h. es wird zumindest die Ausdehnung (Erhöhung) des Mager-Schrittes oder die Verkürzung (Verringerung) des Fett-Schrittes ausgeführt).
  • Wenn erfindungsgemäß die Länge des Fett-Schrittes und/oder die Länge des Mager-Schrittes in dieser Art und Weise verändert wird, kann die Schwefelvergiftung des NOx-Speicherreduktionskatalysators effektiv aufbereitet oder regeneriert werden, indem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases im Fett-Schritt und/oder das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases im Mager-Schritt entsprechend des Veränderungsbetrags der Länge des Fett- und/oder Mager-Schrittes verändert wird.
  • Beispielsweise kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, welches in den NOx-Speicherreduktionskatalysator strömt im Fett-Schritt entsprechend zur Erhöhung der Länge des Mager-Schrittes und/oder der Verringerung der Länge des Fett-Schrittes niedriger gemacht werden. In diesem Fall kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases im Fett-Schritt abhängig von der Länge des Mager-Schrittes unmittelbar vor dem Fett-Schritt bestimmt werden.
  • Wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases im Fett-Schritt abnimmt während das Verhältnis der Länge des Fett-Schrittes zur Länge des Mager-Schrittes in dieser Art und Weise abnimmt, wird es schwierig, dass die Menge an vom NOx-Speicherreduktionskatalysator gelöstem SOx im Fett-Schritt abnimmt, selbst wenn die Länge des Fett-Schrittes kürzer wird. Selbst wenn infolgedessen die Länge des Fett-Schrittes verkürzt wird und/oder die Länge des Mager-Schrittes ausgedehnt wird, kann die Abnahme der Effizienz der SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung bis auf ein gewisses Niveau unterdrückt werden.
  • Hierbei ist zu beachten, dass in Betracht gezogen wurde, dass weißer Rauch erzeugt wird, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases übermäßig abgesenkt wird und folglich wurde das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases im Fett-Schritt nicht niedriger als ein vorherbestimmtes fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis gemacht. Im Gegensatz dazu fand der Erfinder der vorliegenden Anmeldung heraus, dass wenn der Fett-Schritt verkürzt wird und der Mager-Schritt ausgedehnt oder erhöht wird, die Erzeugung von weißem Rauch schwierig wird, selbst wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases im Fett-Schritt niedriger als das vorherbestimmte fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis gemacht wird. Deshalb selbst wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, welches in den NOx-Speicherreduktionskatalysator strömt, in dem Fett-Schritt entsprechend der erhöhten Länge des Mager-Schrittes oder der verringerten Länge des Fett-Schrittes abgesenkt wird, ist es möglich, die Abnahme der Effizienz der SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung zu unterdrücken während die Erzeugung von weißem Rauch unterdrückt wird.
  • Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, welches in dem Mager-Schritt in den NOx-Speicherreduktionskatalysator strömt, kann entsprechend mit der zunehmenden Länge des Magerschrittes oder der abnehmenden Länge des Fett-Schrittes erhöht werden. Wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases im Mager-Schritt auf diese Art und Weise angehoben wird, nimmt die Oxidationsreaktionswärme, die in dem NOx-Speicherreduktionskatalysator erzeugt wird, ab, so dass die Temperatur des NOx-Speicherreduktionskatalysators leicht abfällt. Infolgedessen kann die Länge des Mager-Schrittes verkürzt werden, so dass die Frequenz, mit der das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases fett gemacht wird, zunimmt, wodurch es ermöglicht wird, die Reduktion der Effizienz der SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung zu verringern.
  • Als Verfahren zum Anheben des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases im Mager-Schritt kann beispielsweise ein Verfahren des Verringerns der Menge an in den Verbrennungsmotor eingespritztem Kraftstoff, ein Verfahren des Verringerns der Menge an Reduktionsmittel, welches zum Abgas an einer Stelle hinzugefügt wird, die stromaufwärts des Einschlussreduktions-NOx-Katalysators ist, ein Verfahren des Erhöhens der Menge an Ansaugluft, die zum Verbrennungsmotor zugeführt wird, ein Verfahren des Zuführens von Sekundärluft zum Abgas an einer Stelle stromaufwärts des Einschlussreduktions-NOx-Katalysators, ein Verfahren des Verringerns der Menge an rückgeführtem Abgas (EGR) usw., verwendet werden.
  • Bei den vorstehend genannten Verfahren, dem Verfahren des Erhöhens der Menge an Ansaugluft, die zum Verbrennungsmotor zugeführt wird, dem Verfahren des Zuführens von Sekundärluft zum Abgas an eine Stelle stromaufwärts des Einschlussreduktions-NOx-Katalysators und des Verfahrens der Verringerung der Menge an EGR-Gas, nimmt die Hitze oder thermische Kapazität des Abgases, welches in den NOx-Speicherkatalysator strömt, zu, und folglich fällt die Temperatur des NOx-Speicherreduktionskatalysators viel leichter ab.
  • Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases im Mager-Schritt kann im gesamten Zeitraum des Mager-Schrittes oder in einem Teil des Zeitraums des Mager-Schrittes angehoben werden.
  • Übrigens, wenn die SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung ausgeführt wird, kann die Menge an Abgas, welches in den NOx-Speicherreduktionskatalysator strömt, begrenzt werden (verringert). Dies ist darin begründet, dass wenn die Menge an Abgas, welches in den NOx-Speicherreduktionskatalysator strömt, begrenzt ist, es möglich ist, die Menge an Kraftstoff und/oder die Menge an Reduktionsmittel, welches erforderlich ist, zu verringern, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases im Fett-Schritt abzusenken.
  • In den Fällen, wo die vorliegende Erfindung bei einem Verbrennungsmotor verwendet wird, indem die Menge an Abgas während der Ausführung der SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung begrenzt wird, kann die Begrenzung der Menge an Abgas in zumindest einem Teil des Mager-Schrittes aufgehoben oder gelöst werden. In diesem Fall nimmt die thermische Kapazität des Abgases, welches in den NOx-Speicherreduktionskatalysator strömt, zu, so dass sich die Temperatur des NOx-Speicherreduktionskatalysators in kurzer Zeit absenken kann. Dementsprechend kann die Länge des Mager-Schrittes verkürzt werden, und folglich kann die Frequenz, mit der das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases fett gemacht wird, erhöht werden. Infolgedessen kann die Betriebszeit der SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung verkürzt werden. Hierbei ist zu beachten, dass der Aufhebung der Begrenzung der Abgasmengen im Mager-Schritt unberücksichtigt der Länge des Fett-Schrittes oder des Mager-Schrittes ausgeführt werden kann.
  • Die vorstehend genannten verschiedenen Konfigurationen können in jeder möglichen Kombination verwendet werden.
  • Erfindungsgemäß ist es möglich, ein NOx-Reinigungsvermögen des NOx-Katalysators beizubehalten, indem effektiv das SOx, das in dem NOx-Katalysator in dem Abgassystem des Verbrennungsmotors eingeschlossen ist, gelöst wird.
    •
  • Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden leichter jenen, die mit dem Stand der Technik vertraut sind, aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung in Zusammenschau mit den beigefügten Zeichnungen leichter ersichtlich.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische Darstellung, welche einen Verbrennungsmotor darstellt, bei dem ein Katalysatoraufbereitungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • 2 ist ein Zeitdiagramm, welches ein Ventilöffnungsbefehlssignal zum Öffnen eines Reduktionsmittelzugabeventils im Zuge der Ausführung der SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt.
  • 3 ist ein Zeitdiagramm, welches auf der gleichen Zeitachse die Veränderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines Abgases, welches in einen NOx-Katalysator strömt und die Veränderung der Temperatur des NOx-Katalysators darstellt, wenn ein zuzuführendes Reduktionsmittel im Zuge der Ausführung der SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung gesteuert wird.
  • 4 ist ein Zeitdiagramm, welches auf der gleichen Achse die Veränderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines Abgases, welches in einen NOx-Katalysator strömt und die Temperaturveränderung des NOx-Katalysators darstellt, wenn ein zuzuführendes Reduktionsmittel im Zuge der Ausführung der SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gesteuert wird.
  • 5A und 5B sind Zeitdiagramme zum Vergleich zwischen den jeweiligen Veränderungen der Luft-Kraftstoff-Verhältnisse der Abgase, welche bei der Reduktionsmittelzugabesteuerung in die NOx-Katalysatoren strömen, die in 3 und 4 dargestellt sind, im Zuge der Ausführung der SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung.
  • 6 ist ein Flussdiagramm, welches jeweils die Prozedur (Routine) der Ausführung der Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung, die in der SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung gemäß dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel durchgeführt wird, dargestellt.
  • 7 ist ein Flussdiagramm, welches die Prozedur (Routine) der Ausführung der Reduktionsmittelzugabesteuerung, die in der SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung gemäß dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel durchgeführt wird, darstellt.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Nun werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nachfolgend detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • 1 ist eine Ansicht, welche den schematischen Aufbau eines Verbrennungsmotors veranschaulicht, bei dem die vorliegende Erfindung verwendet wird. Der Verbrennungsmotor, der im Allgemeinen mit Bezugsnummer 1 in 1 gekennzeichnet ist, ist ein Vierzylinderreihendieselmotor, der als seine Hauptkomponenten ein Kraftstoffzuführsystem 10, ein in jedem Zylinder definierten Brennraum 20, ein Ansaugsystem 30, ein Abgassystem 40, usw. aufweist.
  • Das Kraftstoffzuführsystem 10 hat eine Kraftstoffzuführpumpe 11, einen Common-Rail (gemeinsame Kraftstoffleitung) 12, Kraftstoffeinspritzventile 13, ein Absperrventil 14, ein Dosierventil 15, ein Reduktionsmittelzugabeventil 16, einen Motorkraftstoffkanal P1, einen Kraftstoffzugabekanal P2, usw.
  • Die Kraftstoffzuführpumpe 11 dient dazu, Kraftstoff von einem Kraftstofftank (nicht dargestellt) anzusaugen, und zu dem Common-Rail 12 über den Motorkraftstoffkanal P1 zuzuführen während der Kraftstoff, der so angesaugt wird, druckbeaufschlagt wird. Der Common-Rail 12 dient dazu, den von der Kraftstoffzuführpumpe 11 dorthin zugeführten Kraftstoff auf einem vorherbestimmten Druck zu halten (Druckspeicherung) und den so druckbeaufschlagten Kraftstoff an die entsprechenden Kraftstoffeinspritzventile 13 zu verteilen. Die Kraftstoffeinspritzventile 13 sind in der Form von Elektromagnetventilen von denen jedes eine Elektromagnetspule (nicht dargestellt) enthält und die so gesteuert werden, dass sie bei einer geeigneten Zeit öffnen, um Kraftstoff an die entsprechenden Brennräume 20 durch Kraftstoffeinspritzen zuzuführen.
  • Außerdem führt die Kraftstoffzuführpumpe 11 einen Teil des vom Kraftstofftank angesaugten Kraftstoffs zum Reduktionsmittelzuführventil 16 über den Kraftstoffzuführkanal P2 zu. Das Absperrventil 14 und das Dosierventil 15 sind auf dem Kraftstoffzuführkanal P2 in dieser Reihenfolge von der Kraftstoffzuführpumpe 11 zum Reduktionsmittelzugabeventil 16 installiert. Das Absperrventil 14 dient dazu, den Kraftstoffzugabekanal P2 abzusperren oder zu unterbrechen. Das Dosierventil 15 dient dazu, den Druck PG des Kraftstoffs (Kraftstoffdruck), der zum Reduktionsmittelzugabeventil 16 zugeführt wird, einzustellen. Das Reduktionsmittelzugabeventil 16 wird aus einem Elektromagnetventil mit einer Elektromagnetspule (nicht dargestellt), die darin, wie in dem Fall der Kraftstoffeinspritzventile 13, eingebaut ist, gebildet und dient dazu Kraftstoff als Reduktionsmittel zum Abgassystem 40 an einer Stelle stromaufwärts des NOx-Katalysators 41 zuzuführen.
  • Das Ansaugsystem 30 dient dazu, einen Kanal (Ansaugkanal) zum Ansaugen von Luft, die an die entsprechenden Brennräume 20 zugeführt wird, auszubilden, wohingegen das Abgassystem 40 dazu dient, einen Kanal (Abgaskanal) bereitzustellen, um die Abgase von den entsprechenden Brennräumen 20 auszustoßen.
  • Ein Drosselventil 31, das im Ansaugsystem 30 installiert ist, ist in der Form eines elektronisch gesteuerten Öffnungs- und Schließventils, dessen Öffnungsgrad in einer stufenlosen Art und Weise einstellbar ist und das eine Funktion hat, unter vorherbestimmten Bedingungen die Strömungsfläche des Ansaugkanals zum Ansaugen von Luft, welche dort hindurch führt, zu verändern, und dabei die Menge (Strömungsrate) der Ansaugluft, die an die entsprechenden Brennräume 20 zuzuführen ist, einzustellen.
  • Das Ansaugsystem 30 und das Abgassystem 40 sind miteinander über einen Abgasrückführkanal (EGR-Kanal) 50 verbunden angeordnet. Am EGR-Kanal 50 sind ein Abgasrückführventil (EGR-Ventil) 51 zum Einstellen der Strömungsrate des Abgases (EGR-Gas), welches durch den EGR-Kanal 50 strömt, und ein Abgasrückführkühler (EGR-Kühler) 52 zum Kühlen des durch den EGR-Kanal 50 strömenden Abgases.
  • Der NOx-Katalysator 41 ist am Abgassystem 40 an einer Stelle stromabwärts dessen Verbindungsabschnitt mit dem EGR-Kanal 50 installiert. Dieser Katalysator 41 ist in der Form eines NOx-Speicherreduktionskatalysators (nachfolgend als NOx-Katalysator 41 bezeichnet).
  • Zusätzlich sind verschiedene Bauarten an Sensoren am Verbrennungsmotor 1 montiert. Beispielsweise ist ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis (A/F)-Sensor 41 am Abgassystem 40 an einer Stelle stromaufwärts des NOx-Katalysators 41 installiert. Ein Abgastemperatursensor 62 ist an einem Einlassabschnitt des NOx-Katalysators 41 angeordnet, von wo die Abgase, welche von den entsprechenden Brennräumen 20 ausgestoßen werden, in den NOx-Katalysator 41 strömen. Ein NOx-Sensor 63 ist an dem Abgassystem 40 stromabwärts des NOx-Katalysators 41 installiert. Diese verschiedenen Bauarten an Sensoren sind elektrisch mit einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 60 verbunden.
  • Die ECU 60 ist in der Form einer arithmetisch-logischen Einheit mit einer CPU, einem ROM (Nur-Lese-Speicher), einem RAM (Schreib- und Lesespeicher), einem Unterstützungs-RAM, einem Taktgeber und dergleichen. Die ECU 60 dient zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzventile 13, des EGR-Ventils 51, des Drosselventils 31 und dergleichen basierend auf Erfassungssignalen der verschiedenen Bauarten an Sensoren.
  • Beispielsweise führt die ECU 60 eine Kraftstoffeinspritzsteuerung auf der Basis der Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors 1 durch, die von den Erfassungssignalen der verschiedenen Bauarten an Sensoren erhalten werden. In diesem Ausführungsbeispiel bedeutet die Kraftstoffeinspritzsteuerung eine Serie an Prozessen zum Ausführen des Einspritzens von Kraftstoff in die entsprechenden Brennräume 20 mittels der entsprechenden Kraftstoffeinspritzventile 13, einschließlich dem Einstellen von Parametern, wie beispielsweise der Kraftstoffeinspritzmenge Q, der Einspritzzeit, dem Einspritzmuster, usw. und das Ausführen der Öffnungs- und Schließbetätigungen der einzelnen Kraftstoffeinspritzventile 13 basierend auf den so eingestellten Parametern.
  • Die ECU 60 führt wiederholt solch eine Serie an Prozessen in vorherbestimmten Zeitintervallen während dem Betrieb des Verbrennungsmotors 1 aus. Die Menge der Kraftstoffeinspritzung Q und die Einspritzzeit werden im Wesentlichen auf der Basis des Niederdrückbetrags ACE eines Gaspedals (nicht dargestellt) und der Anzahl an Umdrehungen pro Minute NE des Verbrennungsmotors 1 bestimmt.
  • Außerdem steuert die ECU 60 den Verbrennungsmotor 1, so dass er Abgabeleistung erzeugt, indem Krafteinspritzen (Haupteinspritzen) an einem Punkt nahe des oberen Kompressionstotpunktes durchgeführt wird. Zusätzlich führt ECU 60 Hilfseinspritzen, wie beispielsweise Nacheinspritzen durch, bei dem Kraftstoff separat vom Haupteinspritzen während dem Auslasstakt oder während dem Expansionstakt eingespritzt wird oder führt Vigom-Einspritzen durch, bei dem Kraftstoff separat vom Haupteinspritzen an einem Punkt nahe des oberen Totpunktes des Einlasstaktes oder des Auslasstaktes eingespritzt wird.
  • Bei dem Nacheinspritzen strömt der Kraftstoff, der während dem Auslasstakt oder während dem Expansionstakt eingespritzt wird, in den NOx-Katalysator 41 als unverbrannter Kraftstoff und wird dort unter der Wirkung des NOx-Katalysators 41 oxidiert, so dass die Wärme (Oxidationsreaktionswärme), die auf die Oxidation des unverbrannten Kraftstoffes hin erzeugt wird, dazu dient, die Temperatur des NOx-Katalysators 41 anzuheben.
  • Beim Vigom-Einspritzen wird der Kraftstoff, der an einem Punkt nahe des oberen Totpunktes des Einlasstaktes oder des Auslasstaktes eingespritzt wurde, beim nachfolgenden Takt verdampft, so dass er leicht entzündbar ist, was für eine stabile Verbrennung sorgt. Somit kann die Zeit zum Haupteinspritzen verzögert werden. Wenn das Haupteinspritzen in dieser Art und Weise verzögert wird, steigt die thermische Energie, die von dem Verbrennungsmotor 1 ausgestoßen wird, zusammen mit dem Abgas an, so dass die Abgastemperatur dementsprechend angehoben wird. Infolgedessen empfängt der NOx-Katalysator 41 die Wärme des Abgases und seine Temperatur wird angehoben. Wenn zusätzlich die Zeitsteuerung des Haupteinspritzens verzögert wird, steigt der unverbrannte Kraftstoff, der im Abgas enthalten ist, an und wird in dem NOx-Katalysator 41 oxidiert, so dass die Wärme, die auf die Oxidation des unverbrannten Kraftstoffes hin erzeugt wird, ebenfalls zum Anheben der Temperatur des NOx-Katalysators 41 wirkt.
  • Des weiteren führt die ECU 60 eine Abgasrückführsteuerung (EGR-Steuerung) auf der Basis von Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors 1 durch, die von den Erfassungssignalen verschiedener Bauarten an Sensoren erhalten werden. In diesem Ausführungsbeispiel bedeutet EGR-Steuerung einen Prozess, der die EGR-Ventile 51 in einer Art und Weise steuert, so dass die Strömungsrate des durch den EGR-Kanal 50 hindurch führenden Gases eingestellt wird, d. h. die Strömungsrate des Abgases, welches vom Abgassystem 40 zum Ansaugsystem 30 zurückgeführt wird.
  • Ein Zielbetrag der Öffnung des EGR-Ventils 51 wird im Allgemeinen auf der Basis der Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors 1 bestimmt, wie beispielsweise der Last, der Anzahl an Umdrehungen pro Minute des Motors, usw. Die ECU 60 aktualisiert diesen Zielbetrag der Ventilöffnung zu vorherbestimmten Zeitintervallen wenn der Verbrennungsmotor betrieben wird. Das EGR-Ventil 51 wird so gesteuert, dass der tatsächliche Öffnungsbetrag des EGR-Ventils 51 mit dem aktualisierten Zielbetrag der Ventilöffnung übereinstimmt.
  • Die ECU 60 kann die gleiche Wirkung bereitstellen, wie jene, die durch das vorstehend erwähnte Hilfseinspritzen durch Hinzugabe von Kraftstoff vom Reduktionsmittelzugabeventil 16 zum Abgassystem 40 erhalten wird, bereitstellen. In diesem Fall stellt die ECU 60 die Menge an Kraftstoff, die vom Reduktionsmittelzugabeventil 16 zum Abgassystem 40 zugegeben wird, ein, indem der Öffnungsgrad des Dosierventils 15 eingestellt wird.
  • Der Kraftstoff, der vom Reduktionsmittelzugabeventil 16 zum Abgassystem 40 zugegeben wird, hat die Tendenz, leicht im Polymerzustand beibehalten zu werden und ungleichmäßig verteilt zu werden, verglichen mit dem Kraftstoff, der durch Hilfseinspritzen zugeführt wird und hat folglich den Vorteil, dass Reaktionen im NOx-Katalysator 41 vorangetrieben werden. Zusätzlich hat die Zugabe von Kraftstoff durch das Reduktionsmittelzugabeventil 16 auch den anderen Vorteil, dass die Freiheitsgrade der Menge an Kraftstoff, die auf einmal zugegeben werden können sowie die Zeitsteuerung der Zugabe von Kraftstoff größer sind, wie im Falle des Kraftstoff-Hilfseinspritzens.
  • Nun wird zum Betrieb des NOx-Katalysators 41 Bezug genommen. Der NOx-Katalysator 41 ist aus einem porösen Material, wie beispielsweise Cordierit ausgebildet und hat insbesondere einen Träger, der aus Aluminiumoxid (Al2O3) hergestellt ist, wobei zumindest ein erstes Bestandteilselement auf dem Träger unterstützt wird und aus der Gruppe der Alkalimetalle, wie Kalium (K), Natrium (Na), Lithium (Li), Cäsium (Cs) und dergleichen, Erdalkali, wie Barium (Ba), Kalzium (Ca) und dergleichen und der seltenen Erde, wie Lanthan (La), Yttrium (Y) und dergleichen ausgewählt wird und ein zweites Bestandteilselement ebenfalls auf dem Träger unterstützt wird und aus einem Edelmetall hergestellt ist, wie Platin (Pt) oder dergleichen, das als Oxidationskatalysator wirkt (Edelmetallkatalysator).
  • Der NOx-Katalysator 41, der auf diese Weise aufgebaut ist, schließt (absorbiert und/oder adsorbiert) das im Abgas enthaltene NOx ein, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, wohingegen er das darin eingeschlossene NOx zum Abgas löst, so dass es reduziert wird, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist.
  • Wenn der Verbrennungsmotor 1 in einem Magerverbrennungsbetriebszustand betrieben wird, wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases, welches vom Verbrennungsmotor 1 ausgestoßen wird, eine magere Atmosphäre (oxidative Atmosphäre) und folglich wird das im Abgas enthaltene NOx im NOx-Katalysator 41 eingeschlossen. Wenn der Magerverbrennungsbetrieb des Verbrennungsmotors 1 für eine ausgedehnte Zeitspanne fortgeführt wird, ist das NOx-Einschlussvermögen des NOx-Katalysators 41 gesättigt, so dass das im Abgas enthaltene NOx in die Atmosphäre gelöst wird, ohne dass es durch den NOx-Katalysator 41 eingeschlossen wird.
  • Insbesondere in dem Fall, in dem der Verbrennungsmotor 1 ein Dieselmotor ist, wird er so betrieben, dass er durch die Verbrennung eines Gemisches eines mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im größten Teil des Motorbetriebsbereichs läuft. Dementsprechend wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis im größten Teil des Motorbetriebsbereichs. Wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis im größten Teil des Motorbetriebsbereichs wird, wird das NOx-Einschlussvermögen des NOx-Katalysators 41 leicht gesättigt. In diesem Zusammenhang ist zu beachten, dass das magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis, auf das hierbei Bezug genommen wird, einem Bereich des A/F (Luft-Kraftstoff-Verhältnis) beschreibt, der im Dieselmotor beispielsweise gleich 20–50 ist, in dem NOx nicht durch einen Drei-Wege-Katalysator gereinigt werden kann.
  • Wenn dementsprechend der Verbrennungsmotor 1 im Magerverbrennungsbetrieb ist, ist es erforderlich, die Sauerstoffkonzentration des Abgases, welches in den NOx-Katalysator 41 strömt, abzusenken und gleichzeitig die Konzentration des Reduktionsmittels zu erhöhen, wodurch das in dem NOx-Katalysator 41 eingeschlossene NOx verringert wird, bevor das NOx-Einschlussvermögen des NOx-Katalysators 41 gesättigt ist. Somit führt die ECU 60 eine fette Pulssteuerung aus, die dazu dient, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den NOx-Katalysator 41 strömenden Abgases in einer pulsartigen Art und Weise (für eine kurze Zeit) in einem kurzen Zyklus in ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu bringen.
  • Bei der fetten Pulssteuerung bestimmt die ECU 60 bei vorherbestimmten Zeitspannen, ob eine Bedingung für die Ausführung der fetten Pulssteuerung anhält. Als solch eine Bedingung für die Ausführung der fetten Pulssteuerung werden beispielhaft die folgenden Bedingungen aufgezählt. Dies wären: der NOx-Katalysator 20 ist im aktiven Zustand; der Wert des Ausgabesignals des Abgastemperatursensors 62 ist niedriger oder gleich einer vorherbestimmten Obergrenze; und die SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung wird nicht ausgeführt.
  • Wenn bestimmt wird, dass die Bedingung für das Ausführen der fetten Pulssteuerung wie vorstehend erwähnt beibehalten wird, führt die ECU 60 eine Steuerung derart durch, dass sie das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den NOx-Katalysator 41 strömenden Abgases zeitweilig fett macht, indem Kraftstoff von dem Reduktionsmittelzugabeventil 16 zum Abgas in einer pulsartigen Art und Weise zugeführt wird. Wenn somit das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases zeitweilig ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird, kann das im NOx-Katalysator 41 eingeschlossene NOx reduziert werden.
  • Zu der Zeit, wenn die fette Pulssteuerung ausgeführt wird, wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den NOx-Katalysator 41 strömenden Abgases abwechselnd und wiederholt ein „magerer" Zustand und ein „fetter" Zustand in einem relativ kurzen Zyklus. Infolgedessen wiederholt der NOx-Katalysator 41 abwechselnd und wiederholt das Einschließen und Lösen (Reduktion) des NOx, so dass das NOx-Einschlussvermögen des NOx-Katalysators 41 nicht leicht gesättigt wird.
  • Der NOx-Katalysator 41 schließt die Schwefeloxide (SOx), die im Abgas enthalten sind, gemäß demselben Mechanismus wie im Falle des NOx ein. Während die Einschlussmenge des SOx ansteigt, findet die Schwefelvergiftung (SOx- Vergiftung) statt, bei der das NOx-Einschlussvermögen des NOx-Katalysators verringert wird.
  • Wenn die SOx-Vergiftung im NOx-Katalysator 41 in dieser Art und Weise auftritt, wird das NOx-Einschlussvermögen leicht gesättigt, so dass die Möglichkeit besteht, dass das im Abgas enthaltene NOx in die Atmosphäre gelöst wird, ohne durch den NOx-Katalysator 41 gereinigt zu werden.
  • In dem Fall, bei dem der NOx-Katalysator 41 an der SOx-Vergiftung leidet, führt die ECU 60 die SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung durch. Bei der SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung führt die ECU 60 die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung zum Anheben der Temperatur des NOx-Katalysators 41 auf eine vorherbestimmte Temperatur (beispielsweise ungefähr 600–650°C) durch. Nachdem der NOx-Katalysator 41 auf die vorherbestimmte Temperatur angestiegen ist, wird eine große Menge an Reduktionskomponenten zum NOx-Katalysator 41 zugeführt. Gemäß der SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung, die in dieser Art und Weise durchgeführt wird, wird der NOx-Katalysator 41 einer Hochtemperatur- und Fett-Kraftstoff-Atmosphäre ausgesetzt, so dass das im NOx-Katalysator 41 eingeschlossene SOx gelöst und gereinigt wird.
  • Die ECU 60 führt entweder das vorstehend erwähnte Hilfseinspritzen oder die Kraftstoffzuführsteuerung als Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung durch. Wenn insbesondere die Temperatur des NOx-Katalysators 41 auf die vorherbestimmte Temperatur unter der Steuerung der Katalysatortemperatur angehoben wurde, wird die Reduktionsmittelzugabesteuerung durchgeführt. Bei dieser Reduktionsmittelzugabesteuerung wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den NOx-Katalysator 41 strömenden Abgases fett gemacht, indem Kraftstoff vom Reduktionsmittelzugabeventil 16 zum Abgas zugegeben wird.
  • Hierbei ist zu beachten, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases gemäß der Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung wie vorstehend erwähnt bis zu einem gewissen Ausmaß abgesenkt wird, aber es ist zu bevorzugen, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases (z. B. das Luft-Kraftstoff-Verhältnis = 20) weiter abzusenken, indem der Öffnungsgrad des Drosselventils 31 verringert wird. Somit ist bei der Reduktionsmittelzugabesteuerung möglich, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases in ein gewünschtes fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu bringen, während die Menge an Kraftstoff, die vom Reduktionsmittelzugabeventil 16 zugegeben wird, bis zu einem Minimum unterdrückt wird.
  • Das Reduktionsmittel, welches gemäß der Reduktionsmittelzugabesteuerung zum Abgas zugeführt wird, wirkt derart, dass es einerseits das im NOx-Katalysator 41 eingeschlossene SOx reduziert und des weiteren andererseits die Temperatur des NOx-Katalysators 41 anhebt. Wenn weiterhin Reduktionsmittel zugegeben wird, nachdem die Temperatur des NOx-Katalysators 41 die vorherbestimmte Temperatur erreicht hat, besteht die Möglichkeit, dass die Temperatur des NOx-Katalysators 41 übermäßig angehoben werden könnte.
  • Um mit solch einer Situation fertig zu werden, führt die ECU 60 mit Unterbrechungen eine Fett-Steuerung durch, in der mit Unterbrechungen Kraftstoff vom Reduktionsmittelzugabeventil 16 in der Reduktionsmittelzugabesteuerung zugegeben wird. In diesem Fall wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den NOx-Katalysator 41 strömenden Abgases wiederholt und abwechselnd ein fetter Zustand und ein magerer Zustand. Wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases fett wird, wird das im NOx-Katalysator 41 eingeschlossene SOx gelöst und gereinigt und gleichzeitig die Temperatur des NOx-Katalysators 41 durch die Oxidationsreaktionswärme des Kraftstoffs angehoben, wohingegen wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases mager wird, wird die Wärme des NOx-Katalysators 41 zum Abgas übertragen, so dass die Temperatur des NOx-Katalysators 41 dementsprechend verringert wird.
  • Während das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases den fetten Zustand und den mageren Zustand in dieser Art und Weise bei der Reduktionsmittelzugabesteuerung abwechselnd wiederholt, wiederholt der NOx-Katalysator 41 einen Temperaturanstieg und einen Temperaturabfall, wobei es möglich ist, die SOx-Vergiftung aufzubereiten oder zu regenerieren, während ein übermäßiger Anstieg der Temperatur des NOx-Katalysators 41 unterdrückt wird.
  • 2 ist ein Beispiel eines Zeitdiagramms, welches eine Befehlsignal-(Ventilöffnungsbefehlsignal)-Ausgabe von der ECU 60 zum Reduktionsmittelzugabeventil 16 während dem Ausführen der SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung in diesem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. 3 ist ein Beispiel eines Zeitdiagramms, welches die Veränderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des in den NOx-Katalysator 41 einströmenden Abgases und die Veränderung der Temperatur des NOx-Katalysators 41 während der Reduktionsmittelzugabesteuerung im Zuge des Ausführens der SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung auf der gleichen Zeitachse darstellt. Hierbei ist zu beachten, dass in 3 die Temperaturen T1 und T2 einem vorherbestimmten Temperaturbereich (beispielsweise ungefähr 600–650°C) entsprechen, zu dem die Temperatur des NOx-Katalysators 41 gemäß der Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung angehoben wird und die Temperatur T3 entspricht einer oberen Grenztemperatur (beispielsweise 700°C) bei der nicht die Befürchtung besteht, dass die Funktion des NOx-Katalysators aufgrund Überhitzens beeinträchtigt wird.
  • Wenn in 2 die Temperatur des NOx-Katalysators 41 die vorherbestimmte Temperatur ist (ungefähr 600–650°C), gibt die ECU 60 mit Unterbrechungen ein Ventilöffnungsbefehlssignal aus, um das Reduktionsmittelzugabeventil 16 über eine vorherbestimmte Kraftstoffzuführzeitspanne Δt1 zu öffnen. Die Kraftstoffzuführzeitspanne Δt1 entspricht einem Fett-Schritt in der vorliegenden Erfindung.
  • In diesem Fall wird das Reduktionsmittelzugabeventil 16 derart gesteuert, dass es zerstäubten Kraftstoff mit Unterbrechungen einspritzt, so dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den NOx-Katalysator 41 einströmenden Abgases fett wird. Zu diesem Zeitpunkt steuert die ECU 60 das Reduktionsmittelzugabeventil 16 und das Dosierventil 15, so dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases in ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis gebracht wird (CO in 3 dargestellt, z. B. Luft-Kraftstoff-Verhältnis = 14,2).
  • Nachfolgend hält die ECU 60 die Ausgabe des Ventilöffnungsbefehlssignals über eine vorherbestimmte Stopp- oder Leerlaufzeitspanne Δt2 an, so dass die Überhitzung des NOx-Katalysators 41 unterdrückt wird. Die Stoppzeitspanne Δt2 entspricht einem Magerschritt in der vorliegenden Erfindung.
  • In diesem Fall gibt das Reduktionsmittelzugabeventil 16 nicht Kraftstoff zum Abgas hinzu, so dass das Luft- Kraftstoff-Verhältnis des in den NOx-Katalysator 41 strömenden Abgases mager wird.
  • Wenn somit die ECU 16 abwechselnd den Fett-Schritt und den Mager-Schritt ausführt, wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases abwechselnd und wiederholt ein fetter Zustand und ein magerer Zustand, wie in 3 dargestellt und die Temperatur des NOx-Katalysators 41 kommt abwechselnd und wiederholt zu einem Temperaturanstieg und einem Temperaturabfall entsprechend zur Wiederholung des Fett-Schrittes und des Mager-Schrittes, obwohl eine Ansprechverzögerung bezüglich der Betätigung des Reduktionsmittelzugabeventils 16 verursacht wird.
  • Als nächstes wird zu dem Fall Bezug genommen, bei dem die SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung ausgeführt wird, wenn der Verbrennungsmotor 1 bei hoher Drehzahl betrieben wird. 4 ist ein Beispiel eines Zeitdiagramms, welches die Veränderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des in den NOx-Katalysator 41 strömenden Abgases und die Veränderung der Temperatur des NOx-Katalysators 41 während der Reduktionsmittelzugabesteuerung im Zuge der Ausführung der SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung gemäß diesem Ausführungsbeispiel auf der gleichen Zeitachse veranschaulicht, wie in 3.
  • Zur Zeit des Hochgeschwindigkeitsbetriebs des Motors 1 wird die Temperatur des Abgases des Verbrennungsmotors hoch, so dass die Temperatur des NOx-Katalysators ebenfalls hoch wird. Da zusätzlich die Menge an Abgas, welches vom Verbrennungsmotor 1 ausgestoßen wird, bei dessen Hochdrehzahlbetrieb zunimmt, ist eine große Menge an Reduktionsmittel (Kraftstoff) erforderlich, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den NOx-Katalysator strömenden Abgases in das vorherbestimmte fette Luft-Kraftstoff- Verhältnis zu bringen. Während die große Menge an Reduktionsmittel zum NOx-Katalysator 41 zugeführt wird, nimmt die im NOx-Katalysator 41 erzeugte Oxidationsreaktionswärme zu. Dementsprechend steigt die Temperatur des NOx-Katalysators 41 leicht an aber fällt nicht leicht ab, wenn die SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung während des Hochdrehzahlbetriebs des Motors 1 ausgeführt wird.
  • Wenn folglich die SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung während dem Hochgeschwindigkeitsbetrieb ausgeführt wird, ist es erforderlich, die Kraftstoffzuführzeitspanne Δt1 zu verkürzen, sowie die Stoppzeitspanne Δt2 zu verlängern im Vergleich mit dem Fall, bei dem die SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung während dem normalen Betrieb (mittlerer Geschwindigkeitsbetrieb, niedriger Geschwindigkeitsbetrieb oder Leerlaufbetrieb usw.) des Motors 1 ausgeführt wird.
  • Beispielsweise setzt die ECU 60 die Kraftstoffzuführzeitspanne Δt1 auf 7 sec und die Stoppzeitspanne Δt2 auf 8 sec, wenn die SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung während dem Normalbetrieb des Motors 1 durchgeführt wird, wohingegen sie die Kraftstoffzuführzeitspanne Δt1 auf 4 sec und die Stoppzeitspanne Δt2 auf 34 sec setzt, wenn die SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung während dem Hochgeschwindigkeitsbetrieb des Motors 1 durchgeführt wird. Die Kraftstoffzuführzeitspanne Δt1 und die Stoppzeitspanne Δt2 werden in diesem Fall zum Beispiel entsprechend der Abgastemperatur TEX und der Temperatur des NOx-Katalysators 41 bestimmt.
  • Wenn die Kraftstoffzuführzeitspanne Δt1 und die Stoppzeitspanne Δt2 auf diese Weise eingestellt werden, wird die Zeit, die für die SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung während dem Hochdrehzahlbetrieb erforderlich ist (d. h. die Zeit die vom Start der SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung zu dessen Ende (die Zeit bei der der NOx-Katalysator von der SOx-Vergiftung aufbereitet ist (oder regeneriert ist)) erforderlich ist) länger als die SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung während dem Normalbetrieb. Während die Zeit, die für die SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung erforderlich ist, zunimmt, wird die Effizienz der SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung verringert, somit steigt die Möglichkeit, dass Kraftstoffökonomie (Verbrauch), Motorabgase und dergleichen verschlechtert werden. Wenn zusätzlich die Betriebszeit der SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung feststehend ist, wird es schwierig, die SOx-Vergiftung zu einem zufriedenstellenden Ausmaß aufzubereiten und zu regenerieren.
  • Dementsprechend steuert in diesem Ausführungsbeispiel in Fällen, bei denen die SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung ausgeführt wird, wenn die Abgastemperatur hoch ist, wie zur Zeit eines Hochdrehzahlbetriebs, die ECU die Steuerung derart aus, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases in der Kraftstoffzuführzeitspanne Δt1 niedriger gemacht wird, als ein vorherbestimmtes fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis C0 (siehe das in 4 dargestellte C0).
  • Im Detail macht die ECU 60 das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases in der Kraftstoffzuführzeitspanne Δt1 mit dem Erhöhen der Länge der Stoppzeitspanne Δt2 niedriger. In diesem Fall kann die ECU 60 das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases basierend auf der Länge der Stoppzeitspanne Δt2 unmittelbar vor der Kraftstoffzuführzeitspanne Δt1 bestimmen.
  • Hierbei ist zu beachten, dass in Betracht gezogen wurde, dass weißer Rauch erzeugt wird, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases niedriger als ein vorherbestimmtes fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird (beispielsweise ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis = 14,2 oder niedriger). Jedoch hat der Erfinder der vorliegenden Erfindung durch eifrige und aufrichtige Experimente und Versuchsbestätigungen herausgefunden, dass wenn die Kraftstoffzuführzeitspanne Δt1 kurz ist und die Stoppzeitspanne Δt2 lang ist, kein weißer Rauch erzeugt wird, selbst wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases viel niedriger als das vorherbestimmte fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis gemacht wird, d. h. selbst wenn es auf ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis von 13,5 absenkt wurde, wie beispielsweise bei C2 in 4 dargestellt.
  • Deshalb selbst wenn die Kraftstoffzuführzeitspanne Δt1 kurz ist, ist es durch Absenken des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases in der Kraftstoffzuführzeitspanne Δt1 vom vorherbestimmten fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis möglich, eine Abnahme der vom NOx-Katalysator 41 gelösten SOx zu unterdrücken, ohne die Erzeugung von weißem Rauch zu unterstützen.
  • Des weiteren ist in diesem Ausführungsbeispiel eine übermäßig magere Zeitspanne Δt3 innerhalb einer Stoppzeitspanne Δt2' vorgesehen, wie in 4 dargestellt, in der das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases auf einen Wert eingestellt wird (C3 in 4 dargestellt, z. B. Luft-Kraftstoff-Verhältnis = 30), der höher als das vorherbestimmte magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis (C1 in 4 dargestellt, z. B. Luft-Kraftstoff-Verhältnis = 20) ist. Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases in der übermäßig mageren Zeitspanne Δt3 wird auf solch eine Art und Weise eingestellt, dass es entsprechend der zunehmenden Länge der Stoppzeitspanne Δt2 höher wird.
  • Als Verfahren zum Anheben des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases in der übermäßig mageren Zeitspanne Δt3 gibt es beispielsweise ein Verfahren zum Erhöhen des Öffnungsgrads des Drosselventils 31, ein Verfahren zum Verringern des Öffnungsgrads des EGR-Ventils 51, ein Verfahren zum Zuführen von Sekundärluft zum Abgas an einer Stelle stromaufwärts des NOx-Katalysators 41 usw.
  • Wenn irgendeines dieser Verfahren ausgeführt wird, nimmt die thermische Kapazität des Abgases entsprechend mit der zunehmenden Menge an Abgas zu, so dass die Abgastemperatur dementsprechend absinkt, und die Menge an vom NOx-Katalysator 41 zum Abgas übertragenen Wärme steigt an. Infolgedessen fällt die Temperatur des NOx-Katalysators 41 in einer kurzen Zeit ab.
  • Mit dem Bereitstellen der übermäßig mageren Zeitspanne Δt3 innerhalb der Stoppzeitspanne Δt2' auf diese Art und Weise fällt die Temperatur des NOx-Katalysators 41 in einer kurzen Zeit ab, so dass es möglich ist, die Stoppzeitspanne Δt2' zu verkürzen. Das heißt die Länge der Stoppzeitspanne Δt2', die in 4 dargestellt ist, kann weiter verkürzt werden (Stoppzeitspanne Δt2' < Stoppzeitspanne Δt2).
  • Obwohl die Länge und Zeitsteuerung der übermäßig mageren Zeitspanne Δt3 nicht im Besonderen begrenzt ist, ist zu bevorzugen, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases am Ende der Stoppzeitspanne Δt2' auf das vorherbestimmte magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis zurückzusetzen. Der Grund dafür ist, dass wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases am Ende der Stoppzeitspanne Δt2' höher als das vorherbestimmte magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, der Kraftstoff, der vom Reduktionsmittelzugabeventil 16 zugegeben wird, erhöht werden muss, nachdem in die Kraftstoffzuführzeitspanne Δt1 geschaltet wurde.
  • Die 5A und 5B sind Zeitdiagramme zum Vergleich zwischen den Veränderungen der Luft-Kraftstoff-Verhältnisse der in die NOx-Katalysatoren strömenden Abgase während der Reduktionsmittelzugabesteuerung, die jeweils in 3 und 4 dargestellt sind, im Zuge der Ausführung der SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung, wobei 5A, 4 und 5B 3 entspricht. Hierbei ist zu beachten, dass in den 5A und 5B die Zeitskalen auf der Achse der Abszisse gleich sind.
  • Durch Bereitstellen der übermäßig mageren Zeitspanne Δt3 innerhalb der Stoppzeitspanne Δt2', wie in 5A dargestellt, ist es möglich, die Länge der Stoppzeitspanne von der einen Δt2, die in 5B dargestellt ist, in die eine Δt2', die in 5A dargestellt ist, zu verkürzen. Als Konsequenz wird der Mager-Schritt verkürzt, so dass die Frequenz der Ausführung des Fett-Schrittes erhöht werden kann.
  • Nachfolgend wird Bezug zum detaillierten Inhalt des Prozesses der ECU 60 für die SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung gemäß diesem Ausführungsbeispiel genommen. In diesem Zusammenhang ist zu beachten, dass die SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung die Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung und die Reduktionsmittelzugabesteuerung enthält.
  • 6 ist ein Flussdiagramm, welches eine Katalysatortemperaturerhöhungssteuerungsroutine veranschaulicht. Diese Routine wird in vorherbestimmten Zeitintervallen während dem Betrieb des Verbrennungsmotors 1 ausgeführt.
  • In der Katalysatortemperaturerhöhungssteuerungsroutine wird zuerst in Schritt S101 bestimmt, ob eine Anforderung zum Ausführen der SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung erteilt wurde, d. h. ob die SOx-Vergiftung am NOx-Katalysator 41 fortgeschritten ist.
  • Insbesondere wenn eine vorherbestimmte Zeit vom Zeitpunkt der letzten Ausführung der SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung verstrichen ist (d. h. von dem Zeitpunkt, bei dem die Ausführung der letzten SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung fertiggestellt wurde) oder wenn das Erfassungssignal des NOx-Sensors 36 nach dem Ausführen der fetten Pulssteuerung einen vorherbestimmten Wert übersteigt, oder wenn der Kilometerstand oder die gefahrene Strecke von der letzten Ausführung der SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung größer als eine vorherbestimmte Distanz wird, wird bestimmt, dass eine Anforderung zum Ausführen der SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung erteilt wurde.
  • Wenn die Bestimmung in Schritt S101 negativ ausfällt, wird das Ausführen dieser Routine einmal fertiggestellt, wohingegen wenn die Bestimmung in Schritt S101 positiv ausfällt, fährt der Steuerfluss zu Schritt 102 fort. In Schritt 102 wird durch Ausführen der vorstehend genannten Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung die Temperatur des NOx-Katalysators 41 auf eine vorherbestimmte Temperatur (z.B. 600–650°C) oder mehr angehoben. Nach dem Ausführen des Schrittes 102 wird diese Routine fertiggestellt.
  • 7 ist ein Flussdiagramm, welches eine Reduktionsmittelzuführsteuerroutine darstellt. Ähnlich zur Katalysatortemperaturerhöhungssteuerroutine wird diese Routine durch die ECU 60 bei vorherbestimmten Zeitintervallen während dem Betrieb des Verbrennungsmotors 1 ausgeführt.
  • In der Reduktionsmittelsteuerroutine wird zuerst in Schritt S201 bestimmt, ob eine Anforderung zum Ausführen der SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung erteilt wurde. Dieses Verfahren der Bestimmung ist ähnlich zu dem in Schritt 101 in der vorstehend genannten Katalysatortemperaturerhöhungssteuerroutine.
  • Wenn in Schritt S201 die Bestimmung negativ ausfällt, wird die Ausführung dieser Routine einmal fertiggestellt, wohingegen wenn die in Schritt S201 gemachte Bestimmung positiv ausfällt, fährt der Steuerfluss zu Schritt 202 fort.
  • Wenn in Schritt 201 die Bestimmung positiv ausfällt, steigt die Temperatur des NOx-Katalysators 41 unter der Katalysatortemperaturerhöhungssteuerung an oder wird eine vorherbestimmte Temperatur erreichen (z. B. 600–650°C). Folglich wird in Schritt 202 des weiteren bestimmt, ob die Temperatur des NOx-Katalysators 41 die vorherbestimmte Temperatur erreicht (z. B. 600–650°C). Die Temperatur des NOx-Katalysators 41 kann beispielsweise aus der Abgastemperatur TEX, die durch den Abgastemperatursensor 62 erfasst wird, geschätzt werden.
  • Wenn in Schritt S202 die Bestimmung negativ ausfällt, wird die Ausführung dieser Routine einmal fertiggestellt, wohingegen wenn die Bestimmung in Schritt S202 positiv ausfällt, fährt der Steuerfluss zu Schritt 203 fort.
  • In Schritt S203 wird die durch den Abgastemperatursensor 62 erfasste Abgastemperatur TEX eingelesen.
  • In Schritt S204 wird die Kraftstoffzuführzeitspanne Δt1 unter Verwendung der Abgastemperatur TEX und der Temperatur des NOx-Katalysators 41 als Parameter beschlossen. Beispielsweise wird die Kraftstoffzuführzeitspanne Δt1 so eingestellt, dass sie entsprechend mit der höheren Abgastemperatur TEX und der höheren Temperatur des NOx-Katalysators 41 kürzer wird.
  • In Schritt S205 wird Kraftstoff vom Reduktionsmittelzugabeventil 16 zum Abgas während der Kraftstoffzuführzeitspanne Δt1, die in Schritt S204 eingestellt wurde, zugegeben.
  • In Schritt S206 wird bestimmt, ob die Bedingung zum Beendigen der SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung anhält. Beispielsweise gibt es als solche Bedingungen zum Beendigen der SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung die folgenden: die Ausführzeit der Reduktionsmittelzugabesteuerung ist länger oder gleich einer vorherbestimmten Zeit und der integrierte oder angesammelte Wert der Kraftstoffzuführzeitspanne Δt1 ist länger oder gleich einer vorherbestimmten Zeit usw.
  • Wenn die Bestimmung in Schritt S206 positiv ausfällt, wird die Ausführung dieser Routine einmal fertiggestellt, wohingegen wenn die Bestimmung in Schritt S206 negativ ausfällt, fährt der Steuerfluss zu Schritt S207 fort.
  • In Schritt S207 wird die Stoppzeitspanne Δt2 unter Verwendung der Abgastemperatur TEX und der Temperatur des NOx-Katalysators 41 als Parameter eingestellt. Beispielsweise wird die Stoppzeitspanne Δt2 derart eingestellt, dass sie entsprechend der höheren Abgastemperatur TEX und der höheren Temperatur des NOx-Katalysators 41 länger wird.
  • Hierbei ist in diesem Ausführungsbeispiel zu beachten, dass die übermäßig magere Zeitspanne Δt3 innerhalb der Stoppzeitspanne Δt2 vorgesehen ist. Es wird angenommen, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases in der übermäßig mageren Zeitspanne Δt3 basierend auf der Länge der Stoppzeitspanne Δt2, die in Schritt S207 eingestellt wird, eingestellt wird. Insbesondere wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases in der übermäßig mageren Zeitspanne Δt3 mit der zunehmenden Länge der Stoppzeitspanne Δt2 höher eingestellt.
  • In Schritt S208 wird die Zugabe von Kraftstoff vom Reduktionsmittelzugabeventil 16 zum Abgas entsprechend der Stoppzeitspanne Δt2, die in Schritt S207 eingestellt wird, angehalten. Obwohl hierbei die Stoppzeitspanne Δt2 als Dauer eingestellt werden kann, für die die Kraftstoffzugabe angehalten wird, ist zu bevorzugen, dass im Fall der übermäßig mageren Zeitspanne Δt3, die innerhalb der Stoppzeitspanne Δt2 vorgesehen ist, eine Stoppzeitspanne Δt2' eingestellt wird, die kürzer als die Stoppzeitspanne Δt2 ist. Dementsprechend kann die Stoppzeitspanne Δt2' durch Korrigieren der Stoppzeitspanne Δt2 basierend auf dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases in der übermäßig mageren Zeitspanne Δt3 beschlossen werden, so dass die Betätigung des Reduktionsmittelzugabeventils 16 entsprechend der Stoppzeitspanne Δt2' angehalten werden kann.
  • Nach dem Ausführen des Schrittes S208 wird der Prozess in Schritt S203 und folgend erneut ausgeführt. Wenn der Schritt S204 erneut ausgeführt wird, wird die ECU 60 die charakteristische Steuerung in diesem Ausführungsbeispiel ausführen.
  • Das heißt, wenn die Kraftstoffzuführzeitspanne Δt1 erneut in Schritt S204 eingestellt wird, wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases in der Kraftstoffzuführzeitspanne Δt1 basierend auf der Länge der Stoppzeitspanne Δt2 eingestellt, die in dem unmittelbar vorausgehenden Schritt S207 eingestellt wurde. Im Detail wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases mit zunehmender Länge der Stoppzeitspanne Δt2, die in Schritt S207 eingestellt wird, niedriger eingestellt.
  • Somit wird gemäß der Ausführung der Katalysatortemperaturerhöhungssteuerungsroutine und der Reduktionsmittelzugabesteuerroutine das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases in der Kraftstoffzuführzeitspanne Δt1 mit zunehmender Länge der Stoppzeitspanne Δt2 niedriger gemacht und folglich kann eine Verringerung der Menge an vom NOx-Katalysator 41 gelösten SOx unterdrückt werden. Infolgedessen kann eine Verringerung der Effizienz der SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung unterdrückt werden.
  • Des weiteren ist die übermäßig magere Zeitspanne Δt3 innerhalb der Stoppzeitspanne Δt2 vorgesehen und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases in der übermäßig mageren Zeitspanne Δt3 wird mit zunehmender Länge der Stoppzeitspanne Δt2 höher gemacht. Mit solch einer Anordnung wird die Stoppzeitspanne Δt2 verkürzt. Infolgedessen wird die Frequenz der Ausführungen der Kraftstoffzuführzeitspanne Δt1 erhöht, was folglich ermöglicht, eine ausreichende Menge an vom NOx-Katalysator 41 gelöstem SOx sicherzustellen. Dementsprechend kann eine Verringerung der Effizienz der SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung unterdrückt werden.
  • Somit ist es möglich, die Schwefeloxide (SOx), die kontinuierlich im NOx-Katalysator entsprechend dem Betrieb des Verbrennungsmotors angelagert oder gesammelt werden zu reduzieren und zu entfernen und folglich kann die Abgasreinigungsfunktion des NOx-Katalysators aufbereitet oder regeneriert werden.
  • Obwohl in diesem Ausführungsbeispiel auf dem Fall Bezug genommen wurde, bei dem die Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors 1 im Hochdrehzahlbetrieb ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf solch einen Fall begrenzt, sondern kann anstatt dessen bei Fällen angewendet werden, wo das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases in der Kraftstoffzuführzeitspanne Δt1 und/oder der Stoppzeitspanne Δt2 basierend auf der Länge der Stoppzeitspanne Δt2 beschlossen werden kann, unberücksichtigt der Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors 1. Zusätzlich kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases in der Kraftstoffzuführzeitspanne Δt1 und/oder die Stoppzeitspanne Δt2 ebenso basierend auf der Länge der Zuführzeitspanne Δt1 beschlossen werden. Des weiteren kann in dem Fall der Hochgeschwindigkeitsbetriebsbedingung des Verbrennungsmotors 1 das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases in der Kraftstoffzuführzeitspanne Δt1 und/oder der Stoppzeitspanne Δt2 basierend auf der Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors beschlossen werden, aber nicht basierend auf der Länge der Stoppzeitspanne Δt2 oder der Kraftstoffzuführzeitspanne Δt1.
  • Des weiteren kann der NOx-Katalysator 41 auf einem Dieselpartikelfilter getragen werden. In diesem Fall wird beispielsweise eine Trägerschicht, die aus Aluminiumoxid hergestellt ist, auf der Peripheriewand jedes Abgaseinlasskanals und jedes Abgasauslasskanals des Filters ausgebildet, d. h. auf gegenüberliegenden Seitenflächen jeder Trennwand und auf der Innenwandfläche jedes feinen Loches in jeder Trennwand und ein NOx-Speicherreduktionskatalysator wird auf dieser Trägerschicht unterstützt.
  • Obwohl in diesem Ausführungsbeispiel die Menge an Abgas in der Stoppzeitspanne Δt2 basierend auf der Länge der Stoppzeitspanne Δt2 verändert wird, kann die Menge an Abgas in einer gleichmäßigen Art und Weise erhöht werden, unberücksichtigt der Länge der Stoppzeitspanne Δt2. Beispielsweise kann die Menge an Abgas, welches in den NOx-Katalysator 41 strömt, durch Erhöhen des Öffnungsgrads des Drosselventils 31 in der Stoppzeitspanne Δt2 um eine vorherbestimmte Quantität erhöht werden oder kann durch Verringern des Öffnungsgrads des EGR-Ventils 51 in der Stoppzeitspanne Δt2 um eine vorherbestimmte Quantität erhöht werden, oder kann durch Zuführen einer vorherbestimmten Menge an Sekundärluft zum Abgas, welches in den NOx-Katalysator 41 strömt, erhöht werden. Des weiteren kann in dem Fall, in dem ein Umleitungskanal (nicht dargestellt) vorgesehen ist, der mit dem Abgassystem 40 verbunden ist, so dass er am NOx-Katalysator 41 vorbeiführt, die Strömungsrate oder Menge an Abgas, welches durch den Umleitungskanal in der Stoppzeitspanne Δt2 strömt, um eine vorherbestimmte Menge verringert werden. Des weiteren kann in dem Fall, in dem ein Abgasdrosselventil (nicht dargestellt) zum Einstellen der Strömungsrate der in den NOx-Katalysator 41 strömenden Abgas vorgesehen ist, der Öffnungsgrad des Abgasdrosselventils um eine vorherbestimmte Menge erhöht werden.
  • Wenn die Menge an in den NOx-Katalysator 41 strömenden Abgases in dieser Art und Weise erhöht wird, unberücksichtigt der Länge der Stoppzeitspanne Δt2 kann die Menge an Wärme, die vom NOx-Katalysator 41 zum Abgas übertragen wird, erhöht werden, so dass die Stoppzeitspanne Δt2 verkürzt werden kann, infolgedessen die Zeit, die für die SOx-Vergiftungsaufbereitungssteuerung erforderlich ist, unberücksichtigt der Länge der Stoppzeitspanne Δt2 und/oder der Länge der Kraftstoffzuführzeitspanne Δt1 verkürzt werden kann.
  • Während die Erfindung bezüglich bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, werden jene, die mit dem Stand der Technik vertraut sind, erkennen, dass die Erfindung innerhalb dem Rahmen der beigefügten Ansprüche modifiziert werden kann.
  • Ein Katalysatoraufbereitungsverfahren, das in der Lage ist, ein NOx-Reinigungsvermögen aufrecht zu erhalten, indem effizient SOx gelöst wird, welches in einem NOx-Katalysator eingeschlossen ist, der in einem Abgassystem eines Verbrennungsmotors angeordnet ist. Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases in einer Kraftstoffzuführzeitspanne (Δt1) wird mit der Zunahme der Länge einer eingestellten Stoppzeitspanne (Δt2) fetter (C2) gemacht, als ein vorherbestimmtes fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis (CO). Innerhalb einer Stoppzeitspanne (Δt2) ist eine übermäßig magere Zeitspanne (Δt3) vorgesehen, in der das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases mit der Zunahme der Länge der Stoppzeitspanne (Δt2) höher (C3) wird, wobei eine Menge an zuzugebendem Reduktionsmittel erhöht wird, was folglich ermöglicht, eine ausreichende Menge an vom NOx-Katalysator gelöstem SOx sicherzustellen. Infolgedessen wird die Länge der Stoppzeitspanne (Δt2') verkürzt, so dass das im NOx-Katalysator eingeschlossene SOx effektiv gelöst werden kann.

Claims (6)

  1. Katalysatoraufbereitungsverfahren mit einem Fett-Schritt, um ein Abgas, welches in einen NOx-Speicherreduktionskatalysator (41) strömt, der in einem Abgaskanal (40) eines mager-verbrennenden Verbrennungsmotors (1) installiert ist, in eine Reduktionsatmosphäre zu bringen, wodurch die Temperatur des NOx-Speicherreduktionskatalysators (41) angehoben wird und in dem NOx-Speicherreduktionskatalysator (41) eingeschlossene Schwefeloxide gelöst werden; einem Mager-Schritt, ein Abgas, welches in den NOx-Speicherreduktionskatalysator (41) strömt, in eine Oxidationsatmosphäre zu bringen, wodurch die Temperatur des NOx-Speicherreduktionskatalysators (41) abgesenkt wird; und einem Aufbereitungsschritt zum Ausführen des Fett-Schrittes und des Mager-Schrittes in einer alternierenden Art und Weise, wodurch eine Schwefelvergiftung des NOx-Speicherreduktionskatalysators (41) aufbereitet wird; dadurch gekennzeichnet, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der in den NOx-Speicherreduktionskatalysator (41) strömenden Abgase in zumindest dem Fett-Schritt oder dem Mager-Schritt basierend auf der Länge zumindest des Fett-Schrittes oder des Mager-Schrittes gesteuert wird.
  2. Katalysatoraufbereitungsverfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den NOx-Speicherreduktionskatalysator (41) strömenden Abgases in dem Fett-Schritt mit zunehmender Länge des Mager-Schrittes verringert wird.
  3. Katalysatoraufbereitungsverfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den NOx-Speicherreduktionskatalysator (41) strömenden Abgases in dem Fett-Schritt mit abnehmender Länge des Fett-Schrittes verringert wird.
  4. Katalysatoraufbereitungsverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den NOx-Speicherreduktionskatalysator (41) strömenden Abgases in zumindest einem Teil der Zeitspanne des Mager-Schrittes mit zunehmender Länge des Mager-Schrittes erhöht wird.
  5. Katalysatoraufbereitungsverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den NOx-Speicherreduktionskatalysator (41) strömenden Abgases in zumindest einem Teil der Zeitspanne des Mager-Schrittes mit abnehmender Länge des Fett-Schrittes erhöht wird.
  6. Katalysatoraufbereitungsverfahren mit einem Fett-Schritt, um ein Abgas, welches in einen NOx-Speicherreduktionskatalysator (41) strömt, der in einem Abgaskanal (40) eines mager-verbrennenden Verbrennungsmotors (1) installiert ist, in eine Reduktionsatmosphäre zu bringen, wodurch die Temperatur des NOx-Speicherreduktionskatalysators (41) angehoben wird und in dem NOx-Speicherreduktionskatalysator (41) eingeschlossene Schwefeloxide gelöst werden; einem Mager-Schritt, um ein Abgases, welches in den NOx-Speicherreduktionskatalysator (41) strömt, in eine Oxidationsatmosphäre zu bringen, wodurch die Temperatur des NOx-Speicherreduktionskatalysators (41) abgesenkt wird; und einem Aufbereitungsschritt zum Ausführen des Fett-Schrittes und des Mager-Schrittes in einer alternierenden Art und Weise während eine in den NOx-Speicherreduktionskatalysators (41) strömende Menge an Abgas begrenzt wird, wodurch eine Schwefelvergiftung des NOx-Speicherreduktionskatalysators (41) aufbereitet wird; dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzung des in den NOx-Speicherreduktionskatalysator (41) strömenden Abgases in zumindest einem Teil der Zeitspanne des Mager-Schrittes aufgehoben wird.
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