DE102008041242B4

DE102008041242B4 - Abgasreinigungsvorrichtung einer Maschine, die eine genaue Beurteilung einer geeigneten Zeit zum Beenden eines Regenerationsvorgangs eines NOx-Katalysators ermöglicht

Info

Publication number: DE102008041242B4
Application number: DE102008041242.2A
Authority: DE
Inventors: Kazuo Kojima; Shoichi Yokoyama
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-08-21
Filing date: 2008-08-13
Publication date: 2021-10-21
Anticipated expiration: 2028-08-14
Also published as: DE102008041242B8; DE102008041242A1; JP2009047086A; JP5067614B2; US20090049824A1; US8307633B2

Abstract

Abgasreinigungsvorrichtung (1) für eine Brennkraftmaschine (2), die hat:ein NOx- (Stickoxid-) Katalysatorgerät (8), das in einem Abgasdurchtritt (5) der Brennkraftmaschine (2) installiert ist, um in einem Abgas enthaltenes NOx zu desoxidieren, eine Regenerationseinrichtung (6) für einen Katalysator, und eine Steuerschaltung (12) zum Steuern der Regenerationseinrichtung (6) für den Katalysator, um eine Regeneration des NOx-Katalysatorgeräts (8) von einer Schwefelvergiftung auszuführen, indem ein A/F- (Luft-Kraftstoff-) Verhältnis des Abgases auf einen Wert reduziert wird, der niedriger als ein stöchiometrisches A/F-Verhältnis ist;eine Einrichtung zum Erfassen eines Wertes einer Strömungsrate des Abgases durch den Abgasdurchtritt, undeinen Temperatursensor (13) zum Erfassen der Temperatur des NOx-Katalysatorgeräts (8);wobei die Abgasreinigungsvorrichtung (1) Folgendes umfasst:einen stromaufwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (10) um gemessene Werte des A/F-Verhältnisses des Abgases zu erhalten, der in dem Abgasdurchtritt (5) an einer Stelle angeordnet ist, die mit Bezug auf eine Strömungsrichtung des Abgases stromaufwärts von dem NOx-Katalysatorgerät (8) liegt; undeinen stromabwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (11), um gemessene Werte des A/F-Verhältnisses des Abgases zu erhalten, der in dem Abgasdurchtritt (5) an einer Stelle angeordnet ist, die stromabwärts von dem NOx-Katalysatorgerät (8) liegt; undwobei die Steuerschaltung (12) ausgelegt ist, während der Ausführung der Regeneration betrieben zu werden,um gemessene Werte des A/F-Verhältnisses von dem stromabwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (11) beziehungsweise von dem stromaufwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (10) zu erfassen,um einen Unterschied (ΔA/F) zwischen den entsprechenden Werten des A/F-Verhältnisses von dem stromaufwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (10) und dem stromabwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (11) zu berechnen, undum den Unterschied (ΔA/F) mit einem vorbestimmten Unterschiedswert (K1) zu vergleichen, unddie Regeneration beendet wird, wenn beurteilt wird, dass- die Temperatur des NOx-Katalysatorgeräts (8) höher als ein vorbestimmter Temperaturwert (K2) ist,- die Strömungsrate des Abgases niedriger als ein vorbestimmter Strömungsratenwert (K3) ist, und- der Unterschied (ΔA/F) geringer als der vorbestimmte Unterschiedswert (K1) ist .

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Abgasreinigungsvorrichtung einer Maschine, in der ein NOx-Katalysator in dem Abgassystem durch das vorübergehende Schaffen eines kraftstoffreichen Zustands des Abgases regeneriert werden kann.
In den vergangenen Jahren wurde es mit einer anwachsenden Bedeutung des Umweltschutzes wesentlich, eine wirkungsvolle Reinigung der Abgase zu erreichen, die von Maschinen von Motorfahrzeugen abgegebenen werden.
Insbesondere ist es in dem Fall einer Dieselmaschine notwendig, wirkungsvoll Stickoxide (NOx) aus dem Abgas zu entfernen. Allgemein wird dies mittels eines LNT (Lean NOx Trap) durchgeführt, die an einer Position entlang des Abgasströmungswegs eingebaut ist, und die einen Katalysator einsetzt, um das NOx zu adsorbieren und reduzieren (das heißt, zu desoxidieren).
Eine derartige LNT fängt (adsorbiert) so das NOx, während die Dieselmaschine in einem kraftstoff-mageren Abgaszustand arbeitet, das heißt, in einem normalen Zustand, in dem das Abgas eine hohe Sauerstoffkonzentration aufweist. Wenn das Abgas darauffolgend von dem mageren Zustand zu einem fetten (das heißt, kraftstoffreichen) Zustand geändert wird, der eine niedrige Sauerstoffkonzentration hat, wird das NOx, das durch die LNT adsorbiert wurde, durch die Kraftstoffbestandteile in dem Abgas reduziert (desoxidiert), und dabei der aus dem Abgassystem abzugebende Stickstoff als harmloses Gas hinterlassen. Eine LNT setzt im Allgemeinen ein Material wie zum Beispiel Barium zum Adsorbieren des NOx ein.
Jedoch wird in einer solchen Art von LNT das zum adsorbieren des NOx eingesetzte Mittel mit Schwefelbestandteilen in dem Kraftstoff kombiniert, was ein Phänomen ergibt, das als Schwefelvergiftung bekannt ist. Der Wirkungsgrad des LNT in der Adsorption von NOx wird dabei gesenkt. Um die LNT zu regenerieren, wenn diese Schwefelvergiftung einen fortgeschrittenen Zustand erreicht, ist es erforderlich, vorübergehend einen kraftstoffreichen Zustand unter einer hohen Temperatur (zum Beispiel von 650°C oder mehr) des Abgases zu schaffen.
Jedoch kommt es zu einer Verschwendung von Kraftstoff, wenn die Maschine betrieben wird, um kraftstoffreiches Abgas zu erzeugen, um die Regeneration von der Schwefelvergiftung auszuführen. Insbesondere ist die Abgastemperatur in dem Fall einer Dieselmaschine normalerweise niedrig. Somit ist es während jedes Regenerationsvorgangs der LNT erforderlich, eine große Kraftstoffmenge zu verbrauchen, um eine ausreichend hohe Abgastemperatur beizubehalten, bis der Regenerationsvorgang vollendet ist. Es ist daher wünschenswert,’ in der Lage zu sein, den Beendigungspunkt eines solchen Regenerationsvorgangs der LNT genau zu beurteilen, das heißt, den Zeitpunkt zu beurteilen, zu dem der Regenerationsvorgang beendet werden kann. Falls der Beendigungspunkt genau beurteilt werden kann, kann die in jedem Regenerationsvorgang verbrauchte Kraftstoffmenge minimiert werden.
Ein Verfahren zum Beurteilen eines solchen Beendigungspunkts einer Regeneration von einer Schwefelvergiftung ist zum Beispiel in der Veröffentlichung der Druckschrift JP 2004 - 232 576 A beschrieben. Mit diesem Verfahren, das an einem System angewendet wird, in dem ein Kraftstoffzufuhrventil gesteuert wird, um Kraftstoff in ein Abgas einzuspritzen (das heißt, zum Herstellen einer kraftstoffreichen Umgebung hoher Temperatur während der Regeneration von der Schwefelvergiftung), werden Spitzenwerte eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, die durch einen Luft/Kraftstoff-Verhältnisfühler erfasst werden (der stromabwärts von dem LNT-Katalysator angeordnet ist), in einer Regelung des Kraftstoffzufuhrventils angewendet. Auf diese Weise wird der Volumendurchsatz, mit dem der Kraftstoff durch das Ventil eingespritzt wird, nacheinander reduziert, wenn der Regenerationsvorgang von der Schwefelvergiftung voranschreitet. Wenn der Durchsatz unter einen vorbestimmten Wert fällt, wird der Regenerationsvorgang beendet.
Jedoch ist es mit der in der genannten Druckschrift beschriebenen Technik schwierig, den Volumendurchsatz direkt zu messen, mit dem der Kraftstoff durch das Kraftstoffzufuhrventil eingespritzt wird, so dass es notwendig ist, dies ausgehend von Befehlswerten des Volumendurchsatzes zu bestimmen. Jedoch werden wegen Abweichungen zwischen den Charakteristiken der entsprechenden Kraftstoffeinspritzventileinheiten und der Verschlechterung eines solchen Kraftstoffeinspritzventils über einen Zeitraum und so weiter Unterschiede zwischen den Befehlswerten des Volumendurchsatzes und den tatsächlichen Durchsätzen entstehen, mit denen der Kraftstoff hinzugefügt wird. Somit wird sich die Beurteilungsgenauigkeit verschlechtern.
Falls der Zeitpunkt zur Beendigung des Regenerationsvorgangs von der Schwefelvergiftung ausgehend von einer direkten Messung abgeleitet werden könnte, könnte eine größere Genauigkeit bei der Beurteilung erreicht werden.
Die Druckschrift JP 2007 - 187 146 A (D1) offenbart eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor, der in seinem Auslasskanal mit einem katalytischen NOX-Wandler versehen ist. Eine Steuereinheit schätzt ein Ausmaß der Schwefelzersetzung in dem katalytischen NOX-Wandler und ändert Betriebsparameter des Motors, um im Abgas ein Reduktionsmittel zu erzeugen. Ein Luft-/Kraftstoff-Verhältnis wird stromaufwärts und stromabwärts des katalytischen NOX-Wandlers ermittelt. Die Reduktion wird beendet, wenn eine Differenz zwischen dem stromaufwärts und der stromabwärts ermittelten Luft/Kraftstoff-Verhältnis einen vorbestimmten Wert erreicht.
Die Druckschrift DE 60 2004 001 595 T2 offenbart ein gattungsgemäßes Abgasreinigungssystem für eine Brennkraftmaschine.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das obige Problem zu lösen, indem eine Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine bereitgestellt wird, wodurch ein Zeitpunkt zur Beendigung einer Regeneration eines NOx-Katalysators von einer Schwefelvergiftung unter Verwendung von einer Information genau beurteilt werden kann, die aus direkten Messungen mit Bezug auf den NOx-Katalysator erhalten wurde.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden gemäß den abhängigen Ansprüchen ausgeführt.
Gemäß einem ersten Gesichtspunkt ist eine Abgasreinigungsvorrichtung mit einem NOx (Stickoxid)-Katalysatorgerät bereitgestellt, das in einem Abgasdurchtritt einer Brennkraftmaschine installiert ist, um in dem Abgas der Maschine enthaltenes NOx zu desoxidieren, eine Regenerationseinrichtung für den Katalysator und einen Schaltkreis zum Steuern der Regenerationseinrichtung für den Katalysator, um eine Regeneration des NOx-Katalysatorgeräts von einer Schwefelvergiftung durch das Einstellen des A/F- (Luft-Kraftstoff-) Verhältnisses des Abgases bei einem Wert auszuführen, der niedriger als ein stöchiometrisches A/F-Verhältnis ist. Das Gerät hat außerdem einen stromaufwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (das heißt, in dem Abgasdurchtritt stromaufwärts von dem NOx-Katalysatorgerät angeordnet), um gemessene Werte eines A/F-Verhältnisses des Abgases zu erhalten, und einen stromabwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler, um auf ähnliche Weise gemessene Werte des A/F-Verhältnisses zu erhalten. Das Gerät ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung wiederholt eine Folge von folgenden Vorgängen durchführt, während eine Regeneration voranschreitet:

Erfassen von entsprechenden, gemessenen Werten eines A/F-Verhältnisses aus dem stromabwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler und dem stromaufwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler,

Berechnen des Unterschieds zwischen den entsprechenden A/F-Verhältnis-Werten, die durch den stromaufwärts angeordneten und den stromabwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler erhalten wurden,
Vergleichen des Unterschieds mit einem vorbestimmten Wert, und Bestimmen der Regeneration, falls beurteilt wird, dass der Unterschied kleiner als der vorbestimmte Wert ist.
Auf diese Weise wird es möglich, den Zeitpunkt zu beurteilen, zu dem die Regenerierung des Katalysators zu beenden ist, und dabei die Beurteilung ausgehend von einer Information durchgeführt wird, die durch eine direkte Messung erhalten wird. Insbesondere kann durch das Überwachen des Unterschieds zwischen den A/F-Verhältnis-Werten, die durch einen stromaufwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler beziehungsweise einen stromabwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler gemessen wurden (das heißt, ein Unterschied, der gemäß der erhöhten Desoxidierung von Schwefeloxiden sinkt, die sich in dem Inneren einer LNT angesammelt haben, die zwischen dem stromaufwärts angeordneten und dem stromabwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler angeordnet ist) eine genaue Beurteilung erreicht werden.
Eine solche Vorrichtung umfasst bevorzugt ebenfalls einen Oxidationskatalysator, der stromaufwärts von dem stromaufwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler angeordnet ist. HC (Kohlenwasserstoffe), die unter Verwendung eines A/F-Verhältnisfühler schwer zu erfassen sind, werden dabei zu CO (Kohlenmonoxid) oxidiert, bevor sie die A/F-Verhältnisfühler erreichen. Somit kann die Zuverlässigkeit der Messungen erhöht werden, die von den A/F-Verhältnisfühlern erhalten werden, so dass der Zeitpunkt zum Beenden der Regeneration des Katalysators von der Schwefelvergiftung genauer beurteilt werden kann.
Ein solches Gerät hat eine Einrichtung zum Erfassen der Temperatur des Katalysators, der eine Oxidationsfunktion aufweist, die stromaufwärts von dem stromaufwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler angeordnet ist, und die Steuerschaltung ist ausgelegt, den Unterschied zwischen entsprechenden A/F-Verhältnis-Werten von dem stromaufwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler und dem stromabwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler nur zu berechnen, falls die Temperatur einen vorbestimmten Schwellwert übersteigt.
Es wird dabei möglich, Probleme zu vermeiden, die auftreten, wenn die Temperatur des Katalysators übermäßig niedrig ist, was eine unzureichende Oxidierung des Abgases bewirkt, und dabei in einer schlechteren Zuverlässigkeit der gemessenen Werte resultiert, die von den A/F-Verhältnisfühlern erhalten werden. Dies ermöglicht es weiter, dass der Zeitpunkt zum Beenden der Regeneration des Katalysators von der Schwefelvergiftung genauer beurteilt werden kann.
Die Regenerierung des Katalysators wird durch das Hinzufügen einer bestimmten Menge Kraftstoffs zu dem Abgas gesteuert, um einen kraftstoffreichen Zustand mit einer hohen Abgastemperatur zu erzeugen. Das kann durch das Steuern der Einspritzer der Maschine durchgeführt werden, um eine Nacheinspritzung einer bestimmten Kraftstoffmenge in jeden Zylinder durchzuführen, nachdem die Verbrennung in einem Verbrennungstakt erfolgt ist. Jedoch wird bevorzugt ein bestimmtes Gerät (Kraftstoffzufuhrventil) eingesetzt, das gesteuert wird, eine bestimmte Kraftstoffmenge zu dem Abgasstrom an einer Position stromaufwärts von den A/F-Verhältnisfühlern hinzuzufügen. In jedem Fall ist die Steuerschaltung (im Allgemeinen eine Maschinen-ECU) bevorzugt ausgelegt, die bestimmte Menge in eine Richtung einzustellen, um die Werte des A/F-Verhältnisses, die durch den stromaufwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler erhalten werden, nahe an einen Sollwert des A/F-Verhältnisses zu bringen.
Die Vorrichtung kann außerdem eine Einrichtung zum Erhalten der Abgastemperatur und zum Zuführen einer Temperaturinformation zu der Steuerschaltung haben, wobei die Steuerschaltung derart konfiguriert ist, dass:

wenn die Abgastemperatur einen vorbestimmten Schwellwert der Temperatur übersteigt, die zuvor erwähnte, bestimmte Menge des hinzugefügten Kraftstoffs in eine Richtung eingestellt wird, wodurch Werte des A/F-Verhältnisses, das durch den stromaufwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler erhalten wird, nahe an einen ersten Sollwert geraten, und
wenn die Abgastemperatur geringer als der vorbestimmte Schwellwert ist, die bestimmte Menge in eine Richtung eingestellt wird, wodurch die Werte des A/F-Verhältnisses, die durch den stromabwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler erhalten werden, nahe an den zweiten Sollwert geraten.

Die Vorrichtung hat eine Einrichtung zum Erfassen der Strömungsrate des Abgases, wobei die Steuerschaltung derart ausgelegt ist, dass:

wenn die Strömungsrate geringer als ein vorbestimmter Schwellwert der Strömungsrate ist, die zuvor erwähnte bestimmte Menge des hinzugefügten Kraftstoffs in eine Richtung eingestellt wird, wodurch die Werte des A/F-Verhältnisses, das durch den stromaufwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler erhalten wird, nahe an einen ersten Sollwert gerät, und
wenn der Wert der Strömungsrate größer als der Schwellwert ist, die bestimmte Menge in eine Richtung eingestellt wird, wodurch Werte des A/F-Verhältnisses, das durch den stromabwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler erhalten wird, nahe an einen zweiten Sollwert geraten.

Auf diese Weise wird, wenn die Abgasströmungsrate niedrig ist, so dass die gemessenen Werte von dem A/F-Verhältnisfühler an der stromaufwärts angeordneten Seite eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen, die Rate des hinzugefügten Kraftstoffs (zum Erhöhen der Abgastemperatur) derart eingestellt, dass die gemessenen Werte von dem A/F-Verhältnisfühler an der stromaufwärts angeordneten Seite einen Sollwert erreichen.
Wenn die Abgasströmungsrate hoch ist, so dass die gemessenen Werte von dem A/F-Verhältnisfühler an der stromaufwärts angeordneten Seite eine geringe Zuverlässigkeit aufweisen, tritt eine erhöhte Reaktionsrate für den NOx-Katalysator auf, so dass die Zuverlässigkeit der gemessenen Werte von dem A/F-Verhältnisfühler an der stromabwärts angeordneten Seite relativ erhöht werden. In diesem Fall wird die Rate des hinzugefügten Kraftstoffs eingestellt, um dafür zu sorgen, dass die gemessenen Werte von dem A/F-Verhältnisfühler an der stromabwärts angeordneten Seite einen Sollwert erreichen. Somit kann der Zeitpunkt zum Beenden der Regeneration des Katalysators von der Schwefelvergiftung genauer beurteilt werden.
Der Katalysator, der eine Oxidationsfunktion aufweist, kann durch das Kombinieren eines Oxidationskatalysators mit einem Partikelfilter umgesetzt werden. Eine einzelne Einheit, die stromaufwärts von der LNT angeordnet ist, kann dabei sowohl als Oxidationskatalysator und ebenfalls als DPF (Dieselpartikelfilter) dienen. Somit kann die gesamte Vorrichtung kompakter gemacht werden als es möglich ist, wenn ein Oxidationskatalysator und ein DPF verwendet werden, die entsprechend als getrennte Einheiten ausgebildet sind, während eine genauere Beurteilung des Punkts sichergestellt ist, an dem die Regeneration des Katalysators von der Schwefelvergiftung zu beenden ist.
Gemäß einem anderen Gesichtspunkt kann die Vorrichtung des ersten Gesichtspunkts derart ausgelegt sein, dass die Steuerschaltung Informationen erhält, die Betriebsparameter der Brennkraftmaschine inklusive der gesammelten Mengen des durch die Maschine verbrauchten Kraftstoffs ausdrücken. Die Steuerschaltung hat einen Speicher, der darin gespeicherte Daten aufweist, die ein Schätzungsmodell (das heißt, ein mathematisches Modell) ausdrücken, das in Verbindung mit der Information über die Maschinenbetriebsparameter verwendet wird, um eine Restmenge des in dem NOx-Katalysatorgerät enthaltenen Schwefels zu schätzen. Die Steuerschaltung ist ausgelegt, den Unterschied zwischen den entsprechenden A/F-Verhältnis-Werten, die von den stromaufwärts angeordneten und stromabwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühlern erhalten wurden, als ersten Beurteilungsvorgang mit einem vorbestimmten Schwellwert des A/F-Verhältnisses zu vergleichen. Falls herausgefunden wird, dass der Unterschied zwischen den entsprechenden A/F-Verhältnis-Werten den ersten vorbestimmten Wert übersteigt, wird das Schätzungsmodell verwendet, um die Restmenge des Schwefels innerhalb des NOx-Katalysator-Geräts zu schätzen. Als zweiter Beurteilungsvorgang wird dann die geschätzte Menge mit einem vorbestimmten Schwellwert verglichen, und der Regenerationsvorgang wird beendet, falls die geschätzte Menge geringer als der Schwellwert ist.
Auf diese Weise kann sogar sichergestellt werden, dass die Regenerierung nicht für eine übermäßige Dauer fortgesetzt wird, falls einer oder beide Fühler des stromaufwärts angeordneten bzw. des stromabwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler defekt werden, so dass der Zeitpunkt zum Beenden der Regenerierung nicht ausgehend von dem Unterschied zwischen den von diesen Fühlern erhaltenen entsprechenden Werten genau beurteilt werden kann. Dies ist wegen der Tatsache der Fall, dass die bestimmten Werte, die unter Verwendung des Schätzungsmodells erhalten wurden, in dem zweiten Beurteilungsvorgang verwendet werden können.
In einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung wird der zuvor erwähnte Unterschied bevorzugt zwischen entsprechenden Werten von dem stromaufwärts angeordneten und dem stromabwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler erhalten, die erfasst werden, nachdem folgend auf den Beginn eines Regenerationsvorgangs ein bestimmtes Verzögerungsausmaß verstrichen ist, das heißt, folgend auf den Punkt, an dem damit begonnen wird, das Verhältnis des Kraftstoffs in dem Abgas zu erhöhen, um das A/F-Verhältnis unter den Wert des stöchiometrischen A/F-Verhältnisses zu bringen. Diese Verzögerung dient dazu, sicherzustellen, dass die A/F-Verhältniswerte nur erreicht werden (um sie zur Beurteilung zu verwenden, ob die Regeneration des Katalysators zu beenden ist), nachdem die Desoxidierung der Schwefelbestandteile in dem NOx-Katalysator tatsächlich begonnen wurde.
Nach einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung werden, anstelle den Unterschied zwischen den entsprechenden einzelnen A/F-Verhältnis-Werten, die von dem stromaufwärts angeordneten und dem stromabwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler erhalten werden, zu erhalten, bevorzugt eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden Beispielwerten des stromaufwärts angeordneten A/F-Verhältnisses und eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden Beispielwerten des stromabwärts angeordneten A/F-Verhältnisses erfasst, und dann verwendet (zum Beispiel durch Ermitteln des Durchschnitts), um ein repräsentatives stromaufwärtiges A/F-Verhältnis und ein repräsentatives stromabwärtiges A/F-Verhältnis zu erhalten. Der Unterschied zwischen diesen repräsentativen Werten wird dann verwendet, um zu beurteilen, ob die Regeneration des Katalysators zu beenden ist.
Das Erfassen dieser Beispielwerte wird bevorzugt nach einer geeigneten Verzögerung durchgeführt, die auf den Beginn eines Regenerationsvorgangs folgt, zum Beispiel mit dem Erfassen der stromaufwärtigen Beispielwerte des A/F-Verhältnisses, das durchgeführt wird, nachdem eine feste Verzögerung auf den Punkt folgt, an dem das gemessene stromaufwärts angeordnete A/F-Verhältnis unter den stöchiometrischen Wert fällt, und ähnlich mit der Erfassung der stromabwärtigen Beispielwerte des A/F-Verhältnisses, die durchgeführt wird, nachdem eine feste Verzögerung auf den Punkt fällt, an dem das gemessene stromabwärts angeordnete A/F-Verhältnis unter den stöchiometrischen Wert fällt.

1 stellt konzeptuell ein Beispiel der allgemeinen Anordnung einer Abgasreinigungsvorrichtung einer Brennkraftmaschine dar;
2 ist ein Flussdiagramm einer Verarbeitungsfolge zum Beurteilen eines Zeitpunkts zum Beenden eines Regenerationsvorgangs von einer Schwefelvergiftung gemäß einem nicht unter den Bereich der Erfindung fallenden Beispiel;
3 ist ein Flussdiagramm einer Verarbeitungsfolge zum Beurteilen eines Zeitpunkts zum Beenden eines Regenerationsvorgangs von einer Schwefelvergiftung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
4 ist ein Flussdiagramm einer Verarbeitungsfolge zum Beurteilen eines Zeitpunkts zum Beenden eines Regenerationsvorgangs von einer Schwefelvergiftung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
5 ist ein Zeitdiagramm, das Zeitachsenvariationen von Parametern inklusive den gemessenen Werten der A/F-Verhältnisse während eines Regenerationsvorgangs von einer Schwefelvergiftung zeigt;
6, 7, 8, 9, 10 und 11 sind entsprechende Zeitdiagramme, die Beispiele zum Erfassen von Beispielwerten von A/F-Verhältnissen zeigen, die zum Beurteilen einer Zeit zur Beendigung eines Regenerationsvorgangs von einer Schwefelvergiftung verwendet werden; und
12 stellt ein Verhältnis zwischen Restmengen von Schwefel innerhalb einer LNT und Unterschiedswerten zwischen entsprechend gemessenen Werten von einem stromaufwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler und einem stromabwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler dar.

1 stellt konzeptuell ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine dar, und wird verwendet, um eine Abgasreinigungsvorrichtung zu beschreiben, die mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist.
Die Abgasreinigungsvorrichtung 1 arbeitet mit einer Vierzylinderdieselmaschine 2 (die im Folgenden einfach als Maschine bezeichnet wird), die durch einen Einlasskrümmer 3 einen Einlassluftstrom empfängt. Abgas von der Maschine 2 tritt über einen Abgasdurchtritt 5 des Abgassystems aus. Eine ECU 12 führt zusätzlich zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung für die Maschine 2 eine allgemeine Steuerung des Betriebs der Abgasreinigungsvorrichtung 1 durch. Der Einlasskrümmer 3 weist einen eingebauten Luftstrommesser 4 auf, um die Einlassluftrate der Maschine 2 zu messen. Der Abgasdurchtritt 5 ist mit einem Kraftstoffzufuhrventil 6 bereitgestellt, das durch Befehle von der ECU 12 zum Zuführen von Kraftstoff zu dem Abgasdurchtritt 5 (das heißt Einspritzen einer bestimmten Kraftstoffmenge in den Abgasdurchtritt 5 an jedem bestimmten Zeitpunkt) gesteuert wird, um innerhalb des Abgasdurchtritts 5 eine kraftstoffreiche Atmosphäre zu erzeugen.
Wie aus 1 ersichtlich ist, hat das System einen C-DPF 7, der ein DPF (Dieselpartikelfilter) ist, der mit einem oxidierenden Katalysator bereitgestellt ist, eine LNT (Falle für mageres NOx) 8, die einen NOx adsorbierenden und desoxidierenden Katalysator enthält, und einen DOC (Dieseloxidationskatalysator) 9. Wie gezeigt ist, sind der C-DPF 7, die LNT 8 und der DOC 9 aufeinanderfolgend entlang des Abgasdurchtritts 5 des Abgassystems von dem stromaufwärts angeordneten Ende des Abgasdurchtritts 5 angeordnet.
Typischerweise weist der C-DPF 7 eine Honigwabenanordnung auf, in der Einlassdurchtritte und Ausströmdurchtritte wechselweise blockiert sind.
Während die Maschine 2 in Betrieb ist, enthält Abgas von der Maschine Partikelstoffe (im Folgenden als PM abgekürzt), die sich an der Oberfläche einer Filterwand in dem C-DPF 7 ansammeln, wenn das Abgas durch die Filterwand durchtritt, und die Filterwand ist als oxidierender Katalysator ausgebildet. Eine Oxidationsreaktion tritt dabei zwischen dem Katalysator und den Bestandteilen des Abgases auf, oder mit Kraftstoff, der durch das Kraftstoffzufuhrventil 6 dem Abgas hinzugefügt wird.
Die LNT 8 kann in ihrem Inneren zum Beispiel mit einer Vielzahl von Durchtritten ausgebildet sein, wobei die Wände der Durchtritte mit einem adsorbierenden Mittel zum Adsorbieren von NOx bereitgestellt sind, und die ebenfalls als Katalysator für die nachfolgende Deoxidation des adsorbierten NOx wirken. Während das Abgas sich in einem (normal) mageren Zustand befindet, wird das NOx in dem Abgas adsorbiert, das heißt, innerhalb der LNT 8 gefangen. Wenn die Regeneration der LNT 8 erforderlich wird, wird Kraftstoff in den Abgasstrom durch das Kraftstoffzufuhrventil 6 eingespritzt, um einen sauerstoffarmen (kraftstoffreichen) Zustand des Abgases zu erzeugen, das in die LNT 8 strömt. Das gefangene NOx wird dabei desoxidiert, so dass anstelle der NOx Stickstoff aus dem Abgassystem herausströmt, und dabei das Abgas gereinigt wird.
Wie ebenfalls gezeigt ist, ist ein stromaufwärts angeordneter A/F-Fühler 10 und ein stromabwärts angeordneter A/F-Fühler 11 entlang des Abgasdurchtritts 5 stromaufwärts beziehungsweise stromabwärts von der LNT 8 angeordnet. Die gemessenen Werte des A/F-Verhältnisses, die durch diese Fühler erhalten werden, werden der ECU 12 zugeführt. Ein Abgastemperaturfühler 13 ist ebenfalls direkt stromabwärts von dem C-DPF 7 in dem Abgasdurchtritt 5 eingebaut, und gemessene Werte der Abgastemperatur, die durch den Abgastemperaturfühler 13 erhalten werden, werden der ECU 12 zugeführt.
Wenn das Abgas durch das Hinzufügen von Kraftstoff von dem Kraftstoffzufuhrventil 6 kraftstoffreich gemacht wird, wird das gefangene NOx innerhalb der LNT 8 desoxidiert, wie oben beschrieben wurde, das heißt, durch die Kohlenwasserstoffe (HC) und das Kohlenmonoxid (CO) in dem Abgas. Jedoch können das HC und das CO durch diesen Desoxidationsvorgang nicht vollständig abgebaut werden. Somit ist der DOC 9 bereitgestellt, um das Abgas durch das Oxidieren von einem Rest-CO oder -HC zu reinigen, das aus der LNT 8 herauskommt.
5 zeigt ein Beispiel eines Zeitdiagramms der Regeneration der LNT 8 von einer Schwefelvergiftung. Zum Zweck der Kürze der Beschreibung werden die Vorgänge, die zur Regeneration der LNT 8 von der Vergiftung durch Schwefelbestandteile durchgeführt werden, im Folgenden als „S-Vergiftungs-Regeneration“ bezeichnet. Abschnitt (a) der 5 zeigt die Änderungen in dem Zustand eines Zeigers (das heißt eine 1-Bit-Steuervariable, die in der Verarbeitung durch die ECU 12 eingesetzt ist), der als S-Vergiftungs-Regenerationszeiger bezeichnet ist. Dieser wird in den EIN-Zustand gesetzt, wenn die S-Vergiftungs-Regeneration einzuleiten ist, und in den AUS-Zustand gesetzt, wenn der Regenerationsvorgang beendet ist. Somit ist er normal in dem AUS-Zustand gehalten.
Während der S-Vergiftungs-Regeneration wird von dem Kraftstoffzufuhrventil 6 Kraftstoff in den Abgasdurchtritt 5 eingesetzt, um derart eine ausreichend kraftstoffreiche Atmosphäre und ausreichend hohe Temperatur zu erzeugen, um eine Regeneration der LNT 8 zu bewirken, das heißt, durch das Desoxidieren der in der LNT 8 gefangenen Schwefelbestandteile, wie oben beschrieben wurde.
Das System kann derart aufgebaut sein, dass folgend auf jeden S-Vergiftungs-Regenerationsvorgang die gesammelte Kraftstoffmenge, die danach durch die Maschine verbraucht ist, gemessen wird, und der S-Vergiftungs-Regenerationszeiger in den EIN-Zustand gesetzt wird, wenn die gesammelte Menge des verbrauchten Kraftstoffs einen vorbestimmten Wert erreicht. Alternativ wäre es möglich, ausgehend von der durch das Fahrzeug gefahrenen Entfernung (das heißt, nach der Vollendung eines S-Vergiftungs-Regenerationsvorgangs) die Menge des Schwefels zu schätzen, der sich innerhalb der LNT 8 angesammelt hat, und den S-Vergiftungs-Regenerationszeiger in den EIN-Zustand zu setzen, wenn die geschätzte Menge des angesammelten Schwefels einen vorbestimmten Wert erreicht.
Als weitere Alternative wäre es möglich, einen NOx-Fühler zur Verwendung in der direkten Beurteilung des Verschlechterungsgrads der LNT 8 einzubauen, wobei der S-Vergiftungs-Regenerationszeiger in den EIN-Zustand gesetzt wird, wenn beurteilt wird, dass die Verschlechterung einen vorbestimmten Grad erreicht hat.
Als noch weitere Alternative ist es möglich, den Grad der Verschlechterung der NOx-Adsorptionsleistung der LNT 8 ausgehend von einem bestimmten Ausmaß von NOx, das in der LNT 8 adsorbiert ist, zu beurteilen, wie durch eine bestimmte Menge eines oxidierenden Mittels der LNT 8 angezeigt ist, das während eines NOx-Deoxidations-Reduktionsvorgangs verbraucht wurde (das heißt, eine Menge, die nicht länger funktionieren wird, bis der nächste Regenerationsvorgang ausgeführt wurde). Die Menge des oxidierenden Mittels, die verbraucht ist, kann zum Beispiel durch das Durchführen von A/F-Verhältnis-Messungen während des NOx-Deoxidationsvorgangs erhalten werden. In diesem Fall kann der S-Vergiftungs-Regenerationszeiger in den EIN-Zustand gesetzt werden, wenn bestimmt wird, dass die NOx-Adsorptionsleistung der LNT 8 sich zu einem vorbestimmten Ausmaß verschlechtert hat.
Während ein S-Vergiftungs-Regenerationsvorgang ausgeführt wird, wird ein Zeiger, der als „Fettzeiger“ bezeichnet wird, abwechselnd in EIN- und AUS-Zustände gesetzt. Während jedes Zeitraums, in dem der Fettzeiger sich in dem EIN-Zustand befindet (ein derartiger Zeitraum wird im folgenden als „fetter Zeitraum“ bezeichnet), spritzt das Kraftstoffzufuhrventil 6 im Ansprechen auf einen Befehl, der von der ECU 12 ausgegeben wird, Kraftstoff in den Abgasdurchtritt 5 ein, um eine kraftstoffreiche Atmosphäre herzustellen, wie oben beschrieben wurde. Jeder Zeitraum, in dem der Fettzeiger sich in dem AUS-Zustand befindet, wird im Folgenden als „magerer Zeitraum“ bezeichnet.
Es ist anzumerken, dass es gleichfalls möglich wäre, eine solche kraftstoffreiche Atmosphäre in dem Abgasdurchtritt 5 stromaufwärts von der LNT 8 herzustellen, indem Kraftstoff in jedem Zylinder der Maschine 2 während des Verbrennungstakts folgend auf die Vollendung der Verbrennungsreaktion innerhalb des Zylinders eingespritzt wird, nämlich eine Nach-Einspritzung von Kraftstoff in die Zylinder. Alternativ kann eine ähnliche Wirkung erreicht werden, indem die Rate der Einlassluft der Maschine 2 vorübergehend reduziert wird, und dabei durch das Erzeugen eines fetten Verbrennungszustands der Maschine dafür gesorgt wird, dass das Abgas kraftstoffreich wird.
Jedoch weist das Verfahren, in der der Kraftstoff durch das Kraftstoffzufuhrventil 6 in den Abgasdurchtritt 5 eingespritzt wird, den Vorteil auf, dass es einfach zu steuern ist, und nicht Probleme wie z.B. das Verdünnen von Maschinenöl verursacht.
Abschnitt (b) der 5 zeigt ein Beispiel von Änderungen in dem Zustand des Fettzeigers über der Zeit. Der Grund zum Einführen von mageren Zeiträumen und fetten Zeiträumen in aufeinanderfolgendem Wechsel ist, dass die Temperatur des Katalysators in der LNT 8 durch das Abwechseln der Dauer von jedem mageren Zeitraum eingestellt werden kann. Man kann nämlich sagen, dass die Kraftstoffmenge, die pro Einheitszeitraum verbraucht wird, entsprechend erhöht wird, so dass die Katalysatortemperatur steigt, wenn die mageren Zeiträume kürzer gemacht werden. Im Gegenzug sinkt die Katalysatortemperatur entsprechend, wenn die mageren Zeiträume länger gemacht werden.
In Abschnitt (c) der 5 werden die gemessenen Werte des A/F-Verhältnisses, die durch den stromaufwärts angeordneten A/F-Fühler 10 erhalten werden, durch eine durchgehende Linie gekennzeichnet, und die durch den stromabwärts angeordneten A/F-Fühler 11 gemessenen Werte sind durch die gestrichelte Linie gekennzeichnet. Als allgemeine Tendenz werden während jedem fetten Zeitraum die durch den stromabwärts angeordneten A/F-Fühler 11 erhaltenen, gemessenen Werte (stromabwärts von der LNT 8) höher sein als die durch den stromaufwärts angeordneten A/F-Fühler 10 (stromaufwärts von der LNT 8) erhaltenen. Der Grund dafür ist, dass ein Teil der Kraftstoffbestandteile innerhalb der LNT 8 bei der Durchführung der S-Vergiftungs-Regeneration verbraucht wird.
Mit der vorliegenden Erfindung werden diese gemessenen Werte, die durch den stromaufwärts angeordneten A/F-Fühler 10 und den stromabwärts angeordneten A/F-Fühler 11 erhalten werden, zum Beurteilen des Zustands des Voranschreitens der S-Vergiftungs-Regeneration verwendet. Falls der Unterschied zwischen den gemessenen Werten von dem stromaufwärts angeordneten A/F-Fühler 10 und denen von dem stromabwärts angeordneten A/F-Fühler 11 groß sind, werden insbesondere diese verwendet, um zu bezeichnen, dass der Zustand der Regeneration der LNT 8 von der Schwefelvergiftung noch nicht ausreichend vorangeschritten ist. Wenn der Unterschied kleiner wird, bezeichnet dies einen erhöhten Grad des Voranschreitens der Regeneration von der Schwefelvergiftung. Wenn der Unterschied auf einen vorbestimmten Wert fällt, wird dies beurteilt, um anzuzeigen, dass die Regeneration vollendet ist, das heißt, dass der S-Vergiftungs-Regenerationsvorgang zu beenden ist, wie im Folgenden ausführlich beschrieben wird.
Der Unterschied zwischen entsprechenden, repräsentativen Werten von Sätzen von gemessenen Werten, die von dem stromabwärts angeordneten A/F-Fühler 11 und dem stromaufwärts angeordneten A/F-Fühler 10 erhalten werden (das heißt, mit jedem der Sätze von gemessenen Werten, die innerhalb eines einzelnen fetten Zeitraums erhalten wurden) wird als ΔA/F bezeichnet. Verfahren zum Erhalten von solchen „repräsentativen Werten“ (zum Beispiel als entsprechende Durchschnittswerte) werden im Folgenden beschrieben.
Abschnitt (d) der 5 zeigt ein Beispiel von Änderungen des Werts ΔA/F. Zum Beispiel ist zwischen den Zeitpunkten t1 und t3 der Wert ΔA/F der Unterschied zwischen entsprechenden repräsentativen Werten von gemessenen A/F-Verhältnis-Werten, die von dem stromabwärts angeordneten A/F-Fühler 11 und dem stromaufwärts angeordneten A/F-Fühler 10 während des fetten Zeitraums von t0 bis t1 erhalten wurden.
Abschnitt (e) der 5 zeigt die Zeitachsenvariationen eines Zeigers, der als Beendigungsbeurteilungsberechnungszeitzeiger bezeichnet wird. Dieser Zeiger wird für eine bestimmte Dauer während jedes mageren Zeitraums in den EIN-Zustand gesetzt, wie dargestellt ist. Eine Verarbeitung zur Beurteilung der Beendigung der S-Vergiftungs-Regeneration wird während jedem dieser Zeiträume durchgeführt, in denen der Beendigungsbeurteilungsberechnungszeitzeiger sich in dem EIN-Zustand befindet, um den Wert ΔA/F zu berechnen, wie im Folgenden mit Bezug auf 2, 3 und 4 beschrieben ist.
Dadurch, dass jeder EIN-Zeitraum des Beendigungsbeurteilungsberechnungszeitzeigers direkt nach dem Ende eines fetten Zeitraums beginnt, wird es möglich, den Punkt schnell zu beurteilen, an dem die S-Vergiftungs-Regeneration beendet werden kann.
In dieser Verarbeitung zur Beurteilung der S-Vergiftungs-Beendigung wird der Wert ΔA/F berechnet und der berechnete Wert wird mit einem vorbestimmten Schwellwert verglichen. Falls herausgefunden wird, dass ΔA/F geringer als der Schwellwert ist, wird dies als ein Hinweis genommen, dass die S-Vergiftungs-Regeneration zu beenden ist. Wenn dies auftritt, wird ein Zeiger, der aus dem Diagramm (f) ersichtlich ist, und als S-Regenerationsbeendigungszeiger bezeichnet wird, in den EIN-Zustand gesetzt und der S-Vergiftungs-Regenerationszeiger wird in den AUS-Zustand gesetzt. Der S-Vergiftungs-Regenerationsvorgang wird dann beendet, und der Beendigungsbeurteilungsberechnungszeiger wird in den AUS-Zustand zurückgesetzt.
Das Verhältnis zwischen dem Wert ΔA/F und der Menge des in dem Inneren der LNT 8 verbleibenden Schwefels ist in 12 dargestellt. Wie dort gezeigt ist, besteht zwischen diesen grundsätzlich ein lineares Verhältnis. Somit kann nicht nur das Ausmaß der Regeneration der LNT 8 von der Schwefelvergiftung bestimmt werden, wenn der Wert ΔA/F gemessen wird, wie oben beschrieben wurde, sondern es kann ebenfalls die innerhalb der LNT 8 verbleibende Schwefelmenge bestimmt werden.
Es sollte angemerkt werden, dass es nicht wesentlich ist, dass fette Zeiträume und magere Zeiträume in aufeinanderfolgendem Wechsel während der S-Vergiftungs-Regeneration auftreten, wie es in dem Beispiel der 5 der Fall ist. Es wäre gleichzeitig möglich, einen einzelnen fortlaufenden fetten Zeitraum für die Dauer von jedem Zeitraum beizubehalten, in dem der S-Vergiftungs-Regenerationszeiger EIN ist. In diesem Fall würde der Unterschied zwischen den entsprechenden, gemessenen Werten von dem stromabwärts angeordneten A/F-Fühler 11 und dem stromaufwärts angeordneten A/F-Fühler 10 fortlaufend während dem fetten Zeitraum überwacht werden (das heißt, ohne repräsentative Werte zu verwenden). Wenn beurteilt wird, dass der Unterschied einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet, würde die S-Vergiftungs-Regeneration beendet werden.
2 ist ein Flussdiagramm, das die Verarbeitungsroutine zur Beurteilung der Beendigung der Regeneration von der S-Vergiftung zeigt, die durch die ECU 12 dieses Beispiels ausgeführt wird. Während der S-Vergiftungs-Regenerationszeiger sich in dem EIN-Zustand befindet, wird diese Verarbeitungsroutine während jedem EIN-Zeitraum des Beendigungsbeurteilungsberechnungszeitzeigers ausgeführt (der in 5 gezeigt ist und oben beschrieben ist). Zuerst werden in Schritt S10 eine Serie von A/F-Verhältnis-Werten AF1 (i) (i = 1, 2, 3, ...), die durch den stromaufwärts angeordneten A/F-Fühler 10 gemessen werden, während eines einzelnen fetten Zeitraums wie zum Beispiel dem Zeitraum von t0 bis t1 in 5 erfasst, das heißt, eine bestimmte Anzahl von aufeinanderfolgend gemessenen Werten. Damit gemeinsam wird eine Serie von A/F-Verhältnis-Werten AF2 (i) (i = 1, 2, 3, ...), die durch den stromabwärts angeordneten A/F-Fühler 11 gemessen wurden, während des fetten Zeitraums ähnlich erfasst.
Als Nächstes wird in Schritt S20 ein repräsentativer Wert AFlave aus der erfassten Serie von A/F-Verhältnis-Werten AF1 (i) von dem stromaufwärts angeordneten A/F-Fühler 10 berechnet, wie im Folgenden beschrieben wird. In Schritt S30 wird ein repräsentativer Wert AF2ave ähnlich aus der erfassten Serie von A/F-Verhältnis-Werten AF2 (i) von dem stromabwärts angeordneten A/F-Fühler 11 berechnet.
Als Nächstes (Schritt S40) wird der Unterschied zwischen den Werten AFlave und AF2ave, die in den Schritten S20 und S30 erhalten wurden, berechnet, und als Wert der Variablen ΔA/F gespeichert. In dem nächsten Schritt (S60) wird eine Entscheidung getroffen, ob ΔA/F einen vorbestimmten Wert K1 überschreitet. Falls K1 überschritten ist, schreitet der Vorgang zu Schritt S90 voran, während der Vorgang anderenfalls zu Schritt S70 voranschreitet.
Es ist ein grundlegendes Konzept der vorliegenden Erfindung, dass einiges von dem Kraftstoff, der in dem Abgas befördert wird, innerhalb der LNT 8 durch die S-Vergiftungsregeneration verwendet (verbraucht) wird, solange die Regeneration der LNT 8 von der Schwefelvergiftung nicht ausreichend vollendet ist. Dies bewirkt, dass der Wert ΔA/F groß ist. Somit kann der geeignete Zeitpunkt zum Beenden des S-Vergiftungs-Regenerationsvorgangs ausgehend von der Größenordnung von ΔA/F beurteilt werden, das heißt, durch das Bestimmen, wann ΔA/F ausreichend klein geworden ist. Falls in Schritt S60 herausgefunden wird, dass dies der Fall ist, wird der S-Regenerations-Beendigungszeiger in Schritt S90 auf EIN gesetzt. In dem Folgenden wird die Beurteilung, die in Schritt S60 durchgeführt wird, als „Beurteilung A“ bezeichnet.
Es ist möglich, dass einer oder beide der Fühler aus dem stromaufwärts angeordneten A/F-Fühler 10 und dem stromabwärts angeordneten A/F-Fühler 11 einen Fehler entwickeln. Aus diesem Grund wird in Schritt S70 eine Hilfsbeurteilung durchgeführt, wenn in dem Beurteilungsschritt S60 eine NEIN-Entscheidung getroffen wird. Insbesondere wird zuvor in einem Speicher der ECU 12 ein mathematisches Modell zur Verwendung der Bestimmung der Restmenge des Schwefels in dem Inneren der LNT 8 gespeichert. In Schritt S70 wird dieses Modell verwendet, um die Restmenge des Schwefels zu schätzen, und eine Beurteilung wird durchgeführt, ob die Restmenge kleiner als ein vorbestimmter Wert ist. Der folgende Schritt S80 wird dann gemäß dem Ergebnis der Beurteilung ausgeführt, der in Schritt S70 durchgeführt wurde. Somit bezeichnet dies, falls in Schritt S70 beurteilt wird, dass die Restmenge des Schwefels in der LNT 8 kleiner als der vorbestimmte Wert ist, dass die S-Vergiftungs-Regeneration beendet werden kann, so dass in Schritt S80 eine JA-Entscheidung getroffen wird, und dann Schritt S90 ausgeführt wird, um den S-Vergiftungs-Regenerationsbeendigungszeiger auf den EIN-Zustand zu setzen. Anderernfalls wird in Schritt S80 eine NEIN-Entscheidung getroffen, und die Ausführung der Verarbeitungsroutine (die an dem Ende eines fetten Zeitraums durchgeführt wird, wie oben beschrieben wurde) wird mit dem in dem AUS-Zustand verbleibenden S-Vergiftungs-Regenerations-Beendigungszeiger beendet.
Die Beurteilung, die in Schritt S70 durchgeführt wird, wird als Beurteilung B bezeichnet.
Um die Beurteilung B durchzuführen, wird die Menge des Schwefels bestimmt, die sich in der LNT 8 angesammelt hat (das heißt, in dem Zeitraum zwischen dem Ende des vorangehenden Regenerationsvorgangs und dem Beginn des aktuellen Regenerationsvorgangs), zum Beispiel ausgehend von der kumulativen Addition der Kraftstoffmengen, die während dieses Zeitraums von der Maschine verbraucht werden, und der Menge von Schwefel pro Mengeneinheit des Kraftstoffs. Die Menge des Schwefels, die desoxidiert und während des aktuellen Regenerationsvorgangs aus der LNT 8 herausgeführt wurden, werden geschätzt (ausgehend von Temperaturwerten des NOx-Katalysators, einer A/F-Verhältnis-Information und so weiter) und kumulativ addiert. Jedes Mal, wenn die Beurteilung B ausgeführt wird, wird die geschätzte Menge des Schwefels, die entfernt wurde (die oxidiert wurde), von der zuvor erwähnten bestimmten akkumulierten Menge des Schwefels innerhalb der LNT 8 abgezogen, um dabei eine Schätzung der verbleibenden Menge des Schwefels innerhalb der LNT 8 zu erhalten. Falls die geschätzte Menge Null ist oder unterhalb eines vorbestimmten Schwellwerts liegt, wird in Schritt S80 eine JA-Entscheidung getroffen, während andererseits eine NEIN-Entscheidung getroffen wird.
Manche Beispiele der aufeinanderfolgenden gemessenen Werte AF1(1), AF1(2), AF1(3) und so weiter, die in Schritt S10 der 2 erhalten werden, werden im Folgenden beschrieben. Wie oben beschrieben wurde, werden diese Werte während eines fetten Zeitraums nacheinander erhalten. Der Grund zum Einsetzen einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden Werten auf diese Weise ist, dass die gemessenen Werte, die von dem stromaufwärts angeordneten A/F-Fühler 10 und von dem stromabwärts angeordneten A/F-Fühler 11 bei dem Beginn eines fetten Zeitraums erhalten werden, nicht notwendigerweise genau die Wirkungen der Schwefelbestandteile aufgrund der Desoxidations- (Reduktions-) Reaktionen in der LNT 8 wiedergeben.
Insbesondere werden direkt nach dem Beginn eines fetten Zeitraums die gemessenen A/F-Verhältniswerte dazu tendieren, nahe an das stöchiometrische (das heißt logische) A/F-Verhältnis zu geraten. Dies passiert wegen der Tatsache, dass folgend auf den Beginn eines fetten Zeitraums der Sauerstoff, der während des vorangehenden mageren Zeitraums in dem Material gespeichert wurde, das den Sauerstoff in den NOx-Katalysatoren adsorbiert, zuerst verbraucht wird. Wenn der gesamte gespeicherte Sauerstoff verbraucht wurde, schreitet der Vorgang zu dem Zustand der Desoxidation der Schwefelbestandteile voran, die sich in dem NOx-Katalysator der LNT 8 angesammelt haben.
Aus diesem Grund führt in der vorliegenden Erfindung, wie in dem Folgenden mit Bezug auf bestimmte Beispiele beschrieben wird, die ECU 12 zusätzlich zum Erhalten einer Vielzahl von Beispielwerten des A/F-Verhältnisses von jedem Fühler aus dem stromaufwärts angeordneten und stromabwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühlern 10 und 11 das Erfassen dieser A/F-Verhältnis-Beispiele nur aus, nachdem ein bestimmtes Verzögerungsausmaß folgend auf den Beginn eines fetten Zeitraums verstrichen ist. Es ist dabei sichergestellt, dass alle Beispielwerte des A/F-Verhältnisses nur erfasst werden, falls die Desoxidation der Schwefelbestandteile in dem NOx-Katalysator begonnen wurde. Ein anderer Grund zum Bereitstellen dieser Verzögerung ist, dass die A/F-Fühler selbst eine Verzögerung des Ansprechens aufweisen.
Im Folgenden werden Beispielwerte des A/F-Verhältnisses, die durch die ECU 12 von dem stromaufwärts angeordneten A/F-Fühler 10 und dem stromabwärts angeordneten A/F-Fühler 11 erfasst wurden (zu dem Zweck, um zu beurteilen, ob der Regenerationsvorgang zu beenden ist) entsprechend als A/F-Verhältnisbeispiele vor der LNT und A/F-Verhältnisbeispiele nach der LNT bezeichnet.
6 zeigt ein Beispiel von A/F-Verhältnisbeispiele vor der LNTn AF1(i) (i = 1, 2, 3, ...), die durch das aufeinanderfolgende Entnehmen des A/F-Verhältnisses vor der LNT während eines Entnahmezeitraums erhalten wurden. Der Entnahmezeitraum beginnt, nachdem ein bestimmter fester Zeitraum T1 folgend auf den Punkt verstrichen ist, an dem der Fettzeiger EIN-geschaltet wird und endet, wenn der Fettzeiger danach in den AUS-Zustand zurückkehrt. In dem Beispiel der 6 sind die Beispiele der A/F-Verhältnisse von AF1(1) bis AF1(5).
In dem Beispiel der AF1-Werte, die in 7 gezeigt sind, werden die gemessenen Werte ebenfalls durch das aufeinanderfolgende Entnehmen der Werte des A/F-Verhältnisses vor der LNT während eines bestimmten Entnahmezeitraums erhalten.
In diesem Fall beginnt der Entnahmezeitraum, nachdem ein vorbestimmter fester Zeitraum T2 folgend auf den Punkt verstrichen ist, an dem das A/F-Verhältnis vor der LNT unter den logischen Wert von 14,5 fällt, und endet, wenn der Fettzeiger danach in den AUS-Zustand zurückkehrt.
In dem Beispiel der AF1-Werte, das aus 8 ersichtlich ist, werden die gemessenen Werte ebenfalls durch das Nehmen der A/F-Verhältniswerte vor der LNT während eines bestimmten Entnahmezeitraums erhalten. In diesem Fall beginnt der Entnahmezeitraum, nachdem ein vorbestimmter fester Zeitraum T3 folgend auf den Punkt verstrichen ist, an dem das A/F-Verhältnis nach der LNT unter einen Wert (zum Beispiel 14,3) fällt, der weniger als das stöchiometrische A/F-Verhältnis nach der LNT von 14,5 ist, und der Entnahmezeitraum endet, wenn der Fettzeiger danach in den AUS-Zustand zurückkehrt.
Mit den obigen Beispielen ist die Dauer von jedem Entnahmezeitraum nicht fixiert. In dem Beispiel, das aus 9 ersichtlich ist, wird nach dem das Erfassen der A/F-Verhältnisbeispiele vor der LNT während eines fetten Zeitraums durchgeführt wurde, dies für einen Entnahmezeitraum T4 fester Dauer fortgesetzt. An dem Ende dieses Zeitraums wird der Fettzeiger AUSgeschaltet und das Erfassen der Beispielwerte wird beendet.
Beispiele der gemessenen Werte, die die Eingaben AF2(i) (i = 1, 2, 3, ...) des Schritts S10 in 4 bestimmen, werden nun beschrieben. In dem Beispiel aus 10 werden die AF2-Beispiele durch das Entnehmen der A/F-Verhältniswerte nach der LNT während eines bestimmten Entnahmezeitraums erhalten. Der Entnahmezeitraum beginnt, nachdem ein vorbestimmter fester Zeitraum T5 folgend auf den Punkt verstrichen ist, an dem das A/F-Verhältnis nach der LNT unter einen Wert fällt (zum Beispiel 14,3), der niedriger als das logische A/F-Verhältnis nach der LNT von 14,5 ist, und der Entnahmezeitraum endet, wenn der Fettzeiger danach in den AUS-Zustand zurückkehrt.
In dem Beispiel der 11 wird, nachdem die Erfassung der A/F-Verhältnisbeispiele nach der LNT während eines fetten Zeitraums begonnen wurde, wie oben beschrieben wurde, dies für einen Entnahmezeitraum T6 fester Dauer fortgesetzt. An dem Ende dieses Zeitraums wird der Fettzeiger auf AUS gesetzt, und das Erfassen der Beispiele wird beendet.
Es kann somit verstanden werden, dass es mit der vorliegenden Erfindung durch das Durchführen von A/F-Verhältnis-Messungen (das heißt das Entnehmen von Beispielwerten des A/F-Verhältnisses) lediglich während eines Zeitraums möglich wird, in dem die Auswirkungen der Desoxidationsreaktion der Schwefeloxide auf die Beispielwerte reflektiert sind, wie von den A/F-Verhältnisfühlern erhalten werden, den Punkt genau zu beurteilen, an dem die S-Vergiftungs-Regeneration zu beenden ist, wobei bei der Beurteilung nur gemessene Werte des A/F-Verhältnisses verwendet werden.
Mit dem Messverfahren der 7 und 10 oder der 8 und 10 ist zuverlässig sichergestellt, dass die A/F-Verhältnisbeispiele vor der LNT und A/F-Verhältnisbeispiele nach der LNT jeweils erhalten werden, nachdem das gemessene A/F-Verhältnis (vor der LNT oder nach der LNT) auf einen ausreichend niedrigen Wert gefallen ist, um sicherzustellen, dass die Auswirkungen der Desoxidationsreaktion der Schwefeloxide in die gemessenen A/F-Verhältnis-Werte reflektiert werden.
Zusätzlich mit den Messverfahren der 9 und 11 werden diese A/F-Verhältnis-Beispiele nur während eines Entnahmezeitraums fester Dauer innerhalb von jedem fetten Zeitraum erfasst (zum Beispiel mit jedem Entnahmeintervall, das zu einem Zeitpunkt, der unter Verwendung der oben beschriebenen Verfahren der 7 und 10 oder 8 und 10 durchgeführt wird). Zusätzlich dazu, dass sichergestellt ist, dass jeder Entnahmezeitraum nur nach einer ausreichenden Verzögerung beginnt, um sicherzustellen, dass die Desoxidationsreaktion der Schwefeloxide innerhalb der LNT 8 bereits die gemessenen A/F-Verhältnis-Werte beeinträchtigt, die von dem stromabwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler 11 erhalten werden, ermöglichen die Verfahren der 9 und 10 auf diese Weise, dass die Messung vereinfacht wird, da jeder Entnahmezeitraum von fester Dauer ist.
Als Nächstes wird die Berechnung von AFlave in S20 und die Berechnung von AF2ave in S30 der 4 mit Bezug auf einige Beispiele beschrieben. Im Folgenden wird angenommen, dass I1 AF1-Werte während eines einzelnen fetten Zeitraums gemessen werden (in dem Beispiel der 6 beträgt der Wert I1 5). Es wird ebenfalls angenommen, dass I2 AF2-Werte während eines einzelnen fetten Zeitraums gemessen werden (in dem Beispiel der 11 beträgt der Wert I2 5).
Zuerst kann AFlave aus der folgenden Gleichung (1) als Durchschnitt der Werte AF1(i) (i = 1, 2, 3, ...) berechnet werden, das heißt, $AF1ave = {AF1 (1) + AF1 (2) + .... + AF1 (I1)} / I1$
Ähnlich kann AF2ave aus der folgenden Gleichung (2) als Durchschnitt der Werte AF2(i) (i = 1, 2, ...) berechnet werden, das heißt, $AF2ave = {AF2 (1) + AF2 (2) + .... + AF2 (I2)} / I2$
Alternativ ist es möglich, AFlave unter Verwendung einer Art von Gleichung zu berechnen, die manchmal als „Optimierungs-“ Gleichung („annealing“ equation) bezeichnet wird, zum Beispiel unter Verwendung der folgenden Gleichungen (3), (4) und (5): $AF1a (0) = 0$
$AF1a (j) = {AF1a (j - 1) + AF1 (j)} / 2$
wobei j = 1, 2, ..., I1 $AF1ave = AF1a (I1)$
Ähnlich ist es möglich AF2ave unter Verwendung der folgenden Gleichungen (6), (7) und (8) zu berechnen: $AF2a (0) = 0$
$AF2a (j) = {AF2a (j-1) + AF (j)} / 2$
wobei j = 1, 2, ..., I2 $AF2ave = AF2a (I2)$
Die Gleichungen (3) bis (8) benutzen ein sogenanntes „1/2 - Optimieren“ („1/2 annealing“), jedoch wäre es möglich, „1/4 - Optimierungen“ („1/4 annealing“) zu verwenden. In diesem Fall kann AFlave aus den folgenden Gleichungen (9), (10) und (11) berechnet werden: $AF1a (0) = 0$
$AF1a (j) = {3AF1a (j-1) + AF (j)} / 4$
wobei j = 1, 2, ..., I1 $AF1ave = AF1a (I1)$
Ähnlich ist es möglich, AF2ave unter Verwendung der folgenden Gleichungen (12), (13) und (14) zu berechnen: $AF2a (0) = 0$
$AF2a (j) = {3 AF2a (j - 1) + AF2 (j)} / 4$
wobei j = 1, 2, ..., I2 $AF2ave = AF2a (I2)$
Durch das Verwenden von repräsentativen Werten, wie es oben beschrieben wurde, können die Wirkungen der Variationen der gemessenen Werte des A/F-Verhältnisses (inklusive Fehler der Fühler und so weiter) reduziert werden. Als Ergebnis wird es möglich, den Punkt genau zu beurteilen, an dem die S-Vergiftungs-Regeneration zu beenden ist. Falls derartige „optimierende“ Gleichungen verwendet werden, weist dies den Vorteil auf, dass die Rechnungen wiederholt durchgeführt werden können, so dass nur eine kleine Speicherkapazität zum Ausführen der Berechnungen erforderlich ist.
3 ist ein Flussdiagramm einer ersten Ausführungsform, das das Flussdiagramm der 2 ersetzt. Mit Ausnahme des Flussdiagramms ist die erste Ausführungsform identisch zu dem Beispiel. In der ersten Ausführungsform wird die Beurteilung A (Schritt S60 der 2) weggelassen, und lediglich der Beurteilungsschritt S70 (Beurteilung B) wird ausgeführt, falls die Temperatur des oxidierenden Mediums (C-DPF 7) übermäßig niedrig wird oder die Abgasströmungsrate übermäßig hoch wird.
Der Grund dafür ist, dass die Reaktion zum Oxidieren der Kohlenwasserstoffe zum Erhalten des CO nicht ausreichend vorangetrieben wird, falls die Temperatur des oxidierenden Mediums (C-DPF 7) übermäßig niedrig wird, so dass HC (Kohlenwasserstoffe) in einem unveränderten Zustand in den LNT 8 eintreten. Allgemein wird ein A/F-Verhältnisfühler rechtzeitig auf das CO reagieren, weist aber eine niedrige Sensibilität in der Reaktion auf die HC auf. Somit wird die Zuverlässigkeit der von den A/F-Verhältnisfühlern erhaltenen gemessenen Werte niedrig sein, falls die Temperatur des C-DPF 7 übermäßig niedrig ist. Somit ist es in einem solchen Fall bevorzugt, die Beurteilung A auszulassen, die diese gemessenen Werte einsetzt.
Falls zusätzlich die Abgasströmungsrate übermäßig hoch ist, werden dann unverbrannte HC (das heißt, die nicht in dem Inneren des C-DPF 7 ausreichend verbraucht wurden) in einem unveränderten Zustand in den LNT 8 eintreten. In einem solchen Fall ist die Zuverlässigkeit der von den A/F-Verhältnisfühlern erhaltenen Messwerten ebenfalls niedrig, so dass in dem Flussdiagramm der 3 die Beurteilung A (Schritt S60) ebenfalls weggelassen wird, falls die Abgasströmungsrate übermäßig hoch ist.
Das Flussdiagramm der 3 unterscheidet sich im Wesentlichen von dem der 2 darin, dass die Schritte S3, S4, S5 und S6 hinzugefügt werden, und die folgende Beschreibung wird diese Schritte betreffen. Zuerst wird in Schritt S3 die Temperatur des Oxidationskatalysators in dem C-DPF 7 erfasst. Dieser Temperaturwert kann als bestimmter Wert der Innentemperatur des C-DPF 7 erhalten werden, wie er durch den Abgastemperaturfühler 13 gemessen wurde (das heißt, die Abgastemperatur, das aus dem C-DPF 7 heraustritt). Jedoch würde es gleichwertig möglich sein, einen Abgastemperaturfühler stromaufwärts des C-DPF 7 anzuordnen, und den gemessenen Wert, der von diesem Sensor erhalten wurde, als bestimmten Wert der Temperatur des Oxidationskatalysators des C-DPF 7 zu verwenden.
Als weitere Alternative wäre es möglich, Abgastemperaturfühler anzuordnen, die entsprechend stromaufwärts und stromabwärts von dem C-DPF 7 angeordnet sind, und den Durchschnitt der von diesen erhaltenen Temperaturwerte zu berechnen, wobei der Durchschnittswert als Innentemperaturwert des C-DPF 7 verwendet wird (das heißt, als bestimmte Temperatur des Oxidationskatalysators in dem C-DPF 7).
Als andere Alternative wäre es möglich, ein Computerprogramm zur Verwendung in der Bestimmung der Innentemperatur des C-DPF 7 zu speichern, das von entsprechenden Temperaturwerten ausgeht, die durch die Abgastemperaturfühler gemessen werden, die entsprechend stromaufwärts und stromabwärts von dem C-DPF 7 angeordnet sind.
Als Nächstes wird in dem Flussdiagramm der 3 die Abgasströmungsrate in Schritt S4 erfasst. Dieser Wert kann als die Einlassströmungsrate erhalten werden (das heißt als identisch angenommen werden), die durch den Luftstrommesser 4 gemessen wird. Als Nächstes wird in Schritt S5 eine Entscheidung getroffen, ob die Temperatur des Oxidationskatalysators einen vorbestimmten Wert übersteigt, der als K2 bezeichnet ist. Falls eine JA-Entscheidung stattfindet, schreitet der Vorgang zu Schritt S6 voran, während, falls eine NEIN-Entscheidung stattfindet, dann der Schritt S70 ausgeführt wird.
Als Nächstes wird in Schritt S6 eine Entscheidung getroffen, ob die Abgasströmungsrate unter einem vorbestimmten Wert K3 liegt. Falls die Strömungsrate unterhalb von K3 liegt (JA-Entscheidung), wird dann der Schritt S10 ausgeführt, während der Vorgang dann zu Schritt S70 voranschreitet, falls die Strömungsrate gleich oder größer als K3 (NEIN-Entscheidung).
Auf diese Weise werden die Verarbeitung der Schritte S10 bis S60 übersprungen, und dann der Schritt S70 ausgeführt, falls die Temperatur des Oxidationskatalysators sich unterhalb eines vorbestimmten Werts befindet, oder die Strömungsrate des Abgases einen vorbestimmten Wert überschreitet. Somit wird in diesem Fall nur die Beurteilung B (ausgehend von dem Schätzungsmodell für den verbleibenden Schwefel) verwendet, und dabei die Verwendung der gemessenen A/F-Verhältnis-Werte vermieden-, die eine geringe Genauigkeit aufweist, wenn der Punkt beurteilt wird, an dem die Regeneration von der Schwefelvergiftung zu beenden ist.
Somit kann bei der Beurteilung des Punkts zum Beenden eine erhöhte Genauigkeit erhalten werden.
4 ist ein Flussdiagramm einer zweiten Ausführungsform, das das Flussdiagramm der 3 der ersten Ausführungsform ersetzt. Mit Ausnahme des Flussdiagramms ist die zweite Ausführungsform identisch zu der ersten Ausführungsform.
Bei der ersten Ausführungsform wird nur die Beurteilung B ausgeführt, und die Beurteilung A ausgelassen, wie oben beschrieben wurde, falls die Temperatur des Oxidationskatalysators übermäßig niedrig ist, oder die Abgasströmungsrate übermäßig hoch ist. In der zweiten Ausführungsform wird jedoch zusätzlich zu den Merkmalen der ersten Ausführungsform eine Kompensation auf die Kraftstoffmenge angewendet, die in den Abgasstrom zum Erzeugen einer mit Kraftstoff angereicherten Umgebung eingespritzt wird.
In den folgenden Ausführungen wird ein Zustand, in dem die Temperatur des Oxidationskatalysators einen vorbestimmten Wert übersteigt, und die Abgasströmungsrate ebenfalls unterhalb eines vorbestimmten Werts liegt, als Zustand 1 bezeichnet, während ein Zustand, in dem die Temperatur des Oxidationskatalysators sich unterhalb eines vorbestimmten Werts befindet, und/oder die Abgasströmungsrate einen vorbestimmten Wert überschreitet, als Zustand 2 bezeichnet wird. Mit der zweiten Ausführungsform werden unterschiedliche Kompensationsmengen auf die Kraftstoffmenge angewendet, die in den Abgasstrom eingespritzt wird, und zwar abhängig davon, ob der Zustand 1 oder der Zustand 2 auftritt.
Durch das Anpassen der Kraftstoffmenge, die in den Abgasstrom eingespritzt wird, kann ein gewünschtes A/F-Verhältnis genauer bestimmt werden. Somit kann die Atmosphäre in dem Abgassystem ausreichend fett gemacht werden, während es andererseits möglich wird, die Erzeugung von schädlichen Substanzen wie zum Beispiel H₂S zu vermeiden, die dadurch entstehen, dass die Atmosphäre in dem Abgassystem übermäßig fett ist.
Darüber hinaus können durch das Anwenden der Steuerung wie zum Beispiel, dass das A/F-Verhältnis nahe an einen vorbestimmten Wert gerät, Variationen der gemessenen Werte der A/F-Verhältnisfühler reduziert werden.
Die Schritte S41, S42, S43, S44 in dem Flussdiagramm der 4 (das direkt auf Schritt S40 folgt) sind entsprechend identisch zu den Schritten S3, S4, S5, S6 in dem Flussdiagramm der 3. In dieser Ausführungsform werden die Werte AFlave und AF2ave, die in den Schritten S20 beziehungsweise S30 erhalten werden, folgend auf die Schritte S43, S44 in dem Schritt S51 oder in dem Schritt S52 verwendet, wie im Folgenden beschrieben wird.
In Schritt S43 wird auf die gleiche Weise wie für Schritt S5 in 3 eine Entscheidung getroffen, ob die Temperatur des Oxidationskatalysators den vorbestimmten Wert K2 erreicht. Falls die Temperatur gleich wie oder größer als K2 ist (JA-Entscheidung in Schritt S43), schreitet der Vorgang dann zu Schritt S44 voran, während der Schritt S52 ausgeführt wird, falls die Temperatur niedriger als K2 ist (NEIN-Entscheidung).
In Schritt S44 wird eine Entscheidung getroffen, ob die Strömungsrate des Abgases den vorbestimmten Wert K3 erreicht. Falls die Strömungsrate gleich wie oder geringer als K3 ist (JA-Entscheidung in Schritt S44), wird dann der Schritt S51 ausgeführt, während der Vorgang zu Schritt S52 voranschreitet, falls die Strömungsrate größer als K3 ist (NEIN-Entscheidung).
In Schritt S51 wird die Kraftstoffmenge, die zu dem Abgasstrom durch das Kraftstoffzufuhrventil 6 hinzugefügt wird (eingespritzt wird), um eine fette Atmosphäre herzustellen, derart eingestellt, dass die gemessenen Werte, die von dem stromaufwärts angeordneten A/F-Fühler 10 erhalten werden, auf einen ersten vorbestimmten Sollwert gebracht werden, während in Schritt S52 die Menge des hinzugefügten Kraftstoffs derart angepasst wird, dass die gemessenen Werte, die von dem stromabwärts angeordneten A/F-Fühler 11 erhalten werden, zu einem zweiten, vorbestimmten Sollwert gebracht werden.
Falls die Verarbeitung zu Schritt S51 vorangeschritten ist, bezeichnet dies, dass die Temperatur des C-DPF 7 größer als der Temperaturwert K2 ist, während die Abgasströmungsrate ebenfalls niedriger als der Strömungsratenwert K3 ist. In einem derartigen Zustand können genaue Werte des A/F-Verhältnisses von dem stromaufwärts angeordneten A/F-Fühler 10 erhalten werden. Somit wird in Schritt S51 die Kraftstoffmenge angepasst, die zu dem Abgas hinzuzufügen ist, um derart die durch den stromaufwärts angeordneten A/F-Fühler 10 (das heißt AF1ave) gemessenen Werte zu dem Sollwert des A/F-Verhältnisses zu bringen.
Falls der Wert AFlave niedriger als der Sollwert des A/F-Verhältnisses während des vorangehenden fetten Zeitraums war, wird die Kompensation insbesondere angewendet, um die Kraftstoffmenge zu erhöhen, die in dem nächsten fetten Zeitraum zu dem Abgas hinzugefügt wird. Falls im Gegensatz der Wert AFlave während des vorangehenden fetten Zeitraums höher als der Sollwert war, wird dann die Kompensation angewendet, um die Kraftstoffmenge zu verringern, die in dem nächsten fetten Zeitraum zu dem Abgas hinzugefügt wird.
Ein geeigneter Wert für das Soll-A/F-Verhältnis, das in Schritt S51 verwendet wird, ist 14,0.
Falls die Verarbeitung zu Schritt S52 vorangeschritten ist, bezeichnet dies, dass die Temperatur des C-DPF 7 niedriger als der vorbestimmte Wert ist, während die Abgasströmungsrate ebenfalls höher als der vorbestimmte Wert ist. Somit können in einem solchen Fall genaue gemessene Werte von dem stromaufwärts angeordneten A/F-Fühler 10 nicht erhalten werden. Jedoch wird wegen der Kraftstoffreaktion, die innerhalb der LNT 8 auftritt, die Zuverlässigkeit der gemessenen Werte, die von dem stromabwärts angeordneten A/F-Fühler 11 erhalten wurden, größer sein als die der von dem stromaufwärts angeordneten A/F-Fühler 10. Somit wird in Schritt S52 die Kompensation auf die Kraftstoffmenge angewendet, die in einem fetten Zeitraum zu dem Abgas hinzugefügt wird, um derart dafür zu sorgen, dass AF2ave (die gemessenen Werte, die von dem stromabwärts angeordneten A/F-Fühler 11 erhalten wurden) mit einem Sollwert des A/F-Verhältnisses zusammenfallen, das heißt, einem Wert, der zum Ausführen der Regeneration geeignet ist.
Insbesondere wird mit dieser Anpassung, falls der Wert AF2ave in dem vorangehenden fetten Zeitraum niedriger als der Sollwert war, die hinzugefügte Kraftstoffmenge in dem darauffolgenden fetten Zeitraum erhöht, während die hinzugefügte Kraftstoffmenge in dem darauffolgenden fetten Zeitraum verringert wird, falls der Wert AF2ave in dem vorangehenden fetten Zeitraum größer als der Sollwert war.
Ein geeigneter Wert für das Soll-A/F-Verhältnis, das in Schritt S52 verwendet wird,- ist zum Beispiel 14,2.
Mit den obigen Ausführungsformen werden in den Schritten S5, S6 der 3 und in den Schritten S43, S44 der 4 jeweils unabhängig voneinander eine Beurteilung betreffend die Temperatur des Oxidationskatalysators (C-DPF 7) und eine Beurteilung betreffend die Abgasströmungsrate durchgeführt. Jedoch würde es gleichwertig möglich sein, diese zu kombinieren, das heißt, ein in dem Speicher gespeichertes Kennfeld bereitzustellen, das Koordinatenachsen aufweist, die die Werte der Temperatur des Oxidationskatalysators beziehungsweise die Werte der Abgasströmungsrate darstellen. In diesem Fall ist es nur notwendig, eine einzelne Beurteilung durchzuführen, ob die Kombination der erhaltenen Werte Temperatur des Oxidationskatalysators der Abgasströmungsrate einer Position innerhalb eines vorbestimmten Bereichs des Kennfelds entsprechen, oder nicht.
Die folgenden Verhältnisse sind zwischen den Bauteilen der obigen Ausführungsformen und dem Inhalt der anhängenden Ansprüche vorhanden. Die LNT 8 entspricht einem NOx-Katalysatorgerät. Das Kraftstoffzufuhrventil 6 entspricht einer Regenerationseinrichtung für den Katalysator. Die C-DPF 7 entspricht einem Katalysator, der eine Oxidationsfunktion aufweist. Die C-DPF 7 entspricht ebenfalls einem Partikelfilter, der mit einem Oxidationskatalysator ausgestattet ist. Die ECU 12 entspricht der Steuerschaltung.

Claims

Abgasreinigungsvorrichtung (1) für eine Brennkraftmaschine (2), die hat: ein NOx- (Stickoxid-) Katalysatorgerät (8), das in einem Abgasdurchtritt (5) der Brennkraftmaschine (2) installiert ist, um in einem Abgas enthaltenes NOx zu desoxidieren, eine Regenerationseinrichtung (6) für einen Katalysator, und eine Steuerschaltung (12) zum Steuern der Regenerationseinrichtung (6) für den Katalysator, um eine Regeneration des NOx-Katalysatorgeräts (8) von einer Schwefelvergiftung auszuführen, indem ein A/F- (Luft-Kraftstoff-) Verhältnis des Abgases auf einen Wert reduziert wird, der niedriger als ein stöchiometrisches A/F-Verhältnis ist; eine Einrichtung zum Erfassen eines Wertes einer Strömungsrate des Abgases durch den Abgasdurchtritt, und einen Temperatursensor (13) zum Erfassen der Temperatur des NOx-Katalysatorgeräts (8); wobei die Abgasreinigungsvorrichtung (1) Folgendes umfasst: einen stromaufwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (10) um gemessene Werte des A/F-Verhältnisses des Abgases zu erhalten, der in dem Abgasdurchtritt (5) an einer Stelle angeordnet ist, die mit Bezug auf eine Strömungsrichtung des Abgases stromaufwärts von dem NOx-Katalysatorgerät (8) liegt; und einen stromabwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (11), um gemessene Werte des A/F-Verhältnisses des Abgases zu erhalten, der in dem Abgasdurchtritt (5) an einer Stelle angeordnet ist, die stromabwärts von dem NOx-Katalysatorgerät (8) liegt; und wobei die Steuerschaltung (12) ausgelegt ist, während der Ausführung der Regeneration betrieben zu werden, um gemessene Werte des A/F-Verhältnisses von dem stromabwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (11) beziehungsweise von dem stromaufwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (10) zu erfassen, um einen Unterschied (ΔA/F) zwischen den entsprechenden Werten des A/F-Verhältnisses von dem stromaufwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (10) und dem stromabwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (11) zu berechnen, und um den Unterschied (ΔA/F) mit einem vorbestimmten Unterschiedswert (K1) zu vergleichen, und die Regeneration beendet wird, wenn beurteilt wird, dass - die Temperatur des NOx-Katalysatorgeräts (8) höher als ein vorbestimmter Temperaturwert (K2) ist, - die Strömungsrate des Abgases niedriger als ein vorbestimmter Strömungsratenwert (K3) ist, und - der Unterschied (ΔA/F) geringer als der vorbestimmte Unterschiedswert (K1) ist .
Abgasreinigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, mit einem Katalysator (7), der eine Oxidationsfunktion aufweist und an einer Stelle angeordnet ist, die stromaufwärts von dem stromaufwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (10) liegt.
Abgasreinigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, wobei der Katalysator (7), der eine Oxidationsfunktion aufweist, einen Partikelfilter hat, der mit einem Oxidationskatalysator ausgestattet ist, wobei der Partikelfilter ausgelegt ist, Partikelbestandteile zu sammeln, die in dem Abgas befördert werden.
Abgasreinigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Steuerschaltung (12) gekoppelt ist, um eine Information zu empfangen, die Betriebsparameter der Brennkraftmaschine (2) einschließlich gesammelter Kraftstoffmengen, die durch die Brennkraftmaschine (2) verbraucht wurden, ausdrückt, und die Steuerschaltung (12) einen Speicher umfasst, der gespeicherte Daten aufweist, die ein Schätzungsmodell ausdrücken, um die Betriebsparameterinformation zu verwenden, um eine Restmenge des in dem NOx-Katalysatorgerät enthaltenen Schwefels zu schätzen, wobei die Steuerschaltung (12) ausgelegt ist, als ersten Beurteilungsvorgang den Unterschied zwischen entsprechenden Werten des A/F-Verhältnisses mit dem vorbestimmten Schwellwert des A/F-Verhältnisses zu vergleichen, das Schätzungsmodell anzuwenden, um eine geschätzte Restmenge des Schwefels zu erhalten, wenn beurteilt wird, dass der Unterschied zwischen den entsprechenden A/F-Verhältnis-Werten den ersten vorbestimmten Wert überschreitet, als zweiten Beurteilungsvorgang die geschätzte Restmenge des Schwefels mit einem vorbestimmten Schwellwert der Restmenge zu vergleichen, und die Regeneration zu beenden, wenn beurteilt wird, dass die geschätzte Restmenge geringer als der Schwellwert der Restmenge ist.
Abgasreinigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Regenerationseinrichtung (6) für den Katalysator gesteuert wird, während der Regeneration eine bestimmte Kraftstoffmenge zu dem Abgas hinzuzufügen, um einen mit Kraftstoff angereicherten Zustand des Abgases zu erzeugen, die Steuerschaltung (12) ausgelegt ist, die bestimmte Menge in eine Richtung einzustellen, um Werte des A/F-Verhältnisses, das durch den stromaufwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (10) erhalten wird, nahe an einen Sollwert des A/F-Verhältnisses zu bringen.
Abgasreinigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, mit einer Einrichtung zum Erfassen eines Temperaturwerts des Katalysators (7), der eine Oxidationsfunktion aufweist, wobei die Steuerschaltung (12) ausgelegt ist, den Unterschied zwischen entsprechenden Werten des A/F-Verhältnisses von dem stromaufwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (10) und dem stromabwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (11) nur in einem Zustand zu berechnen, in dem der erfasste Temperaturwert des NOx-Katalysatorgeräts (8) den vorbestimmten Temperaturwert überschreitet.
Abgasreinigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, mit einer Einrichtung zum Erfassen eines Temperaturwerts des Katalysators, der eine Oxidationsfunktion aufweist, wobei die Regenerationseinrichtung (6) für den Katalysator gesteuert wird, um während der Regeneration eine bestimmte Kraftstoffmenge zu dem Abgas hinzuzufügen, um einen mit Kraftstoff angereicherten Zustand des Abgases zu erzeugen; wobei die Steuerschaltung (12) ausgelegt ist auf einen Zustand anzusprechen, in dem der Abgastemperaturwert einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet, um die bestimmte Menge in eine Richtung einzustellen, wodurch Werte des A/F-Verhältnisses, die durch den stromaufwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (10) erhalten werden, sich an einen ersten Sollwert annähern, und auf einen Zustand anzusprechen, in dem der Abgastemperaturwert geringer als der vorbestimmte Schwellwert ist, um die bestimmte Menge in eine Richtung einzustellen, wodurch Werte des A/F-Verhältnisses, die durch den stromabwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (11) erhalten werden, an einen zweiten Sollwert annähern.
Abgasreinigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 7, wobei die Steuerschaltung (12) gekoppelt ist, um eine Information zu empfangen, die Betriebsparameter der Brennkraftmaschine (2) inklusive gesammelten Kraftstoffmengen, die durch die Brennkraftmaschine (2) verbraucht wurden, ausdrückt, und die Steuerschaltung (12) einen Speicher umfasst, der darin gespeicherte Daten aufweist, die ein Schätzungsmodell ausdrücken, um die Betriebsparameterinformation zu verwenden, um eine Restmenge des in dem NOx-Katalysatorgerät enthaltenen Schwefels zu schätzen, wobei die Steuerschaltung (12) ausgelegt ist, als ersten Beurteilungsvorgang den Unterschied zwischen entsprechenden Werten des A/F-Verhältnisses mit einem vorbestimmten Schwellwert des A/F-Verhältnisses zu vergleichen, das Schätzungsmodell anzuwenden, um eine geschätzte Restmenge des Schwefels zu erhalten, wenn beurteilt wird, dass der Unterschied zwischen entsprechenden Werten des A/F-Verhältnisses einen ersten vorbestimmten Wert überschreitet, als zweiten Beurteilungsvorgang die geschätzte Restmenge des Schwefels mit einem vorbestimmten Schwellwert der Restmenge zu vergleichen, und die Regeneration zu beenden, wenn beurteilt wird, dass die geschätzte Restmenge geringer als der Schwellwert der Restmenge ist.
Abgasreinigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Steuerschaltung (12) ausgelegt ist, den Unterschied zwischen entsprechenden Werten des A/F-Verhältnisses von dem stromaufwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (10) und dem stromabwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (11) nur in einem Zustand zu berechnen, in dem die Strömungsrate des Abgases den vorbestimmten Strömungsratenwert überschreitet.
Abgasreinigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Regenerationseinrichtung (6) für den Katalysator gesteuert wird, um während der Regeneration eine bestimmte Kraftstoffmenge in das Abgas einzuspritzen, um einen mit Kraftstoff angereicherten Zustand des Abgases zu erzeugen; wobei die Steuerschaltung (12) ausgelegt ist, auf einen Zustand anzusprechen, in dem die Strömungsrate des Abgases den vorbestimmten Schwellwert überschreitet, um die bestimmte Menge in eine Richtung einzustellen, wodurch sich Werte des A/F-Verhältnisses, die durch den stromaufwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (10) erhalten werden, an einen ersten Sollwert annähern, und auf einen Zustand anzusprechen, in dem die Strömungsrate des Abgases geringer als der vorbestimmte Strömungsratenwert ist, um die bestimmte Menge in eine Richtung einzustellen, wodurch sich Werte des A/F-Verhältnisses, die durch den stromabwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (11) erhalten wurden, an einen zweiten Sollwert annähern.
Abgasreinigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 10, wobei die Steuerschaltung (12) gekoppelt ist, eine Information zu empfangen, die Betriebsparameter der Brennkraftmaschine (2) inklusive gesammelter Kraftstoffmengen, die durch die Brennkraftmaschine (2) verbraucht werden, ausdrückt, und die Steuerschaltung (12) einen Speicher umfasst, der darin gespeichert Daten aufweist, die ein Schätzungsmodell ausdrücken, um die Betriebsparameterinformation zum Schätzen einer Restmenge des in dem NOx-Katalysatorgeräts enthaltenen Schwefels zu verwenden, wobei die Steuerschaltung (12) ausgelegt ist, als ersten Beurteilungsvorgang den Unterschied zwischen entsprechenden Werten des A/F-Verhältnisses mit einem vorbestimmten Schwellwert des A/F-Verhältnisses zu vergleichen, das Schätzungsmodell anzuwenden, um eine geschätzte Restmenge des Schwefels zu erhalten, wenn beurteilt wird, dass der Unterschied zwischen entsprechenden Werten des A/F-Verhältnisses den ersten vorbestimmten Wert übersteigt, als zweiten Beurteilungsvorgang die geschätzte Restmenge des Schwefels mit einem vorbestimmten Schwellwert der Restmenge zu vergleichen, und die Regeneration zu beenden, wenn beurteilt wird, dass die geschätzte Restmenge geringer als der Schwellwert der Restmenge ist.
Abgasreinigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Steuerschaltung (12) ausgelegt ist, die Regenerationseinrichtung (6) zum Herstellen des kraftstoffreichen Zustands nur während jedem einer Folge von Zeiträumen festgelegter Dauer zu steuern, während die Regeneration im Gang ist, und in jedem der Zeiträume festgelegter Dauer die Steuerschaltung (12) die Werte des A/F-Verhältnisses erfasst, nachdem eine bestimmte Verzögerung im Anschluss an einen Beginn des Zeitraums verstrichen ist.
Abgasreinigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 12, wobei die bestimmte Verzögerung einen vorbestimmten festen Wert aufweist.
Abgasreinigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 12, wobei die bestimmte Verzögerung die Summe eines ersten Zeitraums und eines zweiten Zeitraums ist, wobei der erste Zeitraum sich von dem Beginn bis zu einem Punkt erstreckt, an dem die von einem vorbestimmten Fühler, nämlich dem stromaufwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (10) oder dem stromabwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (11) erhaltenen Werte des A/F-Verhältnisses ein stöchiometrisches A/F-Verhältnis erreichen, und der zweite Zeitraum eine vorbestimmte, festgelegte Dauer aufweist.
Abgasreinigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Steuerschaltung (12) ausgelegt ist, während der Ausführung der Regeneration eine Vielzahl von Beispielwerten des gemessenen A/F-Verhältnisses von dem stromaufwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (10) zu erfassen, wobei die Erfassung nach einer ersten Verzögerung beginnt, die auf einen Beginn der Regeneration folgt, und ein repräsentatives, stromaufwärtiges A/F-Verhältnis ausgehend von der Vielzahl der Beispielwerte des stromaufwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühlers (10) abzuleiten, eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden Beispielwerten der gemessenen Werte des A/F-Verhältnisses zu erfassen, die von dem stromabwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (11) während der Ausführung der Regeneration erhalten werden, wobei die Erfassung nach einer zweiten Verzögerung begonnen wird, die auf den Beginn der Regeneration folgt, und ein repräsentatives, stromabwärtiges A/F-Verhältnis ausgehend von der Vielzahl der Beispielwerte von dem stromabwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (11) abzuleiten, einen repräsentativen Unterschied als Unterschied zwischen dem repräsentativen, stromaufwärtigen A/F-Verhältnis und dem repräsentativen, stromabwärtigen A/F-Verhältnis zu berechnen, und den repräsentativen Unterschied mit einem vorbestimmten repräsentativen Unterschiedsschwellwert zu vergleichen, und die Regeneration zu beenden, wenn beurteilt wird, dass der repräsentative Unterschied geringer als der repräsentative Unterschiedsschwellwert ist.
Abgasreinigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 15, wobei die erste Verzögerung ein vorbestimmter Zeitraum festgelegter Dauer ist.
Abgasreinigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 15, wobei die erste Verzögerung sich von einem Punkt aus erstreckt, an dem das A/F-Verhältnis, das durch den stromaufwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (10) gemessen wird, kleiner als ein stöchiometrisches A/F-Verhältnis wird, bis ein vorbestimmter Zeitraum festgelegter Dauer verstrichen ist.
Abgasreinigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 15, wobei die erste Verzögerung sich von einem Punkt aus erstreckt, an dem das A/F-Verhältnis, das durch den stromabwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (11) gemessen wird, kleiner als ein stöchiometrischer A/F-Verhältnis-Wert wird, bis ein vorbestimmter Zeitraum festgelegter Dauer verstrichen ist.
Abgasreinigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 15, wobei die Beispielwerte des A/F-Verhältnisses von dem stromaufwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (10) während eines Zeitraums erfasst werden, der eine vorbestimmte festgelegte Dauer aufweist.
Abgasreinigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 15, wobei die zweite Verzögerung sich von einem Punkt aus erstreckt, an dem das A/F-Verhältnis, das durch den stromabwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (11) gemessen wird, kleiner als ein stöchiometrisches A/F-Verhältnis wird, bis ein Zeitraum vorbestimmter festgelegter Dauer verstrichen ist.
Abgasreinigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 15, wobei die Beispielwerte des A/F-Verhältnisses von dem stromabwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (11) während eines Zeitraums erfasst werden, der eine vorbestimmte festgelegte Dauer aufweist.
Abgasreinigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 15, wobei das repräsentative, stromaufwärtige A/F-Verhältnis als ein Durchschnitt der Vielzahl der Beispielwerte von dem stromaufwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (10) berechnet wird, und das repräsentative stromabwärtige A/F-Verhältnis als ein Durchschnitt der Vielzahl von Beispielwerten von dem stromabwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (11) berechnet wird.
Abgasreinigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Steuerschaltung (12) ausgelegt ist, die Regeneration durch das Steuern des Regenerationsgeräts auszuführen, um einen Anteil des Kraftstoffs in dem Abgas während jedem von einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden kraftstoffreichen Zeiträumen zu erhöhen, und während jedem der kraftstoffreichen Zeiträume, eine Vielzahl von Beispielwerten des von dem stromaufwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (10) gemessenen A/F-Verhältnisses zu erfassen, wobei die Erfassung nach einer ersten Verzögerung folgend auf einen Beginn des kraftstoffreichen Zeitraums beginnt, und ein repräsentatives stromaufwärtiges A/F-Verhältnis ausgehend von der Vielzahl der Beispielwerte von dem stromaufwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (10) abzuleiten, eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden Beispielwerten der gemessenen Werte des A/F-Verhältnisses zu erfassen, die von dem stromabwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (11) erhalten wurden, wobei die Erfassung nach einer zweiten Verzögerung beginnt, die auf den Beginn des kraftstoffreichen Zeitraums folgt, und ein repräsentatives stromabwärtiges A/F-Verhältnis ausgehend von der Vielzahl der Beispielwerte von dem stromabwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (11) abzuleiten, einen repräsentativen Unterschied als einen Unterschied zwischen dem repräsentativen stromaufwärtigen A/F-Verhältnis und dem repräsentativen stromabwärtigen A/F-Verhältnis zu berechnen, den repräsentativen Unterschied mit einem vorbestimmten repräsentativen Unterschiedsschwellwert zu vergleichen, und die Regeneration zu beenden, wenn beurteilt wird, dass der repräsentative Unterschied geringer als der repräsentative Unterschiedsschwellwert ist.
Abgasreinigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 23, wobei die erste Verzögerung ein Zeitraum einer vorbestimmten festgelegten Dauer ist.
Abgasreinigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 23, wobei die erste Verzögerung sich von einem Punkt aus erstreckt, an dem das A/F-Verhältnis, das durch den stromaufwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (10) gemessen wird, kleiner als ein stöchiometrisches A/F-Verhältnis wird, bis ein erster Zeitraum vorbestimmter, festgelegter Dauer verstrichen ist, und die zweite Verzögerung sich von einem Punkt erstreckt, an dem das A/F-Verhältnis, das durch den stromabwärts angeordneten A/F-Verhältnisfühler (11) gemessen wird, kleiner als das stöchiometrische A/F-Verhältnis wird, bis ein zweiter Zeitraum vorbestimmter, festgelegter Dauer verstrichen ist.