DE102009002257A1 - Exhaust gas cleaning device for internal combustion engine, comprises nitrogen oxide catalyst in exhaust duct for occluding and reducing nitrogen oxides, where fuel addition valve is provided for adding fuel in exhaust duct - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasreinigungsvorrichtung einer Brennkraftmaschine.The The present invention relates to an exhaust gas purification device of a Internal combustion engine.
In einigen Fällen wird ein Einschluss-Reduktions-NOx-Katalysator bzw. Okklusions-Reduktions-NOx-Katalysator (ein NOx-Katalysator, ein Lean-NOx-Trap (LNT) bzw. NOx-Speicher- oder Adsorber-Katalysator) in einem Abgasrohr einer Dieselkraftmaschine oder dergleichen angeordnet, um Stickoxide (NOx) in einem Abgas zu reinigen. Der LNT adsorbiert NOx in einer mageren Atmosphäre, die eine Grundatmosphäre in der Dieselkraftmaschine ist. Die Atmosphäre wird nach einem Intervall in eine fette Atmosphäre geändert, wobei hierdurch NOx, das eingeschlossen bzw. okkludiert worden ist, zu dem harmlosen Stickstoff reduziert wird und ausgestoßen wird.In In some cases, an inclusion-reduction NOx catalyst will be used or occlusion reduction NOx catalyst (a NOx catalyst, a lean NOx trap (LNT) or NOx storage or adsorber catalyst) disposed in an exhaust pipe of a diesel engine or the like, to purify nitrogen oxides (NOx) in an exhaust gas. The LNT adsorbs NOx in a lean atmosphere, which is a basic atmosphere in the diesel engine is. The atmosphere is going down changed an interval into a rich atmosphere, thereby causing NOx occluded the harmless nitrogen is reduced and expelled becomes.
Ein Abgaskraftstoffadditionsverfahren bzw. Abgaskraftstoffhinzufügungsverfahren ist als ein Verfahren zur Bildung der fetten Atmosphäre bekannt. Gemäß dem Verfahren ist ein Kraftstoffhinzufügungsventil (ein Additionsventil bzw. Hinzufügungsventil) bei einem Abgasrohr bereitgestellt, und Kraftstoff wird aus dem Kraftstoffhinzufügungsventil in das Abgasrohr eingespritzt (hinzugefügt). Somit wird die fette Atmosphäre gebildet und unverbrannter Kraftstoff wird als ein Reduktionsmittel dem LNT zugeführt.One Exhaust fuel addition method or exhaust gas addition method is as a method of forming the rich atmosphere known. According to the method is a fuel addition valve (an addition valve or addition valve) at a Exhaust pipe is provided, and fuel is removed from the fuel addition valve injected into the exhaust pipe (added). Thus, will the fat atmosphere is formed and unburned fuel becomes supplied as a reducing agent to the LNT.
Wenn das Hinzufügungsventil bereitgestellt ist, gibt es einen Fall, bei dem ein Einspritzloch des Hinzufügungsventils zum Einspritzen des Kraftstoffs verstopft ist. Ruß bzw. unverbrannter Kohlenstoff in dem Abgas und Ablagerungsbestandteile in dem Kraftstoff bilden Ursachen der Verstopfung. Gemäß einer in dem nachstehend genannten Patentdokument 1 beschriebenen Technologie wird der Ruß in dem Abgas durch eine Anpassung der Verbrennung reduziert. Außerdem wird, um das Auftreten der Verstopfung aufgrund der Ablagerungsbestandteile zu verhindern, eine Temperatur des Einspritzlochs verringert, indem der Kraftstoff aus dem Kraftstoffhinzufügungsventil eingespritzt wird.
- Patentdokument 1:
JP-A-2005-106047
- Patent Document 1:
JP-A-2005-106047
Zusätzlich zu dem Abgaskraftstoffhinzufügungsverfahren, das vorstehend beschrieben ist, gibt es ein Fette-Verbrennung-Verfahren als ein weiteres Verfahren zur Bildung der fetten Atmosphäre. Gemäß dem Verfahren wird ein fettes Gas ausgestoßen, indem eine Einspritzmenge einer Haupteinspritzung in einen Zylinder vergrößert wird. Die fette Verbrennung weist einen Vorteil dahingehend auf, dass sie in der Lage ist, NOx effizient zu reinigen, wobei der Kraftstoff geringer als in dem Fall der Abgaskraftstoffhinzufügung ist. Die fette Verbrennung weist jedoch eine Schwierigkeit dahingehend auf, dass eine Betriebsbedingung oder ein Laufzustand begrenzt ist, der für die fette Verbrennung geeignet ist. Folglich ist es zu bevorzugen, sowohl die fette Verbrennung als auch das Kraftstoffhinzufügungsventil zu verwenden und zwischen den beiden Verfahren entsprechend der Betriebsbedingung umzuschalten, wodurch die beiden Verfahren unter den Betriebsbedingungen verwendet werden, die für die jeweiligen Verfahren geeignet sind.additionally to the exhaust gas fuel addition process, the above is described, there is a fat-burning method as a Another method for forming the rich atmosphere. According to the Procedure, a fat gas is ejected by an injection quantity a main injection into a cylinder increases becomes. The fat burning has an advantage in that that it is able to purify NOx efficiently, taking the fuel lower than in the case of the exhaust fuel addition is. However, the fat burning has a problem that an operating condition or running condition is limited suitable for fat burning. Therefore it is Both the rich combustion and the fuel addition valve are preferable to use and between the two procedures according to the Switching operating condition, causing the two methods under the operating conditions are used for each Methods are suitable.
In dem Fall, bei dem die fette Verbrennung ausgeführt wird, wird eine große Menge von Ruß während der Fette-Verbrennung-Zeitdauer, oder wenn die Verbrennung von der mageren Verbrennung zu der fetten Verbrennung oder von der fetten Verbrennung zu der mageren Verbrennung umgeschaltet wird, erzeugt. Folglich besteht in dem System, das sowohl die fette Verbrennung als auch das Kraftstoffhinzufügungsventil verwendet, eine Möglichkeit, dass der Ruß das Einspritzloch des Kraftstoffhinzufügungsventils verstopft. Wenn die Verstopfung in dem Einspritzloch des Kraftstoffhinzufügungsventils auftritt, besteht eine Möglichkeit, dass eine Ist-Einspritzmenge von einem Einspritzsollwert des Kraftstoffhinzufügungsventils abweicht. Herkömmliche Technologien, die die in dem vorstehend beschriebenen Patentdokument 1 beschriebene Technologie umfassen, berücksichtigen das Problem nicht, dass der durch die fette Verbrennung erzeugte Ruß das Einspritzloch des Kraftstoffhinzufügungsventils verstopft.In in the case where the rich combustion is carried out will be a large amount of soot during the fat burning period, or when the combustion of the lean combustion to fat burning or fat burning is switched to the lean combustion generated. consequently exists in the system that both the fat burning and the fuel addition valve uses one way that the soot is the injection hole of the fuel adding valve clogged. If the blockage in the injection hole of the fuel addition valve occurs, there is a possibility that an actual injection quantity from an injection target value of the fuel adding valve differs. Conventional technologies similar to those described above include described in Patent Document 1, do not take into account the problem that is caused by the fat Combustion produced soot in the fuel injection valve injection hole clogged.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abgasreinigungsvorrichtung einer Brennkraftmaschine bereitzustellen, die in der Lage ist, eine Verstopfung eines Kraftstoffhinzufügungsventils aufgrund von Ruß, der während einer Fette-Verbrennung-Zeitdauer, oder wenn eine Verbrennung von einer fetten Verbrennung zu einer mageren Verbrennung umgeschaltet wird, erzeugt wird, in einem System zu entfernen, welches das Kraftstoffhinzufügungsventil aufweist und das ebenso die fette Verbrennung zur Verringerung von NOx, das in einem NOx-Katalysator okkludiert ist, ausführt.It An object of the present invention is an exhaust gas purification device to provide an internal combustion engine that is able, a Blockage of a fuel addition valve due of soot, which during a fats combustion period, or when a combustion from a rich combustion to a lean combustion is generated in a system to remove the fuel addition valve and that too the fat burning to reduce NOx occluded in a NOx catalyst.
Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist eine Abgasreinigungsvorrichtung einer Brennkraftmaschine einen NOx-Katalysator in einem Abgaskanal zum Okkludieren und Reduzieren von NOx auf. Die Abgasreinigungsvorrichtung weist ein Kraftstoffhinzufügungsventil zum Hinzufügen von Kraftstoff in den Abgaskanal, eine Fette-Verbrennung-Ausführungsvorrichtung zur Ausführung einer fetten Verbrennung in der Brennkraftmaschine und eine Hinzufügungssteuerungsvorrichtung zum Hinzufügen des Kraftstoffs aus dem Kraftstoffhinzufügungsventil während einer Zeitdauer auf, nachdem die fette Verbrennung, die durch die Fette-Verbrennung-Ausführungsvorrichtung ausgeführt wird, beendet ist und bevor die nächste fette Verbrennung gestartet wird.According to one Embodiment of the present invention comprises an exhaust gas purification device an internal combustion engine, a NOx catalyst in an exhaust passage for occluding and reducing NOx. The exhaust gas purification device has a fuel adding valve for adding of fuel in the exhaust duct, a grease combustion execution device to perform a rich combustion in the internal combustion engine and an add control device for adding of the fuel from the fuel addition valve during a period of time after the fat burning caused by the Grease combustion execution device executed is finished, and before the next fat burn is started.
Somit fügt die Abgasreinigungsvorrichtung der Brennkraftmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung den Kraftstoff aus dem Kraftstoffzufügungsventil in der Zeitdauer hinzu, nachdem die fette Verbrennung beendet ist und bevor die nächste fette Verbrennung gestartet wird, wodurch der Ruß, der ein Einspritzloch des Kraftstoffhinzufügungsventils verstopft, zerstreut wird. Dementsprechend kann die Verstopfung des Kraftstoffhinzufügungsventils entfernt werden, die durch eine große Menge von Ruß verursacht wird, der während der fetten Verbrennung, oder wenn die Verbrennung von der mageren Verbrennung zu der fetten Verbrennung oder von der fetten Verbrennung zu der mageren Verbrennung umgeschaltet wird, erzeugt wird. Somit kann zusätzlich zu dem Vorteil, in der Lage zu sein, in geeigneter Weise die fette Verbrennung und die Abgaskraftstoffhinzufügung zu schalten und zu verwenden, eine Abgasreinigungsvorrichtung verwirklicht werden, die einen Vorteil dahingehend aufweist, dass sie in der Lage ist, die Verstopfung des Einspritzloches zu verhindern und die Abweichung der Ist-Einspritzmenge, die von dem Kraftstoffhinzufügungsventil hinzugefügt wird, von dem Befehlswert zu verhindern. Außerdem kann, da der Ruß durch das Einspritzen des Kraftstoffs aus dem Kraftstoffhinzufügungsventil zerstreut wird, die Verstopfung ohne eine zusätzliche Verwendung eines Mechanismus zur Zerstreuung des Rußes bei niedrigen Kosten entfernt werden.Consequently adds the exhaust gas purification device of the internal combustion engine according to the present invention, the fuel added from the fuel addition valve in the time period after the fat burning is over and before the next Fat combustion is started, causing the soot, the one Injection hole of fuel addition valve plugged, is scattered. Accordingly, the blockage of the fuel addition valve be removed, which is caused by a large amount of soot that is during fat burning, or when the Combustion from lean combustion to rich combustion or switched from rich combustion to lean combustion, is produced. Thus, in addition to the advantage in to be able to properly burn the fat and to switch and use the exhaust fuel addition an exhaust gas purification device can be realized which has an advantage in that it is capable of blocking to prevent the injection hole and the deviation of the actual injection quantity, the is added by the fuel adding valve, from the command value. In addition, because of the Soot by injecting the fuel from the fuel addition valve is scattered, the blockage without any additional use a mechanism for dispersing the soot at low Costs are removed.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist die Abgasreinigungsvorrichtung ferner eine Befehlsvorrichtung zur Ausgabe eines Befehls auf, um eine erforderliche Ablaufzeit bereitzustellen, die vergangen sein muss, seit die fette Verbrennung, die durch die Fette-Verbrennung-Ausführungsvorrichtung ausgeführt wird, beendet ist, bis die Kraftstoffhinzufügung durch die Hinzufügungssteuerungsvorrichtung gestartet wird, so dass eine Bedingung erfüllt ist, dass die Hinzufügung eine Verstopfung des Hinzufügungsventils verringert und dass die Hinzufügung die Atmosphäre nicht veranlasst, zu einer fetten Atmosphäre zurückzukehren.According to one Further embodiment of the present invention, the exhaust gas purification device a command device for issuing a command to to provide a required expiration time that has passed has, since the fat burning, by the fats combustion execution device is executed, is finished until the fuel addition is started by the addition control device, so that a condition is met that the addition is a Blockage of the addition valve decreases and that the addition does not cause the atmosphere to return to a fat atmosphere.
Somit wird die Kraftstoffhinzufügung aus dem Hinzufügungsventil ausgeführt, um eine Bedingung zu erfüllen, dass die Hinzufügung die Verstopfung des Hinzufügungsventils verringert und dass die Hinzufügung die Atmosphäre nicht veranlasst, zu der fetten Atmosphäre zurückzukehren. Somit kann, wenn die Verstopfung des Hinzufügungsventils verringert ist, eine Situation verhindert werden, bei der die Emission sich aufgrund dessen verschlechtert, dass die Atmosphäre zu der fetten Atmosphäre zurückkehrt und der unverbrannte Kraftstoff vorbeiströmt.Consequently becomes the fuel addition from the addition valve executed to satisfy a condition that addition of blockage of the addition valve decreases and that adds the atmosphere does not cause to return to the fat atmosphere. Thus, if the obstruction of the addition valve is reduced, preventing a situation where the emission due to that the atmosphere deteriorates to the fat atmosphere returns and the unburned Fuel flows past.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist die Abgasreinigungsvorrichtung ferner eine Messvorrichtung zum Messen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in einem Abgas auf. Die Befehlsvorrichtung gibt einen Befehl aus, um zu bestimmen, dass die erforderliche Ablaufzeit vergangen ist, wenn eine Differenz zwischen einem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis in einem Magerverbrennungszustand und dem Messwert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, der mit der Messvorrichtung gemessen wird, kleiner ist als ein vorbestimmter Wert.According to one Further embodiment of the present invention, the exhaust gas purification device Further, a measuring device for measuring an air-fuel ratio in an exhaust on. The command device issues a command, to determine that the required expiration time has elapsed, if a difference between a desired air-fuel ratio in a lean-burn state and the measured value of the air-fuel ratio, measured with the measuring device is smaller than a predetermined one Value.
Somit wird der Befehl ausgegeben, um zu bestimmen, dass die erforderliche Ablaufzeit vergangen ist, wenn die Differenz zwischen dem Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem Magerverbrennungszustand und dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Messwert klein ist. Folglich wird die Kraftstoffhinzufügung aus dem Hinzufügungsventil nicht ausgeführt, bis die Bedingung erfüllt ist, dass die Atmosphäre vollständig zu der mageren Atmosphäre zurückgekehrt ist. Somit kann eine Verschlechterung der Emission verhindert werden, die verursacht werden kann, wenn die Kraftstoffhinzufügung ausgeführt wird, wenn die Atmosphäre nicht vollständig zu der mageren Atmosphäre zurückgekehrt ist, wodurch die Atmosphäre zu der fetten Atmosphäre zurückkehrt und der unverbrannte HC (Kohlenwasserstoff) vorbeiströmt.Consequently the command is issued to determine that the required Expiration time has passed when the difference between the target air-fuel ratio in the lean-burn state and the air-fuel ratio measured value is small. As a result, the fuel addition will turn off the addition valve is not running until the Condition is satisfied that the atmosphere is complete has returned to the lean atmosphere. Consequently It is possible to prevent the deterioration of the emission caused can be used when fuel addition is carried out, if the atmosphere is not completely to the skinny one Atmosphere has returned, reducing the atmosphere to the fat atmosphere returns and the unburned HC (hydrocarbon) flows past.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung gibt die Befehlsvorrichtung einen Befehl aus, um die erforderliche Ablaufzeit zu verkürzen, wenn eine Last oder eine Drehgeschwindigkeit der Brennkraftmaschine zunimmt.According to one Another embodiment of the present invention, the command device gives a Command to shorten the required expiration time, when a load or a rotational speed of the internal combustion engine increases.
Im Allgemeinen gibt es eine Tendenz, dass ein Übergang von dem fetten Zustand zu dem mageren Zustand schneller auftritt, wenn die Drehgeschwindigkeit oder die Last der Brennkraftmaschine zunimmt. Der Grund hierfür ist beispielsweise, dass ein Umschalten von EGR-Gas schneller voranschreitet, wenn die Drehgeschwindigkeit oder die Last der Brennkraftmaschine zunimmt. In Reaktion auf diese Tendenz kann der vorstehend beschriebene Aufbau die Möglichkeit eines Zurückkehrens zu der fetten Atmosphäre während einer Ausführung der Kraftstoffhinzufügung umgehend nach dem Ende der fetten Verbrennung verringern, wenn die Drehgeschwindigkeit oder die Last hoch ist.in the Generally, there is a tendency for a transition from the rich state to the lean state occurs faster, though the rotational speed or the load of the internal combustion engine increases. The reason for this is, for example, that switching of EGR gas progresses faster when the rotational speed or the load of the internal combustion engine increases. In response to this trend For example, the construction described above may have the possibility a return to the fat atmosphere during an execution of the fuel addition promptly decrease after the end of the fat burning when the rotational speed or the load is high.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung gibt die Befehlsvorrichtung einen Befehl zur Verkürzung der erforderlichen Ablaufzeit aus, wenn eine Einlassmenge der Brennkraftmaschine zunimmt.According to one Another embodiment of the present invention, the command device gives a Command to shorten the required expiration time, when an intake amount of the internal combustion engine increases.
Im Allgemeinen gibt es eine Tendenz, dass ein Abgasdruck nahe der Düse des Hinzufügungsventils zunimmt und die Düse mehr zu einer Verstopfung neigt, wenn die Einlassmenge zunimmt. In Reaktion auf diese Tendenz kann der vorstehend beschriebene Aufbau die Verstopfung verringern, indem die Kraftstoffhinzufügung unmittelbar nach dem Ende der fetten Verbrennung ausgeführt wird, wenn die Einlassmenge groß ist.In general, there is a tendency that an exhaust gas pressure near the nozzle of the addition valve increases and the nozzle tends more to clog as the intake amount increases. In response to this tendency, the construction described above can reduce the blockage, in the fuel addition is carried out immediately after the end of the rich combustion when the intake amount is large.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist die Abgasreinigungsvorrichtung ferner eine Hinzufügungsmengenberechnungsvorrichtung zur Berechnung der Hinzufügungsmenge des Kraftstoffs, die durch die Hinzufügungssteuerungsvorrichtung hinzugefügt wird, auf, um eine Bedingung zu erfüllen, dass ein Faktor einer Verstopfung des Hinzufügungsventils mehr verringert wird, wenn der Faktor zunimmt.According to one Further embodiment of the present invention, the exhaust gas purification device an addition amount calculating device for Calculation of the addition amount of the fuel by added the addition control device is going to fulfill a condition that is a factor a blockage of the addition valve more reduced becomes when the factor increases.
Somit wird die Hinzufügungsmenge des Kraftstoffs berechnet, um eine Bedingung zu erfüllen, dass der Faktor der Verstopfung des Hinzufügungsventils mehr verringert wird, wenn der Faktor der Verstopfung zunimmt. Dementsprechend kann eine Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs aufgrund einer Hinzufügungsmenge, die größer ist als erforderlich, und einer Hinzufügungsmenge, die zur Verringerung der Verstopfung zu gering ist, vermieden werden. Als Ergebnis kann die Verstopfung in effektiver Weise mit einer Hinzufügungsmenge verringert werden, die für die Situation der Verstopfung geeignet ist.Consequently the addition amount of the fuel is calculated to to fulfill a condition that is the factor of constipation of the addition valve is reduced more if the Factor of constipation increases. Accordingly, a deterioration fuel consumption due to an addition amount, which is larger than required, and an addition quantity, which is too low to reduce the blockage avoided. As a result, the blockage can be effectively dealt with Adding amount to be reduced for the Situation of constipation is appropriate.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung stellt die Hinzufügungsmengenberechnungsvorrichtung die Hinzufügungsmenge des Kraftstoffs, die durch die Hinzufügungssteuerungsvorrichtung hinzugefügt wird, auf einen größeren Wert ein, wenn die Last oder die Drehgeschwindigkeit der Brennkraftmaschine zunimmt.According to one Another aspect of the present invention provides the adding amount calculating device the amount of addition of the fuel caused by the addition control device is added to a larger one Value when the load or the rotational speed of the internal combustion engine increases.
Somit kann die geeignete Hinzufügungsmenge in Reaktion auf eine allgemeine Tendenz eingestellt werden, dass die Menge von Ruß, die aus der Brennkraftmaschine ausgestoßen wird, zunimmt, wenn die Last oder die Drehgeschwindigkeit der Brennkraftmaschine zunimmt.Consequently may be the appropriate addition amount in response to a general tendency can be set that the amount of soot, which is expelled from the internal combustion engine, increases when the load or the rotational speed of the internal combustion engine increases.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung stellt die Hinzufügungsmengenberechnungsvorrichtung die Hinzufügungsmenge des Kraftstoffs, die durch die Hinzufügungssteuerungsvorrichtung hinzugefügt wird, auf eine größeren Wert ein, wenn sich eine Fette-Verbrennung-Zeitdauer verlängert.According to one Another aspect of the present invention provides the adding amount calculating device the amount of addition of the fuel caused by the addition control device is added to a larger value when a fats combustion period is prolonged.
Somit kann die geeignete Hinzufügungsmenge in Reaktion auf eine allgemeine Tendenz eingestellt werden, dass die Menge von Ruß, die aus der Brennkraftmaschine während der Fette-Verbrennung-Zeitdauer ausgestoßen wird, zunimmt, wenn sich die Fette-Verbrennung-Zeitdauer verlängert.Consequently may be the appropriate addition amount in response to a general tendency can be set that the amount of soot, that from the internal combustion engine during the fats combustion period increases as the fats combustion period increases extended.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung stellt die Hinzufügungsmengenberechnungsvorrichtung die Hinzufügungsmenge des Kraftstoffs, die durch die Hinzufügungssteuerungsvorrichtung hinzugefügt wird, auf einen größeren Wert ein, wenn ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu der Zeit der fetten Verbrennung einen fetteren Wert annimmt.According to one Another aspect of the present invention provides the adding amount calculating device the amount of addition of the fuel caused by the addition control device is added to a larger one Value if an air-fuel ratio at the time the fat burning takes on a richer value.
Somit kann die geeignete Hinzufügungsmenge in Reaktion auf eine allgemeine Tendenz eingestellt werden, dass die Menge von Ruß, die aus der Brennkraftmaschine ausgestoßen wird, zunimmt, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu der Zeit der fetten Verbrennung einen fetteren Wert annimmt.Consequently may be the appropriate addition amount in response to a general tendency can be set that the amount of soot, which is expelled from the internal combustion engine, increases when the air-fuel ratio at the time of rich combustion takes on a richer value.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung stellt die Hinzufügungsmengenberechnungsvorrichtung die Hinzufügungsmenge des Kraftstoffs, die durch die Hinzufügungssteuerungsvorrichtung hinzugefügt wird, so ein, dass sie kleiner ist als eine Kraftstoffhinzufügungsmenge für die NOx-Reduktion.According to one Another aspect of the present invention provides the adding amount calculating device the amount of addition of the fuel caused by the addition control device is added so that it is smaller than one Fuel addition amount for NOx reduction.
Somit kann, indem die Kraftstoffhinzufügungsmenge zur Reduzierung der Verstopfung des Hinzufügungsventils so eingestellt wird, dass sie kleiner als die Kraftstoffhinzufügungsmenge für die NOx-Reduktion ist, die Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs aufgrund der großen Menge der Kraftstoffhinzufügung vermieden werden. Zur gleichen Zeit kann die Verschlechterung der Emission verhindert werden, die verursacht werden kann, wenn die Atmosphäre zu der fetten Atmosphäre zurückkehrt und der unverbrannte HC aufgrund der Kraftstoffhinzufügung vorbeiströmt.Consequently can by reducing the fuel adding amount to reduce the obstruction of the addition valve set so it will be smaller than the fuel addition amount for the NOx reduction is, the deterioration of fuel consumption due to the large amount of fuel addition be avoided. At the same time, the deterioration of the Emission can be prevented, which can be caused if the Atmosphere to the fat atmosphere returns and the unburned HC due to the fuel addition flows past.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist die Kraftstoffreinigungsvorrichtung ferner eine Temperaturerhaltevorrichtung zum Erhalten einer Temperatur des NOx-Katalysators auf. Die Hinzufügungssteuerungsvorrichtung spritzt den Kraftstoff aus dem Kraftstoffhinzufügungsventil ein, wenn die Temperatur, die durch die Temperaturerhaltevorrichtung erhalten wird, niedriger als eine vorbestimmte Temperatur ist.According to one Further embodiment of the present invention, the fuel cleaning device a temperature obtaining device for obtaining a temperature of the NOx catalyst. The add control device injects the fuel from the fuel addition valve when the temperature passing through the temperature-maintaining device is lower than a predetermined temperature.
Somit wird der Kraftstoff aus dem Kraftstoffhinzufügungsventil durch die Hinzufügungssteuerungsvorrichtung eingespritzt, wenn die Temperatur des NOx-Katalysators niedriger als die vorbestimmte Temperatur ist. Dementsprechend kann ein übermäßiger Temperaturanstieg über einen Temperaturbereich, in dem der NOx-Katalysator arbeitet bzw. funktioniert, aufgrund der Kraftstoffeinspritzung zur Entfernung der Verstopfung des Einspritzloches verhindert werden.Consequently the fuel gets out of the fuel addition valve injected by the addition control device, when the temperature of the NOx catalyst is lower than the predetermined temperature is. Accordingly, an excessive Temperature rise over a temperature range in which the NOx catalyst operates due to the fuel injection be prevented to remove the obstruction of the injection hole.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist die Abgasreinigungsvorrichtung ferner eine Spitzentemperaturerhaltevorrichtung zum Erhalten eines Spitzentemperaturäquivalents des Hinzufügungsventils auf. Die Hinzufügungssteuerungsvorrichtung spritzt den Kraftstoff aus dem Kraftstoffhinzufügungsventil unabhängig von der Katalysatortemperatur, die durch die Temperaturerhaltevorrichtung erhalten wird, ein, wenn das Spitzentemperaturäquivalent, das durch die Spitzentemperaturerhaltevorrichtung erhalten wird, höher als ein vorbestimmter Wert ist.According to another aspect of the present invention, the exhaust gas purification apparatus further comprises a peak temperature obtaining device for obtaining a peak temperature equivalent of the addition valve. The Add The control device injects the fuel from the fuel adding valve independently of the catalyst temperature obtained by the temperature obtaining device when the peak temperature equivalent obtained by the peak temperature obtaining device is higher than a predetermined value.
Somit wird der Kraftstoff aus dem Kraftstoffhinzufügungsventil unabhängig von der NOx-Katalysatortemperatur eingespritzt, wenn die Spitzentemperatur des Hinzufügungsventils hoch ist. Dementsprechend kann die Kraftstoffhinzufügung zum Reduzieren der Verstopfung unabhängig von der Katalysatortemperatur in Reaktion auf eine allgemeine Tendenz, dass es eine Neigung gibt, dass die Ablagerung als die Ursache der Verstopfung erzeugt wird, wenn die Spitzentemperatur des Hinzufügungsventils hoch ist, schnell ausgeführt werden.Consequently the fuel gets out of the fuel addition valve injected independently of the NOx catalyst temperature, when the tip temperature of the addition valve is high is. Accordingly, the fuel addition to the Reduce the blockage regardless of the catalyst temperature in response to a general tendency that there is a tendency that the deposit is generated as the cause of the blockage, if the peak temperature of the addition valve is high, be carried out quickly.
Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung führt die Hinzufügungssteuerungsvorrichtung die Hinzufügung des Kraftstoffs mehrere Male in einer aufgeteilten Art und Weise aus, so dass ein Einspritzdruck gleich oder höher als ein vorbestimmter Druck ist.According to a further embodiment of the present invention leads the addition control device adds of the fuel several times in a split manner out, giving an injection pressure equal to or higher than one is predetermined pressure.
Somit wird die Kraftstoffhinzufügung mehrere Male in einer aufgeteilten Art und Weise ausgeführt, so dass der Einspritzdruck gleich oder höher als der vorbestimmte Druck ist. Indem der Kraftstoff bei dem hohen Druck eingespritzt wird, kann die Verstopfung des Hinzufügungsventils in effektiver Weise verringert werden. Wenn eine große Menge des Kraftstoffs auf einmal hinzugefügt wird, besteht eine Möglichkeit, dass der Kraftstoff an dem Katalysator vorbeiströmt und die Emission verschlechtert. Der vorstehend beschriebene Aufbau kann ebenso eine derartige Schwierigkeit verhindern.Consequently The fuel addition is divided several times in a split Way, so that the injection pressure is the same or higher than the predetermined pressure. By adding the fuel the high pressure is injected, the blockage of the addition valve be effectively reduced. If a big one Quantity of fuel added at a time is composed a possibility that the fuel flows past the catalyst and the emission worsens. The structure described above can also prevent such difficulty.
Merkmale und Vorteile von Ausführungsbeispielen sowie Betriebsverfahren und die Funktion der betreffenden Teile werden aus einem Studium der nachstehenden ausführlichen Beschreibung, der beigefügten Patentansprüche und der Zeichnung, die alle einen Teil dieser Anmeldung bilden, ersichtlich. Es zeigen:characteristics and advantages of embodiments and methods of operation and the function of the parts in question are from a study the following detailed description, the attached Claims and the drawing, all a part form this application, can be seen. Show it:
Nachstehend
sind Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter
Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
Luft
(Frischluft, eine Einlassluft) wird der Kraftmaschine
Ein
Kraftstoffhinzufügungsventil
Der
LNT
In
dem LNT
Messwerte
der vorstehend beschriebenen Abgastemperatursensoren
Die
Abgasreinigungsvorrichtung
In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Verstopfung
des Hinzufügungsventils
Eine
Verarbeitungsprozedur zum Zerstreuen des Rußes gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel ist in einem Flussdiagramm
gemäß
In
S20 bestimmt die ECU
In
S30 erhält die ECU
Dann
bestimmt die ECU
Der
vorbestimmte Wert, der in S40 verwendet wird, kann eine Temperatur
sein, die es der Temperatur des LNT
Die
Hinzufügungsmenge des Kraftstoffs in S50 kann auf eine
Menge eingestellt werden, die den Ruß zerstreuen kann und
die kleiner als eine Hinzufügungsmenge des Kraftstoffs
ist, die aus dem Hinzufügungsventil
Als
ein Verfahren zum Schalten zwischen der fetten Verbrennung und der
Abgaskraftstoffhinzufügung gemäß dem
vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel kann die Abgaskraftstoffhinzufügung
verwendet werden, wenn die Kraftmaschine
Alternativ
hierzu kann ein A/F-Sensor bei dem Abgasrohr
Nachstehend ist ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. In dem zweiten Ausführungsbeispiel wird eine Zeit von dem Ende der fetten Verbrennung zu der Kraftstoffhinzufügung für die Rußzerstreuung, die Hinzufügungsmenge oder dergleichen mit der Betriebsbedingung, dem A/F-Wert, einer Düsenspitzentemperatur und dergleichen eingestellt. Nachstehend werden Punkte beschrieben, die zu dem ersten Ausführungsbeispiel unterschiedlich sind.below is a second embodiment of the present invention described. In the second embodiment, a Time from the end of the rich combustion to the fuel addition for soot dispersion, the addition amount or the like with the operating condition, the A / F value, a Nozzle tip temperature and the like are set. below Points are described which correspond to the first embodiment are different.
Ein
Vorrichtungskonfigurationsdiagramm gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel ist in
Ein
Kraftmaschinendrehgeschwindigkeitssensor
Des
Weiteren ist ein AGR-Rohr
Eine
Verarbeitungsprozedur der Rußzerstreuung gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel für den vorstehend
beschriebenen Aufbau ist in
In
der Verarbeitung gemäß
In
S120 werden die Betriebsbedingung während der fetten Verbrennung,
die Fette-Verbrennung-Zeit, der A/F-Messwert, die Abgastemperatur und
die Frischluftmenge erhalten. Die Betriebsbedingung kann eine Kombination
der Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit, die mit dem Kraftmaschinendrehgeschwindigkeitssensors
In
Bezug auf die Fette-Verbrennung-Zeit kann eine Zeit jedes Mal integriert
werden, wenn die Verarbeitung gemäß S120 wiederholt
wird, und der Integrationswert zu der Zeit, wenn die ECU
Dann
bestimmt die ECU
In
S140 wird eine Hinzufügungsausführungsbestimmungszeit
berechnet. Die Hinzufügungsausführungsbestimmungszeit
(Bestimmungszeit) ist eine erforderliche minimale Ablaufzeit, seit die
fette Verbrennung endet, bis die Kraftstoffhinzufügung
zur Entfernung der Verstopfung des Hinzufügungsventils
Verfahren (A1):Method (A1):
Zuerst
wird auf der Grundlage des Messwerts des A/F-Sensors
Verfahren (A2):Method (A2):
Eine
Ebene, die durch Koordinatenachsen der Drehgeschwindigkeit und der
Last der Kraftmaschine
Verfahren (A3):Method (A3):
Eine
Abbildung, die eine Übereinstimmungsbeziehung zwischen
der Frischluftmenge und der Bestimmungszeit angibt, wird verwendet.
Die Abbildung wird im Voraus erhalten und in dem Speicher der ECU
Beispielsweise kann der größte Wert unter den Werten, die durch die Verfahren (A1) bis (A3) erhalten werden, als die Bestimmungszeit verwendet werden. In diesem Fall werden die vorstehend beschriebenen Wirkungen in einer komplexen Art und Weise erreicht.For example can be the largest value among the values by the methods (A1) to (A3) are obtained as the determination time be used. In this case, those described above Effects achieved in a complex manner.
Dann
wird in S150 die Hinzufügungsmenge der Kraftstoffhinzufügung
zur Entfernung der Verstopfung des Hinzufügungsventils
Verfahren (B1):Method (B1):
Zuerst
wird ein Grundwert der Hinzufügungsmenge aus der Betriebsbedingung
der Kraftmaschine
Die
Hinzufügungsmenge, die zur Entfernung der Verstopfung des
Hinzufügungsventils
Dann
wird die Hinzufügungsgrundmenge entsprechend der Fette-Verbrennung-Zeit,
dem A/F-Wert zu der Zeit der fetten Verbrennung und der Abgastemperatur,
die in S120 erhalten werden, korrigiert. Es gibt eine Tendenz, dass
die Menge von Ruß, die aus der Kraftmaschine
Gleichsam
gibt es eine Tendenz, dass die Menge von Ruß, die aus der
Kraftmaschine
Als
nächstes wird eine Korrektur unter Verwendung der Abgastemperatur
beschrieben. Zuerst wird in S120 die Düsenspitzentemperatur
des Hinzufügungsventils
Verfahren (B2):Method (B2):
Zuerst
wird die Grundhinzufügungsmenge der Kraftstoffhinzufügung
aus der Fette-Verbrennung-Zeit und dem A/F-Wert zu der Zeit der
fetten Verbrennung berechnet. Wie es vorstehend beschrieben ist,
wird die Berechnung derart ausgeführt, dass die Hinzufügungsmenge
zunimmt, wenn sich die Fette-Verbrennung-Zeit verlängert,
und derart ausgeführt, dass die Hinzufügungsmenge
zunimmt, wenn der A/F-Wert zu der Zeit der fetten Verbrennung den
fetteren Wert annimmt. Eine Abbildung, die die Grundhinzufügungsmenge
aus der Fette-Verbrennung-Zeit und dem A/F-Wert zu der Zeit der
fetten Verbrennung bereitstellt, um die vorstehend genannte Tendenz
zu erfüllen, kann im Voraus erhalten werden und in der
ECU
Dann
wird in S120 die Düsenspitzentemperatur des Hinzufügungsventils
Auch wenn die Schätzung der Düsenspitzentemperatur weggelassen wird und die Düsenspitzentemperatur mit der Abgastemperatur in den Verfahren (B1) und (B2) ersetzt wird, reicht die Abgastemperatur normalerweise als ein Näherungswert aus.Also if the estimate of the nozzle tip temperature is omitted and the nozzle tip temperature with the Exhaust temperature is replaced in the process (B1) and (B2) is sufficient the exhaust gas temperature usually as an approximation out.
Dann
bestimmt die ECU
Wenn
die Hinzufügungsausführungsbestimmungszeit durch
das vorstehend beschriebene Verfahren (A2) oder (A3) in S140 erhalten
wird, wartet die ECU
Der
theoretische Wert (oder der Sollwert) des A/F-Werts kann aus der
Einlassmenge und der Einspritzmenge berechnet werden. Wenn die Werte der
Einspritzmenge und der Einlassmenge sofort zu dem Zeitpunkt des
Umschaltens zwischen der fetten Verbrennung und der mageren Verbrennung
geändert werden, ändert sich ebenso der theoretische Wert
des A/F-Werts sofort. Der A/F-Wert, der in
Die
Einlassmenge nimmt jedoch allmählich zu, nachdem die fette
Verbrennung zu der Zeit t2 endet. Folglich nähert sich
unterschiedlich zu dem theoretischen Wert der Ist-Wert des A/F-Werts
(Messwert) allmählich dem theoretischen Wert (oder Sollwert)
an, nachdem die magere Zeitdauer beginnt. In dem Fall, bei dem die
Hinzufügungsausführungsbestimmungszeit durch das
Verfahren (A1) erhalten wird, kann in S160 bestimmt werden, dass
die Hinzufügungsausführungsbestimmungszeit abgelaufen
ist, wenn die Differenz zwischen dem Ist-Wert des A/F-Werts, der
allmählich zugenommen hat, und dem theoretischen Wert des
A/F-Werts gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert wird, wie
es in
Dann
bestimmt die ECU
Die
Die
Teile (a) und (b) gemäß
In S170 kann die obere Grenze der NOx-Katalysatortemperatur, die der Kraftstoffhinzufügung vorangeht und die die Abweichung der NOx-Katalysatortemperatur von dem Temperaturfenster aufgrund der Kraftstoffhinzufügung in S210 (nachstehend ausführlich beschrieben) verhindert, als der vorbestimmte Wert T1 verwendet werden. Der vorbestimmte Wert T1 kann im Voraus als ein numerischer Wert erhalten werden, der die vorstehend beschriebene Bedingung erfüllt.In S170 may be the upper limit of the NOx catalyst temperature that the Fuel addition is heading and the deviation the NOx catalyst temperature of the temperature window due the fuel addition in S210 (detailed below described) is used as the predetermined value T1 become. The predetermined value T1 may be in advance as a numerical value which satisfies the condition described above.
Dann
bestimmt die ECU
In
S190 bestimmt die ECU
Durch
die vorstehend beschriebene Mehrfachschrittbestimmungsverarbeitung
von S160 zu S180 schreitet die ECU
Wenn
die Bestimmungszeit durch das vorstehend beschriebene Verfahren
(A1) oder (A2) erhalten wird, kann ein Zurückkehren zu
der fetten Atmosphäre aufgrund der Kraftstoffhinzufügung
in S210 (nachstehend beschrieben) mit der Verarbeitung gemäß S160
verhindert werden. Dementsprechend kann eine Verschlechterung der
Emission, die verursacht werden kann, wenn der unverbrannte HC an
dem LNT
Die Verarbeitung gemäß S170 kann das Verschieben der NOx-Katalysatortemperatur von dem vorstehend beschriebenen Temperaturfenster aufgrund der Kraftstoffhinzufügung in S210 (nachstehend beschrieben) verhindern. Das heißt, ein Abfall der NOx-Reinigungsrate oder der NOx-Okklusionsmöglichkeitsmenge aufgrund der Kraftstoffhinzufügung kann verhindert werden.The Processing according to S170 can be done by moving the NOx catalyst temperature from the above-described temperature window due to the fuel addition in S210 (below described). That is, a drop in the NOx purification rate or the NOx occlusion possibility amount due to the fuel addition can be prevented.
Die
Verarbeitung gemäß S180 kann ein Zurückkehren
zu der fetten Atmosphäre aufgrund der Kraftstoffhinzufügung
in S210 (nachstehend beschrieben) verhindern. Das heißt,
die Verarbeitung gemäß S180 kann die Verschlechterung
der Emission verhindern, die verursacht werden kann, wenn der unverbrannte
HC an dem LNT
Wenn die Düsenspitzentemperatur hoch ist und eine Neigung besteht, dass die Ablagerung als die Ursache der Verstopfung der Düse erzeugt wird, ermöglicht die Verarbeitung gemäß S190, dass die Kraftstoffhinzufügung die Verstopfung unabhängig von der NOx-Katalysatortemperatur schnell verringert. Das Vorstehende ist der Zweck der Mehrfachschrittbestimmungsverarbeitung.If the nozzle tip temperature is high and there is a tendency that the deposit as the cause of the blockage of the nozzle is generated, the processing according to S190 enables that the fuel addition the blockage regardless of the NOx catalyst temperature is rapidly reduced. The above is the purpose of multi-step determination processing.
Wenn
die ECU
In
Die
Gleichung (E1) kann in die nachstehende Gleichung (E2) umgewandelt
werden.
Außerdem
wird die nachstehende Gleichung (E3) gebildet.
Die
Gleichung (E3) kann in eine nachstehende Gleichung (E4) transformiert
werden. Kurz gesagt kann in S200 int durch die Gleichungen (E4)
und (E2) berechnet werden. Somit kann die Verstopfung des Hinzufügungsventils
(
Schließlich
wird in S210 die Kraftstoffhinzufügung aus dem Hinzufügungsventil
In
den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen bilden
die Einspritzvorrichtung oder die Kraftmaschine
Die vorliegende Erfindung soll nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele begrenzt sein, sondern kann in verschiedenerlei Weise verwirklicht werden, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen, wie er durch die beigefügten Patentansprüche definiert ist.The The present invention is not intended to cover the disclosed embodiments be limited but can be realized in various ways, without departing from the scope of the invention as defined by the is defined in the appended claims.
Ein
System weist ein Kraftstoffhinzufügungsventil (
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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