DE102009042087A1

DE102009042087A1 - Abgas-Reinigungsgerät und -Reinigungssystem

Info

Publication number: DE102009042087A1
Application number: DE102009042087A
Authority: DE
Inventors: Tatsuya Nishio-city Fujita; Masatoshi Kariya-city Maruyama
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2008-09-22
Filing date: 2009-09-18
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2029-09-19
Also published as: DE102009042087B4; CN101683589B; JP2010071255A; JP4764463B2; CN101683589A

Abstract

Ein Abgas-Reinigungsgerät für eine Brennkraftmaschine umfasst eine Reinigungsvorrichtung (52) (einen Katalysator eines Selektiv-Reduktionstyps) zum Beseitigen von NOx, welches in dem Abgas enthalten ist, eine Zusetzvorrichtung (62) zum Zusetzen eines Reduktionsmittels (z.B. Harnstoff-Wasser bzw. Carbamid-Wasser) in das Abgas, und umfasst eine elektronische Steuereinheit (80) zum Steuern des Betriebes der Zusetzvorrichtung (62). Wenn die Temperatur einer Innenwand eines Abgasrohres (40) niedrig ist, wird die Frequenz einer EIN-AUS-Operation der Zusetzvorrichtung (62) zum Zusetzen des Reduktionsmittels erhöht, oder es wird der Einspritzdruck für das Reduktionsmittel abgesenkt, damit eine Ablagerung an der Innenwand, die durch das Reduktionsmittel hervorgerufen wird, unterdrückt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abgas-Reinigungsgerät für ein Fahrzeug sowie auch ein Abgas-Reinigungssystem, welches ein solches Abgas-Reinigungsgerät aufweist. Die vorliegende Erfindung gelangt bei einem Abgas-Reinigungsgerät zur Anwendung, welches eine Reinigungsvorrichtung (zum Beispiel einen Katalysator) aufweist, der in einem Abgasrohr einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist, um Stickstoffoxide, die in dem Abgas enthalten sind, aus diesem zu entfernen, und welches eine Zusetzvorrichtung enthält, um ein Reduktionsmittel dem Abgas hinzuzufügen, und zwar an einer stromaufwärtigen Seite der Reinigungsvorrichtung. Das Abgas-Reinigungsgerät (und das Reinigungssystem) steuert die hinzuzugebende Menge des Reduktionsmittels, indem die Zusetzvorrichtung in Betrieb gesetzt wird, um das Beseitigen der Stickstoffoxide durch die Reinigungsvorrichtung zu steuern.
Kürzlich wurden Entwicklungen für ein Abgas-Reinigungssystem (d. h. für ein Harnstoff(Carbamid)-SCR-System, (SCR = Selective Catalytic Reduktion = selektive katalytische Reduktion) durchgeführt, und einige solcher Systeme wurden auch praktisch verwendet. Gemäß einem solchen Carbamid-SCR-System wird ein Katalysator eines selektiven Reduktionstyps in einem Fahrzeug mit einer Brennkraftmaschine verwendet (insbesondere einem Dieselmotor), um selektiv Stickstoffoxide (NO_x), die in dem Abgas enthalten sind, durch die Verwendung von Carbamid-Wasser als Reduktionsmittel zu entfernen.
Gemäß dem Carbamid(Harnstoff)-SCR-System wird ein NO_x-Katalysator des selektiven Reduktionstyps in einem Abgasrohr vorgesehen, welches mit der Brennkraftmaschine verbunden ist, und es wird ein Carbamid-Wasser-Zusetzventil an einer stromaufwärtigen Seite des NO_x-Katalysators vorgesehen, um die Carbamid-Wasserlösung (in Form des NO_x-Reduktionsmittels) in das Abgasrohr einzuführen.
Gemäß dem zuvor erwähnten Carbamid-SCR-System wird Carbamid-Wasser mit Hilfe des Carbamid-Wasser-Zusetzventils in das Abgasrohr zugegeben, so dass das NO_x, welches in dem Abgas enthalten ist, selektiv entoxidiert wird und mit Hilfe des NO_x-Katalysators entfernt wird. Es wird nämlich das Carbamid-Wasser durch die Wärme des Abgases hydrolysiert, so dass dadurch Ammoniak (NH₃) erzeugt wird, welches durch den NO_x-Katalysator absorbiert wird. Auch wird eine Entoxidierungsreaktion (Reduktionsreaktion) durch das Ammoniak an dem NO_x-Katalysator durchgeführt. Wie oben dargelegt ist, wird das NO_x entoxidiert und gereinigt bzw. entfernt.
In einem Fall, bei dem die Temperatur des Abgases von dem Motor bzw. der Maschine niedrig ist, wird der hydrolytische Wirkungsgrad des Carbamid-Wassers in Bezug auf den Ammoniak bzw. das Ammoniakgas reduziert. Als ein Ergebnis kann ein Produkt der thermischen Zersetzung für das Carbamid-Wasser, wie beispielsweise Cyanursäure in dem Abgasrohr abgeschieden werden.
Wie beispielsweise in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2007-327377 offenbart ist, wird ein Umgehungskanal zu dem Zweck vorgesehen, um den zuvor geschilderten Nachteil zu überwinden, so dass lediglich eine kleine Menge des Abgases durch das Abgasrohr strömt. Auch wird ein Hydrolyse-Katalysator für das Carbamid-Wasser und eine Heizvorrichtung in dem Umgehungskanal vorgesehen. Gemäß einem solchen herkömmlichen System wird Ammoniak aus dem Carbamid-Wasser extrahiert, welches durch den Umgehungskanal strömt, wenn die Temperatur des Abgases niedrig ist und das extrahierte Ammoniakgas wird einem NO_x-Katalysator zugeführt, um dadurch ein Abtrennen des Produktes der thermischen Zersetzung zu unterdrücken oder zu vermeiden, und zwar für das Carbamid-Wasser in dem Abgasrohr.
Das oben erläuterte herkömmliche System ist mit einer Hardware ausgestattet, wie beispielsweise einem Umgehungskanal, einem Hydrolyse-Katalysator, der Heizvorrichtung usw. Es ist daher nicht zu vermeiden, das Kostenniveau abzusenken. Ferner wird auch der Energieverbrauch aufgrund der Heizvorrichtung erhöht.
Es wurde daher die vorliegende Erfindung im Hinblick auf das zuvor erläuterte Problem entwickelt, und es ist Aufgabe der Erfindung, ein Abgas-Reinigungsgerät für eine Brennkraftmaschine und ein Abgas-Reinigungssystem zu schaffen, welches dieses Abgas-Reinigungsgerät enthält. Das Abgas-Reinigungsgerät und/oder -system enthält ein elektronisch gesteuertes Zusetzventil zum Zusetzen des Reduktionsmittels in das Abgas an einer stromaufwärts gelegenen Seite der Reinigungsvorrichtung, so dass die Stickstoffoxide, die in dem Abgas enthalten sind, durch die Reinigungsvorrichtung beseitigt werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Erhöhung der Zahl der Teile unterdrückt, und es wird eine Ablagerung, die an einem Abgasrohr anhaftet, in geeigneter Weise vermieden bzw. unterdrückt.
Die vorliegende Erfindung weist die folgenden Merkmale und Vorteile auf, um die oben erläuterten Probleme zu lösen.
Gemäß einem der Merkmale der vorliegenden Erfindung enthält ein Abgas-Reinigungsgerät für eine Brennkraftmaschine (10) eine Reinigungsvorrichtung (52), die in einem Abgasrohr (40) der Brennkraftmaschine (10) vorgesehen ist, um die Stickstoffoxide, die in dem Abgas enthalten sind, zu beseitigen, eine Zusetzvorrichtung (62), die in dem Abgasrohr (40) an einer stromaufwärtigen Seite der Reinigungs-vorrichtung (52) vorgesehen ist, um ein Reduktionsmittel dem Abgas hinzuzufügen, ferner eine elektronische Steuereinheit (80) zum Steuern des Betriebes der Zusetzvorrichtung (62), so dass die zugegebene Menge des Reduktionsmittels geregelt wird, und eine Detektorvorrichtung (58) zum Detektieren eines parametrischen Wertes (TIW), der zu der Temperatur (TEX) eines Abgas-Systems (40) der Brennkraftmaschine (10) in Korrelation steht.
Die elektronische Steuereinheit (80) umfasst einen Änderungsabschnitt (S28, S30, S32, S28a, S30a, S32a) zum Ändern der Betriebsbedingungen der Zusetzvorrichtung (62) basierend auf dem parametrischen Wert (TIW), um die Menge des Reduktionsmittels, welches eine Oberfläche einer Innenwand des Abgasrohres (40) erreicht, zu reduzieren, wenn die Temperatur (TIW) der inneren Wand niedrig ist.
Gemäß dem oben erläuterten Merkmal wird die Menge des Reduktionsmittels, welches die innere Wandoberfläche des Abgasrohres (40) erreicht, in einem Betriebszustand reduziert, bei dem das Anhaften an der Innenwand des Abgasrohres, welches durch das Reduktionsmittel verursacht wird, gern auftritt. Als ein Ergebnis wird eine Zunahme der Zahl der Teile unterdrückt, und es wird das Anhaften an dem Abgasrohr ebenfalls in geeigneter Weise unterdrückt.
Gemäß einem anderen Merkmal der vorliegenden Erfindung enthält ein Abgas-Reinigungsgerät für eine Brennkraftmaschine (10) eine Reinigungsvorrichtung (52), die in einem Abgasrohr (40) der Brennkraftmaschine (10) vorgesehen ist, um Stickstoffoxide, die in dem Abgas enthalten sind, zu beseitigen, eine Zusetz-Vorrichtung (62), die in dem Abgasrohr (40) an einer stromaufwärtigen Seite der Reinigungsvorrichtung (52) vorgesehen ist, um ein Reduktionsmittel dem Abgas zuzusetzen, eine elektronische Steuereinheit (80) zum Steuern des Betriebes der Zusetzvorrichtung (62), so dass die Zugabemenge des Reduktionsmittels geregelt wird, und eine Detektorvorrichtung (58) zum Detektieren eines parametrischen Wertes (TIW), der mit der Temperatur (TEX) eines Abgassystems (40) der Brennkraftmaschine (10) in Korrelation steht.
Die elektronische Steuereinheit (80) umfasst einen Änderungsabschnitt (S28, S30, S32) zum Ändern der Betriebsbedingungen der Zusetzvorrichtung (62), basierend auf dem parametrischen Wert (TIW), wobei der Änderungsabschnitt (S28, S30, S32) die Ventil-Betätigungsperiode für einen Betriebszyklus der Zusetzvorrichtung (62) verkürzt, wenn die Temperatur (TIW) einer Innenwand des Abgasrohres (40) niedrig ist.
Es wurde durch die Erfinder herausgefunden, dass das Reduktionsmittel, welches von der Zusetzvorrichtung aus injiziert wird (zugesetzt wird), weniger dazu neigt, sich an der Innenwand des Abgasrohres anzusetzen, wenn die Ventil-Öffnungsperiode für einen Betriebszyklus der Zusetzvorrichtung kürzer gestaltet wird. Gemäß dem zuvor erläuterten Merkmal wird daher die Ventil-Öffnungsperiode f+r einen Betriebszyklus der Zusetzvorrichtung in einem solchen Betriebszustand verkürzt, bei dem das Anhaften an der Innenwand des Abgasrohres durch das Reduktionsmittel bevorzugt auftritt, da die Temperatur der Innenwand des Abgasrohres niedrig ist. Als ein Ergebnis wird auch eine Erhöhung der Zahl der Teile in gleicher Weise unterdrückt und das Anhaften an dem Abgasrohr wird ebenfalls in geeigneter Weise unterdrückt.
Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung erhöht der Änderungsabschnitt (S28, S30, S32) eine Frequenz des EIN-AUS Betriebes der Zusetzvorrichtung (62), wenn die Ventil-Öffnungsperiode für einen Betriebszyklus verkürzt wird, wobei die Frequenz als inverse Zahl für einen Zugabe- oder Zusetzintervall des Reduktionsmittels definiert ist.
Gemäß dem zuvor erläuterten Merkmal wird die gesamte Zugabemenge des Reduktionsmittels für eine bestimmte Zugabeperiode auf einen gewünschten Betrag gesteuert oder geregelt (d. h., der erforderliche Betrag des Reduktionsmittels wird basierend auf den Betriebsbedingungen des Motors berechnet), selbst wenn die Ventil-Öffnungsperiode geändert wird. Die erforderliche Menge des Reduktionsmittels wird in bevorzugter Weise basierend auf der NO_x-Dichte des Abgases berechnet.
Gemäß einem noch weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung enthält das Abgas-Reinigungsgerät für eine Brennkraftmaschine (10) eine Reinigungsvorrichtung (52), die in einem Abgasrohr (40) der Brennkraftmaschine (10) vorgesehen ist, um die Stickstoffoxide, die in dem Abgas enthalten sind, zu beseitigen, und enthält eine Zusetzvorrichtung (62), die in dem Abgasrohr (40) an einer stromaufwärtigen Seite der Reinigungsvorrichtung (52) vorgesehen ist, um ein Reduktionsmittel dem Abgas zuzusetzen, enthält eine elektronische Steuereinheit (80) zum Steuern des Betriebes der Zusetzvorrichtung (62), so dass die Zugabemenge des Reduktionsmittels geregelt wird, und eine Detektorvorrichtung (58) zum Detektieren eines parametrischen Wertes (TIW), der zu der Temperatur eines Abgas-Systems (40) der Brennkraftmaschine (10) in Korrelation steht.
Die elektronische Steuereinheit (80) enthält einen Änderungsabschnitt (S28a, S30a, S32a) zum Ändern der Betriebsbedingungen der Zusetzvorrichtung (62), basierend auf dem parametrischen Wert (TIW), wobei der Änderungsabschnitt (S28a, S30a, S32a) den Injektionsdruck für das Reduktionsmittel, welches durch die Zusetzvorrich tung (62) injiziert werden soll, absenkt, wenn die Temperatur (TIW) einer Innenwand des Abgasrohres (40) niedrig ist.
Die Menge des Reduktionsmittels, welches die Innenwand des Abgasrohres erreicht, wird abgesenkt, wenn der Injektionsdruck für das Reduktionsmittel der Zusetzvorrichtung niedriger wird, da die Bewegungsenergie für das Reduktionsmittel, welches von der Zusetzvorrichtung injiziert wird, niedriger wird.
Gemäß dem oben erläuterten Merkmal wird der Injektionsdruck für das Reduktionsmittel, welches durch die Zugabe- oder Zusetzvorrichtung injiziert werden soll, in einem solchen Betriebszustand reduziert, bei dem das Anhaften an der Innenwand des Abgasrohres, was durch das Reduktionsmittel verursacht wird, gerne auftritt, da die Temperatur der Innenwand des Abgasrohres niedrig ist. Als ein Ergebnis wird eine Erhöhung der Anzahl der Teile in gleicher Weise unterdrückt, und es wird das Anhaften an dem Abgasrohr in richtiger Weise unterdrückt.
Gemäß einem noch weiteren Merkmal der Erfindung berechnet die elektronische Steuereinheit (80, S24) die Temperatur (TIW) der Innenwand des Abgasrohres (40) basierend auf der Abgas-Temperatur (TEX) entsprechend dem parametrischen Wert und der Umgebungstemperatur, und der Änderungsabschnitt (S28, S30, S32, S28a, S30a, S32a) ändert die Betriebsbedingungen der Zusetzvorrichtung (62).
Die Temperatur der Innenwand des Abgasrohres steht in Korrelation zur Temperatur des Abgases, da die Innenwand des Abgasrohres durch das Abgas erwärmt wird. Ferner steht die Temperatur der Innenwand des Abgasrohres in Korrelation zur Umgebungstemperatur, da das Ausmaß der Wärmestrahlung von der Innenwand des Abgasrohres zum Außenbereich hin von dem Temperaturgradienten zwischen dem Abgasrohr und dem Außenbereich abhängt. Gemäß dem oben erläuterten Merkmal kann daher die Temperatur der inneren Wand des Abgasrohres basierend auf dem parametrischen Wert (der Abgastemperatur) und der Umgebungstemperatur richtig berechnet werden.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht die Brennkraftmaschine (10) aus einer Fahrzeug-Brennkraftmaschine, und es ist die Fahrzeuggeschwindigkeit mit einer Änderungsoperation gekoppelt, die durch den Änderungsabschnitt (S28, S30, S32, S28a, S30a, S32a) ausgeführt wird, um die Betriebsbedingungen der Zusetzvorrichtung (62) zu ändern.
Die von der Wand des Abgasrohres absorbierte Wärmemenge erhöht sich, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit höher wird, da die Menge an Luft pro Zeiteinheit, die gegen die Brennkraftmaschine geblasen wird, zunimmt. Daher bildet die Fahrzeuggeschwindigkeit einen der Parameter, der mit der Temperatur der Innenwand des Abgasrohres in Korrelation steht. Gemäß dem oben erläuterten Merkmal ist somit die Fahrzeuggeschwindigkeit in den Parameter enthalten, so dass die Temperatur der Innenwand des Abgasrohres noch präziser berechnet werden kann.
Gemäß einem noch weiteren Merkmal der Erfindung ist eine einen Wirbel erzeugende Vorrichtung (72) in dem Abgasrohr (40) an einer stromaufwärtigen Seite der Reinigungsvorrichtung (52) vorgesehen, um in dem Abgas einen Wirbel zu erzeugen.
Gemäß dem zuvor erläuterten Merkmal kann das Reduktionsmittel mit Hilfe der einen Wirbel erzeugenden Vorrichtung weitreichend versprüht werden, und es kann dadurch das Anhaften an dem Abgasrohr, was durch das Reduktionsmittel hervorgerufen wird, in richtiger Weise unterdrückt werden. Auch kann das Anhaften an dem Abgasrohr noch weiter in richtiger Weise unterdrückt werden, da der Wirbel, der in dem Abgas erzeugt wird, die Wärmemenge erhöht, die durch das Abgasrohr (40) aufgenommen wird.
Gemäß einem noch weiteren Merkmal der Erfindung besteht das Reduktionsmittel aus Carbamid-Wasser (Harnstoff-Wasser oder Kohlensäurediamid-Wasser).
Es ist bekannt, dass ein Produkt der thermischen Zersetzung für das Carbamid-Wasser (Harnstoff-Wasser) in dem Abgasrohr in einem Fall abgetrennt werden kann, wenn das Abgasrohr nicht in ausreichender Weise erhitzt wird. Demzufolge ist die Än derung der Frequenz für die Carbamid-Zugabe oder Harnstoff-Zugabe oder die Änderung des Injektionsdruckes für das Carbamid-Wasser oder Harnstoff-Wasser vorteilhaft, wenn das Carbamid-Wasser (Harnstoff-Wasser) als Reduktionsmittel verwendet wird.
Gemäß einem noch weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung wird das Abgas-Reinigungsgerät mit den zuvor erläuterten Merkmalen bei einem Abgas-Reinigungssystem für eine Brennkraftmaschine zum Einsatz gebracht.
Da das Abgas-Reinigungsgerät den Änderungsabschnitt in der oben erläuterten Weise aufweist, wird das Abgas-Reinigungssystem auch zuverlässiger.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die oben erläuterten und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich klarer anhand der folgenden detaillierten Beschreibung unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine schematische Ansicht, die einen Systemaufbau gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wiedergibt;
2 eine schematische Ansicht, welche eine einen Wirbel erzeugende Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
3 eine Ansicht zur Erläuterung eines Prinzips der ersten Ausführungsform;
4 ein Flussdiagramm, welches einen Prozess zum Steuern des NO_x-Reinigungsbetriebes gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
5A und 5B Zeitdiagramme zur Darstellung der Betriebsbedingungen eines Carbamid-Wasser-Zusetzventils gemäß der ersten Ausführungsform;
6A bis 6G Zeitdiagramme, welche die Betriebsbedingungen für die Steuerung des NO_x-Reinigungsbetriebes wiedergeben;
7 ein Flussdiagramm, welches einen Prozess zum Steuern des NO_x-Reinigungsbetriebes gemäß einer zweiten Ausführungsform wiedergibt;
8 eine schematische Ansicht, welche eine modifizierte Ausführungsform der einen Wirbel erzeugenden Vorrichtung gemäß der oben erläuterten Ausführungsformen zeigt; und
9A und 9B schematische Ansichten, die eine weitere modifizierte Ausführungsform der einen Wirbel erzeugenden Vorrichtung gemäß der oben aufgeführten Ausführungsformen veranschaulichen.
(Erste Ausführungsform)
Ein Abgas-Reinigungsgerät für eine Brennkraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Hinweis auf die Zeichnungen erläutert.
Eine Dieselmaschine (10) ist eine Brennkraftmaschine, die eine Hubkolbenmaschinen-Konstruktion aufweist. Eine Luftreinigungsvorrichtung (Luftfilter) 14 ist an einer stromaufwärtigen Seite eines Ansaugrohres 12 der Dieselmaschine 10 vorgesehen. Ein Temperatursensor 16 zum Detektieren der Temperatur der Ansaugluft und ein Luftströmungs-Messgerät 18 zum Detektieren der Ansaugluftmenge sind an der Luftreinigungsvorrichtung 14 vorgesehen. Eine Turbo-Ladevorrichtung 20 ist an einer stromabwärtigen Seite der Luftreinigungsvorrichtung 14 angeordnet. Die Super-Ladeluft von dem Turbo-Lader 20 wird durch einen Zwischenkühler 22 abgekühlt und wird einer stromabwärtigen Seite des Ansaugrohres 12 zugeführt. Die Luft wird dann einer Verbrennungskammer 28 über eine Drosselklappe 24 zugeführt, um einen Betriebsbereich des Ansaugrohres 12 und eines Einlassventils 26 zu steuern, um einen Durchgang oder Kanal zu öffnen und zu schließen, und zwar zwischen der Verbrennungskammer 28 und dem Ansaugrohr 12.
Die Luft, welche der Verbrennungskammer 28 zugeführt wird, wird komprimiert und wird zusammen mit Brennstoff (Dieselöl) bei hohem Druck (beispielsweise mehrere 10 bis 200 MPa) verbrannt, welcher durch ein Brennstoff-Einspritzventil 30 eingespritzt wird. Das Brennstoff-Einspritzventil 30 besitzt ein vorderes Ende, welches in die Verbrennungskammer 28 hineinragt. Die durch die Verbrennung erzeugte Energie wird in eine Drehenergie für eine Kurbelwelle 34 mit Hilfe eines Kolbens 32 umgewandelt. Ein Winkelsensor 36 für den Kurbelwellenwinkel ist benachbart der Kurbelwelle 34 vorgesehen, um die Drehwinkelposition derselben zu detektieren.
Die Luft und der Brennstoff, die in der Brennkammer 28 verbrannt wurden, werden in Form von Abgas in ein Abgasrohr 40 in Einklang mit einer Öffnungsoperation eines Abgasventils 38 ausgestoßen. Das Abgasrohr 40 auf einer stromaufwärtigen Seite der Turbo-Ladevorrichtung 20 ist mit dem Ansaugrohr 12 über ein EGR(Abgas-Rezirkulations)-Rohr 42 verbunden. Ein Teil des Abgases, welches in das Abgasrohr 40 emittiert wird, wird zu dem Ansaugrohr 12 geführt (rezirkuliert), und zwar abhängig von dem Öffnungsgrad eines EGR-Ventils 46, welches einen Öffnungsbereich bzw. Öffnungsquerschnitt eines Strömungskanals des EGR-Rohres 42 steuert. Das Abgas, welches durch das EGR-Rohr erneut zirkuliert, wird bei einem EGR-Kühler 44 abgekühlt.
Eine Nachbehandlungs-Vorrichtung ist in dem Abgasrohr 40 an einer stromabwärtigen Seite der Turbo-Ladevorrichtung 20 vorgesehen. Die Nachbehandlungs-Vorrichtung besteht aus einem Oxidationskatalysator 50, einem Carbamid(Harnstoff)-Katalysator 52 eines selektiven Reduktionstyps (im Folgenden als Carbamid-SCR 52 bezeichnet), und aus einem Ammoniak-Gleit- oder Schlupf-Katalysator 54, wobei solche Katalysatoren in dieser Reihenfolge von stromaufwärts nach stromabwärts des Abgasrohres 40 angeordnet sind. Der Ammoniak-Gleit- oder Schlupf-Katalysator 54 besteht aus einem Katalysator, um eine übermäßige Menge an Ammoniak zu entfernen, die nicht mit NO_x an dem Carbamid-SCR 52 reagiert hat und in das Abgasrohr 40 auf der stromabwärtigen Seite des Carbamid-SCR 52 ausgestoßen wird. Beispielsweise besteht der Ammoniak-Gleit- oder Schlupf-Katalysator 54 aus einem Oxidations-Katalysator.
Ein auf der stromaufwärtigen Seite befindlicher NO_x-Sensor 56 zum Detektieren der NO_x-Dichte des Abgases und ein Temperatursensor 58 zum Detektieren der Temperatur des Abgases sind in dem Abgasrohr 40 zwischen dem Oxidations-Katalysator 50 und dem Carbamid-SCR 52 vorgesehen. Ein auf der stromabwärtigen Seite vorhandener NO_x-Sensor 60 detektiert die NO_x-Dichte und ist in dem Abgasrohr 40 zwischen dem Carbamid-SCR 52 und dem Ammoniak-Gleit- oder Schlupf-Katalysator 54 vorgesehen. Die Nachbehandlungs-Vorrichtung umfasst auch ein DPF (Diesel-Teilchen-Filter) (nicht gezeigt) zum Einfangen von Teilchenmaterialien (PM), die in dem Abgas enthalten sind. Das DPF kann auch zusammenhängend oder einstückig mit dem Oxidations-Katalysator 50 ausgebildet sein oder kann auch in dem Abgasrohr 40 auf einer stromabwärtigen Seite des Oxidations-Katalysators 50 vorgesehen sein.
Ein Carbamid-Wasser-Zusetzventil 62 ist in dem Abgasrohr 40 zwischen dem Oxidations-Katalysator 50 und dem Carbamid-SCR 52 vorgesehen. Das Carbamid-Wasser-Zusetzventil 62 besteht aus einer elektronisch gesteuerten Ventilvorrichtung, welche Carbamid-Wasser (Harnstoff-Wasser), welches von einem Carbamid-Wassertank 64 aus in das Abgasrohr 40 zugeführt wird, injiziert, um das Carbamid-Wasser (Harnstoff-Wasser) dem Abgas zuzusetzen. Der Carbamid-Wassertank 64 besteht aus einem hermetisch verschlossenen Behälter mit einer Haube oder einem Verschlussdeckel. Es ist Carbamid-Wasser mit einer vorbestimmten Dichte (beispielsweise 32,5%) in dem Carbamid-Wassertank 64 gespeichert. Der Carbamid-Wassertank 64 ist mit dem Carbamid-Wasser-Zusetzventil 62 über ein Carbamid-Wasser-Versorgungsrohr 66 verbunden. Eine Carbamid-Wasserpumpe 68, die elektronisch gesteuert ist, ist in dem Carbamid-Wasser-Versorgungsrohr 66 vorgesehen, um das Carbamid-Wasser aus dem Carbamid-Wassertank 64 abzuziehen und um dieses unter Druck gesetzte Carbamid-Wasser dem Carbamid-Wasser-Zusetzventil 62 zuzuführen. Ein Drucksensor 70 ist in dem Carbamid-Wasser-Versorgungsrohr 66 auf einer stromabwärtigen Seite der Carbamid-Wasserpumpe 68 vorgesehen, um den Druck des unter Druck gesetzten Carbamid-Wassers zu detektieren.
Die einen Wirbel erzeugende Vorrichtung 72 ist in dem Abgasrohr 40 auf einer stromaufwärtigen Seite des Carbamid-Wasser-Zusetzventils 62 vorgesehen, um eine Wirbelströmung in dem Abgas zu erzeugen, welches in dem Abgasrohr 40 strömt. Die einen Wirbel erzeugende Vorrichtung 72 erzeugt eine Wirbelströmung in dem Abgas, indem sie eine Querschnittstruktur eines Strömungskanals des Abgasrohres 40 transformiert. Eine Konstruktion der einen Wirbel erzeugenden Vorrichtung 72 ist in 2 gezeigt. Wie aus 2 hervorgeht, besitzt die einen Wirbel erzeugende Vorrichtung 72 einen Schaufel- oder Flügel-Abschnitt 72a, der aus vielen Schaufeln oder Flügeln (bei der Ausführungsform acht Flügel) zusammengesetzt ist. Die Gestalt des Schaufel- oder Flügelabschnitts 72a kann eine solche Konfiguration aufweisen, durch die ein Teil der Strömungsenergie des Abgases in eine Strömung umgesetzt wird, welche eine Strömungskomponente in einer Umfangsrichtung des Abgasrohres 40 aufweist. In der Zeichnung ist eine elliptische Gestalt als Konfiguration des Schaufel- oder Flügelabschnitts 72a gezeigt, wobei ein konkaver Abschnitt an einem Zwischenabschnitt von jedem Flügel oder jeder Schaufel ausgebildet ist.
Bei dem Carbamid-SCR-System, welches aus dem Carbamid-SCR 52, dem Carbamid-Wasser-Zusetzventil 62 und so weiter zusammengesetzt ist, wird das Carbamid-Wasser (Harnstoff-Wasser) dem Abgasrohr 40 durch das Carbamid-Wasser-Zusetzventil 62 zugeführt (zugesetzt), so dass das Carbamid-Wasser zusammen mit dem Abgas zu der Carbamid-SCR 52 zugeführt wird. Als ein Ergebnis wird eine Entoxidierungs-Reaktion für das NO_x in dem Carbamid-SCR 52 ausgeführt, um das Abgas zu reinigen.
Um mehr in Einzelheiten zu gehen, so wird das Carbamid-Wasser, welches über das Carbamid-Wasser-Zusetzventil 62 injiziert wird, durch die Wärme des Abgases hydrolysiert, und es wird Ammoniak (NH3) als Reduktionsmittel in Einklang mit chemischen Reaktionen der folgenden Formel (c1) erzeugt: (NH₂)₂CO + H₂O → 2NH₃ + CO₂ (c1).
Wenn das Abgas durch die Carbamid-SCR 52 strömt, wird NOx, welches in dem Abgas enthalten ist, selektiv durch den Ammoniak entoxidiert, um das Abgas zu reinigen. 4NO + 4NH₃ + O₂ → 4N₂ + 6H₂O (c2) 6NO₂ + 8NH₃ → 7N₂ + 12H₂O (c3) NO + NO₂ + 2NH₃ → 2N₂ + 3H₂O (c4)
Die elektronische Steuereinheit (ECU) 80 ist eine Steuereinheit zum Steuern verschiedener Arten von Stellgliedern, wie beispielsweise zum Steuern des Brennstoff-Einspritzventils 30 für die Dieselmaschine 10. Die ECU 80 empfängt detektierte Signale von den oben erläuterten verschiedenen Sensoren, um die Betriebsbedingungen der Dieselmaschine 10 zu detektieren, empfängt ein detektiertes Signal von einem Beschleunigungssensor 82 eines Betätigungshubes durch einen Fahrzeugfahrer in Bezug auf ein Gaspedal, ein detektiertes Signal von einem Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 84 zum Detektieren der Fahrzeuggeschwindigkeit usw., so dass die ECU 80 die Steuerbeträge (Drehmoment, Abgascharakteristik usw.) für die Dieselmaschine 10 basierend auf den oben genannten eingespeisten Signalen steuert.
Die ECU 80 steuert die NO_x-Reinigungsoperation mit der Carbamid-SCR 52 durch Steuern des Carbamid-Wasser-Zusetzventils 62 und der Carbamid-Wasserpumpe 68, um die Charakteristik (als eine der oben genannten Steuerbeträge) für das Abgas zu steuern, welches von dem Abgasrohr 40 ausgestoßen wird. Die Steuerung hinsichtlich des Carbamid-Wasser-Zusetzventils 62 wird durch die Ausgabe eines Ventil-Öffnen-Befehlsimpulses zu dem Carbamid-Wasser-Zusetzventil 62 bei einem vorbestimmten Zyklus ausgeführt. Es wird nämlich ein Antriebsstrom einem Antriebsabschnitt (einem Solenoid-Abschnitt) des Carbamid-Wasser-Zusetzventils 62 in Einklang mit den ausgegebenen Impulsen zugeführt, so dass das Carbamid-Wasser-Zusetzventil 62 geöffnet wird, um Carbamid-Wasser zu injizieren (zuzusetzen). Wie oben dargelegt ist, steuert die ECU 80 einen EIN-AUS-Betrieb des Carbamid-Wasser-Zusetzventils 62.
Wenn die Temperatur eines Abgassystems (welches das Abgasrohr 40 enthält) der Dieselmaschine 10 niedrig liegt, wird der hydrolytische Wirkungsgrad von dem Carbamid-Wasser (Harnstoff-Wasser) zu dem Ammoniak reduziert. Als ein Ergebnis kann ein Produkt der thermischen Zersetzung des Carbamid-Wassers, wie beispielsweise Cyanursäure an der inneren Wandoberfläche des Abgasrohres 40 abgeschieden werden. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Betriebsmodus des Carbamid-Wasser-Zusetzventils 62 so geändert, dass dabei unterdrückt wird, dass das Carbamid-Wasser, welches von dem Carbamid-Wasser-Zusetzventil 62 injiziert wird, die innere Wandoberfläche des Abgasrohres 40 nicht erreicht, wenn die Temperatur der inneren Wandoberfläche des Abgasrohres 40 niedrig ist.
3 zeigt ein Experiment-Ergebnis hinsichtlich einer Beziehung zwischen einer Injektionsstrecke (Eindringung) des Harnstoffes und einer Ventil-Öffnungsperiode für jede Harnstoff-Injektion durch das Carbamid-Wasser-Zusetzventil 62. Wie in der Zeichnung gezeigt ist, erhöht sich die Eindringung bzw. Eindringtiefe, wenn die Ventil-Öffnungsperiode länger wird. Es wird daher eine Menge des Harnstoffes bzw. des Carbamid-Wassers, welches eine innere Wandoberfläche des Abgasrohres 40 erreicht, erhöht, wenn die Ventil-Öffnungsperiode länger ist. In einem solchen Fall kann sich der Harnstoff an der inneren Wandoberfläche des Abgasrohres 40 ablagern, wenn die Temperatur der inneren Wandoberfläche des Abgasrohres 40 niedrig ist.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird daher die Ventil-Öffnungsperiode für jede Einspritzung durch das Carbamid-Wasser-Zusetzventil 62 kürzer ausgelegt, wenn die Temperatur der inneren Wandoberfläche des Abgasrohres 40 niedrig ist. 4 zeigt einen Prozess zur Steuerung der NO_x-Reinigungsoperation gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Der Prozess wird wiederholt durch die ECU 80 bei einem vorbestimmten Steuerzyklus ausgeführt.
Zuerst bestimmt die ECU 80 bei einem Schritt S10, ob die Drehgeschwindigkeit der Dieselmaschine 10 höher ist als eine vorbestimmte Geschwindigkeit „α”. Der Prozess des Schrittes S10 wird ausgeführt, um zu bestimmen, ob die Dieselmaschine 10 in Betrieb ist oder nicht. Wenn die Bestimmung bei dem Schritt S10 JA lautet, bestimmt die ECU 80 bei einem Schritt S12, ob ein Flag zum Zulassen der Zugabe von Carbamid-Wasser (ein Carbamid-Zugabe-Zulassungs-Flag) EIN geschaltet ist oder nicht. Wenn die Bestimmung bei dem Schritt S12 NEIN lautet, bestimmt die ECU 80 bei einem Schritt S14, ob die Temperatur des Abgases (Abgastemperatur „TEX”), die durch den Temperatursensor 58 für das Abgas detektiert wird, höher liegt als eine vorbestimmte Temperatur „β”, um einen Betrieb der Zugabe des Carbamid-Wassers zu starten (Carbamid-Zugabe-Starttemperatur „β”). Der Prozess bei dem Schritt S14 wird ausgeführt, um zu bestimmen, ob sich dieser in einer Zeitlage befindet, bei welcher die Zugabe des Carbamid-Wassers zugelassen ist oder nicht. Die Carbamid-Zugabe-Starttemperatur „β” wird auf einen Wert (beispielsweise 180°C) eingestellt, und zwar so niedrig wie möglich. Jedoch liegt die Carbamid-Zugabe-Starttemperatur „β” höher als eine untere Grenz-Temperatur, oberhalb welcher die Carbamid-SCR 52 die Fähigkeit für die NO_x-Reinigung besitzt. Wenn die Abgastemperatur „TEX” höher liegt als die Carbamid-Zugabe-Starttemperatur „β”, wird das Carbamid-Zugabe-Zulassungs-Flag bei einem Schritt S10 EIN geschaltet.
Wenn die Bestimmung bei dem Schritt S12 JA lautet, bestimmt die ECU 80 bei einem Schritt S18, ob die Abgastemperatur „TEX” niedriger liegt als eine Schwellenwerttemperatur. Der Prozess des Schrittes S18 wird zu dem Zweck ausgeführt, um zu bestimmen, ob dieser in einer Zeitlage liegt, bei welcher die Zugabe von Carbamid-Wasser verhindert wird oder nicht. Die Schwellenwerttemperatur wird auf einen Wert eingestellt, der niedriger ist als die Carbamid-Zugabe-Starttemperatur „β”, und zwar um einen vorbestimmten Wert „ΔT”. Der vorbestimmte Wert „ΔT” entspricht einem maximalen Hysterese-Fehler, um ein Nachlauf-Phänomen zu vermeiden, bei dem die Zulassung und die Verhinderung für die Carbamid-Wasser-Zugabe häufig wiederholt werden. Wenn die Bestimmung bei dem Schritt S18 JA lautet, wird das Carbamid-Zugabe-Zulassungs-Flag bei einem Schritt S20 AUS geschaltet.
Wenn die Bestimmung bei dem Schritt S18 NEIN lautet oder wenn der Prozess des Schrittes S16 beendet worden ist, berechnet die ECU 80 bei einem Schritt S22 die erforderliche Carbamid(Harnstoff)-Menge basierend auf der Emissions-NO_x-Dichte der Verbrennungskammer 28. Der detektierte Wert des stromaufwärtigen NO_x-Sensors 56 wird als Emissions-NO_x-Dichte verwendet. Um mehr in Einzelheiten zu gehen, so wird die erforderliche Carbamid-Menge (Harnstoff-Menge) basierend auf der Emissions-NO_x-Dichte und der absorbierten Ammoniakmenge bei dem Carbamid-SCR 52 berechnet, wobei die absorbierte Ammoniakmenge in einer gut bekannten Weise geschätzt wird. Wenn der Prozess des Schrittes S22 beendet wird, verläuft der Prozess zu einem Schritt S24.
Bei dem Schritt S24 schätzt die ECU 80 die Temperatur an einer inneren Wandoberfläche des Abgasrohres 40 (im Folgenden als Innenwand-Temperatur „TIW” bezeichnet) basierend auf der Abgastemperatur „TEX”, der Umgebungstemperatur und der Fahrzeuggeschwindigkeit. Die Innenwand-Temperatur „TIW” wird als ein höherer Wert geschätzt, da die Wärmemenge, die von dem Abgas auf die Innenwand des Abgasrohres 40 übertragen wird, so betrachtet wird, dass sie größer wird, wenn die Abgastemperatur „TEX” höher wird. Auf der anderen Seite wird die Innenwand-Temperatur „TIW” als ein niedrigerer Wert geschätzt, da die Wärmemenge, die von der Innenwand des Abgasrohres 40 zum Außenbereich verläuft, so betrachtet wird, dass sie zunimmt, wenn die Umgebungstemperatur niedriger wird. Ferner wird die Innenwand-Temperatur „TIW” als ein niedrigerer Wert geschätzt, da die Strömungsmenge der Umgebungsluft, welche gegen die Wandoberfläche des Abgasrohres 40 geblasen wird, so betrachtet wird, dass diese zunimmt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit höher wird. Die zuvor erläuterte Schätzung kann unter Verwendung eines Thermal-Modells für die „Abgabe- und -Aufnahme” von Wärme ausgeführt werden, und zwar basierend auf der spezifischen Wärme der Wandoberfläche des Abgasrohres 40 usw. Die Temperatur der Ansaugluft, die durch den Ansaugluft-Temperatursensor 16 detektiert wird, wird als die oben erläuterte Umgebungstemperatur gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendet.
Wenn die Innenwand-Temperatur „TIW” geschätzt wird, bestimmt die ECU 80 bei einem Schritt S26, ob die geschätzte Innenwand-Temperatur „TIW” höher ist als eine vorbestimmte Temperatur „γ”. Der Prozess des Schrittes S26 wird zu dem Zweck ausgeführt, um zu bestimmen, ob sich dieser in einem Betriebszustand befindet, bei welchem Ablagerungen, die durch den Harnstoff verursacht werden, an der Innenwand des Abgasrohres 40 gerne auftreten. Die oben genannte vorbestimmte Temperatur „γ” wird auf einen Wert entsprechend einer oberen Grenze der Temperatur eingestellt, bei welcher der Harnstoff abgeschieden wird. Dann wählt die ECU 80 bei einem Schritt S28 oder bei einem Schritt S30, was von der Bestimmung bei dem Schritt S26 abhängig ist, eine Frequenz der Carbamid-Zugabe (eine Frequenz des EIN-AUS-Betriebes des Carbamid-Wasser-Zusetzventils 62), die eine inverse Zahl eines Intervalls zum Hinzugeben des Carbamid-Wassers durch das Carbamid-Wasser-Zusetzventil 62 ist.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird eine erste Frequenz „f1” für die Carbamid-Zugabe ausgewählt, wenn die Innenwand-Temperatur „TIW” höher ist als die vorbestimmte Temperatur „γ”, während eine zweite Frequenz „f2” für die Carbamid-Zugabe ausgewählt wird, wenn die Innenwand-Temperatur „TIW” niedriger liegt als die vorbestimmte Temperatur „γ”, und wobei die zweite Frequenz „f2” für die Carbamid-Zugabe auf einen höheren Wert als die erste Frequenz „f1” für die Carbamid-Zugabe eingestellt wird. Dies ist deshalb der Fall, da die erforderliche Carbamid- bzw. Harnstoff-Menge, die bei dem Schritt S22 berechnet wird, beibehalten wird, und zwar selbst dann, wenn die Ventil-Betriebsperiode für einen Betriebszyklus des Carbamid-Wasser-Zusetzventils 62 abgesenkt wird. Mit anderen Worten wird die Carbamid-Zugabemenge für einen Betriebszyklus (Ventil-Öffnungsoperation) abgesenkt, wenn die Ventil-Öffnungsperiode kürzer wird. Es ist daher erforderlich, den Intervall für die Zugabe des Harnstoffes zu verkürzen, wenn die Ventil-Öffnungsperiode kürzer wird, um die Carbamid-Zugabemenge für eine bestimmte Carbamid-Zugabeperiode auf dem gleichen Wert zu halte.
Wenn der Prozess bei dem Schritt S28 oder bei dem Schritt S30 beendet worden ist, berechnet die ECU 80 die Ventil-Öffnungsperiode für einen Betriebszyklus des Carbamid-Wasser-Zusetzventils 62, was bei einem Schritt S32 erfolgt, basierend auf der erforderlichen Carbamid- bzw. Harnstoff-Menge und der ausgewählten Frequenz für Carbamid-Zugabe. Die 5A und 5B zeigen jeweils die Ventil-Öffnungsperioden bei der ersten und der zweiten Frequenz „f1” und „f2” für die Harnstoff-Zugabe, wobei die erforderliche Harnstoff-Menge für jeden Fall zueinander gleich groß ist. Eine Summe der Ventil-Öffnungsperioden für die bestimmte Carbamid-Zugabeperiode im Betrieb der Carbamid-Zugabe bei der zweiten Frequenz „f2” wird in bevorzugter Weise größer eingestellt als eine Summe der Ventil-Öffnungsperioden für die bestimmte Carbamid-Zugabeperiode im Betrieb der Carbamid-Zugabe bei der ersten Frequenz „f1”, damit die Carbamid-Zugabemenge für die bestimmte Carbamid-Zugabeperiode einander gleich gemacht wird bei den Frequenzen „f1” und „f2”. Die Summen der Ventil-Öffnungsperioden (in den Betrieben mit den Frequenzen von „f1” und „f2”) sind zueinander nicht gleich, wie oben beschrieben worden ist. Dies ist deshalb der Fall, da dann, wenn ein Einspritzverhältnis (ein vorangehendes Einspritzverhältnis) zu einer Zeitlage einer Ventilöffnung an dem Carbamid-Wasser-Zusetzventil 62 verglichen wird mit einem Einspritzverhältnis (einem nachfolgenden Einspritzverhältnis) bei einer Zeitlage, die auf die Ventilöffnung folgt, das nachfolgende Einspritzverhältnis sehr leicht größer sein kann als das vorhergehende Einspritzverhältnis.
Wenn der Prozess des Schrittes S32, der in 4 gezeigt ist, beendet worden ist, wird eine Operation für die Carbamid-Zugabe durch Betätigen des Carbamid-Wasser-Zusetzventils 62 bei einem Schritt S34 ausgeführt. Wenn die Bestimmung bei dem Schritt S10 oder S14 NEIN lautet oder wenn der Prozess bei dem Schritt S20 oder S34 beendet worden ist, wird der gesamte Prozess von 4 beendet.
Die 6A bis 6G zeigen jeweils die Betriebsbedingungen für die Carbamid-Zugabe, die in Einklang mit dem oben erläuterten Prozess, der in 4 gezeigt ist, ausgeführt wird. Um mehr ins Detail zu gehen, so zeigt 6A den Übergang der Fahrzeuggeschwindigkeit, 6B zeigt den Übergang einer Umgebungstemperatur, 6C zeigt den Übergang der Abgastemperatur „TEX”, 6D zeigt den Übergang der Innenwand-Temperatur „TIW” des Abgasrohres, 6I zeigt den Übergang der NO_x-Emissionsdichte, 6F zeigt den Übergang der Carbamid-Zugabemenge und 6G zeigt den Übergang der Frequenz für die Carbamid-Zugabe.
Wie in den 6A bis 6G gezeigt ist, gibt es einen Zustand oder eine Bedingung (während einer Periode nach einem Zeitpunkt t4), bei dem die Innenwand-Temperatur „TIW” des Abgasrohres niedriger wird als die vorbestimmte Temperatur „γ”, und zwar selbst wenn die Abgastemperatur höher liegt als die Carbamid-Zugabe-Starttemperatur „β” und dadurch die Carbamid-SCR 52 bereit ist, NO_x zu reinigen bzw. zu beseitigen. In einem solchen Betriebszustand kann sehr leicht eine Ablagerung in dem Abgasrohr 40 auftreten, verursacht durch den Harnstoff. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird daher die zweite Frequenz „f2” für die Carbamid-Zugabe zu dem Zeitpunkt t4 ausgewählt, so dass die Ablagerung, die durch den Harnstoff verursacht wird, in geeigneter Weise unterdrückt werden kann.
Die Ablagerung an der Innenwandfläche des Abgasrohres 40, die aus einem Harnstoff-Polymer besteht, wird verdampft, wenn diese auf eine Temperatur höher als 300°C gebracht wird, so dass dabei Ammoniak erzeugt wird. Wenn demzufolge die Ablagerung an dem Abgasrohr 40 anhaftet, kann die Genauigkeit eines geschätzten Wertes hinsichtlich des Ammoniak-Absorptionsbetrages oder der Ammoniak-Absorptionsmenge bei dem Carbamid-SCR 52 absinken, oder es kann ein Ammoniak-Gleitphänomen auftreten, bei welchem Ammoniak zur stromabwärtigen Seite von dem Carbamid-SCR 52 leckt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform können jedoch solche ungünstigen Fälle in einer geeigneten Weise vermieden werden, indem die Aufmerksamkeit auf die Innenwand-Temperatur „TIW” des Abgasrohres gelenkt wird.
Es ist auch möglich, die zweite Frequenz „f2” unabhängig von der Innenwand-Temperatur „TIW” des Abgasrohres zu wählen, um das Ablagern an dem Abgasrohr 40 zu unterdrücken. Es wird jedoch die Zahl der Injektionen durch das Carbamid-Wasser-Zusetzventil 62 in dem oben erläuterten Fall erhöht. Daher kann die Verschleißgeschwindigkeit in Verbindung mit dem Carbamid-Wasser-Zusetzventil 62 erhöht werden, so dass dann die Zuverlässigkeit des Produktes absinkt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden die folgenden Vorteile erreicht.

(1) Wenn die Innenwand-Temperatur des Abgasrohres 40 niedrig ist, wird die Ventil-Öffnungsperiode für das Carbamid-Wasser-Zusetzventil 62 für jeden Betriebszyklus verkürzt. Als ein Ergebnis kann eine Erhöhung in der Zahl der Teile unterdrückt werden, und auch das durch den Harnstoff verursachte Ablagern an der Innenwand des Abgasrohres 40 kann in geeigneter Weise verhindert werden.
(2) Die Frequenz bzw. Häufigkeit für die Harnstoff-Zugabe, die als eine inverse Zahl des Intervalls der Harnstoff-Zugabe definiert ist, wird erhöht, während jedoch die Ventil-Öffnungsperiode des Carbamid-Wasser-Zusetzventils 62 für jeden Betriebszyklus verkürzt wird. Als ein Ergebnis kann die Harnstoff-Zugabemenge für die bestimmte Zugabeperiode auf einem Wert gemäß der erforderlichen Hamstoffmenge beibehalten werden.
(3) Die Innenwand-Temperatur „TIW” des Abgasrohres 40 wird basierend auf der Abgastemperatur „TEX” und der Umgebungstemperatur geschätzt. Als ein Ergebnis kann die Innenwand-Temperatur „TIW” richtig oder genau geschätzt werden.
(4) Die Fahrzeuggeschwindigkeit ist mit der Schätzung der Innenwand-Temperatur „TIW” des Abgasrohres 40 gekoppelt. Als ein Ergebnis kann die Innenwand-Temperatur „TIW” mit höherer Präzision geschätzt werden.
(5) Die einen Wirbel erzeugende Vorrichtung 72 zum Verwirbeln des Abgases ist in dem Abgasrohr 40 auf der stromaufwärtigen Seite der Carbamid-SCR 52 vorgesehen. Als ein Ergebnis wird das Carbamid-Wasser weitreichend verteilt, so dass eine Ablagerung an der Innenwand des Abgasrohres 40, die durch den Harnstoff verursacht wird, in geeigneter und richtiger Weise unterdrückt wird.

(Zweite Ausführungsform)
Es wird nun eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Hinweis auf die Zeichnung unter Hervorhebung der unterschiedlichen Punkte gegenüber der ersten Ausführungsform erläutert.
7 zeigt einen Prozess zum Steuern der NO_x-Reinigungsoperation gemäß der zweiten Ausführungsform. Der Prozess wird durch die ECU 80 bei einem vorbestimm ten Steuerzyklus wiederholt ausgeführt. In 7 sind die gleichen Bezugszeichen für solche Schritte verwendet, die den Schritten in 4 entsprechen.
Gemäß dem in 7 gezeigten Prozess wird der Injektionsdruck des Carbamid-Wassers, welches durch das Carbamid-Wasser-Zusetzventil 62 injiziert (hinzugegeben) wird, abhängig von der Bestimmung bei dem Schritt S26 geändert, ob nämlich die Innenwand-Temperatur „TIW” des Abgasrohres höher liegt als die vorbestimmte Temperatur „γ”. Um mehr ins Detail zu gehen, wird ein erster Injektionsdruck „p1” für die Harnstoff-Zugabe ausgewählt (bei einem Schritt S28a), wenn die Innenwand-Temperatur „TIW” höher ist als die vorbestimmte Temperatur „γ”, während jedoch ein zweiter Injektionsdruck „p2” für die Harnstoff-Zugabe ausgewählt wird (bei einem Schritt S30a), wenn die Innenwand-Temperatur „TIW” niedriger liegt als die vorbestimmte Temperatur „γ”, und es wird der zweite Injektionsdruck „p2” auf einen niedrigeren Wert als der erste Injektionsdruck „p1” eingestellt. Dies dient dem Zweck, die anfängliche Rate der Einspritzung für das Carbamid-Wasser, welches durch das Carbamid-Wasser-Zusetzventil 62 injiziert wird, zu reduzieren, und zwar bei einem solchen Zustand oder einer Bedingung, bei dem/der die Ablagerung, die durch den Harnstoff verursacht wird, sehr leicht an der Innenwand des Abgasrohres 40 auftreten kann.
Wenn der Prozess bei dem Schritt S28a oder S30a beendet worden ist, berechnet die ECU 80 die Ventil-Öffnungsperiode basierend auf der erforderlichen Harnstoffmenge und dem ausgewählten Einspritzdruck. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die Ventil-Öffnungsperiode im Falle des höheren Einspritzdruckes („p1”) auf einen kürzeren Intervall eingestellt als derjenige in einem Fall gemäß dem niedrigeren Einspritzdruck („p2”), so dass die Harnstoff-Zugabemenge auf dem gleichen Wert während der bestimmten Zugabe-Periode gehalten wird.
Es ist auch möglich, den zweiten Einspritzdruck „p2” unabhängig von der Innenwand-Temperatur „TIW” des Abgasrohres auszuwählen, um das Ablagern an dem Abgasrohr 40 zu unterdrücken. Es wird jedoch die Teilchengröße des injizierten Harnstoff-Sprühstrahls größer, wenn der Injektionsdruck niedriger wird. Als ein Ergebnis kann der Effekt hinsichtlich der NO_x-Reinigung abnehmen. Gemäß der vorliegenden Ausfüh rungsform werden daher der ersten Einspritzdruck „p1” und der zweite Einspritzdruck „p2” in geeigneter Weise abhängig von den Betriebsbedingungen oder Betriebszuständen ausgewählt, um die Wirkung der NO_x-Reinigung bzw. -Beseitigung zu erhöhen, während jedoch die Ablagerung an der Innenwand des Abgasrohres 40, die durch den Harnstoff verursacht wird, unterdrückt wird.
Gemäß der zweiten Ausführungsform wird der folgende Vorteil (6) zusätzlich zu den Vorteilen (2) bis (5), die bereits für die erste Ausführungsform erläutert wurden, erzielt.

(6) Der Einspritzdruck für das Carbamid-Wasser bzw. Harnstoff-Wasser, welches durch das Carbamid-Wasser-Zusetzventil 62 eingespritzt (hinzugegeben) wird, wird niedriger eingestellt, wenn die Innenwand-Temperatur „TIW” niedrig ist. Als ein Ergebnis wird eine Ablagerung an der Innenwand des Abgasrohres 40, verursacht durch den Harnstoff, in geeigneter Weise unterdrückt, während auch gleichzeitig eine Zunahme der Zahl der Teile vermieden wird.

(Modifizierte Ausführungsformen)
Die oben erläuterten Ausführungsformen können auf die folgenden Arten modifiziert werden.
Bei der oben erläuterten ersten Ausführungsform wird eine von zwei unterschiedlichen Frequenzen für die Harnstoff-Zugabe abhängig von der Bestimmung ausgewählt, ob die Innenwand-Temperatur „TIW” des Abgasrohres höher liegt als die vorbestimmte Temperatur „γ” oder nicht. Jedoch sollten die Frequenzen für die Harnstoff-Zugabe nicht auf zwei unterschiedliche Frequenzen beschränkt sein. Beispielsweise können die Frequenzen für die Harnstoff-Zugabe in einer schrittweisen Art mit mehr als zwei Schritten erhöht werden oder können kontinuierlich erhöht werden, wenn die Innenwand-Temperatur „TIW” des Abgasrohres niedriger wird.
Bei der oben erläuterten zweiten Ausführungsform wird einer von zwei unterschiedlichen Einspritz-Druckwerten für die Harnstoff-Zugabe abhängig von der Be stimmung ausgewählt, ob die Innenwand-Temperatur „TIW” des Abgasrohres höher liegt als die vorbestimmte Temperatur „γ” oder nicht. Jedoch müssen die Einspritz-Druckwerte für die Harnstoff-Zugabe nicht auf zwei unterschiedliche Einspritz-Druckwerte beschränkt sein. Beispielsweise können die Einspritz-Druckwerte für die Harnstoff-Zugabe in einer schrittweisen Art mit mehr als zwei Schritten abgesenkt werden oder können kontinuierlich abgesenkt werden, wenn die Innenwand-Temperatur „TIW” des Abgasrohres niedriger wird.
Bei der oben erläuterten ersten Ausführungsform wird nicht nur die Frequenz bzw. Häufigkeit für die Harnstoff-Zugabe erhöht, sondern es wird auch der Einspritzdruck für die Harnstoff-Zugabe erhöht, um dadurch die Teilchengrößen des injizierten Harnstoff-Sprühstrahls von dem Carbamid-Wasser-Zusetzventil 62 zu reduzieren, wenn die Innenwand-Temperatur des Abgasrohres niedriger liegt als die vorbestimmte Temperatur „γ”. Die Erzeugung von Ammoniak bzw. Ammoniakgas wird durch das Absenken der Teilchengrößen des injizierten Harnstoff-Sprühstrahls vereinfacht. Es wird demzufolge möglich, eine hohe Qualität hinsichtlich der Beseitigung von NO_x selbst bei einer niedrigen Temperatur der Innenwand des Abgasrohres aufrecht zu erhalten, bei der die Qualität hinsichtlich der Beseitigung von NO_x dazu neigt, geringer zu werden.
Wenn jedoch der Einspritzdruck für das Carbamid-Wasser erhöht wird, ergibt sich ein Risiko dahingehend, dass die Hamstoffmenge, die an der Innenwand-Oberfläche des Abgasrohres 40 ankommt, erhöht werden kann. Um daher eine solche ungünstige Situation zu vermeiden, kann die Häufigkeit der Harnstoff-Zugabe in bevorzugter Weise erhöht werden, so dass sie höher ist als die zweite Frequenz „f2”, so dass die Ventil-Öffnungsperiode für einen Zyklus kürzer gestaltet wird.
Bei den oben erläuterten Ausführungsformen wird die Innenwand-Temperatur „TIW” des Abgasrohres 40 basierend auf Parametern (wie beispielsweise der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Abgastemperatur „TEX” und so weiter) geschätzt, welche die Betriebsbedingungen der Dieselmaschine 10 anzeigen. Die Innenwand-Temperatur „TIW” des Abgasrohres 40 kann mit Hilfe einer Hardware-Vorrichtung detektiert werden, die spezifisch zum Detektieren der Innenwand-Temperatur „TIW” ausgelegt ist.
Bei den oben erläuterten Ausführungsformen wird die Innenwand-Temperatur „TIW” des Abgasrohres 40 detektiert (geschätzt), um die Carbamid-Zusetzvorrichtung zu steuern (die aus dem Carbamid-Wasser-Zusetzventil 62 und der Carbamid-Wasser-Pumpe 68 zusammengesetzt ist). Jedoch ist die Erfindung nicht auf ein derartiges Verfahren beschränkt, bei dem die Carbamid-Zusetzvorrichtung basierend auf der Innenwand-Temperatur „TIW” des Abgasrohres 40 gesteuert wird. Beispielsweise kann die Carbamid-Zusetzvorrichtung auch basierend auf einem Vergleich zwischen der Abgastemperatur „TEX” und einem Schwellenwert gesteuert werden, und der Schwellenwert kann abhängig von der Umgebungstemperatur geändert werden. Selbst bei einer solchen Modifikation ist es möglich, in korrekter Weise zu bestimmen, ob die Innenwand-Temperatur des Abgasrohres 40 niedriger ist als ein vorbestimmter Wert oder nicht. Auch kann die Carbamid-Zusetzvorrichtung basierend auf einer Bestimmung gesteuert werden, ob nämlich die Innenwand-Temperatur des Abgasrohres niedriger ist als der vorbestimmte Wert oder nicht. Bei der zuvor erläuterten modifizierten Ausführungsform kann die Bestimmung, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit mit einem Prozess zum Ändern des Schwellenwertes gekoppelt ist (ob die Innenwand-Temperatur des Abgasrohres niedriger liegt als der vorbestimmte Wert oder nicht), ferner in präziser Weise ausgeführt werden.
Bei den oben erläuterten Ausführungsformen wird die erforderliche Harnstoffmenge basierend auf der absorbierten Ammoniakmenge bei der Carbamid-SCR 52 berechnet. Jedoch kann die erforderliche Harnstoffmenge auch beispielsweise basierend auf dem NO_x-Reinigungsverhältnis bzw. NO_x-Beseitigungsverhältnis berechnet werden. Das NO_x-Reinigungsverhältnis wird in der folgenden Weise definiert und berechnet. Die NO_x-Emissionsdichte auf der stromabwärtigen Seite der Carbamid-SCR 52 (basierend auf dem NO_x-Sensor 60 auf der stromabwärtigen Seite) wird von der NO_x-Emissionsdichte an der stromaufwärtigen Seite von dem Carbamid-SCR 52 subtrahiert (basierend auf dem NO_x-Sensor 56 auf der stromaufwärtigen Seite), um dadurch eine subtrahierte NO_x-Dichte zu erhalten. Es wird dann die subtrahierte NO_x-Dichte durch die NO^x-Emissionsdichte auf der stromaufwärtigen Seite von dem Carbamid-SCR 52 geteilt, und dadurch das NO_x-Reinigungsverhältnis bzw. NO_x-Beseitigungsverhältnis zu erhalten.
Bei den oben erläuterten Ausführungsformen wird die NO_x-Emissionsdichte von der Verbrennungskammer 28 durch den NO_x-Sensor 56 auf der stromaufwärtigen Seite detektiert. Es kann jedoch die NO_x-Emissionsdichte aus der Verbrennungskammer 28 auch basierend auf Parameter (beispielsweise der Brennstoff-Einspritzmenge und der Maschinendrehzahl) geschätzt werden, welche die Betriebsbedingungen der Dieselmaschine 10 anzeigen.
Bei den oben erläuterten Ausführungsformen wird der detektierte Wert des Ansaugluft-Temperatursensors 16 als Umgebungstemperatur verwendet. Ein anderer Temperatursensor kann ebenfalls vorgesehen sein, um in direkter Weise die Umgebungstemperatur zu detektieren.
Bei den oben erläuterten Ausführungsformen wird die Abgastemperatur „TEX” mit Hilfe des Abgas-Temperatursensors 60 detektiert. Es kann jedoch die Abgastemperatur „TEX” auch basierend auf Parameter (beispielsweise der Brennstoff-Einspritzmenge, der Maschinendrehzahl, der Ansaugluftmenge und der Ansaugluft-Temperatur) geschätzt werden, welche die Betriebsbedingungen der Dieselmaschine 10 anzeigen.
Die Erfindung ist nicht auf die einen Wirbel erzeugende Vorrichtung 72 beschränkt, die in 2 gezeigt ist, um einen Wirbel in dem Abgas zu erzeugen. Beispielsweise kann die einen Wirbel erzeugende Vorrichtung in Form einer Vorrichtung 90 ausgebildet sein, die in 8 gezeigt ist, bei welcher jeder Rotorflügel für einen Rotorflügelabschnitt 90a aus einem dünnen Plattenteil mit einer gleichschenkligen Dreiecksgestalt geformt ist.
Ferner kann die einen Wirbel erzeugende Vorrichtung in Form einer Vorrichtung 92 ausgebildet sein, die in 9A gezeigt ist. Wie in 9A dargestellt ist, besitzt die einen Wirbel erzeugende Vorrichtung 92 vielfach partitionierte Wandteile 92c zum Aufteilen eines Abgaskanals für das Abgasrohr 40, und zwar Aufteilen in viele kleine Durchgangsabschnitte 92d. In jedem der kleinen Durchgangsabschnitte 92d ist ein Ablenkteil 92a oder 92b in einer solchen Weise vorgesehen, dass das Ablenkteil zu einer Richtung senkrecht zu einer Richtung einer Abgasströmung abgelenkt wird. Wie in 9B gezeigt ist, ist ein Ablenkwinkel „θ2” für das Ablenkteil 92b (welches an der peripheren Seite des Abgasrohres 40 angeordnet ist) größer ausgebildet als ein Ablenkwinkel „θ1” für das Ablenkteil 92a (welches am Zentrum des Abgasrohres 40 angeordnet ist). Gemäß einer solchen Konstruktion erhöht der Wirbel, der in dem Abgas erzeugt wird, die Wärmemenge, die durch das Abgasrohr 40 aufgenommen wird, da die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases an der peripheren Seite des Abgasrohres 40 niedriger ist als diejenige an dem zentralen Abschnitt. Als ein Ergebnis wird eine Ablagerung an der Innenwand des Abgasrohres 40, verursacht durch den Harnstoff, noch besser unterdrückt.
Die Erfindung ist nicht auf die einen Wirbel erzeugende Vorrichtung beschränkt, die aus einer ortsfesten Vorrichtung besteht, die in statischer Weise den Querschnitt des Abgasrohres 40 ändert. Die einen Wirbel erzeugende Vorrichtung kann aus einem mit Flügeln versehenen Rad gebildet sein, welches sich dreht, wenn das Abgas gegen das Rad geblasen wird.
Die Erfindung ist auch nicht auf die Carbamid-SCR 52 zum Beseitigen von Stickstoffoxiden beschränkt, die in dem Abgas enthalten sind. Beispielsweise kann ein Katalysator eines Selektiv-Reduktionstyps als Reinigungsvorrichtung verwendet werden, bei welchem das Reduktionsmittel anders als Carbamid-Wasser (Harnstoff-Wasser) dem Abgas zugesetzt wird. Die vorliegende Erfindung kann in effizienter Weise mit dem zuvor angesprochenen Katalysator zur Anwendung gebracht werden, wenn ein Risiko darin besteht, dass eine Ablagerung, die durch das Reduktionsmittel verursacht wird, bei einer niedrigen Temperatur der Innenwand des Abgasrohres 40 auftreten kann.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine Brennstoffmaschine vom Kompressions-Zündungstyp, wie eine Dieselmaschine beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann auch bei einer Brennkraftmaschine vom Funken-Zündtyp angewendet werden, beispielsweise bei einem Benzinmotor mit direkter Einspritzung, wenn ein Katalysator vom Selektiv-Reduktionstyp für das Beseitigen von NO_x verwendet wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2007-327377 [0006]

Claims

Abgas-Reinigungsgerät für eine Brennkraftmaschine (10), mit: einer Reinigungsvorrichtung (52), die in einem Abgasrohr (40) der Brennkraftmaschine (10) vorgesehen ist, um Stickstoffoxide, die in dem Abgas enthalten sind, zu entfernen; einer Zusetzvorrichtung (62), die in dem Abgasrohr (40) auf einer stromaufwärtigen Seite der Reinigungsvorrichtung (52) vorgesehen ist, um ein Reduktionsmittel dem Abgas zuzusetzen; einer elektronischen Steuereinheit (80) zum Steuern des Betriebes der Zusetzvorrichtung (62), so dass die zugesetzte Menge des Reduktionsmittels geregelt wird; und einer Detektorvorrichtung (58) zum Detektieren eines parametrischen Wertes (TIW), der mit der Temperatur (TEX) eines Abgassystems (40) der Brennkraftmaschine (10) in Korrelation steht, wobei die elektronische Steuereinheit (80) einen Änderungsabschnitt (S28, S30, S32, S28a, S30a, S32a) zum Ändern der Betriebsbedingungen der Zusetzvorrichtung (62) basierend auf dem parametrischen Wert (TIW) aufweist, um die Menge des Reduktionsmittels zu reduzieren, welches eine Oberfläche einer Innenwand des Abgasrohres (40) erreicht, wenn die Temperatur (TIW) der Innenwand niedrig ist.
Abgas-Reinigungsgerät für eine Brennkraftmaschine (10), mit: einer Reinigungsvorrichtung (52), die in einem Abgasrohr (40) der Brennkraftmaschine (10) vorgesehen ist, um Stickstoffoxide, die in dem Abgas enthalten sind, zu beseitigen; einer Zusetzvorrichtung (62), die in dem Abgasrohr (40) auf einer stromaufwärtigen Seite der Reinigungsvorrichtung (52) vorgesehen ist, um ein Reduktionsmittel in das Abgas einzubringen; einer elektronischen Steuereinheit (80) zum Steuern des Betriebes der Zusetzvorrichtung (62), so dass die zugesetzte Menge des Reduktionsmittels geregelt wird; und einer Detektorvorrichtung (58) zum Detektieren eines parametrischen Wertes (TIW), der zu der Temperatur (TEX) eines Abgassystems (40) der Brennkraftmaschine (10) in Korrelation steht, wobei die elektronische Steuereinheit (80) einen Änderungsabschnitt (S28, S30, S32) aufweist, um die Betriebsbedingungen der Zusetzvorrichtung (62) basierend auf dem parametrischen Wert (TIW) zu ändern, und der Änderungsabschnitt (S28, S30, S32) eine Ventil-Öffnungsperiode für einen Betriebszyklus der Zusetzvorrichtung (62) verkürzt, wenn die Temperatur (TIW) einer Innenwand des Abgasrohres (40) niedrig ist.
Abgas-Reinigungsgerät nach Anspruch 2, bei dem der Änderungsabschnitt (S28, S30, S32) die Frequenz einer EIN-AUS-Operation der Zusetzvorrichtung (62) erhöht, wenn die Ventil-Öffnungsperiode für einen Betriebszyklus verkürzt wird, wobei die Frequenz als eine inverse Zahl für einen Zugabe-Intervall des Reduktionsmittels definiert ist.
Abgas-Reinigungsgerät für eine Brennkraftmaschine (10), mit: einer Reinigungsvorrichtung (52), die in einem Abgasrohr (40) der Brennkraftmaschine (10) vorgesehen ist, um Stickstoffoxide, die in dem Abgas enthalten sind, zu beseitigen; einer Zusetzvorrichtung (62), die in dem Abgasrohr (40) an einer stromaufwärtigen Seite der Reinigungsvorrichtung (52) vorgesehen ist, um ein Reduktionsmittel dem Abgas hinzuzufügen; einer elektronischen Steuereinheit (80) zum Steuern des Betriebes der Zusetzvorrichtung (62), so dass die Zugabemenge des Reduktionsmittels geregelt wird; und einer Detektorvorrichtung (58) zum Detektieren eines parametrischen Wertes (TIW), der zu der Temperatur (TEX) eines Abgassystems (40) der Brennkraftmaschine (10) in Korrelation steht, wobei die elektronische Steuereinheit (80) einen Änderungsabschnitt (S28a, S30a, S32a) zum Ändern der Betriebsbedingungen der Zusetzvorrichtung (62) basierend auf dem parametrischen Wert (TIW) aufweist, und der Änderungsabschnitt (S28a, S30a, S32a) den Einspritzdruck für das Reduktionsmittel, welches durch die Zusetzvorrichtung (62) einzuspritzen ist, absenkt, wenn die Temperatur (TIW) einer Innenwand des Abgasrohres (40) niedrig ist.
Abgas-Reinigungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die elektronische Steuereinheit (80, S24) die Temperatur (TIW) der Innenwand des Abgasrohres (40) basierend auf der Abgastemperatur (TEX) entsprechend dem parametrischen Wert und der Umgebungstemperatur berechnet, und der Änderungsabschnitt (S28, S30, S32, S28a, S30a, S32a) die Betriebsbedingungen der Zusetzvorrichtung (62) ändert.
Abgas-Reinigungsgerät nach Anspruch 5, bei dem die Brennkraftmaschine (10) aus einer Fahrzeug-Brennkraftmaschine besteht, und die Fahrzeuggeschwindigkeit mit der Änderungsoperation gekoppelt ist, die durch den Änderungsabschnitt (S28, S30, S32, S28a, S30a, S32a) ausgeführt wird, um die Betriebsbedingungen der Zusetzvorrichtung (62) zu ändern.
Abgas-Reinigungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem eine einen Wirbel erzeugende Vorrichtung (72) in dem Abgasrohr (40) auf einer stromaufwärtigen Seite der Reinigungsvorrichtung (52) vorgesehen ist, um in dem Abgas einen Wirbel zu erzeugen.
Abgas-Reinigungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem das Reduktionsmittel aus Carbamid-Wasser (Harnstoff-Wasser) besteht.
Abgas-Reinigungssystem für eine Brennkraftmaschine, mit einem Abgas-Reinigungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
Abgas-Reinigungsgerät für eine Brennkraftmaschine (10), welches Folgendes aufweist: eine Reinigungsvorrichtung (52), die in einem Abgasrohr (40) der Brennkraftmaschine (10) vorgesehen ist, um Stickstoffoxide, die in dem Abgas enthalten sind, zu entfernen; eine Zusetzvorrichtung (62), die in dem Abgasrohr (40) auf einer stromaufwärtigen Seite der Reinigungsvorrichtung (52) vorgesehen ist, um dem Abgas ein Reduktionsmittel zuzusetzen; und eine elektronische Steuereinheit (80) zum Steuern des Betriebes der Zusetzvorrichtung (62), so dass die Zusetzmenge des Reduktionsmittels geregelt wird, wobei die elektronische Steuereinheit (80) dafür ausgebildet ist, um den Betrieb der Zusetzvorrichtung (62) gemäß den folgenden Verfahrensschritten zu steuern: einem Detektionsschritt (S24) zum Detektieren eines parametrischen Wertes (TIW), der zu der Temperatur (TEX) eines Abgassystems (40) der Brennkraftmaschine (10) in Korrelation steht; einem Vergleichsschritt (S26) zum Vergleichen des parametrischen Wertes (TIW) mit einem vorbestimmten Wert (γ); einem Auswählschritt (S28, S30) zum Auswählen einer Frequenz einer EIN-AUS-Operation der Zusetzvorrichtung (62), so dass eine höhere Frequenz dann ausgewählt wird, wenn der parametrische Wert (TIW) niedriger ist als der vorbestimmte Wert (γ); und einem Berechnungsschritt (S32) zum Berechnen einer Ventil-Öffnungsperiode abhängig von der Frequenz, die bei dem Auswählschritt (S28, S30) ausgewählt wurde.
Abgas-Reinigungsgerät für eine Brennkraftmaschine (10), welches Folgendes aufweist: eine Reinigungsvorrichtung (52), die in einem Abgasrohr (40) der Brennkraftmaschine (10) vorgesehen ist, um Stickstoffoxide, die in dem Abgas enthalten sind, zu entfernen; eine Zusetzvorrichtung (62), die in dem Abgasrohr (40) auf einer stromaufwärtigen Seite der Reinigungsvorrichtung (52) vorgesehen ist, um ein Reduktionsmittel dem Abgas zuzusetzen; und eine elektronische Steuereinheit (80) zum Steuern des Betriebes der Zusetzvorrichtung (62), so dass die Zusetzmenge des Reduktionsmittels geregelt wird, wobei die elektronische Steuereinheit (80) dafür ausgebildet ist, um den Betrieb der Zusetzvorrichtung (62) gemäß den folgenden Verfahrensschritten zu steuern: einem Detektionsschritt (S24) zum Detektieren eines parametrischen Wertes (TIW), der mit der Temperatur (TEX) eines Abgassystems (40) der Brennkraftmaschine (10) in Korrelation steht; einem Vergleichsschritt (S26) zum Vergleichen des parametrischen Wertes (TIW) mit einem vorbestimmten Wert (γ); einem Auswählschritt (S28a, S30a), um den Einspritzdruck für das Reduktionsmittel, welches durch die Zusetzvorrichtung (62) eingespritzt wird, auszuwählen, so dass ein niedrigerer Einspritzdruck ausgewählt wird, wenn der parametrische Wert (TIW) niedriger ist als der vorbestimmte Wert (γ); und einem Berechnungsschritt (S32) zum Berechnen einer Ventil-Öffnungsperiode abhängig von dem Einspritzdruck, der durch den Auswählschritt (S28a, S30a) ausgewählt wurde.