DE102010043983B4 - Exhaust gas cleaning device for a machine - Google Patents

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Abstract

Abgasreinigungsvorrichtung für eine Maschine (10) mit:einem Katalysator (40, 41), der in einem Abgasdurchgang (32) der Maschine (10) angeordnet ist, wobei der Katalysator (40, 41) NOx in einer mageren Atmosphäre speichert und das gespeicherte NOx in einer fetten Atmosphäre reduziert;einem Reduktionsbehandlungsdurchführabschnitt (S15) zum Veranlassen, dass der Katalysator (40, 41) einer Reduktionsbehandlung unterzogen wird;einem NOx-Reinigungsratenschätzabschnitt (S14, S24) zum Schätzen einer NOx-Reinigungsrate (η), die einem Unterschied zwischen einer NOx-Menge in einem Abgas vor einem Durchlaufen des Katalysators (40, 41) und einer NOx-Menge in einem Abgas nach einem Durchlaufen des Katalysators (40, 41) entspricht, wobei die NOx-Reinigungsrate (η) vor einem Durchführen der Reduktionsbehandlung eine Vorreduktionsrate (ηvor) und nach einem Durchführen der Reduktionsbehandlung eine Nachreduktionsrate (ηnach) aufweist;eine Änderungsberechnungseinrichtung (S25) zum Berechnen einer Reinigungsratenänderung (Δη) der Reinigungsrate (η), die durch die Reduktionsbehandlung erzeugt wird, basierend auf der Vorreduktionsrate (ηvor) und der Nachreduktionsrate (ηnach);einem NOx-Reduktionsmengenschätzabschnitt (S21) zum Schätzen einer NOx-Reduktionsmenge (ΔNOx), die bei der Reduktionsbehandlung reduziert wird; undeinem Verschlechterungsbestimmungsabschnitt (S29) zum Bestimmten eines Verschlechterungszustands des Katalysators (40, 41) basierend auf einer Beziehung zwischen der Reinigungsratenänderung (Δη) und der NOx-Reduktionsmenge (ΔNOx), dadurch gekennzeichnet, dassder Verschlechterungsbestimmungsabschnitt (S29)einen Schwellenwerteinstellabschnitt (S28) zum Einstellen eines Schwellenwerts (Δηmax) für die Reinigungsratenänderung (Δη) basierend auf der NOx-Reduktionsmenge (ΔNOx), zum Bestimmen, ob der Katalysator (40, 41) normal oder verschlechtert ist, undeinen Vergleichsabschnitt (S29) zum Vergleichen der Reinigungsratenänderung (Δη) mit dem Schwellenwert (Δηmax) aufweist.An exhaust purification device for an engine (10) comprising: a catalyst (40, 41) disposed in an exhaust passage (32) of the engine (10), the catalyst (40, 41) storing NOx in a lean atmosphere and the stored NOx reduced in a rich atmosphere; a reduction treatment performing section (S15) for causing the catalyst (40, 41) to undergo reduction treatment; a NOx purification rate estimation section (S14, S24) for estimating a NOx purification rate (η) which is a difference between corresponds to an amount of NOx in an exhaust gas before passing through the catalyst (40, 41) and an amount of NOx in an exhaust gas after passing through the catalyst (40, 41), the NOx purification rate (η) before performing the reduction treatment a pre-reduction rate (ηbefore) and a post-reduction rate (ηafter) after performing the reduction treatment; change calculating means (S25) for calculating a purity change rate (Δη) of the purification rate (η) generated by the reduction treatment based on the pre-reduction rate (ηpre) and the post-reduction rate (ηafter); a NOx reduction amount estimation section (S21) for estimating a NOx reduction amount (ΔNOx) obtained in the reduction treatment is reduced; and a deterioration determination section (S29) for determining a deteriorated state of the catalyst (40, 41) based on a relationship between the purification rate change (Δη) and the NOx reduction amount (ΔNOx), characterized in that the deterioration determination section (S29) has a threshold value setting section (S28) for setting a threshold value (Δηmax) for the purification rate change (Δη) based on the NOx reduction amount (ΔNOx) for determining whether the catalyst (40, 41) is normal or deteriorated, and a comparison section (S29) for comparing the purification rate change (Δη) with the threshold value (Δηmax).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasreinigungsvorrichtung für eine Maschine.The present invention relates to an exhaust gas purification device for an engine.

Ein Katalysator zum Speichern und Reduzieren von Stickoxiden (NOx) ist in einem Abgasdurchgang eines Systems angeordnet, das eine Brennkraftmaschine, wie beispielsweise eine Dieselmaschine, aufweist. Der Katalysator ist beispielsweise ein Katalysator mit einer Mager-NOx-Falle (LNT) und reinigt NOx, das in dem Abgas enthalten ist, das von der Maschine abgeben wird. Die LNT speichert NOx in einer mageren Atmosphäre. Ferner, in einer fetten Atmosphäre, reduziert die LNT das gespeicherte NOx und emittiert das reduzierte NOx. Weil die Dieselmaschine im Wesentlichen die magere Atmosphäre aufweist, wird NOx, das in dem Abgas enthalten ist, in der LNT derart gespeichert, dass das Abgas gereinigt werden kann. Jedoch, wenn eine NOx-Menge, die in der LNT gespeichert ist, erhöht ist, ist eine NOx-Reinigungsleistung verringert. Deshalb wird periodisch die fette Atmosphäre in das System, das den NOx-Katalysator aufweist, eingeführt und eine fette Spülung, die einer Reduktionsbehandlung entspricht, durchgeführt, um das in der LNT gespeicherte NOx zu reduzieren.A catalyst for storing and reducing nitrogen oxides (NOx) is disposed in an exhaust passage of a system that includes an internal combustion engine such as a diesel engine. The catalyst is, for example, a lean NOx trap (LNT) catalyst and purifies NOx contained in the exhaust gas emitted from the engine. The LNT stores NOx in a lean atmosphere. Further, in a rich atmosphere, the LNT reduces the stored NOx and emits the reduced NOx. Because the diesel engine has the substantially lean atmosphere, NOx contained in the exhaust gas is stored in the LNT so that the exhaust gas can be purified. However, when an amount of NOx stored in the LNT is increased, NOx purifying performance is decreased. Therefore, the rich atmosphere is periodically introduced into the system having the NOx catalyst, and a rich purge corresponding to a reduction treatment is performed to reduce the NOx stored in the LNT.

Wenn eine in dem Kraftstoff enthaltene Schwefelkomponente (S) in der LNT angesammelt wird, wird die NOx-Reinigungsleistungsfähigkeit der LNT verschlechtert werden. Diese Verschlechterung stellt eine S-Vergiftung dar. Wenn eine angesammelte S-Komponentenmenge erhöht ist, ist es notwendig, zu bewirken, dass sich die LNT von der S-Vergiftung in einen S-Freigabezustand erholt. Beispielsweise wird die S-Komponente bei einer Temperatur, die gleich wie oder höher als 700°C ist, und bei einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis (A/F-Verhältnis), das gleich wie oder größer als 14,5 ist, abgegeben.If a sulfur component (S) contained in the fuel is accumulated in the LNT, the NOx purification performance of the LNT will be deteriorated. This deterioration represents S poisoning. When an accumulated S component amount is increased, it is necessary to cause the LNT to recover from S poisoning to an S release state. For example, the S component is discharged at a temperature equal to or higher than 700 ° C. and at an air-fuel ratio (A / F ratio) equal to or higher than 14.5.

Jedoch kann das Wiederherstellungsverfahren die Kraftstoffkilometerleistung verringern oder bewirken, dass eine Katalysatorkomponente der LNT eine Wärmeverschlechterung aufweist, weil die LNT hergestellt ist, um eine hohe Temperatur aufzuweisen. Die Wärmeverschlechterung bedeutet eine Verringerung des Oberflächenbereichs, die erzeugt wird, wenn ein Katalysator, wie beispielsweise Platin, sich allmählich mit seiner Umgebung verbindet, weil die LNT der hohen Temperatur ausgesetzt ist, beispielsweise gleich wie oder höher als 650°C. Infolgedessen wird es unmöglich, dass die LNT das Reinigen des Abgases bewirkt.However, the recovery process may decrease fuel mileage or cause a catalyst component of the LNT to have heat deterioration because the LNT is made to have a high temperature. The heat deterioration means a reduction in surface area generated when a catalyst such as platinum gradually combines with its surroundings because the LNT is exposed to the high temperature, for example equal to or higher than 650 ° C. As a result, it becomes impossible for the LNT to purify the exhaust gas.

Deshalb ist es wünschenswert, das Wiederherstellungsverfahren bei dem Minimalniveau in Übereinstimmung mit einem Verschlechterungsgrad der LNT derart durchzuführen, dass es erforderlich ist, dass der Verschlechterungsgrad genauer erfasst wird. Wenn die Wärmeverschlechterung vorangeschritten ist, kann das Abgas Werte aufweisen, die gesetzliche Vorschriften überschreiten. In diesem Fall ist es erforderlich, zu bestimmen, dass die LNT einen unnormalen Zustand aufweist, wenn es nicht möglich ist, die LNT wieder herzustellen. Wenn der Verschlechterungsgrad der LNT genau bestimmt wird, kann die Bestimmung eines unnormalen Zustands exakt durchgeführt werden.Therefore, it is desirable to perform the restoration process at the minimum level in accordance with a deterioration degree of the LNT such that it is necessary that the deterioration degree be detected more accurately. If the heat deterioration has progressed, the exhaust gas can have values that exceed legal requirements. In this case, it is necessary to determine that the LNT is in an abnormal condition when it is not possible to restore the LNT. If the degree of deterioration of the LNT is accurately determined, the determination of an abnormal condition can be accurately performed.

Die Verschlechterung der LNT bezieht sich auf sowohl die S-Vergiftungsverschlechterung als auch auf die Wärmeverschlechterung.The LNT deterioration refers to both S poisoning deterioration and heat deterioration.

Die JP 2000 - 34 946 A bzw. die JP 2008 - 19 790 A offenbart ein Verfahren zum Bestimmen eines Verschlechterungsgrads einer LNT. Eine Menge an NOx, die von einer Maschine abgegeben wird, wird basierend auf einem Betriebszustand der Maschine, wie beispielsweise einer Last oder einer Drehzahl, geschätzt. Eine Menge an NOx, das in der LNT gespeichert ist, wird basierend auf der Schätzung der abgegebenen Menge an NOx geschätzt. Ferner wird eine Menge an NOx, die tatsächlich in der LNT gespeichert ist, basierend auf einer Menge eines Reduktionsmittels berechnet, das in der LNT verbraucht wird, wenn eine einzelne fette Spülung durchgeführt wird. Der Verschlechterungsgrad der LNT wird basierend auf einem Unterschied zwischen dem geschätzten Wert und dem tatsächlichen Wert der gespeicherten Menge an NOx bestimmt.The JP 2000 - 34 946 A or the JP 2008-19 790 A discloses a method for determining a degree of degradation of an LNT. An amount of NOx discharged from an engine is estimated based on an operating state of the engine such as a load or a rotational speed. An amount of NOx stored in the LNT is estimated based on the estimate of the discharged amount of NOx. Further, an amount of NOx actually stored in the LNT is calculated based on an amount of a reducing agent consumed in the LNT when a single rich purge is performed. The degree of deterioration of the LNT is determined based on a difference between the estimated value and the actual value of the stored amount of NOx.

Jedoch ist es erforderlich, die Schätzung der abgegebenen Menge an NOx fortzusetzen, um die gespeicherte Menge an NOx zu schätzen. Die abgegebene Menge an NOx wird durch einen Faktor verändert, wie beispielsweise einen charakteristischen Unterschied bei einem Abgasrezirkulationssystem (EGR-System) und einem Einspritzsystem, selbst wenn die Maschine annähernd den gleichen Betriebszustand aufweist. Des Weiteren ist es erforderlich, ein Verhältnis der gespeicherten Menge an NOx zu der abgegebenen Menge an NOx zu berechnen, um den Schätzwert der gespeicherten Menge an NOx zu erhalten. Deshalb ist es auch erforderlich, ein Schätzen von NOx-Reinigungsratencharakteristiken der LNT fortzusetzen, die das Verhältnis der gespeicherten Menge an NOx zu der abgegebenen Menge an NOx angeben.However, it is necessary to continue the estimation of the discharged amount of NOx in order to estimate the stored amount of NOx. The discharged amount of NOx is changed by a factor such as a characteristic difference in an exhaust gas recirculation (EGR) system and an injection system even when the engine is approximately in the same operating condition. Furthermore, it is necessary to calculate a ratio of the stored amount of NOx to the discharged amount of NOx in order to obtain the estimated value of the stored amount of NOx. Therefore, it is also necessary to continue estimating NOx purification rate characteristics of the LNT that indicate the ratio of the stored amount of NOx to the discharged amount of NOx.

Ferner wird die NOx-Reinigungsrate durch eine Temperatur der LNT geändert. Ein Fehler kann bei der Schätzung erzeugt werden, weil die abgegebene Menge an NOx durch den vorstehenden Faktor geändert wird und weil die NOx-Reinigungsrate durch die Temperatur der LNT geändert wird. Des Weiteren wird der Fehler groß, indem er gespeichert bzw. angehäuft wird, wenn der Schätzwert durch ein Fortsetzen von Schätzung der abgegebenen Menge an NOx und der NOx-Reinigungsrate integriert wird. In diesem Fall kann der erfasste Verschlechterungsgrad der LNT ungenau werden.Further, the NOx purification rate is changed by a temperature of the LNT. An error may be generated in the estimation because the discharged amount of NOx is changed by the above factor and because the NOx purification rate is changed by the temperature of the LNT. Furthermore, the error becomes large in that it is accumulated when the estimated value is integrated by continuing to estimate the discharged amount of NOx and the NOx purification rate. In this case, the detected degree of deterioration of the LNT may become inaccurate.

Die US 2007 / 0 144 143 A1 offenbart eine Abgasreinigungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die DE 10 2008 002 366 A1 , die JP H10 - 259 713 A und die JP 2005 - 36 653 A offenbaren weiteren Stand der Technik.The US 2007/0 144 143 A1 discloses an exhaust gas purification device according to the preamble of claim 1. The DE 10 2008 002 366 A1 , the JP H10-259 713 A and JP 2005-36653 A disclose further prior art.

Angesichts des vorangegangenen Problems und anderer Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Abgasreinigungsvorrichtung zu schaffen.In view of the foregoing problem and other problems, it is an object of the present invention to provide an exhaust gas purification device which is improved over the prior art.

Die Aufgabe wird durch eine Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Gemäß der vorliegenden Erfindung hat eine Abgasreinigungsvorrichtung einen Katalysator, der in einem Abgasdurchgang einer Maschine angeordnet ist. In einer mageren Atmosphäre speichert der Katalysator NOx und reduziert das gespeicherte NOx in einer fetten Atmosphäre. Ein Reduktionsbehandlungsdurchführungsabschnitt führt eine Reduktionsbehandlung für den Katalysator durch. Ein NOx-Reinigungsratenschätzabschnitt schätzt eine Reinigungsrate (η) von NOx, die durch einen Unterschied zwischen einer NOx-Menge in dem Abgas vor einem Durchlaufen des Katalysators und einer Reinigungsrate hat eine Rate vor einer Reduktion (ηvor), bevor die Reduktionsbehandlung durchgeführt wird, und eine Rate nach einer Reduktion (ηnach), nachdem die Reduktionsbehandlung durchgeführt wurde. Ein Veränderungsrechner berechnet eine Veränderung (Δη) der Reinigungsrate, die durch einen Unterschied zwischen der Rate vor einer Reduktion (ηvor) und der Rate nach einer Reduktion (ηnach) definiert ist. Ein NOx-Reduktionsmengenschätzabschnitt schätzt einen NOx-Reduktionsmenge (ΔNOx), die bei der Reduktionsbehandlung reduziert wird. Ein Verschlechterungsbestimmungsabschnitt bestimmt einen Verschlechterungszustand des Katalysators basierend auf einer Beziehung zwischen der Reinigungsratenänderung (Δη) und der NOx-Reduktionsmenge (ΔNOx), wobei der Verschlechterungsbestimmungsabschnitt einen Schwellenwerteinstellabschnitt zum Einstellen eines Schwellenwerts (Δηmax) für die Reinigungsratenänderung (Δη) basierend auf der NOx-Reduktionsmenge (ΔNOX), zum Bestimmen, ob der Katalysator normal oder verschlechtert ist, und einen Vergleichsabschnitt zum Vergleichen der Reinigungsratenänderung (Δη) mit dem Schwellenwert (Δηmax) aufweist.The object is achieved by an exhaust gas cleaning device according to claim 1. According to the present invention, an exhaust gas purification device has a catalyst disposed in an exhaust passage of an engine. In a lean atmosphere, the catalyst stores NOx and reduces the stored NOx in a rich atmosphere. A reduction treatment performing section performs reduction treatment for the catalyst. A NOx purification rate estimation section estimates a purification rate (η) of NOx determined by a difference between an amount of NOx in the exhaust gas before passing through the catalyst and a purification rate before reduction (ηpre) before the reduction treatment is performed, and a rate after reduction (ηafter) after the reduction treatment was performed. A change calculator calculates a change (Δη) in the cleaning rate, which is defined by a difference between the rate before a reduction (η before) and the rate after a reduction (η after). A NOx reduction amount estimation section estimates a NOx reduction amount (ΔNOx) that is reduced in the reduction treatment. A deterioration determination section determines a deterioration state of the catalyst based on a relationship between the purification rate change (Δη) and the NOx reduction amount (ΔNOx), and the deterioration determination section includes a threshold setting section for setting a threshold (Δηmax) for the purification rate change (Δη) based on the NOx reduction amount (ΔNOX) for determining whether the catalyst is normal or deteriorated, and has a comparison section for comparing the purification rate change (Δη) with the threshold value (Δηmax).

Folglich kann der Verschlechterungszustand des Katalysators genau bestimmt werden.As a result, the deteriorated state of the catalytic converter can be accurately determined.

Die vorstehende Aufgabe und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung offensichtlich werden, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erstellt wurde. In den Zeichnungen:

  • 1 ist eine schematische Ansicht, die eine Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
  • 2 ist eine schematische Ansicht, die eine Abwandlung der Abgasreinigungsvorrichtung zeigt;
  • 3 ist eine graphische Darstellung, die die Kennlinien einer NOx-Reinigungsrate relativ zu einer NOx-Speichermenge zeigt;
  • 4 ist eine graphische Darstellung, die eine Veränderung der NOx-Reinigungsrate relativ zu einer NOx-Reduktionsmenge zeigt;
  • 5 ist ein Flussdiagramm, das eine Hauptroutine einer Verschlechterungsbestimmungsverarbeitung zeigt;
  • 6 ist ein Flussdiagramm, das eine Nebenroutine von S26 von 5 zeigt;
  • 7 ist ein Blockdiagramm, das eine Berechnung einer NOx-Abgabemenge und eine Berechnung der NOx-Reinigungsrate zeigt;
  • 8 ist eine graphische Darstellung, die eine Veränderung eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses mit der Zeit zeigt;
  • 9 ist eine graphische Darstellung, die ein Verfahren zum Bestimmen eines Beendens einer NOx-Reduktion zeigt;
  • 10 ist eine graphische Darstellung, die eine Beziehung zwischen einer Reduktionsmittelverbrauchsmenge und der NOx-Reduktionsmenge zeigt;
  • 11 ist eine Ansicht, die ein Konzept zum Berechnen einer Veränderung der NOx-Reinigungsrate darstellt;
  • 12 ist eine graphische Darstellung, die eine Beziehung zwischen einer Temperatur der LNT und der NOx-Reinigungsrate zeigt;
  • 13 ist eine Ansicht, die ein Konzept zum Berechnen eines Schwellenwerts für die Veränderung der NOx-Reinigungsrate zeigt;
  • 14 ist ein Blockdiagramm, das eine Berechnung eines Schwellenwerts für eine Veränderung einer NOx-Reinigungsrate gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;
  • 15 ist eine graphische Darstellung, die Beispiele eines Korrekturkoeffizienten für eine Temperatur einer LNT des zweiten Ausführungsbeispiels zeigt;
  • 16 ist eine graphische Darstellung, die Kennlinien einer NOx-Reinigungsrate relativ zu einer NOx-Speichermenge gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel zeigt; und
  • 17 ist eine Darstellung, die Beispiele eines Temperaturbereichs zeigt, der eingestellt ist, um einen Verschlechterungsgrad einer LNT des dritten Ausführungsbeispiels zu bestimmen.
The above object and other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description made with reference to the accompanying drawings. In the drawings:
  • 1 Fig. 13 is a schematic view showing an exhaust gas purification device according to a first embodiment;
  • 2 Fig. 13 is a schematic view showing a modification of the exhaust gas purification device;
  • 3 Fig. 13 is a graph showing the characteristics of a NOx purification rate relative to a NOx storage amount;
  • 4th Fig. 13 is a graph showing a change in NOx purification rate relative to an NOx reduction amount;
  • 5 Fig. 13 is a flowchart showing a main routine of deterioration determination processing;
  • 6th FIG. 13 is a flowchart showing a subroutine of FIG S26 of 5 shows;
  • 7th Fig. 13 is a block diagram showing calculation of NOx discharge amount and calculation of NOx purification rate;
  • 8th Fig. 13 is a graph showing a change in an air-fuel ratio with time;
  • 9 Fig. 13 is a diagram showing a method of determining completion of NOx reduction;
  • 10 Fig. 13 is a graph showing a relationship between a reducing agent consumption amount and the NOx reducing amount;
  • 11 Fig. 13 is a view showing a concept for calculating a change in the NOx purification rate;
  • 12th Fig. 13 is a graph showing a relationship between a temperature of the LNT and the NOx purifying rate;
  • 13th Fig. 13 is a view showing a concept for calculating a threshold value for the change in the NOx purification rate;
  • 14th Fig. 13 is a block diagram showing calculation of a threshold value for a change in a NOx purifying rate according to a second embodiment;
  • 15th Fig. 13 is a graph showing examples of a correction coefficient for a temperature of an LNT of the second embodiment;
  • 16 FIG. 13 is a graph showing characteristics of a NOx purification rate relative to FIG Fig. 11 shows a NOx storage amount according to a third embodiment; and
  • 17th Fig. 13 is a diagram showing examples of a temperature range set to determine a degree of deterioration of an LNT of the third embodiment.

(Erstes Ausführungsbeispiel)(First embodiment)

Wie es in 1 gezeigt ist, ist eine Abgasreinigungsvorrichtung an einem Maschinensystem 1 montiert, das eine Dieselmaschine 10 und eine elektronische Steuereinheit 70 (ECU) aufweist.Like it in 1 Shown is an exhaust gas purification device on an engine system 1 mounted that a diesel engine 10 and an electronic control unit 70 (ECU).

Luft wird aus einem Einlassdurchgang 31 in die Dieselmaschine 10 zugeführt. Ein Luftmengenmesser 21 und ein Einlassdrucksensor 22 sind in dem Einlassdurchgang 31 angeordnet. Eine Einlassluftmenge Fa wird durch den Luftmengenmesser 21 gemessen und ein Einlassluftdruck Pm wird durch den Einlassdrucksensor 22 gemessen. Die gemessenen Werte werden in die ECU 70 eingegeben. Ein Einlassdrosselventil (nicht gezeigt) ist stromabwärts des Luftmengenmessers 21 angeordnet. Eine Menge an in die Maschine 10 aufgenommener Luft wird durch ein Verändern einer Öffnung des Drosselventils erhöht/verringert.Air comes out of an inlet passage 31 into the diesel engine 10 fed. An air flow meter 21st and an inlet pressure sensor 22nd are in the inlet passage 31 arranged. An intake air amount Fa is determined by the air flow meter 21st is measured and an intake air pressure Pm is determined by the intake pressure sensor 22nd measured. The measured values are stored in the ECU 70 entered. An intake throttle valve (not shown) is downstream of the air flow meter 21st arranged. A lot of in the machine 10 Ingested air is increased / decreased by changing an opening of the throttle valve.

Die Maschine 10 hat einen Zylinder (nicht gezeigt), einen Kolben (nicht gezeigt), ein Common-Rail (nicht gezeigt) und einen Injektor 11. Während die Maschine 10 betrieben wird, wird durch ein Zweigrohr Hochdruckkraftstoff von dem Common-Rail zugeführt und der zugeführte Kraftstoff wird aus dem Injektor 11 in den Zylinder eingespritzt. Der Kraftstoff kann Leichtöl mit einem Einspritzdruck gleich wie oder größer als 101,3 MPa (1000 Atmosphären) sein.The machine 10 has a cylinder (not shown), a piston (not shown), a common rail (not shown) and an injector 11 . While the machine 10 is operated, high pressure fuel is supplied from the common rail through a branch pipe, and the supplied fuel is made from the injector 11 injected into the cylinder. The fuel may be light oil with an injection pressure equal to or greater than 101.3 MPa (1000 atmospheres).

Wenn ein Einlassventil (nicht gezeigt) geöffnet wird, wird Einlassluft aus dem Einlassdurchgang 31 in den Zylinder eingeführt. Die eingeleitete Luft wird mit dem von dem Injektor 11 eingespritzten Kraftstoff vermischt. Das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird in dem Zylinder durch den Kolben verdichtet und eine Selbstzündung und eine Verbrennung werden bewirkt. Wenn ein Auslassventil (nicht gezeigt) geöffnet wird, wird die verbrannte Luft in den Abgasdurchgang 32 abgegeben.When an intake valve (not shown) is opened, intake air is released from the intake passage 31 inserted into the cylinder. The air introduced is with that of the injector 11 injected fuel mixed. The air-fuel mixture is compressed in the cylinder by the piston and auto-ignition and combustion are caused. When an exhaust valve (not shown) is opened, the burned air is released into the exhaust passage 32 submitted.

Ein Drehzahlsensor 23 ist mit der Maschine 10 verbunden und erfasst eine Maschinendrehzahl NE. Der Drehzahlsensor 23 kann beispielsweise ein Kurbelwinkelsensor zum Messen eines Rotationswinkels einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) sein, der mit der Maschine 10 verbunden ist. Ein Kurbelwinkel θ, der durch den Kurbelwinkelsensor gemessen wird, wird in die ECU 70 eingegeben.A speed sensor 23 is with the machine 10 connected and detects an engine speed NE. The speed sensor 23 can for example be a crank angle sensor for measuring a rotation angle of a crankshaft (not shown) associated with the engine 10 connected is. A crank angle θ measured by the crank angle sensor is entered in the ECU 70 entered.

Ein Zylinderinnendrucksensor 24 ist in der Maschine 10 angeordnet und erfasst einen Innendruck P in dem Zylinder. An in-cylinder pressure sensor 24 is in the machine 10 is arranged and detects an internal pressure P in the cylinder.

Der Sensor 24 kann in eine Glühkerze integriert sein, die einem Zündungsunterstützungsabschnitt entspricht. Ein Verbrennungszustand in dem Zylinder wird durch den Sensor 24 gewonnen. Das heißt, ein Zündzeitpunkt und eine Verbrennungstemperatur werden durch Verwenden der Ausgabe des Sensors 24 geschätzt. Des Weiteren können Klopfen, eine Höchstwertposition des Verbrennungsdrucks oder eine Fehlzündung erfasst werden. Der Innendruck P, der durch den Sensor 24 erfasst wird, wird in die ECU 70 eingegeben.The sensor 24 may be integrated with a glow plug that corresponds to an ignition assist section. A combustion state in the cylinder is detected by the sensor 24 won. That is, an ignition timing and a combustion temperature are determined by using the output of the sensor 24 estimated. In addition, knocking, a combustion pressure peak position, or misfire can be detected. The internal pressure P generated by the sensor 24 is detected is entered into the ECU 70 entered.

Ein Katalysator 40 mit Mager-NOx-Falle (LNT) ist in dem Abgasdurchgang 32 angeordnet. Eine Stützschicht der LNT 40 ist an einem Basismaterial angeordnet, das beispielsweise aus Keramik hergestellt ist, und ein Speichermittel und ein Katalysator werden von der Stützschicht getragen. Wenn beispielsweise Gamma-Aluminiumoxid als die Stützschicht verwendet wird, kann eine Menge von einem Speichermittel und einem Katalysator an Unebenheiten der Stützschicht mit einer großen Oberfläche gestützt werden. Das Speichermittel kann aus Barium, Lithium oder Kalium hergestellt sein. Der Katalysator kann beispielsweise aus Platin hergestellt sein.A catalyst 40 with lean NOx trap (LNT) is in the exhaust passage 32 arranged. A support layer of the LNT 40 is arranged on a base material made of, for example, ceramic, and a storage means and a catalyst are supported on the support layer. For example, when gamma-alumina is used as the backing layer, an amount of a storage agent and a catalyst can be supported on asperities of the backing layer having a large surface area. The storage means can be made of barium, lithium or potassium. The catalyst can be made of platinum, for example.

In dem Abgas enthaltenes NOx wird bei einer mageren Atmosphäre, bei der der Kraftstoffgehalt magerer als ein theoretisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, in dem Speichermittel der LNT 40 gespeichert. Normalerweise ist in der mageren Atmosphäre ein Wert eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (A/F-Verhältnisses) gleich wie oder größer als 17.NOx contained in the exhaust gas is stored in the storage means of the LNT in a lean atmosphere in which the fuel content is leaner than a theoretical air-fuel ratio 40 saved. Usually, in the lean atmosphere, a value of an air-fuel ratio (A / F ratio) is equal to or greater than 17.

Wenn der Kraftstoff bei dem theoretischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis übermäßig ist, wird eine fette Atmosphäre mit dem A/F-Wert gleich wie oder kleiner als 14,5 definiert. Wenn die fette Atmosphäre erzeugt ist und eine vorbestimmte Temperaturbedingung erfüllt ist, wird in dem Speichermittel gespeichertes NOx durch ein Reduktionsmittel, wie beispielsweise CO oder HC, das in dem Kraftstoff enthalten ist, in harmlosen Stickstoff reduziert und der Stickstoff wird abgegeben.When the fuel is excessive at the theoretical air-fuel ratio, a rich atmosphere is defined with the A / F value equal to or less than 14.5. When the rich atmosphere is created and a predetermined temperature condition is satisfied, NOx stored in the storage means is reduced to harmless nitrogen by a reducing agent such as CO or HC contained in the fuel, and the nitrogen is released.

Ein Oxidationskatalysator 50 ist stromaufwärts der LNT 40 in dem Abgasdurchgang 32 angeordnet. Der Oxidationskatalysator 50 verbrennt Kohlenwasserstoff (HC), das dem Abgasdurchgang 32 zugeführt wird, durch eine katalytische Reaktion, wodurch eine Temperatur des Abgases erhöht wird. Deshalb wird die Temperatur der LNT 40 erhöht, um ein Katalysatorreaktionsvermögen der LNT 40 zu verbessern. Das heißt, die NOx-Reinigungsfähigkeit der LNT 40 wird gefördert.An oxidation catalyst 50 is upstream of the LNT 40 in the exhaust passage 32 arranged. The oxidation catalyst 50 burns hydrocarbons (HC) that enter the exhaust gas passage 32 is supplied by a catalytic reaction, whereby a temperature of the exhaust gas is increased. Therefore the temperature of the LNT 40 increased to a catalyst reactivity of the LNT 40 to improve. That is, the NOx cleaning ability of the LNT 40 is funded.

Im Falle, dass das Maschinensystem 1 einen Dieselpartikelfilter (DPF) zum Sammeln von Feststoffen in dem Abgas, wie beispielsweise Ruß, aufweist, kann dann, wenn der DPF einen Oxidationskatalysator aufweist, der Oxidationskatalysator 50 durch den Oxidationskatalysator des DPF ersetzt werden. Wenn ein Reinigungsvermögen der LNT 40 hoch genug ist, kann der Oxidationskatalysator 50 weggelassen werden, weil der Oxidationskatalysator 50 nur zum Verbessern der Katalysatorreaktionsfähigkeit der LNT 40 verwendet wird. In diesem Fall kann ein mit Strichlinie umgebener Bereich 100 des Maschinensystems 1 von 1 durch einen mit Strichlinie umgebenen Bereich 101 von 2 ersetzt werden. Wie es in 2 gezeigt ist, können die LNT 40 und der Oxidationskatalysator 50 durch eine LNT 41 ersetzt werden. Die LNT 40 und der Oxidationskatalysator 50 können in ein Gehäuse der LNT 41 integriert sein.In the event that the machine system 1 a diesel particulate filter (DPF) for collecting solids in the exhaust gas, such as soot, can then, if the DPF has an oxidation catalyst, the oxidation catalyst 50 replaced by the oxidation catalytic converter of the DPF. If a cleaning power of the LNT 40 is high enough, the oxidation catalyst can 50 be omitted because the oxidation catalyst 50 only to improve the catalyst reactivity of the LNT 40 is used. In this case, an area surrounded by a broken line 100 of the machine system 1 of 1 by an area surrounded by a dashed line 101 of 2 be replaced. Like it in 2 shown can be the LNT 40 and the oxidation catalyst 50 through an LNT 41 be replaced. The LNT 40 and the oxidation catalyst 50 can be placed in a housing of the LNT 41 be integrated.

Ein Abgaslufttemperatursensor 25 und ein erster Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 26 sind zwischen der LNT 40 und dem Oxidationskatalysator 50 in dem Abgasdurchgang 32 angeordnet. Der Sensor 25 misst eine Temperatur Tvorn von Abgas, das in die LNT 40 strömt. Der erste Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 26 misst ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis λvοrn des Abgases, das in die LNT 40 strömt. Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis λvοrn ist ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Abgases stromaufwärts der LNT 40. Die Sensorwerte Tvorn, λvorn, die durch die Sensoren 25, 26 gemessen werden, werden in die ECU 70 eingegeben. Der erste Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 26 kann sich stromaufwärts des Oxidationskatalysators 50 befinden.An exhaust air temperature sensor 25th and a first air-fuel ratio sensor 26th are between the LNT 40 and the oxidation catalyst 50 in the exhaust passage 32 arranged. The sensor 25th measures a temperature Tforward of exhaust gas entering the LNT 40 flows. The first air-fuel ratio sensor 26th measures an air-fuel ratio λ before the exhaust gas entering the LNT 40 flows. The air-fuel ratio λvοrn is an air-fuel ratio of an exhaust gas upstream of the LNT 40 . The sensor values Tvorn, λvorn generated by the sensors 25th , 26th are measured in the ECU 70 entered. The first air-fuel ratio sensor 26th can be located upstream of the oxidation catalyst 50 are located.

Ein zweiter Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 27 ist stromabwärts der LNT 40 in dem Abgasdurchgang 32 angeordnet. Der Sensor 27 misst ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis λnach des Abgases stromabwärts der LNT 40. Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis λnach ist ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases stromabwärts der LNT 40. Der Sensorwert λnach, der durch den zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 27 gemessen ist, wird in die ECU 70 eingegeben.A second air-fuel ratio sensor 27 is downstream of the LNT 40 in the exhaust passage 32 arranged. The sensor 27 measures an air-fuel ratio λ after the exhaust gas downstream of the LNT 40 . The air-fuel ratio λ nach is an air-fuel ratio of the exhaust gas downstream of the LNT 40 . The sensor value λnach obtained by the second air-fuel ratio sensor 27 is measured is entered in the ECU 70 entered.

Ein O2-Sensor zum Messen einer O2-Konzentration kann an Stelle des zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnissensors 27 verwendet werden. In diesem Fall wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis λnach basierend auf der gemessenen O2-Konzentration berechnet. Wenn ein NOx-Sensor 28 dazu in der Lage ist, eine O2-Konzentration und ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis λ zu messen, kann der zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 27 durch den NOx-Sensor 28 ersetzt werden.An O 2 sensor for measuring an O 2 concentration can be used in place of the second air-fuel ratio sensor 27 be used. In this case, the air-fuel ratio λ nach is calculated based on the measured O 2 concentration. If a NOx sensor 28 is able to measure an O 2 concentration and an air-fuel ratio λ, the second air-fuel ratio sensor 27 through the NOx sensor 28 be replaced.

Der NOx-Sensor 28 ist stromabwärts der LNT 40 in dem Abgasdurchgang 32 angeordnet. Der Sensor 28 misst eine NOx-Konzentration VNOx des Abgases stromabwärts der LNT 40. Der NOx-Sensor 28 misst eine NOx-Konzentration beispielsweise durch Verwenden einer Sauerstoffionenleitfähigkeit von Zirkoniumdioxid (ZrO2). Das heißt, NOx, das in dem Abgas enthalten ist, wird in O2 und N2 gespaltet und eine NOx-Konzentration wird basierend auf einer elektromotorischen Kraft gemessen, die erzeugt wird, wenn sich ein O-Ion innerhalb von Zirkoniumdioxid bewegt. Der NOx-Sensor kann dazu in der Lage sein, eine O2-Konzentration und ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis λ basierend auf diesem Prinzip zu messen. Der durch den NOx-Sensor 28 gemessene Sensorwert VNox wird in die ECU 70 eingegeben.The NOx sensor 28 is downstream of the LNT 40 in the exhaust passage 32 arranged. The sensor 28 measures a NOx concentration V NOx of the exhaust gas downstream of the LNT 40 . The NOx sensor 28 measures a NOx concentration, for example, by using an oxygen ion conductivity of zirconia (ZrO2). That is, NOx contained in the exhaust gas is split into O 2 and N 2 , and a NOx concentration is measured based on an electromotive force generated when an O ion moves within zirconia. The NOx sensor may be able to measure an O 2 concentration and an air-fuel ratio λ based on this principle. The one through the NOx sensor 28 measured sensor value V Nox is entered in the ECU 70 entered.

Ein Beschleunigersensor 29 ist mit der ECU 70 verbunden und gibt ein elektrisches Signal aus, das einem Versatzbetrag eines Beschleunigers (nicht gezeigt) entspricht. Der Beschleuniger kann einem Betätigungsteil zum Übertragen eines Moments entsprechen, das durch einen Insassen eines Fahrzeugs gefordert wird. Der Sensorwert des Beschleunigersensors 29 wird in die ECU 70 eingegeben.An accelerator sensor 29 is with the ECU 70 and outputs an electrical signal corresponding to an offset amount of an accelerator (not shown). The accelerator may correspond to an operating part for transmitting a torque requested by an occupant of a vehicle. The sensor value of the accelerator sensor 29 gets into the ECU 70 entered.

Die ECU 70 kann ein normaler Computer sein und hat eine CPU (nicht gezeigt), um Berechnungen durchzuführen, und einen Speicher 71, um eine Vielzahl von Informationen zu speichern. Die ECU 70 erfasst einen Betriebszustand der Maschine 10 basierend auf den Sensorwerten, die von den verschiedenen Sensoren ausgegeben werden, und berechnet optimale Werte für Kraftstoffeinspritzmenge, Kraftstoffeinspritzzeit und Kraftstoffeinspritzdruck. Das heißt, die ECU 70 steuert eine Kraftstoffeinspritzung des Injektors 11 der Maschine 10.The ECU 70 can be a normal computer and has a CPU (not shown) to do calculations and memory 71 to store a variety of information. The ECU 70 detects an operating state of the machine 10 based on the sensor values output from the various sensors and calculates optimal values for fuel injection amount, fuel injection time and fuel injection pressure. That is, the ECU 70 controls fuel injection of the injector 11 the machine 10 .

Die ECU 70 steuert die Maschine 10 im Grunde genommen in der mageren Atmosphäre und erzeugt periodisch die fette Atmosphäre. Wenn eine fette Spülung entsprechend einer Reduktionsbehandlung in der fetten Atmosphäre durchgeführt wird, wird das in der LNT 40 gespeicherte NOx reduziert. The ECU 70 controls the machine 10 basically in the lean atmosphere and periodically creates the rich atmosphere. When a rich purge corresponding to a reduction treatment is performed in the rich atmosphere, it becomes in the LNT 40 stored NOx reduced.

Die fette Spülung kann durchgeführt werden, indem ein Verfahren zum fetten Verbrennen verwendet wird, bei dem Kraftstoff mit einem kurzen Zeitabstand aus dem Injektor 11 eingespritzt wird, nachdem eine Haupteinspritzung durchgeführt wurde. Alternativ kann ein Nacheinspritzverfahren als das fette Spülen verwendet werden, bei dem eine Einspritzung nach einer großen Zeitspanne durchgeführt wird.The rich purge can be performed using a rich burning method in which the fuel is briefly out of the injector 11 is injected after a main injection has been performed. Alternatively, a post injection method can be used as the rich purging in which injection is performed after a long period of time.

Die ECU 70 kann einer Abgasreinigungsvorrichtung für eine Maschine der vorliegenden Erfindung entsprechen und bewertet den Verschlechterungsgrad der LNT 40. Das Bewertungsverfahren wird nachstehend erklärt.The ECU 70 may correspond to an exhaust gas purification device for an engine of the present invention, and evaluates the degree of deterioration of the LNT 40 . The evaluation method is explained below.

Eine Beziehung zwischen einer NOx-Reinigungsrate η und einer NOx-Speichermenge Y, die in der LNT 40 gespeichert ist, wird unter Bezugnahme auf 3 erklärt. 3 zeigt Kennlinien der NOx-Reinigungsrate η und die NOx-Reinigungsrate η wird durch eine Veränderung der NOx-Speichermenge Y, die in der LNT 40 gespeichert ist, geändert. Eine durchgezogene Linie 211 von 3 stellt die NOx-Reinigungsrate η dar, wenn die LNT 40 im Normalzustand ist. Eine gestrichelte Linie 221 von 3 stellt die NOx-Reinigungsrate η dar, wenn sich die LNT 40 verschlechtert hat.A relationship between a NOx purification rate η and a NOx storage amount Y that is in the LNT 40 is stored is by reference on 3 explained. 3 shows characteristics of the NOx purification rate η and the NOx purification rate η is determined by a change in the NOx storage amount Y, which is in the LNT 40 is saved, changed. A solid line 211 of 3 represents the NOx purification rate η when the LNT 40 is in the normal state. Dashed line 221 of 3 represents the NOx purification rate η when the LNT 40 has deteriorated.

Die NOx-Reinigungsrate η ist ein Kennwert der LNT 40 und stellt eine Rate einer NOx-Menge, die durch die LNT 40 gespeichert und gereinigt wird, zu einer NOx-Menge dar, die von der Maschine 10 abgegeben wird. Die NOx-Reinigungsrate η wird als 100% definiert, wenn die NOx-Speichermenge Y null ist. Das heißt, es wird bestimmt, dass das gesamte abgegebene NOx gereinigt wird, wenn die NOx-Speichermenge Y null ist.The NOx purification rate η is a characteristic of the LNT 40 and represents a rate of an amount of NOx produced by the LNT 40 stored and purified, to an amount of NOx released by the engine 10 is delivered. The NOx purification rate η is defined as 100% when the NOx storage amount Y is zero. That is, it is determined that all of the discharged NOx is purified when the NOx storage amount Y is zero.

Wie es in der Linie 211 von 3 gezeigt ist, wird dann, wenn die LNT 40 normal ist, nämlich dann, wenn die LNT 40 keine so große Verschlechterung aufweist, die NOx-Reinigungsrate η allmählich verringert, wenn die NOx-Speichermenge Y erhöht wird. Deshalb, wenn die NOx-Speichermenge Y erhöht wird, ist es erforderlich, eine fette Spülung durchzuführen, um die NOx-Speichermenge Y zu reduzieren.Like it in the line 211 of 3 is shown, if the LNT 40 is normal, namely when the LNT 40 does not have so much deterioration, the NOx purification rate η gradually decreases as the NOx storage amount Y is increased. Therefore, when the NOx storage amount Y is increased, it is necessary to perform a rich purge in order to reduce the NOx storage amount Y.

Wenn die NOx-Reinigungsrate η auf η10 eines Punkts C11 auf der Linie 211 verringert ist, wird eine fette Spülung durchgeführt. Zu dieser Zeit wird eine NOx-Reduktionsmenge ΔNOx, die durch die fette Spülung reduziert wird, als ΔNOx1 definiert. Die NOx-Reinigungsrate η wird von dem Punkt C11 zu einem Punkt C21 auf der Linie 211 um den NOx-Reduktionsbetrag ΔNOx1 erhöht. Das heißt, die NOx-Reinigungsfähigkeit der LNT 40 kann wieder hergestellt werden. Wenn die NOx-Reinigungsrate η bei dem Punkt C21 als η21 definiert wird, hat eine Reinigungsratenänderung Δη einen Wert von Δη1(=η21-η10). Die Reinigungsratenänderung Δη gibt eine Veränderung der Reinigungsrate η an, die durch das fette Spülen erzeugt wird.When the NOx purification rate η becomes η10 of one point C11 on the line 211 is reduced, a rich rinse is carried out. At this time, a NOx reduction amount ΔNOx reduced by the rich purge is defined as ΔNOx1. The NOx purification rate η becomes from the point C11 to a point C21 on the line 211 increased by the NOx reduction amount ΔNOx1. That is, the NOx cleaning ability of the LNT 40 can be restored. When the NOx purification rate η at the point C21 is defined as η21, a cleaning rate change Δη has a value of Δη1 (= η21-η10). The cleaning rate change Δη indicates a change in the cleaning rate η which is generated by the rich rinsing.

Wenn sich die LNT 40 aufgrund der S-Vergiftung oder Wärme verschlechtert hat, wie es bei der Linie 221 von 3 gezeigt ist, wird die NOx-Reinigungsrate η verringert, wenn die NOx-Speichermenge Y erhöht wird. Eine Neigung der Linie 221, die die Verschlechterungszeit angibt, ist stärker als eine Neigung der Linie 211, die die Normalzeit angibt. Deshalb, wenn sich die LNT 40 verschlechtert hat, verglichen mit der Normalzeit, wird ein Verringerungsgrad der NOx-Reinigungsrate η groß.When the LNT 40 has deteriorated due to S poisoning or heat, as was the case with the lineage 221 of 3 as shown, the NOx purification rate η is decreased as the NOx storage amount Y is increased. A slope of the line 221 that indicates the deterioration time is stronger than a slope of the line 211 , which indicates the standard time. Therefore, if the LNT 40 has deteriorated compared with the normal time, a degree of decrease in the NOx purification rate η becomes large.

Wenn die NOx-Reinigungsrate η auf η10 von einem Punkt C12 auf der Linie 221, der dem Punkt C11 auf der Linie 211 entspricht, herabgesetzt ist, wird eine fette Spülung durchgeführt. Zu dieser Zeit, weil eine NOx-Reduktionsmenge ΔNOx, die durch die fette Spülung reduziert wird, ΔNOx1 ist, wird die NOx-Reinigungsrate von dem Punkt C12 auf einen Punkt C22 auf der Linie 221 um die NOx-Reduktionsmenge ΔNOx1 angehoben.When the NOx purification rate η to η10 from one point C12 on the line 221 that the point C11 on the line 211 is reduced, a rich rinse is carried out. At this time, since a NOx reduction amount ΔNOx reduced by the rich purge is ΔNOx1, the NOx purification rate becomes from the point C12 on one point C22 on the line 221 increased by the NOx reduction amount ΔNOx1.

Weil die Neigung der Linie 221 stärker als die Neigung der Linie 211 ist, wird eine NOx-Reinigungsrate η22 von dem Punkt C22 von der Verschlechterungszeit höher als die NOx-Reinigungsrate η21 der Normalzeit. Das heißt, die Reinigungsratenänderung Δη2(=η22-η10) von dem Punkt C12 zu den Punkt C22 ist größer als die Reinigungsratenänderung Δη1(=η21-η10) von der Normalzeit.Because the slope of the line 221 stronger than the slope of the line 211 is, a NOx purification rate becomes η22 from the point C22 of the deterioration time is higher than the NOx purification rate η21 of the normal time. That is, the purification rate change Δη2 (= η22-η10) from the point C12 to the point C22 is greater than the change in the cleaning rate Δη1 (= η21-η10) from normal time.

Die durch die fette Spülung erzeugte Reinigungsratenänderung Δη wird in der Verschlechterungszeit größer als bei der Normalzeit, wenn die NOx-Reduktionsmenge ΔNOx die gleiche ist.The purification rate change Δη produced by the rich purge becomes larger in the deteriorating time than in the normal time when the NOx reduction amount ΔNOx is the same.

Darüber hinaus wird die Reinigungsratenänderung Δη geändert, wenn die durch eine einzelne fette Spülung erzeugte NOx-Reduktionsmenge ΔNOx unterschiedlich ist, selbst wenn die LNT 40 den gleichen Verschlechterungsgrad aufweist. Das heißt, die Reinigungsratenänderung Δη wird größer, wenn die NOx-Reduktionsmenge ΔNOx bei einer von der Linie 211, die die Normalzeit angibt, und der Linie 221, die die Verschlechterungszeit angibt, größer wird.In addition, the purification rate change Δη is changed when the NOx reduction amount ΔNOx generated by a single rich purge is different even if the LNT 40 has the same degree of deterioration. That is, the purification rate change Δη becomes larger as the NOx reduction amount ΔNOx is at one of the line 211 , which indicates the standard time, and the line 221 indicating the deterioration time becomes larger.

4 zeigt eine Änderung der Reinigungsratenänderung Δη relativ zu der NOx-Reduktionsmenge ΔNOx, der durch die einzelne fette Spülung erzeugt wird. Eine Linie 311 stellt die Normalzeit dar und eine Linie 321 stellt die Verschlechterungszeit dar. In 4 ist eine NOx-Reinigungsrate vor einer Spülung ηvor festgelegt. Die NOx-Reinigungsrate vor einer Spülung ηvor gibt eine NOx-Reinigungsrate an, bevor die fette Spülung durchgeführt ist. 4th FIG. 13 shows a change in the purification rate change Δη relative to the NOx reduction amount ΔNOx generated by the single rich purge. A line 311 represents standard time and a line 321 represents the deterioration time. In 4th a NOx purification rate prior to purging η is specified. The NOx purification rate before purging ηvor indicates a NOx purification rate before the rich purge is carried out.

Wie es in 4 gezeigt ist, wird die Reinigungsratenänderung Δη allmählich groß, wenn die NOx-Reduktionsmenge ΔNOx bei einer von der Linie 311, die die Normalzeit angibt, und der Linie 321 groß wird, die die Verschlechterungszeit angibt. Ein Änderungsgrad der Reinigungsratenänderung Δη ist bei der Linie 321 größer als bei der Linie 311, weil die Steigung der Linie 221 größer als die Steigung der Linie 211 ist.Like it in 4th as shown, the purification rate change Δη gradually becomes large as the NOx reduction amount ΔNOx comes to one of the line 311 , which indicates the standard time, and the line 321 becomes large, which indicates the deterioration time. A degree of change in the cleaning rate change Δη is on the line 321 bigger than the line 311 because the slope of the line 221 greater than the slope of the line 211 is.

Deshalb, wie es in 4 gezeigt ist, kann eine Schwellenwertlinie 331, die einen Schwellenwert Δηmax aufweist, für die Reinigungsratenänderung Δη zwischen der Linie 311 und der Linie 321 so eingestellt sein, dass bestimmt werden kann, dass die LNT 40 normal oder verschlechtert ist. Der Schwellenwert Δηmax der Linie 331 wird fortschreitend größer, wenn die NOx-Reduktionsmenge ΔNOx größer wird.Therefore, as it is in 4th shown may be a threshold line 331 , which has a threshold value Δηmax, for the cleaning rate change Δη between the line 311 and the line 321 be set so that it can be determined that the LNT 40 normal or worsened. The threshold Δηmax of the line 331 becomes progressive larger as the NOx reduction amount ΔNOx becomes larger.

Ferner ist die Linie 211, 221 von 3 nicht geradlinig. Wenn die NOx-Reinigungsrate vor einer Spülung ηvor unterschiedlich ist, wird die Reinigungsratenänderung Δη geändert werden, selbst wenn die NOx-Reduktionsmenge ΔNOx die gleiche ist. Das heißt, die Linie 311, 321 von 4 wird geändert werden, wenn die NOx-Reinigungsrate vor einer Spülung ηvor unterschiedlich ist.Further is the line 211 , 221 of 3 not straight forward. If the pre-purge NOx purification rate ηpre is different, the purification rate change Δη will be changed even if the NOx reduction amount ΔNOx is the same. That is, the line 311 , 321 of 4th will be changed if the NOx purification rate before purging ηvor is different.

Der Verschlechterungsgrad der LNT 40 wird bestimmt, indem eine Veränderung der Reinigungsratenänderung Δη verwendet wird, die durch die fette Spülung erzeugt wird. Die Reinigungsratenänderung Δη wird basierend auf dem Verschlechterungsgrad, dem NOx-Reduktionsbetrag ΔNOx und der NOx-Reinigungsrate vor einer Spülung ηvor geändert.The degree of deterioration of the LNT 40 is determined using a change in cleaning rate change Δη produced by the rich flush. The purification rate change Δη is changed based on the deterioration degree, the NOx reduction amount ΔNOx, and the NOx purification rate before purging ηpre.

Genauer gesagt wird eine Karte des Schwellenwerts Δηmax der Reinigungsratenänderung Δη in dem Speicher 71 im Voraus gespeichert. Die Karte hat Parameter des NOx-Reduktionsbetrags ΔNOx und der NOx-Reinigungsrate vor einer Spülung ηvor.More specifically, it becomes a map of the threshold value Δηmax of the cleaning rate change Δη in the memory 71 saved in advance. The map has parameters of the NOx reduction amount ΔNOx and the NOx purification rate before purging η.

Der Verschlechterungsgrad der LNT 40 wird beispielsweise durch Verwenden der Flussdiagramme der 5 und 6 bewertet. Die Verarbeitung eines Bestimmens des Verschlechterungsgrads der LNT 40, die durch die ECU 70 durchgeführt wird, wird unter Bezugnahme auf die 5 und 6 beschrieben. 5 zeigt eine Hauptroutine der Verschlechterungsbestimmung und 6 zeigt eine Nebenroutine von S26 von 5. Diese Verschlechterungsbestimmung wird beispielsweise begonnen, wenn die Maschine 10 gestartet wird.The degree of deterioration of the LNT 40 for example, by using the flowcharts of the 5 and 6th rated. The processing of determining the degree of deterioration of the LNT 40 made by the ECU 70 is performed with reference to the 5 and 6th described. 5 shows a main routine of deterioration determination and 6th shows a subroutine of S26 of 5 . This deterioration determination is started, for example, when the machine 10 is started.

Bei S11 von 5 wird bestimmt, ob ein fettes Spülen angefordert werden muss oder nicht. Genauer gesagt, wenn die NOx-Speichermenge, die in der LNT 40 gespeichert ist, gleich wie eine vorbestimmte Menge ist, wird bestimmt, dass das fette Spülen angefordert werden muss. Alternativ, wenn eine vorbestimmte Zeit seit der letzten Zeit vergangen ist, bei der ein fettes Spülen durchgeführt wurde, wird bestimmt, dass das fette Spülen angefordert werden muss. Alternativ, wenn der Integrationswert der NOx-Abgabemenge, die aus der Maschine ausgelassen wurde, gleich wie ein vorbestimmter Wert wird, wird bestimmt, dass das fette Spülen angefordert werden muss. Alternativ kann basierend auf dem Sensorwert VNOx des NOx-Sensors 28, der sich stromabwärts der LNT 40 befindet, bestimmt werden, dass das fette Spülen angefordert werden muss. Wenn der Sensorwert VNOx groß wird, wird festgestellt, dass sich die NOx-Reinigungsfähigkeit der LNT 40 verringert hat, weil bestimmt wird, dass die NOx-Speichermenge groß ist. Eine Ausgabe von S11 ist NEIN, wenn bestimmt wird, dass das fette Spülen nicht angefordert werden muss. S11 wird wiederholt, bevor das fette Spülen angefordert wird. Eine Ausgabe von S11 ist JA, wenn bestimmt wird, dass das fette Spülen angefordert werden muss, und S12 wird ausgeführt.At S11 of 5 it is determined whether or not a rich flush needs to be requested. More specifically, if the NOx storage amount that is in the LNT 40 is stored the same as a predetermined amount, it is determined that the rich flush needs to be requested. Alternatively, when a predetermined time has passed since the last time a rich flush was performed, it is determined that the rich flush needs to be requested. Alternatively, when the integration value of the discharge amount of NOx discharged from the engine becomes equal to a predetermined value, it is determined that the rich purging needs to be requested. Alternatively, based on the sensor value V NOx of the NOx sensor 28 downstream of the LNT 40 be determined that the rich flush must be requested. When the sensor value V NOx becomes large, it is determined that the NOx purifying ability of the LNT 40 has decreased because it is determined that the NOx storage amount is large. An edition of S11 is NO when it is determined that the rich flush need not be requested. S11 is repeated before the fat flush is requested. An edition of S11 is YES when it is determined that the rich flush must be requested, and S12 is running.

Bei S12 wird eine NOx-Abgabemenge vor einer Spülung Xe1, die aus der Maschine 10 ausgelassen wird, berechnet, bevor die fette Spülung durchgeführt wird. 7 wird verwendet, um ein Berechnungsverfahren der NOx-Abgabemenge vor einer Spülung Xe1 zu erklären. Jeder Schritt, der bei dem Berechnungsverfahren durchgeführt wird, ist als ein Blockdiagramm gezeigt. 7 zeigt neben den Schritten für die NOx-Abgabemenge vor einer Spülung Xe1 auch jeden Schritt zum Berechnen der NOx-Reinigungsrate η. Das Berechnungsverfahren der Vorspül-NOx-Abgabemenge Xe1 wird unter Bezugnahme auf 7 erklärt.At S12 becomes a NOx discharge amount prior to a purge Xe1 coming out of the engine 10 is omitted, calculated before the rich flush is performed. 7th is used to explain a calculation method of the NOx discharge amount before purge Xe1. Each step performed in the calculation process is shown as a block diagram. 7th In addition to the steps for the NOx discharge amount before purging, Xe1 also shows each step for calculating the NOx purification rate η. The calculation method of the pre-purge NOx discharge amount Xe1 will be described with reference to FIG 7th explained.

Bei S101 wird eine Basis-NOx-Abgabemenge Xe0, die von der Maschine 10 abgegeben wird, basierend auf dem Betriebszustand der Maschine 10 berechnet. Im Speziellen entspricht der Betriebszustand einer Maschinendrehzahl NE und einem Moment Tq. Ein Adaptionswert der NOx-Abgabemenge, die mit dem Maschinendrehzahlwert NE und dem Moment Tq bewirkt wird, wird in dem Speicher 71 als eine Karte im Voraus gespeichert. Der Adaptionswert wird als die Basis-NOx-Abgabemenge Xe0 festgelegt, indem auf die Karte Bezug genommen wird, die in dem Speicher 71 gespeichert ist. Die Maschinendrehzahl NE wird basierend auf dem Kurbelwinkel θ erhalten, der von dem Drehzahlsensor 23 eingegeben wird. Alternativ wird die Maschinendrehzahl NE basierend auf einem Versatzbetrag des Beschleunigers erhalten, der von dem Beschleunigersensor 29 eingegeben wird. Eine Kraftstoffeinspritzmenge Q, die von dem Injektor 11 eingespritzt wird, kann anstelle des Moments Tq verwendet werden.At S101 becomes a base NOx discharge amount Xe0 generated by the engine 10 based on the operational status of the machine 10 calculated. Specifically, the operating state corresponds to an engine speed NE and a torque Tq. An adaptation value of the NOx discharge amount caused with the engine speed value NE and the torque Tq is stored in the memory 71 saved as a card in advance. The adaptation value is set as the basic discharge NOx amount Xe0 by referring to the map stored in the memory 71 is stored. The engine speed NE is obtained based on the crank angle θ obtained from the speed sensor 23 is entered. Alternatively, the engine speed NE is obtained based on an offset amount of the accelerator obtained from the accelerator sensor 29 is entered. A fuel injection amount Q given by the injector 11 can be used instead of the moment Tq.

Weil die bei S101 berechnete Basis-NOx-Abgabemenge Xe0 der Adaptionswert ist, der für jeden Betriebszustand der Maschine 10 vorbestimmt wird, kann eine tatsächliche Abgas-NOx-Menge, die tatsächlich von der Maschine 10 abgegeben wurde, von der Basis-NOx-Abgabemenge Xe0 abweichen, und zwar beispielsweise aufgrund der O2-Konzentration der Einlassluft oder des Verbrennungszentrums. Ein Prozess eines Korrigierens der Basis-NOx-Abgabemenge Xe0 wird basierend auf der O2-Konzentration der Einlassluft oder des Zentrums der Verbrennung wie folgt durchgeführt.Because the basic NOx discharge amount Xe0 calculated at S101 is the adaptation value that is used for each operating state of the engine 10 Being predetermined may be an actual exhaust NOx amount actually produced by the engine 10 may differ from the basic NOx discharge amount Xe0 due to, for example, the O 2 concentration of the intake air or the combustion center. A process of correcting the basic NOx discharge amount Xe0 is performed based on the O 2 concentration of the intake air or the center of combustion as follows.

Bei S102 wird die O2-Konzentration der Einlassluft basierend auf zumindest einem Wert von der Einlassluftmenge Fa, die von dem Luftmengenmesser 21 eingegeben wird, dem Einlassluftdruck Pm, der von dem Einlassdrucksensor 22 eingegeben wird, und dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis λvorn, das von dem ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 26 eingegeben wird, berechnet. Im Speziellen wird die O2-Konzentration hoch, wenn die Einlassluftmenge Fa groß wird, weil die O2-Konzentration aus der Einlassluftmenge Fa berechnet wird. Deshalb wird die O2-Konzentration basierend auf einer vorbestimmten Beziehung zwischen der Einlassluftmenge Fa und der O2-Konzentration berechnet.At S102 becomes the O 2 concentration of the intake air based on at least one value of the intake air amount Fa obtained from the air flow meter 21st is input, the intake air pressure Pm obtained from the intake pressure sensor 22nd is input, and the air-fuel ratio λforward obtained from the first air-fuel ratio sensor 26th is entered is calculated. Specifically, the O 2 concentration is high when the intake air amount Fa is great because the O 2 concentration is calculated from the intake air amount Fa. Therefore, the O 2 concentration calculated based on a predetermined relationship between the intake air amount Fa and the O 2 concentration.

Die O2-Konzentration wird hoch, wenn der Einlassdruck Pm hoch wird, weil die O2-Konzentration aus dem Einlassdruck Pm berechnet wird. Deshalb wird die O2-Konzentration basierend auf einer vorbestimmten Beziehung zwischen dem Einlassdruck Pm und der O2-Konzentration berechnet.The O 2 concentration becomes high when the inlet pressure Pm becomes high because the O 2 concentration is calculated from the inlet pressure Pm. Therefore, the O 2 concentration calculated based on a predetermined relationship between the intake pressure Pm and the O 2 concentration.

Die O2-Konzentration wird hoch, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis λvorn groß wird, weil die O2-Konzentration aus dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis λvοrn berechnet wird. Deshalb wird die O2-Konzentration basierend auf einer vorbestimmten Beziehung zwischen dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis λvοrn und der O2-Konzentration berechnet.The O 2 concentration becomes high when the air-fuel ratio λforward becomes large because the O 2 concentration is calculated from the air-fuel ratio λvοrn. Therefore, the O 2 concentration is calculated based on a predetermined relationship between the air-fuel ratio λvοrn and the O 2 concentration.

Die O2-Konzentration kann durch Verwenden mehrerer Werte von der Einlassluftmenge Fa, dem Einlassdruck Pm und dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis λvorn berechnet werden. Somit wird bei S102 die O2-Konzentration aus dem Sensorwert Fa, Pm, λvοrn ohne Verwendung eines O2-Sensors berechnet.The O 2 concentration can be calculated by using a plurality of values of the intake air amount Fa, the intake pressure Pm, and the air-fuel ratio λforward. Thus, at S102, the O 2 concentration is calculated from the sensor value Fa, Pm, λvοrn without using an O 2 sensor.

Bei S103 wird ein Korrekturfaktor K1 für die O2-Konzentration der Einlassluft berechnet. Der Korrekturfaktor K1 stellt eine Zunahme/Abnahme der Basis-NOx-Abgabemenge Xe0 basierend auf einem Unterschied zwischen der O2-Konzentration, die bei S102 berechnet wird, und dem Adaptionswert der O2-Konzentration, die aus dem Betriebszustand der Maschine 10 bestimmt wird, dar. Der Adaptionswert entspricht einem Sollwert der O2-Konzentration der Einlassluft und der berechnete Wert entspricht einem geschätzten Wert der O2-Konzentration der Einlassluft.At S103 becomes a correction factor K1 calculated for the O 2 concentration of the inlet air. The correction factor K1 represents an increase / decrease in the basic NOx discharge amount Xe0 based on a difference between the O 2 concentration calculated at S102 and the adaptation value of the O 2 concentration obtained from the operating state of the engine 10 The adaptation value corresponds to a setpoint value of the O 2 concentration of the intake air and the calculated value corresponds to an estimated value of the O 2 concentration of the intake air.

Im Speziellen wird eine Karte der O2-Sollkonzentration in dem Speicher 71 im Voraus relativ zu jedem Betriebszustand der Maschine 10 gespeichert, der der Maschinendrehzahl NE und dem Moment Tq entspricht. Ferner wird eine Karte des Korrekturfaktors K1 in dem Speicher 71 im Voraus relativ zu jedem Abweichungsbetrag zwischen der O2-Sollkonzentration und der geschätzten O2-Konzentration gespeichert. Der Korrekturfaktor K1 wird durch Bezugnahme auf die Karte festgelegt, um der O2-Sollkonzentration und der geschätzten O2-Konzentration zu entsprechen.Specifically, a map of the target O 2 concentration is made in the memory 71 in advance relative to each operating state of the machine 10 stored, which corresponds to the engine speed NE and the torque Tq. There is also a map of the correction factor K1 in the memory 71 2 concentration stored in advance relative to each deviation amount between the O 2 -Sollkonzentration and the estimated O. The correction factor K1 is determined by referring to the map of O 2 to correspond -Sollkonzentration and the estimated O 2 concentration.

Bei S104 wird das Verbrennungszentrum (der Verbrennungsschwerpunkt) basierend auf dem Zylinderinnendruck P, der von dem Drucksensor 24 eingegeben wird, und dem Kurbelwinkel θ, der von dem Drehzahlsensor 23 eingegeben wird, berechnet. Im Speziellen wird eine Wellenform des Zylinderinnendrucks P als ein Parameter definiert, der einen Verbrennungszustand relativ zu dem Kurbelwinkel θ angibt, und wird ein Zentrum (Schwerpunkt) der Wellenform des Zylinderinnendrucks P als das Verbrennungszentrum berechnet.At S104 becomes the combustion center (the center of combustion) based on the in-cylinder pressure P obtained from the pressure sensor 24 is input and the crank angle θ obtained from the speed sensor 23 is entered is calculated. Specifically, a waveform of the in-cylinder pressure P is defined as a parameter indicating a combustion state relative to the crank angle θ, and a center (center of gravity) of the waveform of the in-cylinder pressure P is calculated as the combustion center.

Bei S105 wird ein Korrekturfaktor K2 für das Verbrennungszentrum berechnet. Der Korrekturfaktor K2 stellt eine Zunahme/Abnahme der NOx-Basisabgabemenge Xe0 basierend auf einem Unterschied zwischen dem Verbrennungszentrum, das bei S104 berechnet wird, und dem Adaptionswert des Verbrennungszentrums, der aus dem Betriebszustand der Maschine 10 bestimmt wird. Der Adaptionswert entspricht einem Sollwert des Verbrennungszentrums.At S105 becomes a correction factor K2 calculated for the burn center. The correction factor K2 represents an increase / decrease in the basic NOx discharge amount Xe0 based on a difference between the combustion center calculated at S104 and the adaptation value of the combustion center derived from the operating state of the engine 10 is determined. The adaptation value corresponds to a nominal value of the combustion center.

Im Speziellen wird eine Karte des Zielverbrennungszentrums in dem Speicher 71 im Voraus relativ zu jedem Betriebszustand der Maschine 10 entsprechend der Maschinendrehzahl NE und dem Moment Tq gespeichert. Ferner wird eine Karte des Korrekturfaktors K2 in dem Speicher 71 im Voraus relativ zu jedem Abweichungsbetrag zwischen dem Sollwert und dem geschätzten Wert gespeichert. Der Korrekturfaktor K2 wird für das Verbrennungszentrum durch Bezugnahme auf die Karte eingestellt, um dem gegenwärtigen Sollwert und dem geschätzten Wert zu entsprechen.Specifically, a map of the target incineration center is kept in memory 71 in advance relative to each operating state of the machine 10 stored according to the engine speed NE and the torque Tq. There is also a map of the correction factor K2 in the memory 71 stored in advance relative to each deviation amount between the target value and the estimated value. The correction factor K2 is set for the combustion center by referring to the map to correspond to the current target value and the estimated value.

Bei S106 wird die NOx-Basisabgabemenge Xe0 korrigiert, um zuzunehmen/abzunehmen, und zwar basierend auf dem Korrekturfaktor K1 der O2-Konzentration und dem Korrekturfaktor K2 des Verbrennungszentrums. Deshalb kann die NOx-Abgabemenge unter Berücksichtigung der O2-Konzentration und des Verbrennungszentrums berechnet werden. Die korrigierte NOx-Menge wird als zeitliche NOx-Abgabemenge vor einer Spülung X'e1 definiert.At S106 the basic NOx discharge amount Xe0 is corrected to increase / decrease based on the correction factor K1 the O 2 concentration and the correction factor K2 of the burn center. Therefore, the discharge amount of NOx can be calculated in consideration of the O 2 concentration and the combustion center. The corrected amount of NOx is defined as the amount of NOx released over time before a purge X'e1.

Die NOx-Reinigungsrate η wird durch Verwenden der NOx-Abgabemenge, die aus der Maschine 10 ausgelassen wird, und einer NOx-Durchtrittsmenge nach einem Durchlaufen der LNT 40 berechnet. Jedoch gibt es eine zeitliche Verzögerung, bis das NOx, das von der Maschine 10 ausgelassen wird, durch den NOx-Sensor 28 erfasst wird, während die NOx-Durchtrittsmenge durch Verwenden des NOx-Sensor 28 berechnet wird. Deshalb ist es erforderlich, zu bewirken, dass eine Zeitaufnahme der NOx-Abgabemenge und eine Zeitaufnahme der NOx-Durchtrittsmenge einander entsprechen.The NOx purification rate η is determined by using the NOx discharge amount obtained from the engine 10 is omitted, and a NOx permeation amount after passing through the LNT 40 calculated. However, there is a time lag before the NOx is released from the engine 10 is omitted by the NOx sensor 28 is detected while the NOx permeation amount by using the NOx sensor 28 is calculated. Therefore, it is necessary to make a timing of the NOx discharge amount and a timing of the NOx passage amount correspond to each other.

Bei S107 wird eine zeitliche Verzögerung Ln berechnet, die erzeugt wird, bis das von der Maschine 10 abgegebene NOx den NOx-Sensor 28 erreicht. Die zeitliche Verzögerung Ln hat einen Wert, der einer Abgabemenge Ga entspricht. Die Abgabemenge Ga kann der Einlassluftmenge Fa entsprechen. Eine Karte der zeitlichen Verzögerung Ln wird in dem Speicher 71 relativ zu jeder Einlassluftmenge Fa gespeichert. Die zeitliche Verzögerung Ln wird basierend auf der Karte festgelegt, um der gegenwärtigen Einlassluftmenge Fa zu entsprechen.At S107 a time delay Ln is calculated, which is generated until that by the machine 10 released NOx the NOx sensor 28 reached. The time lag Ln has a value corresponding to a discharge amount Ga. The discharge amount Ga may correspond to the intake air amount Fa. A map of the time delay Ln is in the Storage 71 stored relative to each intake air amount Fa. The time lag Ln is set based on the map so as to correspond to the current intake air amount Fa.

Ferner kann der NOx-Sensor 28 eine eigene Ansprechverzögerung aufweisen. Deshalb wird bei S108 eine Zeitkonstante Tn berechnet, die der Ansprechverzögerung des NOx-Sensors 28 entspricht. Weil die Zeitkonstante Tn zu der Einlassluftmenge Fa korrespondiert, wird eine Karte der Zeitkonstante Tn in dem Speicher 71 relativ zu der Einlassluftmenge Fa gespeichert. Die Zeitkonstante Tn wird basierend auf der Karte festgelegt, um zu der gegenwärtigen Einlassluftmenge Fa zu korrespondieren.Furthermore, the NOx sensor 28 have their own response delay. That is why at S108 a time constant Tn is calculated, which is the response delay of the NOx sensor 28 corresponds to. Because the time constant Tn corresponds to the intake air amount Fa, a map of the time constant Tn becomes in the memory 71 stored relative to the intake air amount Fa. The time constant Tn is set based on the map to correspond to the current intake air amount Fa.

Bei S109 wird die zeitliche NOx-Abgabemenge vor einer Spülung X'e1 mit einer Verzögerungszeitverarbeitung basierend auf der zeitlichen Verzögerung Ln, die bei S107 berechnet wird, und der Zeitkonstanten Tn, die bei S108 berechnet wird, gefiltert. Daher kann die zeitliche NOx-Abgabemenge vor einer Spülung X'e1 einer NOx-Durchtrittsmenge entsprechen, die bei S13 zu berechnen ist. Die NOx-Abgabemenge, die die Verzögerungszeitverarbeitung durchlaufen hat, wird als eine NOx-Abgabemenge vor einer Spülung Xe1 von S12 verwendet. Somit entspricht die NOx-Abgabemenge vor einer Spülung Xe1, die bei S12 berechnet wird, der NOx-Durchtrittsmenge, die bei S13 zu berechnen ist. Die ECU 70, die S107 bis S109 durchführt, kann einem Zeitverarbeitungsabschnitt der vorliegenden Erfindung entsprechen.At S109 becomes the NOx discharge temporal amount before purging X'e1 with delay time processing based on the temporal delay Ln, which at S107 is calculated, and the time constant Tn, which at S108 is calculated, filtered. Therefore, the temporal NOx release amount before purging X'e1 can correspond to a NOx permeation amount which is at S13 is to be calculated. The NOx discharge amount that has passed the delay time processing is taken as a NOx discharge amount before purge Xe1 of S12 used. Thus, the amount of NOx released before purging corresponds to Xe1 that at S12 is calculated, the amount of NOx permeation that occurs at S13 is to be calculated. The ECU 70 , the S107 to S109 may correspond to a time processing section of the present invention.

S110 von 7 ist eine Verarbeitung zum Berechnen der NOx-Reinigungsrate η und entspricht S14 oder S24, die später erwähnt werden.S110 from 7th is processing for calculating the NOx purification rate η and corresponds to S14 or S24 which will be mentioned later.

Wie es in S13 von 5 gezeigt ist, wird die NOx-Durchtrittsmenge vor einer Spülung X11 nach einem Durchlaufen der LNT 40, bevor diese dem fetten Spülen ausgesetzt wird, basierend auf der NOx-Konzentration VNOx berechnet, die von dem NOx-Sensor 28 eingegeben wird. Wenn beispielsweise die NOx-Durchtrittsmenge vor einer Spülung Xl1 eine Gesamtmenge an NOx ist, das durch die LNT 40 hindurch tritt, und wenn die NOx-Konzentration VNOx, die von dem NOx-Sensor 28 eingegeben wird, eine NOx-Menge pro Volumeneinheit ist, wird die NOx-Gesamtdurchtrittsmenge aus der NOx-Konzentration VNOx berechnet.Like it in S13 of 5 is shown, the NOx permeation amount before purging X11 after going through the LNT 40 before subjecting it to the rich purge based on the NOx concentration V NOx calculated by the NOx sensor 28 is entered. For example, if the NOx permeation amount before purge Xl1 is a total amount of NOx that has passed through the LNT 40 passes through, and when the NOx concentration V NOx detected by the NOx sensor 28 is inputted is an amount of NOx per unit volume, the total NOx permeation amount is calculated from the NOx concentration V NOx.

Bei S14 von 5, der S110 von 7 entspricht, wird eine NOx-Reinigungsrate vor einer Spülung η vor dem fetten Spülen durch Einsetzen der NOx-Abgabemenge vor einer Spülung Xe1 und der NOx-Durchtrittsmenge vor einer Spülung X11 in die nachfolgende Formel (1) berechnet. Das heißt, ein Verhältnis der NOx-Menge vor einem Durchlaufen der LNT 40 zu der NOx-Menge nach einem Durchlaufen der LNT 40 wird als die NOx-Reinigungsrate vor einer Spülung ηvor definiert. Die ECU 70, die S14 durchführt, kann einem Vorreduktions-NOx-Reinigungsratenberechnungsabschnitt zum Berechnen der NOx-Reinigungsrate vor einer Spülung ηvor der vorliegenden Erfindung entsprechen. η vor = X11/Xe1

Figure DE102010043983B4_0001
At S14 of 5 , the S110 from 7th corresponds to, a NOx purification rate before purging η before rich purging by substituting the NOx discharge amount before purging Xe1 and the NOx passing amount before purging X11 is calculated into the following formula (1). That is, a ratio of the amount of NOx before going through the LNT 40 to the amount of NOx after going through the LNT 40 is defined as the pre-purge NOx purification rate ηpre. The ECU 70 , the S14 may correspond to a pre-reduction NOx purification rate calculating section for calculating the NOx purification rate before purge η prior to the present invention. η in front = X11 / Xe1
Figure DE102010043983B4_0001

Ein fettes Spülen wird bei S15 begonnen. Im Speziellen wird beispielsweise eine fette Verbrennung durchgeführt, um Kraftstoff aus dem Injektor 11 mit einem kurzen Zeitintervall einzuspritzen oder wird eine Nacheinspritzung mit einem langen Intervall durchgeführt, und zwar nach der Haupteinspritzung. Weil das Abgas fett wird, wird das in dem Speichermittel der LNT 40 gespeicherte NOx durch das Reduktionsmittel wie beispielsweise CO oder HC in dem Kraftstoff reduziert und wird harmloser Stickstoff, der dem reduzierten NOx entspricht, abgegeben.A fat rinse will be at S15 began. Specifically, for example, rich combustion is performed to remove fuel from the injector 11 to be injected with a short time interval or a post-injection is carried out with a long interval, namely after the main injection. Because the exhaust gas becomes rich, it becomes so in the storage means of the LNT 40 stored NOx is reduced by the reducing agent such as CO or HC in the fuel, and harmless nitrogen corresponding to the reduced NOx is emitted.

Bei S16 wird ein stromaufwärtiges Luft-Kraftstoff-Verhältnis λvorn stromaufwärts der LNT 40 durch den ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 26 erhalten und wird ein stromabwärtiges Luft-Kraftstoff-Verhältnis λhinten stromabwärts der LNT 40 durch den zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 27 erhalten.At S16 becomes an upstream air-fuel ratio λ in front of upstream of the LNT 40 by the first air-fuel ratio sensor 26th is obtained and a downstream air-fuel ratio λ behind the downstream of the LNT 40 by the second air-fuel ratio sensor 27 receive.

Die Abgabemenge Ga wird bei S17 beispielsweise basierend auf der Einlassluftmenge Fa berechnet, die von dem Luftmengenmesser 21 eingegeben wird.The discharge amount Ga is calculated at S17 based on the intake air amount Fa obtained from the air flow meter, for example 21st is entered.

Bei S18 wird eine Reduktionsmittelmenge Δra, die beim Reduzieren des NOx verbraucht wird, zu der gegenwärtigen Zeit berechnet, nachdem das fette Spülen begonnen wurde. 8 wird zum Erklären eines Verfahrens zum Berechnen der Reduktionsmittelmenge Δra verwendet. Eine durchgezogene Linie von 8 zeigt eine Veränderung des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses λvοrn und eine gestrichelte Linie von 8 zeigt eine Veränderung des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses λhinten über einen Zeitverlauf.At S18 For example, a reducing agent amount Δra consumed in reducing the NOx is calculated at the present time after the rich purging is started. 8th is used to explain a method of calculating the reducing agent amount Δra. A solid line from 8th shows a change in the upstream air-fuel ratio λvοrn and a broken line of FIG 8th FIG. 13 shows a change in the downstream air-fuel ratio λ rear over time.

Wenn bei der Zeit t1 das fette Spülen begonnen wird, bewegt sich das stromaufwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis λvorn während des fetten Spülens in einem fetten Bereich. Im Gegensatz dazu hat das stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis λhinten einen in etwa stöchiometrischen Wert (λ=1) während das in der LNT 40 gespeicherte NOx reduziert wird, weil Kraftstoff in der LNT 40 als Reduktionsmittel verbraucht wird. Somit können das stromaufwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis λvorn und das stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis λhinten als ein Index verwendet werden, der eine Situation eines Reduktionsmittelverbrauchs in der LNT 40 angibt.When the rich purging is started at time t1, the upstream air-fuel ratio λforward moves in a rich range during the rich purging. In contrast, the downstream air-fuel ratio λ rear has an approximately stoichiometric value (λ = 1) during that in the LNT 40 stored NOx is reduced because fuel is in the LNT 40 is consumed as a reducing agent. Thus, the upstream air-fuel ratio λ front and the downstream air-fuel ratio λ rear can be used as an index indicating a situation of reducing agent consumption in the LNT 40 indicates.

Die Reduktionsmittelmenge Δra wird durch Einsetzen des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses λvorn, des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses λhinten und der Abgabemenge Ga in die nachfolgende Formel (2) berechnet. Die Reduktionsmittelmenge Δra entspricht einem Wert einer Multiplikation eines schraffierten Bereichs von 8 mit der Abgabemenge Ga. Δ ra = ( λ hinten λ vorn ) × Ga

Figure DE102010043983B4_0002
The reducing agent amount Δra is calculated by substituting the upstream air-fuel ratio λ front, the downstream air-fuel ratio λ rear, and the discharge amount Ga into the following formula (2). The reducing agent amount Δra corresponds to a value of a multiplication of a hatched area of 8th with the delivery amount Ga. Δ ra = ( λ back - λ front ) × Ga
Figure DE102010043983B4_0002

Bei S19 von 5 wird bestimmt, dass die Reduktionsbehandlung von NOx in der LNT 40 zu beenden ist oder nicht. 9 wird zum Erklären des Bestimmungsverfahrens verwendet. 9 ist eine Revision von 8, die das stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis λhinten über den Zeitverlauf zeigt. Das stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis Xhinten hat in etwa den stöchiometrischen Wert (λ=1) während NOx reduziert wird. Jedoch hat das stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis λhinten über den Zeitverlauf einen Wert auf der fetten Seite weil Kraftstoff, der dem Reduktionsmittel entspricht, durch die LNT 40 hindurch treten wird, wenn die Reduktionsbehandlung von NOx ausreichend ist. Deshalb wird bei S19 ein Beurteilungswert λ1 als der Wert auf der fetten Seite festgelegt und wird das Beenden der Reduktionsbehandlung dadurch beurteilt, ob das stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis λhinten fetter als der Beurteilungswert λ1 wird.At S19 of 5 it is determined that the reduction treatment of NOx in the LNT 40 to end or not. 9 is used to explain the determination procedure. 9 is a revision of 8th showing the downstream air-fuel ratio λ rear over time. The downstream air-fuel ratio X rear has approximately the stoichiometric value (λ = 1) while NOx is reduced. However, the downstream air-fuel ratio λ rear has a value on the rich side with the passage of time because fuel corresponding to the reducing agent is passed through the LNT 40 will pass if the reducing treatment of NOx is sufficient. That is why at S19 a judgment value λ1 is set as the value on the rich side, and the completion of the reduction treatment is judged by whether the downstream air-fuel ratio λ behind becomes richer than the judgment value λ1.

Solange die Reduktionsbehandlung nicht beendet ist, ist eine Ausgabe von S19 NEIN und werden S16 bis S18 derart wiederholt, dass die Reduktionsmittelmenge Δra aktualisiert wird. Wenn die Reduktionsbehandlung beendet ist, wird eine Ausgabe von S19 JA und wird das fette Spülen bei S20 beendet, indem die fette Verbrennung oder Nacheinspritzung beendet wird. Deshalb kann verhindert werden, dass das fette Spülen fortdauert, wenn die Reduktionsbehandlung beendet ist. Infolgedessen kann verhindert werden, dass Abgas, welches eine Menge CO und HC enthält, emittiert wird. Die ECU 70, die S11, S15 und S19 ausführt, kann einem Reduktionsbehandlungsdurchführungsabschnitt der vorliegenden Erfindung entsprechen.As long as the reduction treatment is not finished, there is an output of S19 NO and will S16 to S18 is repeated such that the reducing agent amount Δra is updated. When the reduction treatment is finished, there is an output of S19 YES and will flush the fat at S20 ended by ending rich combustion or post-injection. Therefore, the rich scavenging can be prevented from continuing when the reducing treatment is finished. As a result, exhaust gas containing a lot of CO and HC can be prevented from being emitted. The ECU 70 , the S11 , S15 and S19 may correspond to a reduction treatment performing section of the present invention.

Bei S21 wird eine NOx-Reduktionsmenge ΔNOx berechnet, die durch das fette Spülen reduziert wird. Weil die Reduktionsmittelmenge Δra, die bei der Reduktionsbehandlung gebraucht wird, der NOx-Reduktionsmenge ΔNOx entspricht, wird die gegenwärtige NOx-Reduktionsmenge ΔNOx durch Bezugnahme auf eine Karte von 10 berechnet, die in dem Speicher 71 im Voraus gespeichert wurde. Die ECU 70, die S121 ausführt, entspricht einem NOx-Reduktionsmengenschätzabschnitt zum Schätzen der NOx-Reduktionsmenge ΔNOx der vorliegenden Erfindung.At S21 a NOx reduction amount ΔNOx, which is reduced by the rich purging, is calculated. Because the reducing agent amount Δra used in the reducing treatment corresponds to the NOx reduction amount ΔNOx, the present NOx reduction amount ΔNOx is determined by referring to a map of FIG 10 calculated that in the memory 71 has been saved in advance. The ECU 70 which executes S121 corresponds to a NOx reduction amount estimation section for estimating the NOx reduction amount ΔNOx of the present invention.

Bei S22 wird eine NOx-Abgabemenge nach einer Spülung Xe2 berechnet, die nach dem Durchführen der fetten Spülung von der Maschine 10 ausgelassen wird. Diese Berechnung wird durch das in etwa gleiche Verfahren wie die NOx-Abgabemenge vor einer Spülung Xe1 von 7 durchgeführt. Die ECU 70, die S12 und S22 ausführt, entspricht einem NOx-Abgabemengenschätzabschnitt zum Schätzen der NOx-Abgabemenge der vorliegenden Erfindung.At S22 For example, a discharge amount of NOx after a purge Xe2 is calculated after the engine has performed the rich purge 10 is left out. This calculation is made by approximately the same procedure as the NOx discharge amount before a purge Xe1 of 7th carried out. The ECU 70 , the S12 and S22 corresponds to a discharged NOx amount estimating section for estimating the discharged NOx amount of the present invention.

Bei S23 wir eine NOx-Durchtrittsmenge nach einer Spülung X12, die durch die LNT 40 hindurch tritt, nachdem das fette Spülen auftritt, basierend auf der NOx-Konzentration VNOx berechnet, die von dem NOx-Sensor 28 eingegeben wird. Die ECU 70, die S13 und S23 ausführt, entspricht einem NOx-Durchtrittsmengenschätzabschnitt zum Schätzen der NOx-Durchtrittsmenge der vorliegenden Erfindung.At S23 we are a NOx permeation amount after a purge X12 by the LNT 40 passes through after the rich purge occurs based on the NOx concentration V NOx calculated by the NOx sensor 28 is entered. The ECU 70 , the S13 and executes S23 corresponds to a NOx permeation amount estimating section for estimating the NOx permeation amount of the present invention.

Bei S24 wird eine NOx-Reinigungsrate nach einem Spülen ηnach nach dem Aufweisen der fetten Spülung durch Ersetzen der NOx-Abgabemenge nach einer Spülung Xe2 und der NOx-Durchtrittsmenge nach einem Spülen X12 in die nachfolgende Formel (3) berechnet. Die ECU 70, die S12 bis S14 und S22 bis S24 ausführt, entspricht einem NOx-Reinigungsratenschätzabschnitt zum Schätzen der NOx-Reinigungsrate η der vorliegenden Erfindung. Die ECU 70, die S24 ausführt, entspricht einem NOx-Reinigungsratenberechnungsabschnitt nach einer Spülung zum Berechnen der NOx-Reinigungsrate nach einer Spülung ηnach der vorliegenden Erfindung. η nach = X12/Xe2

Figure DE102010043983B4_0003
At S24 becomes a NOx purification rate after purging η after having the rich purge by replacing the NOx discharge amount after purging Xe2 and the NOx permeating amount after purging X12 is calculated into the following formula (3). The ECU 70 , the S12 to S14 and S22 to S24 corresponds to a NOx purification rate estimating section for estimating the NOx purification rate η of the present invention. The ECU 70 , the S24 corresponds to a post-purge NOx purification rate calculating section for calculating the post-purge NOx purification rate η according to the present invention. η to = X12 / Xe2
Figure DE102010043983B4_0003

Bei S25, wie es in 11 gezeigt ist, wird eine Reinigungsratenänderung Δη, die einen Änderungsgrad der Reinigungsrate η angibt, durch Verwenden der NOx-Reinigungsrate vor einer Spülung ηvor und der NOx-Reinigungsrate nach einer Spülung ηnach berechnet. Im speziellen wird die Berechnung durch Verwenden der folgenden Formel (4) durchgeführt. Δ η=η nach η vor

Figure DE102010043983B4_0004
At S25 as it is in 11 As shown in FIG. 1, a purification rate change Δη indicating a degree of change in the purification rate η is calculated by using the NOx purification rate before purge η and the NOx purification rate after purge η after. Specifically, the calculation is carried out by using the following formula (4). Δ η = η to - η in front
Figure DE102010043983B4_0004

Das heißt, ein Unterschied zwischen der NOx-Reinigungsrate nach einer Spülung ηnach und der NOx-Reinigungsrate vor einer Spülung ηvor ist als eine Reinigungsratenänderung Δη definiert. Deshalb, selbst wenn der Sensor, wie beispielsweise der NOx-Sensor 28, der zum Berechnen der NOx-Reinigungsrate ηnach, ηvor verwendet wird, einen Offset-Fehler aufweist, der gleichmäßig erhöht oder verringert ist, kann der Fehler derart behoben werden, dass die Reinigungsratenänderung Δη genau berechnet wird.That is, a difference between the NOx purification rate after purge η after and the NOx purification rate before purge η before is defined as a purification rate change Δη. Therefore, even if the sensor such as the NOx sensor 28 , which is used for calculating the NOx purification rate η after, η before has an offset error that is smoothly increased or decreased, the error can be corrected such that the cleaning rate change Δη is precisely calculated.

Die nachfolgenden Formeln (5) und (6) können zum Berechnen der Reinigungsratenänderung Δη anstelle von Formel (4) verwendet werden. Δ η ' nach η vor

Figure DE102010043983B4_0005
Δ η= Δ η ' / η vor
Figure DE102010043983B4_0006
The following formulas (5) and (6) can be used to calculate the cleaning rate change Δη in place of the formula (4). Δ η ' = η to - η in front
Figure DE102010043983B4_0005
Δ η = Δ η ' / η in front
Figure DE102010043983B4_0006

Die Reinigungsratenänderung Δη wird berechnet, indem ein Unterschied Δη' zwischen der Reinigungsrate nach einer Spülung ηnach und der Reinigungsrate vor einer Spülung ηvor durch die Vorspülreinigungsrate ηvor geteilt wird. Deshalb wird die Reinigungsratenänderung Δη berechnet, um einer relativen Änderung zwischen der Nachspülreinigungsrate ηnach und der Vorspülreinigungsrate ηvor zu entsprechen.The cleaning rate change Δη is calculated by dividing a difference Δη 'between the cleaning rate after a rinse ηafter and the cleaning rate before a rinse ηvor by the pre-rinse cleaning rate ηvor. Therefore, the cleaning rate change Δη is calculated to correspond to a relative change between the post-wash cleaning rate ηafter and the pre-wash cleaning rate η before.

Selbst wenn der Sensor, wie beispielweise der NOx-Sensor 28, der zum Berechnen der NOx-Reinigungsrate ηnach, ηvor verwendet wird, einen Gain-Fehler aufweist, der proportional relativ zu der Ausgabe versetzt ist und selbst wenn die berechnete NOx-Abgabemenge einen Fehler aufweist, kann der Fehler derart aufgehoben werden, dass die Reinigungsratenänderung Δη genau berechnet wird. Die ECU 70, die S25 ausführt, entspricht einem Änderungsberechnungsabschnitt der vorliegenden Erfindung.Even if the sensor, such as the NOx sensor 28 , which is used to calculate the NOx purification rate η post, η pre has a gain error that is proportionally offset relative to the output, and even if the calculated NOx discharge amount has an error, the error can be canceled so that the purification rate change Δη is calculated exactly. The ECU 70 , the S25 corresponds to a change calculation section of the present invention.

Bei S26 wird eine Verarbeitung zum Bestimmen einer Temperatur TLNT der LNT 40 durchgeführt. Bei der Verarbeitung wird die Temperatur TLNT der LNT 40 bestimmt, um zu bestimmen, ob der Verschlechterungsgrad der LNT 40 erfasst wird oder nicht.At S26 becomes a processing for determining a temperature TLNT of the LNT 40 carried out. During processing, the temperature TLNT becomes the LNT 40 determined to determine whether the deterioration level of the LNT 40 is detected or not.

Temperatureigenschaften der LNT 40 werden erklärt, bevor die Verarbeitung erklärt wird. 12 zeigt ein Beispiel, bei dem die NOx-Reinigungsrate η relativ zu der Temperatur TLNT der LNT 40 geändert wird. In 12 ist der Zustand, wie beispielsweise ein Verschlechterungsgrad der LNT 40 oder der NOx-Speichermenge der gleiche für jede Temperatur TLNT der LNT 40.Temperature properties of the LNT 40 are explained before processing is explained. 12th shows an example in which the NOx purification rate η is relative to the temperature TLNT of the LNT 40 will be changed. In 12th is the condition such as a deterioration degree of the LNT 40 or the NOx storage amount is the same for each temperature TLNT of the LNT 40 .

Wie es in (1) von 12 gezeigt ist, ist dann, wenn die Temperatur TLNT niedrig ist, beispielsweise gleich wie oder kleiner als 200°C, die NOx-Reinigungsrate η klein, weil die Katalysatoraktivität der LNT 40 gering ist.As it is in ( 1 ) of 12th as shown, when the temperature TLNT is low, for example, equal to or less than 200 ° C., the NOx purification rate η is small because the catalyst activity of the LNT 40 is low.

Wie es in (2) von 12 gezeigt ist, wird dann, wenn die Temperatur TLNT erhöht ist, beispielsweise in einem Bereich von 200°C bis 350°C, die NOx-Reinigungsrate η angehoben. As it is in ( 2 ) of 12th is shown, when the temperature TLNT is increased, for example, in a range from 200 ° C to 350 ° C, the NOx purification rate η is increased.

Die NOx-Reinigungsrate η ist nicht stabil, wenn die Temperatur TLNT niedrig ist, wie es in (1) und (2) von 12 gezeigt ist.The NOx purification rate η is not stable when the temperature T LNT is low, as shown in ( 1 ) and ( 2 ) of 12th is shown.

Wie es in (3) von 12 gezeigt ist, wird dann, wenn die Temperatur TLNT angehoben wird, beispielweise in einem Bereich von 350°C bis 450°C, die NOx-Reinigungsrate η hoch. Die NOx-Reinigungsrate η in (3) von 12 hat eine geringere Variation, selbst wenn die Temperatur TLNT verändert wird.As it is in ( 3 ) of 12th as shown, when the temperature T LNT is raised, for example, in a range from 350 ° C. to 450 ° C., the NOx purification rate η becomes high. The NOx purification rate η in ( 3 ) of 12th has less variation even if the temperature TLNT is changed.

Wie es in (4) von 12 gezeigt ist, wird dann, wenn die Temperatur TLNT angehoben wird, beispielweise in einem Bereich von 450°C bis 550°C, die NOx-Reinigungsrate η herabgesetzt, wenn die Temperatur TLNT erhöht wird.As it is in ( 4th ) of 12th is shown, when the temperature T LNT is increased, for example, in a range from 450 ° C. to 550 ° C., the NOx purification rate η is decreased as the temperature T LNT is increased.

Wie es in (5) von 12 gezeigt ist, wird dann, wenn die Temperatur TLNT angehoben wird, beispielsweise auf eine Temperatur gleich wie oder höher als 550°C ist, die NOx-Reinigungsrate η verringert. Die NOx-Reinigungsrate η ist nicht stabil, wenn die Temperatur TLNT hoch ist, wie es in (4) und (5) von 12 gezeigt ist.As it is in ( 5 ) of 12th as shown, when the temperature T LNT is raised, for example, to a temperature equal to or higher than 550 ° C., the NOx purification rate η is decreased. The NOx purification rate η is not stable when the temperature TLNT is high as shown in ( 4th ) and ( 5 ) of 12th is shown.

Weil die LNT 40 die Temperatureigenschaften aufweist, wird die NOx-Reinigungsrate η durch eine Veränderung der Temperatur TLNT geändert. Deshalb kann das Ergebnis der Verschlechterungsbestimmung ungenau werden, wenn die Temperatur TLNT nicht berücksichtigt wird.Because the LNT 40 has the temperature characteristics, the NOx purification rate η is changed by changing the temperature T LNT . Therefore, if the temperature TLNT is not taken into account, the result of the deterioration determination may become inaccurate.

Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird ein Ausführen der Verschlechterungsbestimmung nur dann gestattet, wenn die Temperatur TLNT in einem vorbestimmten Bereich ist, der (3) von 12 entspricht, in dem die NOx-Reinigungsrate η stabil ist.According to the first embodiment, execution of the deterioration determination is permitted only when the temperature TLNT is in a predetermined range that is ( 3 ) of 12th in which the NOx purification rate η is stable.

6 ist ein Flussdiagramm, das die Verarbeitung zum Bestimmten der Temperatur TLNT von S26 zeigt, mit der bestimmt wird, ob die Temperatur TLNT in dem vorbestimmten Bereich ist oder nicht. 6th FIG. 13 is a flowchart showing the processing for determining the temperature TLNT of S26 which is used to determine whether or not the temperature TLNT is in the predetermined range.

Bei S261 wird die Temperatur Tvorn des Abgases stromaufwärts der LNT 40 durch den Sensor 25 von 1 erhalten.At S261 becomes the temperature Tfront of the exhaust gas upstream of the LNT 40 through the sensor 25th of 1 receive.

Bei S262 wird die Temperatur TLNT basierend auf der Abgastemperatur Tvorn geschätzt. Zum Beispiel wird eine Karte der Temperatur TLNT relativ zu der Abgastemperatur Tvorn im Voraus in dem Speicher 71 gespeichert und wird die gegenwärtige Temperatur TLNT durch Bezugnahme auf die Karte bestimmt.At S262 the temperature TLNT is estimated based on the exhaust gas temperature Tvorn. For example, a map of the temperature TLNT relative to the exhaust gas temperature Tforward is stored in the memory in advance 71 is stored and the current temperature TLNT is determined by referring to the map.

Bei S263 wird bestimmt, ob die Temperatur TLNT in einem vorbestimmten Temperaturbereich (TLNT_min-TLNT_max) ist oder nicht. Dieser Temperaturbereich (TLNT_min-TLNT_max) entspricht dem Bereich (3) von 12. Zum Bespiel kann der Temperaturbereich durch den gesamten Bereich oder einen Teils des Bereichs (3) von 12 aufgebaut sein.At S263 it is determined whether or not the temperature TLNT is in a predetermined temperature range (T LNT_min -T LNT_max ). This temperature range (T LNT_min -T LNT_max ) corresponds to the range ( 3 ) of 12th . For example, the temperature range can be all or part of the range ( 3 ) of 12th be constructed.

Wenn die Temperatur TLNT in diesem Temperaturbereich (TLNT_min-TLNT_max) ist, ist eine Ausgabe von S263 JA und wird ein Signal, das JA angibt, bei S264 ausgegeben. Wenn die Temperatur TLNT nicht in diesem Temperaturbereich (TLNT_min-TLNT_max) ist, wird eine Ausgabe von S263 NEIN und wird ein Signal, das NEIN angibt, bei S265 ausgegeben. Die Verarbeitung des Flussdiagrams von 6 wird beendet, nachdem S264 oder S265 durchgeführt ist. Die ECU 70, die S26 ausführt, entspricht einem Temperaturbeurteilungsabschnitt der vorliegenden Erfindung.When the temperature TLNT is in this temperature range (T LNT_min -T LNT_max ), an output of S263 is YES and a signal indicating YES becomes at S264 issued. When the temperature T LNT is not within this temperature range (T LNT LNT_min -T _ max), an output of S263 is NO, and a signal that indicates NO, wherein S265 issued. The processing of the flowchart of 6th will terminate after S264 or S265 is carried out. The ECU 70 , the S26 corresponds to a temperature judgment section of the present invention.

Wie es in 5 gezeigt ist, wird bei S26 die Signalausgabe festgelegt, damit diese bei S27 JA oder NEIN ist. Eine Ausgabe von S27 ist NEIN, wenn die Signalausgabe bei S26 NEIN ist. Zu dieser Zeit, weil die Temperatur TLNT nicht in dem vorbestimmten Temperaturbereich (TLNT_min-TLNT_max) ist, kehrt die Verarbeitung zu S11 zurück. In diesem Fall wird der Verschlechterungsgrad der LNT 40 nicht beurteilt, da eine Falschbeurteilung durchgeführt werden kann. Wenn die Signalausgabe bei S26 JA ist, ist eine Ausgabe von S27 JA und wird S28 ausgeführt, um die Bestimmung des Verschlechterungsgrads durchzuführen.Like it in 5 shown is at S26 the signal output is set so that this at S27 Is YES or NO. An edition of S27 is NO if the signal output is at S26 No is. At this time, because the temperature TLNT is not in the predetermined temperature range (T LNT_min -T LNT_max ), processing returns S11 back. In this case, the degree of deterioration becomes the LNT 40 not assessed, as a wrong assessment can be carried out. When the signal output is at S26 YES is an issue of S27 YES and will S28 is carried out to make the determination of the degree of deterioration.

Bei S28 wird ein Schwellenwert Δηmax für die gegenwärtige Reinigungsratenänderung Δη festgelegt, um zu bestimmen, dass die LNT 40 normal oder verschlechtert ist. Die Reinigungsratenänderung Δη wird durch die NOx-Reduktionsmenge ΔNOx und die NOx-Reinigungsrate vor einer Spülung ηvor geändert, selbst wenn der Verschlechterungsgrad derselbe ist.At S28 a threshold value Δηmax is set for the current cleaning rate change Δη to determine that the LNT 40 normal or worsened. The purification rate change Δη is changed by the NOx reduction amount ΔNOx and the NOx purification rate before purging ηbefore even if the degree of deterioration is the same.

Wie es in 13 gezeigt ist, wird bei S28 der gegenwärtige Schwellenwert Δηmax durch Bezugnahme auf eine Karte des Schwellenwerts Δηmax der Reinigungsratenänderung Δη festgelegt, die einen Parameter der Vorspül-NOx-Reinigungsrate ηvor aufweist. Die ECU 70, die S28 ausführt, entspricht einem Schwellenwerteinstellabschnitt der vorliegenden Erfindung.Like it in 13th shown is at S28 the current threshold value Δηmax is set by referring to a map of the threshold value Δηmax of the purification rate change Δη having a parameter of the pre-purge NOx purification rate ηpre. The ECU 70 , the S28 corresponds to a threshold value setting section of the present invention.

Bei S29 wird bestimmt, ob die Reinigungsratenänderung Δη größer als der Schwellenwert Δηmax ist oder nicht. Wenn die Reinigungsratenänderung Δη gleich wie oder kleiner als der Schwellenwert Δηmax ist, wird eine Ausgabe von S29 NEIN. Deshalb wird bestimmt, dass die LNT 40 normal ist und kehrt die Verarbeitung zu S11 zurück. In diesem Fall wird der Verschlechterungsgrad der LNT 40 wieder beurteilt, nachdem die nächste fette Spülung durchgeführt wurde.At S29 it is determined whether or not the cleaning rate change Δη is larger than the threshold value Δηmax. When the cleaning rate change Δη is equal to or smaller than the threshold value Δηmax, an output of S29 NO. Therefore it is determined that the LNT 40 is normal and reverses processing to S11 back. In this case, the degree of deterioration becomes the LNT 40 reassessed after the next rich flush is done.

Wenn die Reinigungsratenänderung Δη größer als der Schwellenwert Δηmax ist, wird eine Ausgabe von S29 JA. When the cleaning rate change Δη is larger than the threshold value Δηmax, an output of S29 YES.

Deshalb wird bei S30 bestimmt, dass die LNT 40 verschlechtert ist, und wird das Flussdiagramm von 5 beendet. In diesem Fall wird ein Prozess zum Regenerieren von der S-Vergiftung durchgeführt oder wird ein Alarm ausgegeben, damit die LNT 40 überprüft oder ausgetauscht wird. Die ECU 70, die S27 bis S30 ausführt, entspricht einem Verschlechterungsbestimmungsabschnitt der vorliegenden Erfindung. Die ECU 70, die S29 und S30 ausführt, entspricht einem Vergleichsabschnitt der vorliegenden Erfindung.That is why at S30 determines that the LNT 40 is degraded, and the flowchart of FIG 5 completed. In this case, a process is carried out to regenerate from the S poisoning or an alarm is issued so that the LNT 40 is checked or replaced. The ECU 70 , the S27 to S30 corresponds to a deterioration determining section of the present invention. The ECU 70 , the S29 and S30 executes corresponds to a comparison section of the present invention.

Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird die Verschlechterung der LNT 40 basierend auf der Reinigungsratenänderung Δη und nicht basierend auf der NOx-Speichermenge bestimmt. Deshalb kann die Verschlechterungsbestimmung genau durchgeführt werden.According to the first embodiment, the deterioration of the LNT becomes 40 is determined based on the purification rate change Δη and not based on the NOx storage amount. Therefore, the deterioration determination can be made accurately.

(Zweites Ausführungsbeispiel)(Second embodiment)

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird der Verschlechterungsgrad der LNT 40 nur bestimmt, wenn die Temperatur TLNT der LNT 40 in dem vorbestimmten Temperaturbereich (TLNT_min-TLNT_max) ist, in dem die NOx-Reinigungsrate η einen stabilen Wert aufweist.In the first embodiment, the deterioration degree becomes the LNT 40 only determined if the temperature TLNT of the LNT 40 is in the predetermined temperature range (T LNT_min -T LNT_max ) in which the NOx purification rate η has a stable value.

Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel wird der Schwellenwert Δηmax basierend auf der NOx-Reduktionsmenge ΔNOx, der NOx-Reinigungsrate vor einer Spülung ηvor und der Temperatur TLNT derart eingestellt, dass der Verschlechterungsgrad der LNT 40 selbst dann bestimmt wird, wenn die NOx-Reinigungsrate η einen nicht stabilen Wert aufweist. Gesichtspunkte des zweiten Ausführungsbeispiels, die sich von dem ersten Ausführungsbeispiel unterscheiden, werden nachstehend beschrieben.In a second embodiment, the threshold value Δηmax is set based on the NOx reduction amount ΔNOx, the NOx purification rate before purging ηpre and the temperature T LNT such that the degree of deterioration of the LNT 40 is determined even when the NOx purification rate η is unstable. Aspects of the second embodiment that are different from the first embodiment will be described below.

Der Aufbau des zweiten Ausführungsbeispiels ist ähnlich demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels von 1. Der Verschlechterungsgrad der LNT 40 wird basierend auf dem Flussdiagramm von 5 ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel bestimmt. Das Verfahren zum Einstellen des Schwellenwerts Δηmax bei S28 bei dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels. Jeder Schritt, der bei dem Verfahren zum Einstellen des Schwellenwerts Δηmax ausgeführt wird, ist in 14 in einem Blockdiagramm gezeigt.The construction of the second embodiment is similar to that of the first embodiment of FIG 1 . The degree of deterioration of the LNT 40 is based on the flowchart of 5 determined similar to the first embodiment. The procedure for setting the threshold value Δηmax at S28 in the second embodiment is different from that of the first embodiment. Each step that is performed in the method of setting the threshold value Δηmax is shown in FIG 14th shown in a block diagram.

Bei S281 wird ein Basisschwellenwert Δηmax' basierend auf der NOx-Reduktionsmenge ΔNOx und der NOx-Reinigungsrate vor einer Spülung ηvor eingestellt. Der Basisschwellenwert Δηmax' ist äquivalent zu dem Schwellenwert Δηmax bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Der gegenwärtige Basisschwellenwert Δηmax' wird durch Bezugnahme auf eine Karte des Basisschwellenwerts Δηmax' eingestellt, der einen Parameter von der NOx-Reduktionsmenge ΔNOx und der NOx-Reinigungsrate vor einer Spülung ηvor aufweist.At S281 a basic threshold value Δηmax 'is preset based on the NOx reduction amount ΔNOx and the NOx purification rate before purge η. The basic threshold value is Δηmax ' equivalent to the threshold value Δηmax in the first embodiment. The current basic threshold Δηmax 'is set by referring to a map of the basic threshold Δηmax' having a parameter of the NOx reduction amount ΔNOx and the NOx purification rate before purge ηpre.

Bei S282 wird ein Korrekturfaktor KT basierend auf der Temperatur TLNT der LNT 40 berechnet, um den Basisschwellenwert Δηmax', der bei S281 eingestellt wird, zu korrigieren. 15 umfasst Beispiele, die den Korrekturfaktor KT relativ zu der Temperatur TLNT der LNT 40 zeigt.At S282 becomes a correction factor K T based on the temperature TLNT of the LNT 40 is calculated to correct the basic threshold Δηmax 'set at S281. 15th includes examples showing the correction factor K T relative to the temperature TLNT of the LNT 40 shows.

In 15(a) ist der Korrekturfaktor KT konstant (KT=1) in dem Temperaturbereich (TLNT_min-TLNT_max). Das heißt, bei S282 wird der Korrekturfaktor KT eingestellt, um unabhängig von der Temperatur TLNT konstant zu sein. Bei S283 wird der Schwellenwert Δηmax durch Multiplizieren des Basisschwellenwerts Δηmax' mit dem Korrekturfaktor KT eingestellt. Deshalb ist bei dem Beispiel von 15(a) der Schwellenwert Δηmax gleich dem Basisschwellenwert Δηmax', ohne von der Temperatur TLNT der LNT 40 beeinflusst zu werden, ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel.In 15 (a) the correction factor K T is constant (K T = 1) in the temperature range (T LNT_min -T LNT_max ). That is, at S282 the correction factor K T is set to be constant regardless of the temperature T LNT. At S283 the threshold value Δηmax is set by multiplying the basic threshold value Δηmax 'by the correction factor K T. Therefore, in the example of 15 (a) the threshold value Δηmax is equal to the basic threshold value Δηmax ', without depending on the temperature TLNT of the LNT 40 to be influenced, similar to the first embodiment.

Der untere Grenzwert TLNT_min und der obere Grenzwert TLNT_max von 15(a) werden in solch einer Art und Weise eingestellt, dass die NOx-Reinigungsrate η einen stabilen Wert zeigt, wie der Temperaturbereich der (3) von 12.The lower limit value T LNT_min and the upper limit value T LNT_max of 15 (a) are set in such a manner that the NOx purification rate η shows a stable value as the temperature range of ( 3 ) of 12th .

In 15(b) wird der Korrekturfaktor KT schrittweise herabgesetzt, wenn die Temperatur TLNT größer wird. Deshalb wird mit zunehmender Temperatur TLNT der Korrekturfaktor KT schrittweise herabgesetzt, und zwar bei S282, und wird bei S283 der Schwellenwert Δηmax schrittweise herabgesetzt.In 15 (b) the correction factor K T is gradually reduced as the temperature TLNT increases. Therefore, as the temperature TLNT increases, the correction factor K T is gradually reduced, namely at S282 , and will be at S283 the threshold value Δηmax is gradually reduced.

Der untere Grenzwert TLNT_min und der obere Grenzwert TLNT_max von 15(b) werden in einer Art und Weise eingestellt, dass der Korrekturfaktor KT der kleinste Wert in dem Temperaturbereich (3) von 12 wird. Das heißt, der Korrekturfaktor KT wird in dem Temperaturbereich (3) von 12, in dem die NOx-Reinigungsrate η den stabilen Wert zeigt, zum kleinsten Wert gemacht. Der Korrekturfaktor KT wird in dem Niedertemperaturbereich (1), (2) von 12, in dem die NOx-Reinigungsrate η einen nicht stabilen Wert zeigt, größer gemacht.The lower limit value T LNT_min and the upper limit value T LNT_max of 15 (b) are set in such a way that the correction factor K T is the smallest value in the temperature range ( 3 ) of 12th becomes. That is, the correction factor K T is in the temperature range ( 3 ) of 12th in which the NOx purification rate η shows the stable value is made the smallest value. The correction factor K T is used in the low temperature range ( 1 ), ( 2 ) of 12th in which the NOx purification rate η shows an unstable value is made larger.

Deshalb kann die Bestimmung des Verschlechterungsgrads in dem Niedertemperaturbereich, der den nicht-stabilen Wert zeigt, durchgeführt werden. Somit kann die Bestimmung häufig durchgeführt werden. Ferner kann verhindert werden, dass fälschlicherweise geurteilt wird, dass die LNT 40 verschlechtert ist, wenn die LNT 40 nicht verschlechtert ist.Therefore, the determination of the degree of deterioration can be made in the low temperature region showing the unstable value. Thus, the determination can be made frequently. Further, it can be prevented that the LNT 40 is deteriorated when the LNT 40 is not deteriorated.

In 15(c) wird der Korrekturfaktor KT schrittweise herabgesetzt, wenn die Temperatur TLNT höher wird. Dann wird der Korrekturfaktor KT schrittweise erhöht, wenn die Temperatur TLNT höher wird.In 15 (c) the correction factor K T is gradually reduced as the temperature TLNT becomes higher. Then the correction factor K T is gradually increased as the temperature T LNT becomes higher.

Der untere Grenzwert TLNT_min und der obere Grenzwert TLNT_max von 15(c) werden in einer Art und Weise eingestellt, dass der Korrekturfaktor KT in dem Temperaturbereich (3) von 12 am kleinsten wird. Deshalb kann der Verschlechterungsgrad in dem Niedertemperaturbereich entsprechend (1), (2) von 12 und dem Hochtemperaturbereich entsprechend (4), (5) von 12 bestimmt werden, in denen die NOx-Reinigungsrate η nicht stabil ist. Somit kann die Bestimmung häufiger durchgeführt werden. Ferner kann verhindert werden, dass fälschlicherweise geurteilt wird, dass sich die LNT 40 verschlechtert hat, wenn sich die LNT 40 nicht verschlechtert hat.The lower limit value T LNT_min and the upper limit value T LNT_max of 15 (c) are set in such a way that the correction factor K T is in the temperature range ( 3 ) of 12th becomes smallest. Therefore, the degree of deterioration in the low temperature region can be ( 1 ), ( 2 ) of 12th and according to the high temperature range ( 4th ), ( 5 ) of 12th can be determined in which the NOx purification rate η is not stable. Thus, the determination can be made more frequently. Further, it can be prevented that the LNT 40 has deteriorated when the LNT 40 has not deteriorated.

(Drittes Ausführungsbeispiel)(Third embodiment)

In einem dritten Ausführungsbeispiel wird dann, wenn der Verschlechterungsgrad der LNT 40 festgestellt wird, die NOx-Reinigungsrate η gesteuert. Gesichtspunkte des dritten Ausführungsbeispiels, die sich von dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheiden, werden nachstehend beschrieben.In a third embodiment, if the degree of deterioration of the LNT 40 is detected, the NOx purification rate η is controlled. Aspects of the third embodiment that are different from the first and second embodiments will be described below.

Ein Aufbau des dritten Ausführungsbeispiels ist ähnlich zu demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels von 1. Der Verschlechterungsgrad der LNT 40 wird basierend auf dem Flussdiagramm von 5 ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel bestimmt.A construction of the third embodiment is similar to that of the first embodiment of FIG 1 . The degree of deterioration of the LNT 40 is based on the flowchart of 5 determined similar to the first embodiment.

Der Verschlechterungsgrad der LNT 40 wird basierend auf der Reinigungsratenänderung Δη bestimmt, wenn die NOx-Reinigungsrate η der LNT 40 in einem vorbestimmten Bereich ist.The degree of deterioration of the LNT 40 is determined based on the purification rate change Δη when the NOx purification rate η of the LNT 40 is in a predetermined range.

Eine durchgezogene Linie 211 von 16 ist die gleiche Linie, wie die Linie 211 von 3, die die Normalzeit zeigt, und eine gestrichelte Linie 221 von 16 ist die gleiche Linie, wie die Linie 221 von 3, die die Verschlechterungszeit zeigt.A solid line 211 of 16 is the same line as the line 211 of 3 showing the standard time and a dashed line 221 of 16 is the same line as the line 221 of 3 showing the deterioration time.

Wie es in 16 gezeigt ist, wird dann, wenn die NOx-Reinigungsrate η in einem Bereich von 40% bis 90% ist, die NOx-Reinigungsrate η der Linie 211, 221 relativ zu der NOx-Speichermenge Y beinahe linear geändert. Der Bereich von 40% bis 90% stellt einen Linearbereich der Linie 211, 221 dar. Im Gegensatz dazu ist die NOx-Reinigungsrate η in einem anderen Bereich als 40% bis 90% weniger linear. Wenn die NOx-Reinigungsrate η gleich wie oder größer als 90% ist, wird die Linie 211, 221 nach oben konvex und hat die NOx-Reinigungsrate η eine kleine Variation, selbst wenn die NOx-Speichermenge Y geändert wird.Like it in 16 as shown, when the NOx purification rate η is in a range from 40% to 90%, the NOx purification rate η becomes the line 211 , 221 is changed almost linearly relative to the NOx storage amount Y. The range from 40% to 90% represents a linear range of the line 211 , 221 In contrast, the NOx purification rate η is less linear in a range other than 40% to 90%. When the NOx purification rate η is equal to or greater than 90%, the line becomes 211 , 221 convex upward and the NOx purification rate η has a small variation even if the NOx storage amount Y is changed.

Deshalb, wenn die Verschlechterungsbestimmung durchgeführt wird, wenn die NOx-Reinigungsrate η gleich wie oder größer als 90% ist, ist die Reinigungsratenänderung Δη selbst dann klein, wenn die LNT 40 verschlechtert ist. In diesem Fall kann ein falsches Beurteilen durchgeführt werden.Therefore, when the deterioration determination is made when the NOx purification rate η is equal to or greater than 90%, the purification rate change Δη is small even if the LNT is used 40 is deteriorating. In this case, wrong judgment may be made.

Bei dem dritten Ausführungsbeispiel wird der Verschlechterungsgrad der LNT 40 in dem linearen Bereich der NOx-Reinigungsrate η von 40% bis 90% bestimmt. Im Speziellen wird der Temperaturbereich (TLNT_min-TLNT_max) von S263 von 6 in einer Art und Weise eingestellt, dass sich die NOx-Reinigungsrate η beispielsweise in einem Bereich von 40% bis 90% ändert.In the third embodiment, the deterioration degree becomes the LNT 40 is determined in the linear range of the NOx purification rate η from 40% to 90%. In particular, the temperature range (T LNT_min -T LNT_max ) of S263 is from 6th is set in a manner that the NOx purification rate η changes in a range from 40% to 90%, for example.

Wenn das fette Spülen durchgeführt wird, wenn die LNT-Temperatur TLNT hoch ist, wird eine Reduktion gefördert. Deshalb wird die NOx-Speichermenge Y, die in der LNT 40 verbleibt, verringert, wenn das fette Spülen beendet wird. Wie es in 16 gezeigt ist, kann die NOx-Reinigungsrate η gleich wie oder größer als 90% werden, wenn die NOx-Speichermenge Y reduziert ist. Deshalb, wie es in 17(c), 17(d) gezeigt ist, wird der Temperaturbereich (TLNT_min-TLNT_max) vergleichsweise niedrig eingestellt, beispielsweise kleiner gleich 300°C. In diesem Fall ist die Reduktionsreaktion verglichen mit einem Fall begrenzt, bei dem die Temperatur TLNT in 17(a), 17(b) hoch ist. Wenn das fette Spülen beendet ist, kann bewirkt werden, dass eine vorbestimmte Menge an NOx in der LNT 40 verbleibt und kann die NOx-Reinigungsrate η gleich wie oder kleiner als 90% gemacht werden. Somit kann der Verschlechterungsgrad der LNT 40 in dem Linearbereich der Linie 211, 221 bewertet werden.If the rich purging is performed when the LNT temperature T LNT is high, reduction is promoted. Therefore, the NOx storage amount Y, which is in the LNT 40 remains decreased when the rich flush is stopped. Like it in 16 As shown, the NOx purification rate η can become equal to or greater than 90% as the NOx storage amount Y is reduced. Therefore, as it is in 17 (c) , 17 (d) is shown, the temperature range (T LNT_min -T LNT_max ) is set to be comparatively low, for example less than or equal to 300 ° C. In this case, the reduction reaction is limited compared with a case where the temperature T LNT in 17 (a) , 17 (b) is high. When the rich purging is completed, a predetermined amount of NOx can be caused to be in the LNT 40 remains and the NOx purification rate η can be made equal to or smaller than 90%. Thus, the degree of deterioration of the LNT 40 in the linear region of the line 211 , 221 be rated.

Wenn die NOx-Reinigungsrate vor einer Spülung ηvor, die bei S14 berechnet wird, einen Fehler aufweist, oder wenn die NOx-Reinigungsrate nach einer Spülung ηnach, die bei S24 berechnet wird, einen Fehler aufweist, kann ein Fehler der Reinigungsratenänderung Δη innerhalb des linearen Bereichs ausgeglichen werden. Deshalb kann der Verschlechterungsgrad der LNT 40 genauer bestimmt werden.If the NOx purification rate η before a purge, which at S14 is calculated has an error, or if the NOx purification rate after a purge η after that at S24 is calculated has an error, an error in the cleaning rate change Δη can be compensated for within the linear range. Therefore, the degree of deterioration of the LNT 40 can be determined more precisely.

Der Temperaturbereich (TLNT_min-TLNT_max) von 17(a), 17(b) ist für das zweite Ausführungsbeispiel geeignet, bei dem es erforderlich ist, dass die Bestimmung häufig durchgeführt wird.The temperature range (T LNT_min -T LNT_max ) from 17 (a) , 17 (b) is suitable for the second embodiment in which the determination is required to be made frequently.

Die Linie 211, 221 liegt außerhalb des linearen Bereichs liegend, wenn die Vorspül-NOx-Reinigungsrate ηvor gleich wie oder kleiner als 40% ist. In diesem Fall kann verhindert werden, dass die Verschlechterungsbestimmung durchgeführt wird. Zum Beispiel wird nach S27 von 5 ein neuer Schritt hinzugefügt, bei dem beurteilt wird, ob die NOx-Reinigungsrate vor einer Spülung ηvor gleich wie oder kleiner als 40% ist. Wenn bestimmt wird, dass die NOx-Reinigungsrate vor einer Spülung ηvor gleich wie oder kleiner als 40% ist, wird verhindert, dass S28 durchgeführt wird.The line 211 , 221 is out of the linear range when the pre-purge NOx purification rate η is equal to or less than 40%. In this case, the deterioration determination can be prevented from being performed. For example, after S27 of 5 a new step is added in which it is judged whether the pre-purge NOx purification rate η is equal to or less than 40%. If it is determined that the pre-purge NOx purification rate η is equal to or less than 40%, it is prevented from occurring S28 is carried out.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt und das Ausführungsbeispiel kann innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung abgewandelt werden.The present invention is not limited to the above embodiments, and the embodiment can be modified within the scope of the present invention.

Ein Verschlechterungsbestimmungsabschnitt (S29) einer Abgasreinigungsvorrichtung bestimmt einen Verschlechterungszustand eines Katalysators (40, 41), der in einem Abgasdurchgang (32) einer Maschine (10) angeordnet ist, basierend auf einer Beziehung zwischen einer Veränderung (Δη) einer Reinigungsrate (η) und einer NOx-Reduktionsmenge (ΔNOx). Der Katalysator hat die NOx-Reduktionsmenge (ΔNOx) durch eine Reduktionsbehandlung. Die Veränderung (Δη) der Reinigungsrate (η) entspricht einem Unterschied zwischen einer Vorreduktionsrate (ηvor) vor dem Durchführen der Reduktionsbehandlung und einer Nachreduktionsrate (ηnach) nach dem Durchführen der Reduktionsbehandlung.A deterioration determining section ( S29 ) an exhaust gas purification device determines a deteriorated state of a catalytic converter ( 40 , 41 ), which is in an exhaust gas passage ( 32 ) a machine ( 10 ) is arranged based on a relationship between a change (Δη) of a purification rate (η) and a NOx reduction amount (ΔNOx). The catalyst has the NOx reduction amount (ΔNOx) through reduction treatment. The change (Δη) in the purification rate (η) corresponds to a difference between a pre-reduction rate (ηbefore) before the reduction treatment is carried out and a post-reduction rate (ηafter) after the reduction treatment is carried out.

Claims (11)

Abgasreinigungsvorrichtung für eine Maschine (10) mit: einem Katalysator (40, 41), der in einem Abgasdurchgang (32) der Maschine (10) angeordnet ist, wobei der Katalysator (40, 41) NOx in einer mageren Atmosphäre speichert und das gespeicherte NOx in einer fetten Atmosphäre reduziert; einem Reduktionsbehandlungsdurchführabschnitt (S15) zum Veranlassen, dass der Katalysator (40, 41) einer Reduktionsbehandlung unterzogen wird; einem NOx-Reinigungsratenschätzabschnitt (S14, S24) zum Schätzen einer NOx-Reinigungsrate (η), die einem Unterschied zwischen einer NOx-Menge in einem Abgas vor einem Durchlaufen des Katalysators (40, 41) und einer NOx-Menge in einem Abgas nach einem Durchlaufen des Katalysators (40, 41) entspricht, wobei die NOx-Reinigungsrate (η) vor einem Durchführen der Reduktionsbehandlung eine Vorreduktionsrate (ηvor) und nach einem Durchführen der Reduktionsbehandlung eine Nachreduktionsrate (ηnach) aufweist; eine Änderungsberechnungseinrichtung (S25) zum Berechnen einer Reinigungsratenänderung (Δη) der Reinigungsrate (η), die durch die Reduktionsbehandlung erzeugt wird, basierend auf der Vorreduktionsrate (ηvor) und der Nachreduktionsrate (ηnach); einem NOx-Reduktionsmengenschätzabschnitt (S21) zum Schätzen einer NOx-Reduktionsmenge (ΔNOx), die bei der Reduktionsbehandlung reduziert wird; und einem Verschlechterungsbestimmungsabschnitt (S29) zum Bestimmten eines Verschlechterungszustands des Katalysators (40, 41) basierend auf einer Beziehung zwischen der Reinigungsratenänderung (Δη) und der NOx-Reduktionsmenge (ΔNOx), dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlechterungsbestimmungsabschnitt (S29) einen Schwellenwerteinstellabschnitt (S28) zum Einstellen eines Schwellenwerts (Δηmax) für die Reinigungsratenänderung (Δη) basierend auf der NOx-Reduktionsmenge (ΔNOx), zum Bestimmen, ob der Katalysator (40, 41) normal oder verschlechtert ist, und einen Vergleichsabschnitt (S29) zum Vergleichen der Reinigungsratenänderung (Δη) mit dem Schwellenwert (Δηmax) aufweist.An exhaust purification device for an engine (10) comprising: a catalyst (40, 41) disposed in an exhaust passage (32) of the engine (10), the catalyst (40, 41) storing NOx in a lean atmosphere and the stored NOx reduced in a rich atmosphere; a reduction treatment performing section (S15) for causing the catalyst (40, 41) to undergo reduction treatment; a NOx purification rate estimation section (S14, S24) for estimating a NOx purification rate (η) which is a difference between an amount of NOx in an exhaust gas before passing through the catalyst (40, 41) and an amount of NOx in an exhaust gas after a Passing through the catalytic converter (40, 41), the NOx purification rate (η) having a pre-reduction rate (ηbefore) before performing the reduction treatment and a post-reduction rate (ηafter) after performing the reduction treatment; change calculating means (S25) for calculating a cleaning rate change (Δη) of the cleaning rate (η) generated by the reduction treatment based on the pre-reduction rate (ηbefore) and the post-reduction rate (ηafter); a NOx reduction amount estimation section (S21) for estimating a NOx reduction amount (ΔNOx) reduced in the reduction treatment; and a deterioration determination section (S29) for determining a deterioration state of the catalyst (40, 41) based on a relationship between the purification rate change (Δη) and the NOx reduction amount (ΔNOx), characterized in that the deterioration determination section (S29) includes a threshold value setting section (S28) for setting a threshold value (Δηmax) for the purification rate change (Δη) based on the NOx reduction amount (ΔNOx), for determining whether the catalyst (40, 41) is normal or deteriorated, and a comparison section (S29) for comparing the purification rate change ( Δη) with the threshold value (Δηmax). Abgasreinigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, die ferner Folgendes aufweist: einen NOx-Sensor (28), der stromabwärts des Katalysators (40, 41) angeordnet ist, um eine NOx-Konzentration in dem Abgasdurchgang (32) zu erfassen, wobei der NOx-Reinigungsratenschätzabschnitt (S14, S24) aufweist einen NOx-Abgabemengenschätzabschnitt (S12, S22) zum Schätzen einer NOx-Abgabemenge (Xe1, Xe2), die von der Maschine (10) abgegeben wird, einen NOx-Durchtrittsmengenschätzabschnitt (S13, S23) zum Schätzen einer NOx-Durchtrittsmenge (XI1, XI2) nach einem Durchtreten durch den Katalysator (40, 41) durch Verwenden des NOx-Sensors (28), eine Vorreduktions-NOx-Reinigungsratenberechnungseinrichtung zum Berechnen der Vorreduktionsrate (ηvor) basierend auf der NOx-Abgabemenge (Xe1) und der NOx-Durchtrittsmenge (XII) bevor die Reduktionsbehandlung durchgeführt wird, und eine Nachreduktions-NOx-Reinigungsratenberechnungseinrichtung zum Berechnen der Nachreduktionsrate (ηnach) basierend auf der NOx-Abgabemenge (Xe2) und der NOx-Durchtrittsmenge (XI2) nachdem die Reduktionsbehandlung durchgeführt ist.Exhaust gas cleaning device according to Claim 1 further comprising: a NOx sensor (28) disposed downstream of the catalyst (40, 41) to detect a NOx concentration in the exhaust passage (32), wherein the NOx purification rate estimation section (S14, S24) comprises a NOx discharge amount estimating section (S12, S22) for estimating a NOx discharge amount (Xe1, Xe2) discharged from the engine (10), a NOx passage amount estimating section (S13, S23) for estimating a NOx passage amount (XI1, XI2) after passing through the catalyst (40, 41) by using the NOx sensor (28), a pre-reduction NOx purification rate calculator for calculating the pre-reduction rate (ηvor) based on the NOx discharge amount (Xe1) and the NOx passage amount (XII) before the reduction treatment is performed, and post-reduction NOx purification rate calculating means for calculating the post-reduction rate (ηnach) based on the NOx discharge amount (Xe2) and the NOx permeation amount (XI2) after which the reduction treatment is performed. Abgasreinigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Schwellenwerteinstellabschnitt (S28) den Schwellenwert (Δηmax) für die Reinigungsratenänderung (Δη) ferner basierend auf der Vorreduktions-NOx-Reinigungsrate (ηvor) einstellt.Exhaust gas cleaning device according to Claim 1 wherein the threshold value setting section (S28) sets the threshold value (Δηmax) for the purification rate change (Δη) further based on the pre-reduction NOx purification rate (ηpre). Abgasreinigungsvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei der Schwellenwerteinstellabschnitt (S28) den Schwellenwert (Δηmax) für die Reinigungsratenänderung (Δη) basierend auf einer Temperatur (TLNT) des Katalysators (40, 41) korrigiert, und der Schwellenwerteinstellabschnitt (S28) den korrigierten Wert als den Schwellenwert (Δηmax) einstellt.Exhaust gas cleaning device according to Claim 3 wherein the threshold value setting section (S28) corrects the threshold value (Δηmax) for the purification rate change (Δη) based on a temperature (TLNT) of the catalyst (40, 41), and the threshold value setting section (S28) sets the corrected value as the threshold value (Δηmax) . Abgasreinigungsvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei der Schwellenwerteinstellabschnitt (S28) den Schwellenwert (Δηmax) korrigiert, um höher zu werden, wenn die Temperatur (TLNT) des Katalysators (40, 41) in eine Richtung geändert wird, um die NOx-Reinigungsrate (η) zu verringern.Exhaust gas cleaning device according to Claim 4 wherein the threshold value setting section (S28) corrects the threshold value (Δηmax) to become higher as the temperature (T LNT ) of the catalyst (40, 41) is changed in one direction to decrease the NOx purification rate (η). Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, die ferner Folgendes aufweist: einen Temperaturbestimmungsabschnitt (S26), um zu bestimmten, ob eine Temperatur (TLNT) des Katalysators (40, 41) in einem vorbestimmten Temperaturbereich ist oder nicht, wobei der Verschlechterungsbestimmungsabschnitt (S29) den Verschlechterungszustand des Katalysators (40, 41) basierend auf der Reinigungsratenänderung (Δη) bestimmt, wenn der Temperaturbestimmungsabschnitt (S26) bestimmt, dass die Temperatur (TLNT) des Katalysators (40, 41) in dem vorbestimmten Temperaturbereich ist.Exhaust gas purification device according to one of the Claims 1 to 3 further comprising: a temperature determination section (S26) for determining whether or not a temperature (T LNT ) of the catalytic converter (40, 41) is in a predetermined temperature range, the deterioration determination section (S29) determining the deteriorated state of the catalytic converter (40 , 41) is determined based on the purification rate change (Δη) when the temperature determination section (S26) determines that the temperature (T LNT ) of the catalyst (40, 41) is in the predetermined temperature range. Abgasreinigungsvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei die NOx-Reinigungsrate (η) eine Kennlinie (211, 221) relativ zu einer NOx-Speichermenge (Y) aufweist, die in dem Katalysator (40, 41) gespeichert ist, und der Verschlechterungsbestimmungsabschnitt (S29) den Verschlechterungszustand des Katalysators (40, 41) basierend auf der Reinigungsratenänderung (Δη) bestimmt, die basierend auf der Vorreduktionsrate (ηvor) und der Nachreduktionsrate (ηnach) berechnet wird, wenn die Kennlinie (211, 221) in einem Linearbereich ist, in dem die Kennlinie linear ist.Exhaust gas cleaning device according to Claim 6 wherein the NOx purification rate (η) has a characteristic (211, 221) relative to a NOx storage amount (Y) stored in the catalyst (40, 41), and the deterioration determination section (S29) shows the deteriorated state of the catalyst ( 40, 41) is determined based on the cleaning rate change (Δη) calculated based on the pre-reduction rate (ηpre) and the post-reduction rate (ηafter) when the characteristic curve (211, 221) is in a linear range in which the characteristic curve is linear. Abgasreinigungsvorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei der Reduktionsbehandlungsdurchführungsabschnitt (S20) die Reduktionsbehandlung stoppt, wenn ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis stromabwärts des Katalysators (40, 41) fetter als ein vorbestimmter Wert ist, und der vorbestimmte Temperaturbereich in einer Art und Weise eingestellt wird, dass eine vorbestimmte NOx-Speichermenge in dem linearen Bereich verbleibt, wenn die Reduktionsbehandlung gestoppt wird.Exhaust gas cleaning device according to Claim 7 , wherein the reduction treatment performing section (S20) stops the reduction treatment when an air-fuel ratio downstream of the catalyst (40, 41) is richer than a predetermined value, and the predetermined temperature range is set in a manner that a predetermined NOx- Storage amount remains in the linear range when the reduction treatment is stopped. Abgasreinigungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei der NOx-Abgabemengenschätzabschnitt (S12, S22) die NOx-Abgabemenge (Xe1, Xe2) basierend auf einer Basis-NOx-Abgabemenge (Xe0), die für jeden Betriebszustand der Maschine (10) vorbestimmt ist, schätzt.Exhaust gas cleaning device according to Claim 2 wherein the NOx discharge amount estimating section (S12, S22) estimates the NOx discharge amount (Xe1, Xe2) based on a basic NOx discharge amount (Xe0) predetermined for each operating state of the engine (10). Abgasreinigungsvorrichtung gemäß Anspruch 2 oder 9, die ferner Folgendes aufweist: einen Zeitverarbeitungsabschnitt (S107, S108, S109) um zu bewirken, dass ein zeitliches Verhalten der NOx-Durchtrittsmenge (XI1, XI2) und ein zeitliches Verhalten der NOx-Abgabemenge (Xe1, Xe2) einander entsprechen, indem eine Zeitverzögerung berücksichtigt wird, bis das NOx, das von der Maschine (10) ausgelassen wird, durch den NOx-Sensor (28) erfasst wird, wobei der NOx-Reinigungsratenberechnungsabschnitt die NOx-Reinigungsrate (η) basierend auf der NOx-Durchtrittsmenge (XI1, XI2) und der NOx-Abgabemenge (Xe1, Xe2), die einander entsprechen, berechnet.Exhaust gas cleaning device according to Claim 2 or 9 further comprising: a time processing section (S107, S108, S109) for causing a time behavior of the NOx passage amount (XI1, XI2) and a time behavior of the NOx discharge amount (Xe1, Xe2) correspond to each other by taking into account a time lag until the NOx discharged from the engine (10) is detected by the NOx sensor (28), the NOx purification rate calculating portion calculating the NOx purification rate (η) based on the NOx - The passage amount (XI1, XI2) and the NOx discharge amount (Xe1, Xe2), which correspond to each other, are calculated. Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, die ferner Folgendes aufweist: einen stromaufwärtigen Sensor (26), der stromaufwärts des Katalysators (40, 41) angeordnet ist, um ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder eine O2-Konzentration zu erfassen; und einen stromabwärtigen Sensor (27), der stromabwärts des Katalysators (40, 41) angeordnet ist, um ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder eine O2-Konzentration zu erfassen, wobei der NOx-Reduktionsmengenschätzabschnitt (S21) die NOx-Reduktionsmenge (ΔNOx) basierend auf Erfassungswerten schätzt, die durch den stromaufwärtigen und den stromabwärtigen Sensor (26, 27) erfasst werden.Exhaust gas purification device according to one of the Claims 1 to 10 further comprising: an upstream sensor (26) disposed upstream of the catalyst (40, 41) to detect an air-fuel ratio or an O 2 concentration; and a downstream sensor (27) disposed downstream of the catalyst (40, 41) to detect an air-fuel ratio or an O 2 concentration, the NOx reduction amount estimating section (S21) the NOx reduction amount (ΔNOx ) based on detection values detected by the upstream and downstream sensors (26, 27).
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