DE102012205736B4 - Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor - Google Patents

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Abstract

Abgasreinigungssystem (2) für einen Verbrennungsmotor (1), wobei das System (2) umfasst: einen selektiven NOx-Reduktionskatalysator (23), der in einem Auspuffkanal (11) des Verbrennungsmotors (1) vorgesehen ist und eine Funktion hat, NOx im Abgas in der Gegenwart eines Reduktionsmittels selektiv zu reduzieren und NO2 in dem Abgas zu adsorbieren; ein Reduktionsmittel-Zufuhrmittel (25) zum Zuführen eines Reduktionsmittels oder eines Vorläufers davon in den Auspuffkanal (11) an einer stromaufwärtigen Seite des selektiven NOx-Reduktionskatalysators (23); einen NO2-NOx-Verhältniseinstellmechanismus (1, 21, 22, 26), der bewirkt, dass sich ein NO2-NOx-Verhältnis entsprechend einem Verhältnis von NO2 zu NOx im in den selektiven NOx-Reduktionskatalysator (23) fließenden Abgas ändert; und ein Störsteuerungsmittel (61, 7) zum Ausführen einer NO2-NOx-Verhältnisstörsteuerung/-regelung, welche eine Steuerung/Regelung ist, die abwechselnd eine NO2-Zunahmesteuerung/-regelung, um mittels des NO2-NOx-Verhältniseinstellmechanismus zu bewirken, dass das NO2-NOx-Verhältnis größer als ein Referenzwert in der Nähe von 0,5 wird, und eine NO2-Abnahmesteuerung/-regelung, um mittels des NO2-NOx-Verhältniseinstellmechanismus (1, 21, 22, 26) zu bewirken, dass das NO2-NOx-Verhältnis kleiner als der Referenzwert wird, ausführt, worin die NO2-NOx-Verhältnisstörssteuerung/-regelung so ausgeführt wird, dass ein NO2-Ausgleich des selektiven NOx-Reduktionskatalysators (23) in einer vorbestimmten Zeitdauer, wobei die NO2-Adsorption positiv und die NO2-Freisetzung negativ ist, ein Sollwert ist.

Description

  • Diese Anmeldung beruht auf dem und beansprucht den Nutzen der Priorität aus der japanischen Patentanmeldung Nr. 2011-083960 , eingereicht am 05. April 2011, deren Inhalt hierin unter Bezug aufgenommen wird.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor. Insbesondere betrifft sie ein Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor, der mit einem selektiven Reduktionskatalysator ausgestattet ist, der Stickoxide (NOx) im Abgas in der Gegenwart eines Reduktionsmittels selektiv reduziert.
  • Verwandte Technik
  • Als ein Abgasreinigungssystem, das NOx im Abgas reinigt, ist bislang ein System vorgeschlagen worden, wo in einem Auspuffkanal ein selektiver Reduktionskatalysator vorgesehen ist, der NOx im Abgas durch ein Reduktionsmittel, wie etwa Ammoniak (NH3), selektiv reduziert. Zum Beispiel wird bei einem Abgasreinigungssystem vom Harnstoffzusatz-Typ Harnstoffwasser, das ein NH3-Vorläufer ist, an einer stromaufwärtigen Seite des selektiven Reduktionskatalysators zugeführt, wobei durch thermische Zersetzung oder Hydrolyse dieses Harnstoffwasser durch die Wärme des Abgases NH3 erzeugt wird, und das NOx im Abgas durch dieses NH3 selektiv reduziert wird. Zusätzlich zu einem solchen System der Harnstoffzugabe ist zum Beispiel auch ein System vorgeschlagen worden, das NH3 erzeugt, indem eine NH3-Verbindung, wie etwa Ammoniumcarbid, erhitzt wird, und dieses NH3 direkt zugibt. Ein System dieser Harnstoffzugabe wird nachfolgend erläutert.
  • Die NOx-Reinigungsrate des selektiven Reduktionskatalysators ändert sich bekanntermassen in Abhängigkeit von den Anteilen von Stickstoffmonoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO2), die das NOx des dort hineinfließenden Abgases darstellen. Insbesondere, wenn das NO2-NOx-Verhältnis des in den selektiven Reduktionskatalysator fließenden Abgases (Mol-Verhältnis von NO2 zu NOx, das NO und NO2 kombiniert), 0,5 ist, das heißt, wenn das Verhältnis von NO zu NO2 1:1 ist, ist die NOx-Reinigungsrate maximal.
  • Eine Abgasreinigungsvorrichtung wird in der ungeprüften japanischen Patentanmeldeschrift Nr. JP 2008-231950 A vorgeschlagen (nachfolgend als ”Patentdokument 1” bezeichnet), die so konfiguriert ist, dass das NO2-NOx-Verhältnis des in den selektiven Reduktionskatalysator fließenden Abgases 0,5 ist, um die Leistungsfähigkeit eines solchen selektiven Reduktionskatalysators zu maximieren. Bei dieser Abgasreinigungsvorrichtung ist die Konfiguration so, dass das NO2-NOx-Verhältnis des in den selektiven Reduktionskatalysator fließenden Abgases immer auf 0,5 gehalten wird, indem eine AGR-Menge, eine Kraftstoffeinspritz-Zeitgebung etc. vorwärts koppelnd gesteuert werden, durch Absuchen eines Kennfelds, das vorab basierend auf dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors erstellt ist.
  • Aus der US 2011/0041481 A1 ist ein Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor bekannt, welches einen selektiven NOx-Reduktionskatalysator umfasst, der in einem Auspuffkanal des Verbrennungsmotors vorgesehen ist und eine Funktion hat, NOx im Abgas in der Gegenwart eines Reduktionsmittels selektiv zu reduzieren und NO2 in dem Abgas zu absorbieren.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Obwohl sich jedoch der Betriebszustand des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit von den Anforderungen des Fahrers, des Zustands des Fahrzeugs etc. immer ändert, ist es in der tatsächlichen Praxis sehr schwierig, das NO2-NOx-Verhältnis unter diesen Bedingungen immer kontinuierlich auf 0,5 zu halten. Zum Beispiel in einem Fall, wo ein Oxidationskatalysator vorgesehen ist, der an der stromaufwärtigen Seite des selektiven Reduktionskatalysators NO in NO2 oxidiert, wird sich das NO2-NOx-Verhältnis des in den selektiven Reduktionskatalysator fließenden Abgases in Abhängigkeit von der Temperatur des Oxidationskatalysators, der Raumgeschwindigkeit (SV) des Abgases in dem Oxidationskatalysator, der NOx-Menge, der O2-Konzentration und der HC-Konzentration in dem in den Oxidationskatalysator fließenden Abgas etc. verändern; jedoch können diese Parameter nicht in allen Betriebsbereichen so kartiert werden, dass das NO2-NOx-Verhältnis 0,5 ist.
  • Darüber hinaus, selbst wenn man annehmen würde, dass eine solche Kartierung (mapping) möglich wäre, könnte in diesem Fall eine Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs und der Vermarktbarkeit nicht vermieden werden. Weil sich zum Beispiel die NOx-Reinigungsrate des selektiven Reduktionskatalysators in Abhängigkeit von dessen Temperatur ändert, wird die Temperaturregelung zum Halten auf einer geeigneten Temperatur durchgeführt, indem man die Abgastemperatur ansteigen lässt. Hierin wird die Änderung in der Energie, die in der oben erwähnten Temperaturregelung erforderlich ist, berücksichtigt, wenn man das NO2-NOx-Verhältnis von einem Zustand bei 0,7 auf das Optimum von 0,5 absenkt. Wenn man zum Beispiel versucht, das SV des in den Oxidationskatalysator fließenden Abgases höher zu machen, damit das NO2-NOx-Verhältnis kleiner gemacht wird, wird in diesem Fall die Temperatur des in den selektiven Reduktionskatalysator fließenden Abgases ebenfalls abnehmen; daher nimmt die bei der Temperaturregelung erforderliche Energie zu. Wenn man darüber hinaus versucht, die NOx-Menge im in den Oxidationskatalysator fließenden Abgas größer zu machen, um das NO2-NOx-Verhältnis kleiner zu machen, könnte in diesem Fall die Reduktionsmittel-Verbrauchsmenge in dem selektiven Reduktionskatalysator zunehmen.
  • Wie oben beschrieben ist die Steuerung zum kontinuierlichen Halten des NO2-NOx-Verhältnisses auf dem Optimalwert, wie etwa die im Patentdokument 1 aufgezeigte Technologie, in der tatsächlichen Praxis nicht nur schwierig, sondern kann auch eine Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs und der Vermarktbarkeit nicht vermeiden, selbst wenn sie möglich wäre.
  • Die vorliegende Erfindung ist unter Berücksichtigung der vorgenannten Probleme gemacht worden, und hat zum Ziel, ein Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor anzugeben, das die NOx-Reinigungsrate des selektiven Reduktionskatalysators dauerhaft hoch halten kann, ohne eine Verschlechterung im Kraftstoffverbrauch oder der Vermarktbarkeit zu verursachen.
  • Um das oben erwähnte Ziel zu erreichen, sieht die vorliegende Erfindung ein Abgasreinigungssystem (zum Beispiel das später beschriebene Abgasreinigungssystem 2) für einen Verbrennungsmotor (zum Beispiel den später beschriebenen Motor 1) vor, enthaltend: einen selektiven NOx-Reduktionskatalysator (zum Beispiel den später beschriebenen selektiven Reduktionskatalysator 23), der in einem Auspuffkanal (zum Beispiel dem später beschriebenen Auspuffrohr 11) des Verbrennungsmotors vorgesehen ist, und eine Funktion zum selektiven Reduzieren von NOx im Abgas in der Gegenwart eines Reduktionsmittels (zum Beispiel des später beschriebenen NH3) und Adsorbieren von NO2 im Abgas hat. Das Abgasreinigungssystem enthält: einen NO2-NOx-Verhältnis-Einstellmechanismus (zum Beispiel den später beschriebenen Motor 1, Oxidationskatalysator 21, CSF 22, Hochdruck-AGR-Vorrichtung 26, etc.), der bewirkt, dass sich ein NO2-NOx-Verhältnis entsprechend einem Verhältnis von NO2 zu NOx im in den selektiven NOx-Reduktionskatalysator fließenden Abgas ändert; und ein Perturbations- oder Störsteuerungsmittel (zum Beispiel den später beschriebenen NO2-NOx-Verhältnis-Störcontroller 21 und Hauptcontroller 7) zum Ausführen einer NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung/-regelung, so dass ein NO2-Ausgleich oder -Rest des selektiven NOx-Reduktionskatalysators innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer oder -periode, wo die NO2-Adsorption positiv und die NO2-Freisetzung negativ ist, ein Sollwert ist. Die NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung/-regelung ist definiert als eine Steuerung/Regelung, die abwechselnd eine NO2-Zunahme-Steuerung/Regelung zum Bewirken, dass mittels des NO2-NOx-Verhältnis-Einstellmechanismus das NO2-NOx-Verhältnis größer als ein Referenzwert in der Nähe von 0,5 wird, und eine NO2-Abnahme-Steuerung/Regelung zum Bewirken, dass mittels des NO2-NOx-Verhältnis-Einstellmechanismus das NO2-NOx-Verhältnis kleiner als der Referenzwert wird, ausführt.
  • Herkömmlich erreicht die Dauer-NOx-Reinigungsrate eines selektiven NOx-Reduktionskatalysators ein Maximum, wenn das NO2-NOx-Verhältnis des dort hineinfließenden Abgases bei einem Referenzwert in der Nähe von 0,5 liegt, und dessen Dauer-NOx-Reinigungsrate hat abgenommen, unabhängig davon, ob sich das NO2-NOx-Verhältnis zur NO2-Überschussseite oder zur NO-Überschussseite hin ändert. Im Gegensatz hierzu wird in einem Fall, wo es eine Funktion zum Adsorbieren von NO2 im selektiven NOx-Reduktionskatalysator gibt, NO2 adsorbiert oder freigesetzt, als ob das NO2-NOx-Verhältnis auf dem Optimalwert gehalten würde, auch wenn sich das NO2-NOx-Verhältnis von dem oben erwähnten Referenzwert zur NO2-Überschussseite oder NO-Überschussseite hin stark ändert; daher wird die Übergangs-NOx-Reinigungsrate hoch gehalten, während die NO2-Menge, die an den selektiven NOx-Reduktionskatalysator adsorbiert, innerhalb eines geeigneten Bereichs gehalten wird.
  • Die vorliegende Erfindung fokussiert auf die neuartigen Eigenschaften eines solchen selektiven NOx-Reduktionskatalysators und führt eine NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung durch, so dass der NO2-Ausgleich oder Rest des selektiven NOx-Reduktionskatalysators in einer vorbestimmten Dauer oder Periode ein Sollwert ist. In anderen Worten, es werden abwechselnd ausgeführt eine NO2-Zunahme-Steuerung/Regelung, um zu bewirken, dass das NO2-NOx-Verhältnis des in den selektiven NOx-Reduktionskatalysator fließenden Abgases größer als der Referenzwert ist, und eine NO2-Abnahme-Steuerung/Regelung, um im Gegensatz hierzu zu bewirken, dass das NO2-NOx-Verhältnis kleiner als der Referenzwert wird. Hierdurch wird es möglich, die NOx-Reinigungsrate des selektiven NOx-Reduktionskatalysators dauerhaft hoch zu halten.
  • Darüber hinaus wird in der NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung/-regelung der vorliegenden Erfindung das NO2-NOx-Verhältnis so gemacht, dass es sich über oder unter den oben erwähnten Referenzwert ändert, so dass der NO2-Ausgleich oder -Rest in einer vorbestimmten Dauer ein Sollwert ist, im Vergleich zu der herkömmlichen Technologie, die eine Steuerung durchführt, um das NO2-NOx-Verhältnis auf den Optimalwert anzupassen, wodurch es möglich ist, dem Veränderungsmuster des NO2-NOx-Verhältnisses in der oben erwähnten vorbestimmten Dauer einen großen Freiheitsgrad zu geben. Im Ergebnis kann eine Schwankung im NO2-NOx-Verhältnis durch andere Faktoren auf ein gewisses Maß zugelassen werden; daher werden der Kraftstoffverbrauch und die Vermarktbarkeit nicht schlechter, wie bei der herkömmlichen Technologie.
  • Zusätzlich wird bei der vorliegenden Erfindung der Referenzwert für das NO2-NOx-Verhältnis auf einen Wert nahe 0,5 gesetzt, das heißt in einen Bereich, der eine gewisse Spanne einschließlich 0,5 aufweist. Das NO2-NOx-Verhältnis, bei die Dauer-NOx-Reinigungsrate am höchsten ist, ist grundliegend 0,5. Da sich jedoch das in dem selektiven Reduktionskatalysator fließende NO2-NOx-Verhältnis in Abhängigkeit vom Zustand des selektiven Reduktionskatalysators, dem Zustand des in den selektiven Reduktionskatalysator fließenden Abgases und dergleichen ändert, insbesondere der HC-Menge, die an dem selektiven Reduktionskatalysator anhaftet, und der Menge an NO2-Reduktionskomponenten, wie etwa HC und CO im in den selektiven Reduktionskatalysator fließenden Abgas, ändert sich auch das NO2-NOx-Verhältnis, bei dem die Dauer-NOx-Reinigungsrate maximal ist, wesentlich. In der vorliegenden Erfindung wird der vorgenannte Referenzwert nicht konstant auf 0,5 gesetzt, sondern mehr auf Werte in der Nähe von 0,5, in Erwartung einer Instabilität in solchen Zuständen des selektiven Reduktionskatalysators und des Abgases. Es sollte angemerkt werden, dass der oben erwähnte Referenzwert tendenziell zur größeren Seite hin fluktuiert als 0,5, aufgrund des Vorhandenseins dieser vorgenannten NO2-Reduktionskomponenten; daher wird der Wert nahe 0,5 in der vorliegenden Erfindung so gesetzt, dass er insbesondere innerhalb des Bereichs von zumindest 0,4 und weniger als 0,7 liegt.
  • In diesem Fall ist es bevorzugt, dass das Abgasreinigungssystem ferner ein NO2-Adsorptionsmengenschätzmittel (zum Beispiel das später beschriebene selektive Reduktionskatalysatorzustand-Schätzmittel 54) zum Schätzen einer NO2-Adsorptionsmenge in dem selektiven NOx-Reduktionskatalysator enthält, worin das Störsteuerungsmittel einen Wert eines Steuerungsparameters (den Sollwert des NO2-NOx-Verhältnisses, den Sollwert des NO2-Ausgleichs, das Wellenverlaufmuster, etc., später beschrieben) in Bezug auf die Ausführung der NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung basierend auf der NO2-Adsorptionsmenge setzt.
  • Die NO2-Adsorptionsmenge des selektiven NOx-Reduktionskatalysators ändert sich immer in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Verbrennungsmotors. Zusätzlich könnte in einem Fall, wo ein Oxidationskatalysator zum Reinigen von CO und HC in dem Abgas an einer stromaufwärtigen Seite des selektiven NOx-Reduktionskatalysators vorgesehen ist, das HC in den selektiven NOx-Reduktionskatalysator in Abhängigkeit vom Zustand dieses Oxidationskatalysators fließen. Das adsorbierte NO2 wird in einem Fall, wo HC in den selektiven NOx-Reduktionskatalysator geflossen ist, reduziert; daher ändert sich die NO2-Adsorptionsmenge. Daher wird es möglich, eine solche Änderung in der NO2-Adsorptionsmenge nur aus dem NO2-NOx-Verhältnis des in den selektiven Reduktionskatalysator fließenden Abgases zu verstehen. Demzufolge ist es in der vorliegenden Erfindung möglich, die NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung so auszuführen, dass der NO2-Ausgleich in einer vorbestimmten Dauer ein besser geeigneter Sollwert ist, durch das Setzen des Werts eines Steuerparameters in Bezug auf die Ausführung der NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung basierend auf der geschätzten NO2-Adsorptionsmenge.
  • In diesem Fall ist es bevorzugt, dass das Abgasreinigungssystem ferner ein NO2-Erfassungsmittel zum Erfassen einer NO2-Konzentration von Abgas an einer stromabwärtigen Seite des selektiven NOx-Reduktionskatalysators aufweist, worin das Störsteuerungsmittel einen Wert eines Steuerparameters in Bezug auf die Ausführung der NO2-NOx-Verhältnisstörsteuerung basierend auf einem Ausgangswert des NO2-Erfassungsmittels setzt.
  • Wenn die NO2-Adsorptionsmenge des selektiven NOx-Reduktionskatalysators sich ihrer zulässigen Menge annähert, wird NO2, das nicht adsorbiert werden konnte, von dem selektiven Reduktionskatalysator abgegeben; obwohl diese bis zum Absolutwert der NO2-Adsorptionsmenge mittels dieses vorgenannten NO2-Erfassungsmittels nicht präzise erkannt werden kann, ist es daher möglich, zumindest zu bestimmen, ob die NO2-Adsorptionsmenge nahe der zulässigen Menge ist. Durch Setzen des Werts des Steuerparameters in Bezug auf die Ausführung der NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung basierend auf dem Ausgangswert dieses NO2-Erfassungsmittels ist es daher möglich, eine NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung so auszuführen, dass der NO2-Ausgleich in einer vorbestimmten Dauer ein besser geeigneter Sollwert ist.
  • In diesem Fall ist es bevorzugt, dass das Abgasreinigungssystem ferner enthält: ein NOx-Erfassungsmittel (zum Beispiel der später beschriebene NOx-Sensor) zum Erfassen einer NOx-Konzentration von Abgas an einer stromabwärtigen Seite des selektiven NOx-Reduktionskatalysators; und ein NO2-Adsorptionsmengenschätzmittel (zum Beispiel die später beschriebene selektive Reduktionskatalysatorzustandschätzeinheit 54) zum Schätzen einer NO2-Adsorptionsmenge des selektiven NOx-Reduktionskatalysators basierend auf dem Ausgangswert des NO2-Erfassungsmittels und einem Ausgangswert des NOx-Erfassungsmittels, worin das Störsteuerungsmittel einen Wert des Steuerparameters basierend auf der NO2-Adsorptionsmenge setzt.
  • Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung so auszuführen, dass der NO2-Ausgleich ein besser geeigneter Sollwert in einer vorbestimmten Dauer ist, wie oben beschrieben, durch Schätzen der NO2-Adsorptionsmenge des selektiven NOx-Reduktionskatalysators basierend auf den Ausgangswerten des NO2-Erfassungsmittels und des NOx-Erfassungsmittels, und ferner durch Setzen des Werts des Steuerparameters in Bezug auf die Ausführung der NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung basierend auf dieser geschätzten NO2-Adsorptionsmenge.
  • In diesem Fall ist es bevorzugt, dass das Störsteuerungsmittel einen Sollwert für den NO2-Ausgleich so setzt, dass die NO2-Adsorptionsmenge innerhalb eines NOx-Schlupfunterdrückungsbereichs gehalten wird, der zwischen einer vorbestimmten Obergrenze und Untergrenze etabliert ist. Hierin tritt ein NO2-Schlupf auf, wenn NO2-überschüssiges Abgas in einem Zustand zugeführt wird, in dem die NO2-Adsorptionsmenge größer als die Obergrenze ist, und tritt NO-Schlupf auf, wenn NO-überschüssiges Abgas in einem Zustand zugeführt wird, in dem die NO2-Adsorptionsmenge geringer als die Untergrenze ist.
  • In dem Fall, wo eine Funktion zum Adsorbieren von NO2 in dem selektiven NOx-Reduktionskatalysator vorhanden ist, für die Übergangs-NOx-Reinigungsrate, nimmt die Robustheit auf eine Änderung zur NO2-Überschussseite des NO2-NOx-Verhältnisses ab, wenn sich die NO2-Adsorptionsmenge der zulässigen Menge annähert, und die Robustheit auf eine Änderung zur NO-Überschussseite des NO2-NOx-Verhältnisses nimmt ab, wenn sich die NO2-Adsorptionsmenge 0 annähert. Im Ergebnis ist es bevorzugt, dass die NO2-Adsorptionsmenge des selektiven NOx-Reduktionskatalysators innerhalb eines geeigneten Bereichs gehalten wird, wie oben beschrieben. Daher wird mit der vorliegenden Erfindung der NOx-Schlupfunterdrückungsbereich etabliert, der durch diese vorgenannte Adsorptionsobergrenze und Adsorptionsuntergrenze für die NO2-Adsorptionsmenge definiert ist, und der Sollwert für den NO2-Ausgleich in einer vorbestimmten Dauer wird so gesetzt, dass die NO2-Adsorptionsmenge innerhalb dieses NOx-Schlupfunterdrückungsbereichs gehalten wird. Da es hierdurch möglich ist, den selektiven NOx-Reduktionskatalysator in einem Zustand mit hoher Robustheit auf eine Änderung in dem NO2-NOx-Verhältnis sowohl zur NO2-Überschussseite als auch NO-Überschussseite hin zu behalten, kann die NOx-Reinigungsrate dauerhaft hoch gehalten werden.
  • In diesem Fall ist es bevorzugt, dass das Störsteuerungsmittel: einen. Sollwert des NO2-Ausgleichs auf 0 oder in die Nähe davon in einem Fall setzt, wo die NO2-Adsorptionsmenge innerhalb des NOx-Schlupfunterdrückungsbereichs liegt; einen Sollwert des NO2-Ausgleichs auf negativ setzt, so dass die NO2-Adsorptionsmenge in einem Fall abnimmt, wo die NO2-Adsorptionsmenge größer als eine Obergrenze des NOx-Schlupfunterdrückungsbereichs ist; und den Sollwert des NO2-Ausgleichs auf positiv setzt, so dass die NO2-Adsorptionsmenge in einem Fall zunimmt, wo die NO2-Adsorptionsmenge geringer als eine Untergrenze des NOx-Schlupfunterdrückungsbereichs ist.
  • Mit der vorliegenden Erfindung wird in einem Fall, wo die NO2-Adsorptionsmenge innerhalb des NOx-Schlupfunterdrückungsbereichs liegt, der Sollwert des NO2-Ausgleichs in der oben erwähnten vorbestimmten Dauer auf 0 oder in die Nähe davon gesetzt, um den Änderungsbetrag in der NO2-Adsorptionsmenge zu verringern. Dann wird in einem Fall, wo die NO2-Adsorptionsmenge größer als die Obergrenze des NOx-Schlupfunterdrückungsbereichs ist, der Sollwert des NO2-Ausgleichs auf negativ gesetzt, so dass die NO2-Adsorptionsmenge abnimmt, und wird in einem Fall, wo die NO2-Adsorptionsmenge kleiner als die Untergrenze des NOx-Schlupfunterdrückungsbereichs ist, der Sollwert des NO2-Ausgleichs auf positiv gesetzt, so dass die NO2-Adsorptionsmenge zunimmt. Da es hierdurch möglich ist, den selektiven NOx-Reduktionskatalysator in einem Zustand mit hoher Robustheit auf eine Änderung in dem NO2-NOx-Verhältnis zu sowohl der NO2-Überschussseite als auch der NO-Überschussseite hin zu halten, kann die NOx-Reinigungsrate dauerhaft hoch gehalten werden.
  • In diesem Fall ist es bevorzugt, dass das Störsteuerungsmittel den Wert des Steuerparameters so setzt, dass die NO2-Zunahme-Steuerung mit Präferenz gegenüber der NO2-Abnahme-Steuerung ausgeführt wird, mit einer Mengenzunahme der NO2-Reduktionskomponente, die von dem Verbrennungsmotor abgegeben wird und in den selektiven NOx-Reduktionskatalysator fließt.
  • NO2-Reduktionskomponenten, wie etwa HC und CO, werden von dem Verbrennungsmotor abgegeben. Gewöhnlich werden diese NO2-Reduktionskomponenten durch den Oxidationskatalysator, der zum Beispiel unmittelbar hinter dem Verbrennungsmotor vorgesehen ist, oxidiert; jedoch könnte in Abhängigkeit vom Zustand dieses Oxidationskatalysators etwas in den selektiven Reduktionskatalysator fließen. Wenn solche NO2-Reduktionskomponenten in den selektiven Reduktionskatalysator fließen und daran anhaften, wird das NO2 reduziert; daher nimmt die NO2-Adsorptionsmenge allmählich ab. Daher wird es mit der vorliegenden Erfindung, durch Setzen des Werts des Steuerparameters derart, dass die NO2-Zunahme-Steuerung mit größerer Präferenz gegenüber der NO2-Abnahme-Steuerung ausgeführt wird, wenn die NO2-Reduktionskomponenten, die in den selektiven Reduktionskatalysator fließen, verloren gehen, möglich, den NO2-Ausgleich in einer vorbestimmten Dauer oder Periode auf einen besser geeigneten Sollwert zu regeln, während eine solche Abnahme in der NO2-Adsorptionsmenge aufgrund des Einstroms von NO2-Reduktionskomponenten ergänzt wird.
  • In diesem Fall ist es bevorzugt, dass das Störsteuerungsmittel ein Referenzwert für das NO2-NOx-Verhältnis auf einen größeren Wert korrigiert, wenn eine Menge einer NO2-Reduktionskomponente zunimmt, die von dem Verbrennungsmotor abgegeben wird und in den selektiven NOx-Reduktionskatalysator fließt.
  • Indem mit der vorliegenden Erfindung der Referenzwert für das NO2-NOx-Verhältnis auf einen größeren Wert korrigiert wird, wenn die in den selektiven Reduktionskatalysator fließende NO2-Reduktionskomponente reichlich wird, wird es möglich, den NO2-Ausgleich in einer vorbestimmten Dauer oder Periode auf einen besser geeigneten Sollwert zu regeln, während eine Abnahme in der NO2-Adsorptionsmenge aufgrund des Einstroms der NO2-Reduktionskomponente ergänzt wird.
  • In diesem Fall ist es bevorzugt, dass das Störsteuerungsmittel die Ausführung der NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung in einem Fall unterbricht, wo der Verbrennungsmotor in einem Beschleunigungsbetriebszustand ist.
  • Während des Beschleunigungsbetriebs wird die Ansaugluft zur zunehmenden Seite hin geregelt, und das AGR wird zu abnehmenden Seite hin geregelt; daher nimmt die von dem Verbrennungsmotor abgegebene NOx-Menge zu und nimmt auch das SV zu. Weil daher in einem Fall, wo der Verbrennungsmotor in einem Beschleunigungsbetriebszustand ist, das NO2-NOx-Verhältnis des in dem selektiven Reduktionskatalysator fließenden Abgases eine Änderung zur NO-Überschussseite hin gelangt, ist es nicht notwendig, die NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung auszuführen. Wenn darüber hinaus die Störsteuerung in einer solchen Periode ausgeführt wird, gibt es in einem Fall, wo sich eine Anforderung nach Beschleunigung vom Fahrer und eine Anforderung nach Störsteuerung stören, zum Beispiel in einem Fall, wo eine Abnahme im NO2-NOx-Verhältnis von der Störsteuerung weiter angefordert wird in einem Zustand, in dem vom Fahrer eine Beschleunigung angefordert wird, auch Bedenken dahingehend, dass das NO2-NOx-Verhältnis mehr als notwendig stark abnimmt und die NOx-Reinigungsrate abnimmt. Wenn daher in einer solchen Periode die NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung ausgeführt wird, könnte die geeignete Beschleunigung in Antwort auf die Anforderung des Fahrers nicht erhalten werden. Ferner ist es vom Blickpunkt der Vereinfachung des Steuerblocks mehr bevorzugt, die Ausführung der NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung zu unterbrechen in einem Fall, wo der Motor in einem Beschleunigungsbetriebszustand ist.
  • Bevorzugt ist es für einen Oxidationskatalysator (zum Beispiel den später beschriebenen Oxidationskatalysator 21, CSF 22, etc.) bevorzugt, in dem Abgaskanal an einer stromaufwärtigen Seite des selektiven NOx-Reduktionskatalysators vorgesehen zu werden, worin das Störsteuerungsmittel die Ausführung der NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung in einem Fall verhindert, wo der Oxidationskatalysator die Aktivierung nicht erreicht hat.
  • In einem Fall, wo der Oxidationskatalysator die Aktivierung nicht erreicht hat, ist die NO-Oxidationseffizienz des Oxidationskatalysators gering, und bei der Ausführung der NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung lässt es sich, vermutlich nicht bewirken, dass sich das NO2-NOx-Verhältnis gemäß der Anforderung ändert. Zusätzlich ist in einem Fall, dass dieser Oxidationskatalysator die Aktivierung nicht erreicht hat, dieser vermutlich in einem Zustand, in dem nicht nur die NO-Oxidationseffizienz abnimmt, sondern auch die CO- und HC-Oxidationseffizienz abnimmt, und der Motor beim Aufwärmen ist; daher gibt es Bedenken gegenüber der Reinigungseffizienz für andere als NOx, wie etwa CO und HC, und dass auch der Kraftstoffverbrauch schlechter wird, wenn in einer solchen Periode die Störsteuerung ausgeführt wird. Basierend auf dem oben stehenden ist es in einem Fall, wo der Oxidationskatalysator die Aktivierung nicht erreicht hat, einhergehend mit der Verhinderung der Ausführung der NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung, bevorzugt, dem Aufwärmen des Oxidationskatalysators und des Verbrennungsmotor Priorität zu geben.
  • In diesem Fall ist es bevorzugt, dass der selektive NOx-Reduktionskatalysator Zeolith enthält, mit einer Funktion, NO2 zu adsorbieren, und einer Funktion, HC zu adsorbieren.
  • Das HC, das wie oben beschrieben die NO2-Reduktionskomponente ist, reduziert NO2 in dem selektiven Reduktionskatalysator, um NO zu erzeugen; was bedeutet, dass es eine Funktion zum Adsorbieren von HC im selektiven NOx-Reduktionskatalysator gibt, was als angenähert synonym zur Verbesserung der NO2-Adsorptionsfunktion des selektiven NOx-Reduktionskatalysators betrachtet wird. Daher kann bei der NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung der Bereich, in dem das NO2-NOx-Verhältnis geändert werden kann, erweitert werden kann; daher kann die NOx-Reinigungsrate noch dauerhafter hoch gehalten werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfigurationen eines Motors und eines Abgasreinigungssystems davon gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen der Temperatur eines Oxidationskatalysators und der NOx-Reinigungseffizienz des Oxidationskatalysator zeigt;
  • 3 gibt Graphen an, die eine CO-Menge, eine HC-Menge, eine NO-Menge und eine NO2-Menge an jedem Teil des Oxidationskatalysators und des CSF zeigt;
  • 4 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen einem NO2-NOx-Verhältnis von in dem selektiven Reduktionskatalysator fließendem Abgas und einer Dauer-NOx-Reinigungsrate zeigt;
  • 5 ist ein Diagramm, das die Konfiguration von Blöcken in Bezug auf die Bestimmung von Sollwerten und dergleichen für einen NO2-NOx-Einstellmechanismus gemäß der Ausführung zeigt;
  • 6 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer Katalysator-Parameter-Schätzvorrichtung gemäß der Ausführung zeigt;
  • 7 ist ein Diagramm, das schematisch ein selektives Reduktionskatalysator-Modell gemäß der Ausführung zeigt;
  • 8 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen einer NO2-Speicherrate des selektiven Reduktionskatalysators und einer Schlupfmenge von NO oder NO2 zeigt;
  • 9 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer selektiven Reduktionskatalysator-Zustand-Schätzeinheit gemäß der Ausführung zeigt;
  • 10 ist ein Graph, der ein Beispiel eines Kennfelds zur Bestimmung der NO2-Adsorptionseffizienz gemäß der Ausführung zeigt;
  • 11 ist ein Graph, der ein Beispiel eines Kennfelds zur Bestimmung einer Übergangs-NOx-Reinigungsrate gemäß der Ausführung zeigt;
  • 12 ist eine Darstellung, die schematische eine Korrelation zwischen einem Variationsmuster des in den selektiven Reduktionskatalysator fließenden NO2-NOx-Verhältnisses und der Schlupfmenge von NO oder NO2 zeigt;
  • 13 gibt Zeitdiagramme an, die ein Beispiel des Betriebs eines Störcontrollers gemäß der Ausführung zeigen;
  • 14 ist eine Darstellung, die ein Beispiel des Änderungsaspekts im Sollwert des NO2-NOx-Verhältnisses zeigt;
  • 15 gibt Zeitdiagramme an, die ein Beispiel des Betriebs des Störcontrollers gemäß der Ausführung zeigen;
  • 16 gibt Graphen an, die Beziehungen zwischen dem NO2-NOx-Verhältnis und vier Parametern, welche eine direkte Änderung des NO2-NOx-Verhältnisses verursachen, zeigen;
  • 17 gibt Graphen an, die Textergebnisse für ein Vergleichsbeispiel zeigen;
  • 18 gibt Graphen an, die Testergebnisse im Falle der Ausführung der NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung gemäß der Ausführung zeigen;
  • 19 gibt Graphen an, die die Änderung im aktuellen NO2-NOx-Verhältnis, der Zufuhr-NOx-Menge, der NOx-Konzentration und der NO-Konzentration zeigen, wenn die NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung gemäß der Ausführung ausgeführt wird;
  • 20 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration der Katalysator-Parameter-Schätzvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
  • 21 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer Selektiver-Reduktionskatalystorzustand-Schätzeinheit gemäß der Ausführung zeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Erste Ausführung
  • Nachfolgend wird eine erste Ausführung der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die Zeichnungen erläutert. In 1 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration eines Verbrennungsmotors (nachfolgend als „Motor” bezeichnet) 1 und eines Abgasreinigungssystems 2 davon gemäß der vorliegenden Ausführung zeigt. Der Motor 1 ist ein Benzinmotor vom Magerverbrennungs-Betriebstyp oder ein Dieselmotor, und ist in einem Fahrzeug angebracht, welches nicht dargestellt ist.
  • Das Abgasreinigungssystem 2 ist so konfiguriert, dass es enthält: einen Oxidationskatalysator 21, der in einem Auspuffrohr 11 des Motors 1 vorgesehen ist, einen CSF (Katalytischen Rußfilter) 22, der in dem Auspuffrohr 11 vorgesehen ist und Ruß im Abgas sammelt, einen selektiven Reduktionskatalysator 23, der in einem Auspuffrohr 11 vorgesehen ist und NOx dem durch dieses Auspuffrohr 11 fließenden Abgas in der Gegenwart von NH3, das als Reduktionsmittel dient, reinigt, eine Harnstoffeinspritzvorrichtung 25, die Harnstoffwasser, das ein Vorläufer von Ammoniak ist, in das Auspuffrohr 11 an einer stromaufwärtigen Seite des selektiven Reduktionskatalysators 23 zuführt, eine Hochdruck-AGR-Vorrichtung 26, die einen Teil des durch das Auspuffrohr 11 fließenden Abgases in ein Ansaugrohr 12 rückführt, sowie eine elektronische Steuereinheit (nachfolgend als „ECU” bezeichnet) 3.
  • Die Hochdruck-AGR-Vorrichtung 26 ist so konfiguriert, dass sie einen Hochdruck-AGR-Kanal 261 und ein Hochdruck-AGR-Ventil 262 enthält. Der Hochdruck-AGR-Kanal 261 verbindet das Auspuffrohr 11 an der stromaufwärtigen Seite des Oxidationskatalysators 21 mit dem Ansaugrohr 12. Das Hochdruck-AGR-Ventil 262 ist in dem Hochdruck-AGR-Kanal 261 vorgesehen, und steuert/regelt die Abgasmenge, die durch diesen Hochdruck-AGR-Kanal 261 geführt wird (nachfolgend als „AGR-Menge” bezeichnet). Dieses Hochdruck-AGR-Ventil 262 ist mit der ECU 3 über einen Aktuator verbunden, der nicht dargestellt ist, und dessen Öffnung (Hubbetrag) wird durch die ECU 3 elektromagnetisch gesteuert.
  • Der Oxidationskatalysator 21 ist in dem Auspuffrohr 11 unmittelbar hinter dem Motor 1 und weiter stromauf als der CSF 22 vorgesehen, und oxidiert, zusätzlich zum Oxidieren und Reinigen von HC und CO im Abgas, das NO in dem Abgas, um es in NO2 umzuwandeln.
  • 2 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen der Temperatur des Oxidationskatalysators und der NO-Oxidationseffizienz des Oxidationskatalysators zeigt. Hier bezieht sich die NO-Oxidationseffizienz auf den Anteil der NO2-Menge, die vom Oxidationskatalysator oxidiert wurde, und davon hinausfließt, relativ zur NO-Menge, die in den Oxidationskatalysator hineinfließt, und kann somit auch als NO2-Erzeugungseffizienz bezeichnet werden. Wie in 2 gezeigt, zeigt die NO2-Oxidationseffizienz des Oxidationskatalysators eine aufwärts-konvexe Charakteristik in Bezug auf die Temperatur des Oxidationskatalysators und ist im in 2 gezeigten Beispiel so konfiguriert, dass NOx in der Nähe von 300°C mit der besten Effizienz oxidiert wird. In anderen Worten, die NO-Oxidationseffizienz des Oxidationskatalysators nimmt ab, wenn die Temperatur des Oxidationskatalysators unter den Optimalwert (300°C im Beispiel von 2) abfällt, und nimmt auch ab, wenn sie über den Optimalwert ansteigt. Im Gegensatz hierzu sollte angemerkt werden, dass die Oxidationseffizienzen CO und HC in dem Oxidationskatalysator Charakteristiken haben, die grundlegend einhergehend mit der Temperatur des Oxidationskatalysators ansteigen. In anderen Worten, die Oxidationseffizienzen von CO und HC nehmen mit zunehmender Temperatur des Oxidationskatalysators zu.
  • Zurück zu 1. Der CSF 22 ist in dem Auspuffrohr 11 weiter stromab als der Oxidationskatalysator 21 und weiter stromauf als der selektive Reduktionskatalysator 23 vorgesehen. Der CSF 22 sammelt Ruß, worin Kohlenstoff im Abgas eine Hauptkomponente ist, wenn das Abgas durch die feinen Poren in seinen Filterwänden hindurchtritt, so dass sich Ruß auf der Oberfläche der Filterwände und in den Poren der Filterwände ablagert. Weil darüber hinaus der Oxidationskatalysator auf diese Filterwände aufgeschichtet ist, hat er eine Funktion, um CO, HC und NO im Abgas zu oxidieren, ähnlich dem zuvor genannten Oxidationskatalysator 21.
  • Es sollte angemerkt werden, dass sich die Funktion zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite aufteilen lässt unter Verwendung von Katalysatoren, die in der Edelmetall-Zusammensetzung in dem Oxidationskatalysator 21 an der stromaufwärtigen Seite und in dem CSF 22 an der stromabwärtigen Seite unterscheiden. Indem zum Beispiel im Oxidationskatalysator 21 an der stromaufwärtigen Seite ein Katalysator verwendet wird, worin Pt und Pd vermischt sind, wird die Oxidationsleistung für HC und CO bei niedriger Temperatur verbessert, und indem im CSF 22 an der stromabwärtigen Seite ein Katalysator verwendet wird, worin Pt der Hauptbestandteil ist und auch eine kleine Menge von Pd eingemischt ist, die NO-Oxidationsleistung (das heißt, die NO2-Erzeugungseffizienz) verbessert werden kann.
  • 3 gibt Graphen an, die die CO-Menge, HC-Menge, NO-Menge und NO2-Menge an jedem Teil des Oxidationskatalysators und des CSF zeigen.
  • Wie in 3 gezeigt, werden das CO, HC und NO, die in dem von dem Motor abgegebenen Abgas enthalten sind, jeweils im Verlauf des Durchtritts durch den Oxidationskatalysator und den CSF oxidiert; daher nimmt die jeweilige Menge von der stromaufwärtigen Seite zu der stromabwärtigen Seite hin ab. Zusätzlich wird NO2 erzeugt, indem NO oxidiert wird; daher nimmt die NO2-Menge von der stromaufwärtigen Seite zur stromabwärtigen Seite zu.
  • Ferner gibt es in dem Oxidationskatalysator und dem CSF, der im Wesentlichen die gleiche Funktion wie dieser Oxidationskatalysator hat, eine Präzedenz-Reihenfolge der Folge von CO, HC und NO für die Oxidationsreaktionen von CO, HC und NO. In anderen Worten, in dem Prozess, wo CO, HC und NO enthaltendes Abgas durch den Oxidationskatalysator und den CSF hindurchtritt, wird CO zuerst oxidiert (das heißt, äußerst stromauf), danach wird HC oxidiert, und schließlich (das heißt, äußerst stromab) wird NO oxidiert, um NO2 zu erzeugen. Insbesondere wird NO im Abgas oxidiert, nachdem im Abgas kein CO und HC mehr vorhanden ist, und es wird NO2 erzeugt; wenn daher CO und HC im Abgas reichlich enthalten sind, gibt es eine Tendenz, dass die NO-Oxidationseffizienz abnimmt, bevor die CO- und HC-Oxidationseffizienzen in dem Oxidationskatalysator und CSF abnehmen.
  • Darüber hinaus nimmt allgemein bei einem Oxidationskatalysator und CSF, einhergehend mit zunehmender Raumgeschwindigkeit des Abgases, das heißt dem Durchsatz pro Zeiteinheit der oxidierenden Substanzen (CO, HC, NO) (g/s), deren Oxidationseffizienz ab. Da ferner, wie im Vorstehenden beschrieben, NO im Abgas an der stromabwärtigen Seite des Oxidationskatalysators und CSF oxidiert wird, gibt es, wenn das Volumen des vom Motor abgegebenen Abgases zunimmt, eine Tendenz, dass die NO-Oxidationseffizienz abnimmt, bevor die CO- und HC-Oxidationseffizienzen abnehmen.
  • Zurück in Bezug auf 1 enthält die Harnstoffwasser-Einspritzvorrichtung 25 einen Harnstoffwassertank 251 und ein Harnstoffwasser-Einspritzventil 253. Der Harnstoffwassertank speichert Harnstoffwasser und ist mit dem Harnstoffwasser-Einspritzventil 253 über ein Harnstoffwasser-Zufuhrrohr 254 und eine Harnstoffwasser-Pumpe, die nicht dargestellt ist, verbunden. Ein Harnstoffwasser-Pegelsensor 255 ist an diesem Harnstoffwassertank 251 vorgesehen. Der Harnstoffwasser-Pegelsensor 255 erfasst den Wasserpegel des Harnstoffwassers in dem Harnstoffwassertank 251 und gibt an die ECU 3 ein Erfassungssignal aus, das im Wesentlichen proportional zu diesem Wasserpegel ist. Das Harnstoffwasser-Einspritzventil 253 ist mit der ECU 3 verbunden, arbeitet gemäß einem Steuersignal von der ECU 3 und spritzt Harnstoffwasser in das Auspuffrohr 11 gemäß diesem Steuersignal ein.
  • Der selektive Reduktionskatalysator 23 reduziert selektiv NOx im Abgas unter einer Atmosphäre, worin ein Reduktionsmittel, wie etwa NH3, vorhanden ist. Insbesondere wenn Harnstoffwasser von der Harnstoffwasser-Einspritzvorrichtung 25 eingespritzt wird, wird dieses Harnstoffwasser durch die Abgaswärme thermisch zersetzt oder hydrolisiert, und es wird NH3 als Reduktionsmittel erzeugt. Das so erzeugte NH3 wird dem selektiven Reduktionskatalysator 23 zugeführt, und durch dieses NH3 wird NOx im Abgas selektiv reduziert.
  • Die Reaktionsformeln der Reduktionsreaktionen von NO und NO2, die in dem selektiven Reduktionskatalysator 23 in der Gegenwart von NH3 stattfinden, sind in den folgenden Formeln (1-1), (1-2) und (1-3) gezeigt. Die in Formel (1-1) gezeigte Reaktion ist eine Reaktion, die gleichzeitig NO und NO2 im Abgas reduziert, und wird Schnelle SCR (selektive katalytische Reaktion) genannt. Die in Formel (1-2) gezeigte Reaktion ist eine Reaktion, die nur NO im Abgas reduziert, und wird Standard-SCR genannt. Die in Formel (1-3) gezeigte Reaktion ist eine Reaktion, die nur NO2 im Abgas reduziert, und wird Langsame SCR genannt. NO + NO2 + 2NH3 → 2N2 + 3H2O (1-1) 4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 16H2O (1-2) 6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 16H2O (1-3 )
  • Obwohl die Konfiguration so gewesen ist, dass NO und NO2 im Abgas durch NH3 durch die Reaktionen reduziert werden, die in den obigen Formeln (1-1) bis (1-3) gezeigt sind, die an dem selektiven Reduktionskatalysator stattfinden, ändert sich das Ausmaß des Fortschreitens jeder Reaktion in Abhängigkeit vom NO2-NOx-Verhältnis.
  • Zum Beispiel in einem Fall, wo das NO2-NOx-Verhältnis 0,5 ist, ist das Mol-Verhältnis von NO zu NO2 im Abgas 1:1; daher findet die in der obigen Formel (1-1) gezeigte Reaktion hauptsächlich in dem selektiven Reduktionskatalysator statt. Diese Schnelle SCR hat die schnellste Reaktionsrate unter diesen drei Reaktionen.
  • In dem Fall, wo das NO2-NOx-Verhältnis kleiner als 0,5 ist, das heißt in einem Fall, wo NO häufiger ist als NO2, bleibt das NO, das durch die in der obigen Formel (1-1) gezeigte Reaktion nicht reduziert worden ist, zurück; jedoch wird diese überschüssige NO-Menge im Verlauf der in der obigen Formel (1-2) gezeigten Reaktion reduziert. Daher nimmt in einem Fall, wo das NO2-NOx-Verhältnis kleiner als 0,5 ist, das Ausmaß des Fortschritts der in der obigen Formel (1-1) gezeigten Reaktion einhergehend mit einer Abnahme des NO2-NOx-Verhältnisses ab, und das Ausmaß des Fortschritts der in der obigen Formel (3-2) gezeigten Reaktion nimmt zu. Diese Standard-SCR hat die langsamste Reaktionsrate unter diesen drei Reaktionen.
  • Andererseits bleibt in einem Fall, wo das NO2-NOx-Verhältnis größer als 0,5 ist, das heißt in einem Fall, wo NO2 häufiger ist als NO, das NO2, das durch die in der obigen Formel (1-1) gezeigte Reaktion nicht reduziert worden ist, zurück; jedoch wird das NO2 dieser überschüssigen Menge im Verlauf der in der obigen Formel (1-3) gezeigten Reaktion reduziert. Daher nimmt in einem Fall, wo das NO2-NOx-Verhältnis größer als 0,5 ist, das Ausmaß des Fortschritts der in der obigen Formel (1-1) gezeigten Reaktion einhergehend mit der Zunahme des NO2-NOx-Verhältnisses ab, und das Ausmaß des Fortschritts der in der obigen Formel (1-3) gezeigten Reaktion nimmt zu. Die Reaktionsrate dieser Langsamen SCR ist schneller als von Standard-SCR, und ist langsamer als Schnelle SCR.
  • 4 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen einem NO2-NOx-Verhältnis von in den selektiven Reduktionskatalysator fließendem Abgas und einer Dauer-NOx-Reinigungsrate zeigt. Hier gibt die Dauer-NOx-Reinigungsrate eine NOx-Reinigungsrate an, wenn konstant Abgas mit einem konstanten SV zugeführt wird, während der selektive Reduktionskatalysator bei konstanter Temperatur gehalten wird, und die Reaktionen, die im selektiven Reduktionskatalysator und im internen Zustand davon laufen, dauerhaft sind. In anderen Worten, eine Übergangsänderung in der NOx-Reinigungsrate unmittelbar nach dem Beginn der Abgaszufuhr wird bei dieser Dauer-NOx-Reinigungsrate nicht berücksichtigt.
  • Wenn, wie in 4 gezeigt, das NO2-NOx-Verhältnis auf 0,5 gesetzt wird, findet Schnelle SCR mit de schnellsten Reaktionsrate primär in dem selektiven Reduktionskatalysator statt; daher wird die Dauer-NOx-Reinigung am höchsten sein. Wenn hingegen das NO2-NOx-Verhältnis von 0,5 aus zunimmt, nimmt der Anteil, für den Langsame SCR stattfindet, die eine langsamere Reaktionsrate als Schnelle SCR hat, zu, um eine überschüssige NO2-Menge zu reduzieren, die allein durch Schnelle SCR nicht reduziert werden kann; daher nimmt die Dauer-NOx-Reinigungsrate ab. Wenn hingegen das NO2-NOx-Verhältnis von 0,5 ausgehend abnimmt, um die überschüssige NO-Menge zu reduzieren, die allein durch Schnelle SCR nicht reduziert werden konnte, nimmt der Anteil für die Standard-SCR, das eine langsamere Reaktionsrate als Langsame SCR hat, zu; daher nimmt die Dauer-NOx-Reinigungsrate ab.
  • Zusätzlich zeigt die Dauer-NOx-Reinigungsrate eine nach oben konvexe Charakteristik in Bezug auf die Temperatur des selektiven Reduktionskatalysators. Gemäß dem in 4 gezeigten Beispiel ist die Dauer-NOx-Reinigungsrate am höchsten, wenn die Temperatur des selektiven Reduktionskatalysators etwa 250°C beträgt, und nimmt ab, wenn sie von dieser Optimaltemperatur ansteigt oder absinkt.
  • Zurück in Bezug auf 1 hat der selektive Reduktionskatalysator 23 eine Funktion, NOx im Abgas mit NH3 zu reduzieren, das aus Harnstoffwasser erzeugt wurde, sowie auch eine Funktion, eine vorbestimmte Menge des erzeugten NH3 zu speichern. Nachfolgend wird eine in dem selektiven Reduktionskatalysator gespeicherte NH3-Menge als NH3-Speichermenge definiert, und eine NH3-Menge, die in dem selektiven Reduktionskatalysator 23 gespeichert werden kann, wird als maximale NH3-Speicherkapazität definiert.
  • Das NH3, das auf diese Weise in dem selektiven Reduktionskatalysator 23 gespeichert wurde, wird auch nach Bedarf bei der Reduktion vom NOx in dem Abgas verbraucht. Im Ergebnis nimmt die NOx-Reinigungsrate des selektiven Reduktionskatalysators 23 gemäß der Zunahme der NH3-Speichermenge zu. Wenn andererseits die NH3-Speichermenge sich der maximalen NH3-Speicherkapazität nähert und der selektive Reduktionskatalysator 23 in einen gesättigten Zustand eintritt, tritt, obwohl die NOx-Reinigungsrate sich ebenfalls einem Maximalwert annähert, ein. NH3-Schlupf auf, worin das NH3, das nicht zur Reduktion von NO2 beiträgt und überschüssig geworden ist, zur stromabwärtigen Seite des selektiven Reduktionskatalysators 23 abgegeben wird. Um zu verhindern, dass das NH3, das zur stromabwärtigen Seite des selektiven Reduktionskatalysators 23 abgegeben wird, auf diese Weise aus dem System nach außen abgegeben wird, ist ein Schlupfunterdrückungskatalysator 24 an der stromabwärtigen Seite des selektiven Reduktionskatalysators 23 vorgesehen. Zum Beispiel kann ein Oxidationskatalysator, der NH3 oxidiert, das von dem selektiven Reduktionskatalysator 23 durchgerutscht ist, um es in N2 und H2O zu zersetzen, ein selektiver Reduktionskatalysator, der NH3 speichert, das durchgerutscht ist oder dieses NH3 bei der Reaktion von NOx im Abgas liefert, oder dergleichen, als dieser Schlupfunterdrückungskatalysator 24 verwendet werden.
  • Zusätzlich enthält dieser selektive Reduktionskatalysator 23 Zeolith, und hat auch eine Funktion, NO2 und HC im Abgas zu adsorbieren und in einer vorbestimmten Menge zu speichern. Nachfolgend wird die in dem selektiven Reduktionskatalysator 23 gespeicherte NO2-Menge als NO2-Speichermenge definiert, und die NO2-Menge, die in dem selektiven Reduktionskatalysator 23 gespeichert werden kann, wird als maximale NO2-Speichermenge definiert.
  • Mit dem selektiven Reduktionskatalysator 23, der mit einer solchen NO2-Adsorptionsfunktion versehen ist, wird in einem Fall, wo das dort hineinfließende Abgas zu überschüssigem NO2 wird (NO2-NOx-Verhältnis > 0,5) das NOx, welches nicht reduziert werden konnte, adsorbiert. Dann wird das NO2, das auf diese Weise in dem selektiven Reduktionskatalysator 23 gespeichert ist, freigesetzt, wenn das in den selektiven Reduktionskatalysator 23 fließende Abgas NO-überschüssig wird (NO2-NOx-Verhältnis < 0,5), und wird durch Schnelle SCR zusammen mit dem im Überschuss zugeführten NO reduziert. In anderen Worten, der selektive Reduktionskatalysator 23, der mit der NO2-Adsorptionsfunktion versehen ist, wird NO2 adsorbieren und freisetzen, als ob das NO2-NOx-Verhältnis auf dem Optimalwert gehalten wird, auch in einem Fall, wo das NO2-NOx-Verhältnis des dort hineinfließenden Abgases sich von dem Optimalwert zur NOx-Überschussseite oder NO-Überschussseite hin ändert.
  • Zurück in Bezug auf 1 sind, um den Zustand dem Motors 1 und des Abgasreinigungssystems 2 zu erfassen, mit der ECU verbunden ein Katalysator-Temperatursensor 41, ein NH3-Sensor 42, ein NO2-Sensor 43, ein Kurbelwinkelstellungssensor 14, ein Akzelerator-Öffnungssensor 15, ein Luftströmungssensor 16, etc.
  • Der Abgastemperatursensor 41 erfasst die Abgastemperatur an den stromabwärtigen Seiten des Oxidationskatalysators und des CSF 22 und führt der ECU 3 ein Signal zu, das im Wesentlichen proportional zum Erfassungswert ist. Bei der ECU 3 werden eine Temperatur des selektiven Reduktionskatalysators 23 und eine Temperatur des Oxidationskatalysators 21 basierend auf dem Erfassungswert des Abgastemperatursensors 41 geschätzt. Es sollte angemerkt werden, dass, obwohl in der vorliegenden Ausführung die Temperatur des Oxidationskatalysators 21 und die Temperatur des CSF 22 als im Wesentlichen gleich behandelt werden, diese hierauf nicht beschränkt ist.
  • Der NH3-Sensor 42 erfasst die Konzentration von Ammoniak in dem Abgas im Auspuffrohr 11 zwischen dem selektiven Reduktionskatalysator 23 und dem Schlupfunterdrückungskatalysator 24 und führt der ECU 3 ein Signal zu, das im Wesentlichen proportional zu dem Erfassungswert ist. Der NO2-Sensor 43 erfasst die Konzentration von NO2 im Abgas in dem Auspuffrohr 11 unmittelbar nach dem selektiven Reduktionskatalysator 23 und führt der ECU 3 ein Signal zu, das im Wesentlichen proportional zum Erfassungswert ist.
  • Der Luftströmungsmesser erfasst die Ansaugluftmenge, die in den Ansaugkanal, der nicht dargestellt ist, fließt, und führt der ECU 3 ein Ausgangssignal zu, das im Wesentlichen proportional zur erfassten Ansaugluftmenge ist. Der Kurbelwinkelstellungssensor 24 erfasst den Kurbelwinkel der Kurbelwelle des Motors 1, und erzeugt dabei einen Puls bei jedem vorbestimmten Kurbelwinkel und führt dieses Pulssignal der ECU 3 zu. Eine Motordrehzahl des Motors 1 wird durch die ECU 3 basierend auf diesem Pulssignal berechnet. Der Akzelerator-Öffnungssensor 15 erfasst einen Niederdruckbetrag (nachfolgend als „Akzelerator-Öffnung” bezeichnet) des Gaspedals, welches nicht dargestellt ist, des Fahrzeugs und führt der ECU 3 ein Erfassungssignal zu, das im Wesentlichen proportional zu der so erfassten Akzelerator-Öffnung ist. Eine Motorlast des Motors 1 wird gemäß dieser Akzelerator-Öffnung und der Motordrehzahl von der ECU 3 berechnet. Zusätzlich wird die Abgasströmungsrate von der ECU 3 basierend auf dem Ausgangswert des Luftströmungsmessers berechnet, die im Wesentlichen proportional zur Ansaugluftmenge, der Motordrehzahl und dergleichen ist.
  • Die ECU 3 ist mit einer Eingangsschaltung versehen, die Funktionen hat wie etwa Formen von Eingangssignalen-Wellenverläufen von jeder Art Sensor, Korrigieren der Spannungspegel auf vorbestimmte Pegel und Umwandeln von analogen Signalwerten in digitale Signalwerte, sowie einer zentralen Prozessoreinheit (nachfolgend als „CPU” bezeichnet). Zusätzlich hierzu ist die ECU 3 versehen mit einer Speicherschaltung, die jede Art von von der CPU ausgeführten Rechenprogrammen, Berechnungsergebnissen und dergleichen speichert, und einer Ausgabeschaltung, die Steuersignale an den Motor 1, das Hochdruck-AGR-Ventil 262, das Harnstoffwasser-Einspritzventil 253 und dergleichen ausgibt.
  • Unter den in der ECU 3 konfigurierten Steuerblöcken ist 5 ein Diagramm, das die Blöcke zeigt, die sich auf die Entscheidung eines Befehlswerts und eines Sollwerts für den NO2-NOx-Verhältnis-Einstellmechanismus 8 und einen Korrekturwert für die Kennfeldwerte dieses Befehlswerts und Sollwerts beziehen (nachfolgend werden diese gemeinsam als „Sollwerte” bezeichnet). In dieser Hinsicht bezieht sich unter den Vorrichtungen, die das Abgasreinigungssystem 2 konfigurieren, worin der selektive Reduktionskatalysator 23 in dem Auspuffrohr 11, wie etwa in 1 gezeigt ist, vorgesehen ist, der NO2-NOx-Verhältnis-Einstellmechanismus 8 auf Vorrichtungen, die bewirken können, dass sich das NO2-NOx-Verhältnis des in den selektiven Reduktionskatalysator 23 fließenden Abgases ändert.
  • Zum Beispiel haben der Oxidationskatalysator 21 und der CSF 22 eine Fähigkeit, die NO im Abgas zur Umwandlung in NO2 oxidieren kann, und deren NO2-Oxidationseffizienz ändert sich in Abhängigkeit von der Temperatur; daher ist es möglich, zu veranlassen, dass sich das NO2-NOx-Verhältnis ändert, indem die Temperatur davon verändert wird. Daher sind dieser Oxidationskatalysator 21 und der CSF 22 in dem NO2-NOx-Verhältnis-Einstellmechanismus 8 enthalten.
  • Zusätzlich bewirkt der Motor 1, dass sich die Sauerstoffkonzentration des Abgases, das in den Oxidationskatalysator 21 und den CSF 22 fließt, das heißt, die NO-Oxidationseffizienz des Oxidationskatalysators 21 und des CSF 22, ändern, indem zum Beispiel das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Luft/Kraftstoff-Gemischs davon verändert wird, und kann somit bewirken, dass sich das NO2-NOx-Verhältnis ändert. Daher ist der Motor 1 in dem NO2-NOx-Verhältnis-Einstellmechanismus 8 enthalten.
  • Zusätzlich bewirkt das Hochdruck-AGR-Ventil 26, dass sich die NO-Menge, die von dem Motor 1 abgegeben wird, und die Abgasströmungsrate, das heißt die NO-Oxidationseffizienz des Oxidationskatalysators 21 und des CSF 22 ändern, indem zum Beispiel die AGR-Menge geändert wird, und kann somit veranlassen, dass sich das NO2-NOx-Verhältnis ändert. Daher ist die Hochdruck-AGR-Vorrichtung 26 in dem NO2-NOx-Verhältnis-Einstellmechanismus enthalten. Da es ferner möglich ist, zu veranlassen, dass sich das NO2-NOx-Verhältnis des in den selektiven Reduktionskatalysator fließenden Abgases in Abhängigkeit vom Ladedruck des Motors 1, der Ansaugluftmenge, etc., ändert, sind auch der Turbolader, das Drosselventil, etc., die in 1 nicht dargestellt sind, in dem NO2-NOx-Verhältnis-Einstellmechanismus 8 enthalten.
  • Als spezifische Beispiele der Sollwerte für den NO2-NOx-Verhältnis-Einstellmechanismus 8 sind in 5 exemplarisch aufgelistet nur drei: der Sollwert für die Temperatur des Oxidationskatalysators 21 (Oxidationskatalysator-Solltemperatur), der Sollwert für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Luft/Kraftstoff-Gemischs des Motors 1 (Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis) und der Sollwert für den Hubbetrag des Hochdruck-AGR-Ventils 262 (AGR-Ventil-Befehlswert); jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese beschränkt.
  • Als Module zum Bestimmen des Sollwerts des NO2-NOx-Einstellmechanismus 8 sind in der ECU 3 ausgebildet eine Katalysator-Parameter-Schätzvorrichtung 5, die Katalysator-Parameter zum Auswerten des Zustands des selektiven Reduktionskatalysators und des Abgases unmittelbar danach schätzt (NO-Menge und NO2-Menge, die von dem selektiven Reduktionskatalysator abgegeben werden, und NO2-Speichermenge), und ein NO2-NOx-Verhältnis-Störcontroller sowie ein Hauptcontroller 7, welcher die später beschriebene NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung ausführen, wie in 5 gezeigt.
  • Es sollte angemerkt werden, dass zusätzlich zu dem in 5 gezeigten Steuerblock in der ECU 3 zum Beispiel ein Steuerblock ausgebildet ist, um die Harnstoffwasser-Einspritzsteuerung zu bestimmen, das heißt eine Einspritzmenge von Harnstoffwasser von der Harnstoffwasser-Einspritzvorrichtung 253. Insbesondere wird bei der Harnstoffwasser-Einspritzsteuerung die Einspritzmenge von Harnstoffwasser basierend auf dem Erfassungswert des NH3-Sensors 42 bestimmt, der auf der stromabwärtigen Seite des selektiven Reduktionskatalysators 23 vorgesehen ist, während die NH3-Speichermenge und die maximale NH3-Speicherkapazität des selektiven Reduktionskatalysators 23 geschätzt werden, so dass diese NH3-Speichermenge in der Nähe der maximalen Speicherkapazität gehalten wird. Indem auf diese Weise die NH3-Speichermenge in der Nähe der maximalen NH3-Speicherkapazität gehalten wird, wird der NH3-Schlupf von dem selektiven Reduktionskatalysator 23 auf dem Minimum gehalten, während die NOx-Reinigungsrate des selektiven Reduktionskatalysators 23 hoch gehalten werden kann. Es sollte angemerkt werden, dass ein detaillierter Algorithmus dieser obigen Harnstoffwasser-Einspritzsteuerung im Detail von den Anmeldern in der vorliegenden Anmeldung in der internationalen PCT-Veröffentlichung Nr. WO 2008/57628 etc. beschrieben ist, und daher wird eine zusätzliche detaillierte Erläuterung hierin weggelassen.
  • Nachfolgend werden die Konfigurationen der Katalysator-Parameter-Schätzvorrichtung 5, des Störcontrollers 6 und des Hauptcontrollers 7 in 5 der Reihe nach erläutert.
  • Katalysator-Parameter-Schätzvorrichtung 5
  • 6 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration der Katalysator-Parameter-Schätzvorrichtung zeigt.
  • Wie in 6 gezeigt, ist die Katalysator-Parameter-Schätzvorrichtung 5 so konfiguriert, dass sie eine Motor-Direkt-Stromab-Schätzeinheit 51 enthält, die den Zustand von Abgas unmittelbar nach dem Motor schätzt, eine Oxidationsblockzustand-Schätzeinheit 52, die den Zustand eines Oxidationsblocks schätzt, der aus dem Oxidationskatalysator und dem CSF besteht, eine Oxidationsblock-Direkt-Stromab-Schätzeinheit 53, die den Zustand des Abgases unmittelbar nach diesem Oxidationsblock schätzt, und eine Selektiver-Reduktionskatalysator-Zustand-Schätzeinheit 54, die den Zustand des selektiven Reduktionskatalysators und des Abgases unmittelbar danach schätzt.
  • Die Motor-Direkt-Stromab-Schätzeinheit 51 schätzt die NO-Menge (oder NO-Konzentration) und NO2-Menge (oder NO2-Konzentration), die im vom Motor abgegebenen Abgas enthalten ist, das heißt dem Abgas, das in den Oxidations-Reduktionskatalysator fließt, basierend auf Parametern, die dem Betriebszustand des Motors ausdrücken, wie etwa Motordrehzahl, der Motorlast, der AGR-Menge, der Ansaugluftmenge oder dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Luft/Kraftstoff-Gemischs.
  • Die Oxidationsblockzustand-Schätzeinheit 52 schätzt die Oxidationskatalysator-Temperatur und die HC-Menge (oder HC-Konzentration), die im vom CSF zur stromabwärtigen Seite abgegebenen Abgas enthalten ist, basierend auf der Nacheinspritzmenge, Abgastemperatur, Abgasströmungsrate und dergleichen.
  • Die Oxidationsblock-Direkt-Stromab-Schätzeinheit 53 schätzt den Zustand des Abgases unmittelbar nach dem Oxidationsblock, das heißt, die NO-Menge (oder NO-Konzentration) und NO2-Menge (oder NO2-Konzentration), die im in den selektiven Reduktionskatalysator fließenden Abgas enthalten sind, basierend auf Parametern, die zur NO-Oxidationseffizienz des Oxidationsblocks korreliert sind, wie etwa der NO-Menge und NO2-Menge, die in der Motor-Direkt-Stromab-Schätzeinheit 51 geschätzt werden, der Oxidationskatalysator-Temperatur und HC-Menge, die in der Oxidationsblockzustand-Schätzeinheit 52 geschätzt werden, und der Abgastemperatur. Es sollte angemerkt werden, dass die NO-Menge und NO2-Menge, die durch diese Oxidationsblock-Direkt-Stromab-Schätzeinheit 53 geschätzt werden, nachfolgend jeweils als NO-Einflussmenge und NO2-Einflussmenge bezeichnet werden.
  • Die Selektiver-Reduktionskatalysator-Zustand-Schätzeinheit 54 schätzt die. NO2-Speichermenge des selektiven Reduktionskatalysators, die NO-Menge (oder NO-Konzentration) und NO2-Menge (oder NO2-Konzentration) des Abgases unmittelbar hinter dem selektiven Reduktionskatalysator gemäß dem in 7 gezeigten selektiven Reduktionskatalysatormodell, basierend auf der NO-Menge und NO2-Menge, die in der Oxidationsblock-Direkt-Stromab-Schätzeinheit 53 geschätzt werden. Es sollte angemerkt werden, dass die NO-Menge und NO2-Menge, die insbesondere von dem selektiven Reduktionskatalysator abgegeben werden, nachfolgend jeweils als NO-Schlupfmenge und NO2-Schlupfmenge bezeichnet werden.
  • 7 ist ein Diagramm, das schematisch ein selektives Reduktionskatalysatormodell zeigt, das die Reinigung von NOx und Adsorption von NO2 in dem selektiven Reduktionskatalysator nachahmt.
  • Wie im Vorstehenden beschrieben, finden an dem selektiven Reduktionskatalysator in der Gegenwart von NH3 die unterschiedlichen NOx-Reduktionsreaktionen der drei Typen von Reaktionsraten Schnell, Langsam und Standard statt. Weil darüber hinaus die Fähigkeit vorhanden ist, NO2 im Abgas zu adsorbieren und in einer vorbestimmten Menge in dem selektiven Reduktionskatalysator zu speichern, ändern sich die Reaktionen, die in dem selektiven Reduktionskatalysator stattfinden, stark in Abhängigkeit von der NO2-Speichermenge davon und dem NO2-NOx-Verhältnis des in den selektiven Reduktionskatalysator fließenden Abgases. Nachfolgend werden die Reaktionen, die in dem selektiven Reduktionskatalysator stattfinden, für dort hinein fließendes NO und NO2 erläutert, indem diese aufgeteilt werden in die Fälle von (A) einen Zustand, in dem die NO2-Speichermenge 0 oder in der Nähe davon ist, (B) einen Zustand, worin die NO2-Speichermenge die maximale Speicherkapazität oder in der Nähe davon ist, und (C) einen Zustand, worin die NO2-Speichermenge ausreichend größer als 0 ist und ausreichend kleiner als die maximale NO2-Speicherkapazität, und somit NO2 nur anteilig adsorbiert wird.
    • (A) Der Zustand, worin die NO2-Speichermenge 0 oder in der Nähe davon ist.
  • In einem Fall, wo die NO2-Speichermenge 0 oder in der Nähe davon ist, wird NO2 an dem selektiven Reduktionskatalysator leicht adsorbiert, obwohl es eine Grenze in der NO2-Adsorptionsfunktion des selektiven Reduktionskatalysators gibt, wird dort angenommen, dass es keine Grenze in der NO-Freisetzungsfunktion gibt.
  • Wenn in diesem Zustand NO2-überschüssiges Abgas dort hineinfließt (NO2-NOx-Verhältnis > 0,5), findet in dem selektiven Reduktionskatalysator Schnelle SCR zum Reduzieren von sowohl NO im Abgas als auch NO2 in der gleichen Menge wie dieses NO statt. Zusätzlich ist die Reaktion, die das Überschuss darstellende NO2 reduziert, Langsame SCR, die eine langsamere Reaktionsrate hat; daher ist die Dauer-NOx (insbesondere NO2)-Reinigungsrate gering. Jedoch gibt es eine Grenze in der NO2-Adsorptionsfunktion, und das NO2, das nicht reduziert worden ist, kann an dem selektiven Reduktionskatalysator adsorbiert werden; daher ist die Übergangs-NOx-Reinigungsrate, während NO2 adsorbiert werden kann, hoch. In anderen Worten, in diesem Fall nimmt die NO2-Speichermenge zu, während die NOx-Reinigungsrate davon hoch gehalten wird.
  • Wenn andererseits NO-überschüssiges Abgas dort hineinfließt (NO2-NOx-Verhältnis < 0,5), findet in dem selektiven Reduktionskatalysator Schnelle SCR statt, um sowohl NO2 im Abgas als auch NO in der gleichen Menge wie dieses NO2 zu reduzieren. Zusätzlich ist die Reaktion, die den Überschuss darin darstellendes NO reduziert, Standard-SCR, die eine langsamere Reaktionsrate hat; daher ist die Dauer-NOx (insbesondere NO)-Reinigungsrate niedrig. Da es ferner keine Grenze in der NO2-Freisetzungsfunktion gibt, und auch das NO2 rar ist, das von dem selektiven Reduktionskatalysator freigesetzt wird, um zu bewirken, dass Schnelle SCR mit dem den oben erwähnten Überschuss darstellenden NO stattfindet, bleibt auch die Übergangs-NOx-Reinigungsrate gering.
    • (B) Zustand, worin die NO2-Speichermenge maximale NO2-Speicherkapazität oder in der Nähe davon ist.
  • In einem Fall, wo die NO2-Speichermenge die maximale Speicherkapazität oder in der Nähe davon ist, und NO2 in einer Menge in der Nähe der Grenze an dem selektiven Reduktionskatalysator adsorbiert wird, gibt es, obwohl es eine Grenze in der NO2-Freisetzungsfunktion gibt, in dem selektiven Reduktionskatalysator vermutlich keine Grenze in der NO2-Adsorptionsfunktion.
  • Wenn in diesem Zustand NO2-überschüssiges Abgas dort hineinfließt, findet in dem selektiven Reduktionskatalysator Schnelle SCR statt, um sowohl das NO im Abgas als auch NO2 in der gleichen Menge wie dieses NO zu reduzieren. Zusätzlich ist die Reaktion, die das den Überschuss darin darstellende NO2 reduziert, Langsame SCR, die eine langsamere Reaktionsrate hat; daher ist die Dauer-NOx (insbesondere NO2)-Reinigungsrate niedrig. Da es ferner keine Grenze in der NO2-Adsorptionsfunktion gibt, und das NO2, das nicht reduziert worden ist, an dem selektiven Reduktionskatalysator nicht adsorbiert werden kann, bleibt im Übergang die NOx-Reinigungsrate ebenfalls niedrig.
  • Wenn andererseits NO-überschüssiges Abgas dort hineinfließt, findet in dem selektiven Reduktionskatalysator Schnelle SCR statt, um sowohl das NO2 im Abgas als auch NO in der gleichen Menge wie dieses NO2 zu reduzieren. Zusätzlich ist Reaktion, die das den Überschuss darin darstellende NO2 reduziert, Standard-SCR, die eine langsamere Reaktionsrate hat; daher ist die Dauer-NOx (insbesondere NO)-Reinigungsrate gering. Da es jedoch eine Grenze der NO2-Freisetzungsfunktion gibt, wird der Anteil des NO, das den oben erwähnten Überschuss darstellt, reduziert mit NO2, das durch Schnelle SCR von dem selektiven Reduktionskatalysator freigesetzt wird, größer als der Anteil, der durch NO2 allein über Standard-SCR reduziert wird; daher ist die Übergangs-NOx-Reinigungsrate, während NO2 freigesetzt werden kann, hoch. In anderen Worten, in diesem Fall nimmt die NO2-Speichermenge ab, während die NOx-Reinigungsrate hoch gehalten wird.
    • (C) Zustand, in dem NO2 nur anteilig adsorbiert wird.
  • In einem Fall, wo NO2 in dem selektiven Reduktionskatalysator nur anteilig adsorbiert wird, gibt es vermutlich eine Grenze in sowohl der NO2-Adsorptionsfunktion als auch der NO2-Freisetzungsfunktion des selektiven Reduktionskatalysators.
  • Wenn in einem solchen Zustand NO2-überschüssiges Abgas dort hineinfließt, findet in dem selektiven Reduktionskatalysator Schnelle SCR statt, um sowohl NO im Abgas als auch NO2 in der gleichen Menge wie dieses NO zu reduzieren. Zusätzlich ist die Reaktion, die das den Überschuss darin darstellende NO2 reduziert, Langsame SCR, die eine langsamere Reaktionsrate hat; daher ist die Dauer-NOx (insbesondere NO2)-Reinigungsrate gering. Jedoch gibt es eine Grenze in der NO2-Adsorptionsfunktion, und somit kann NO2, das nicht reduziert worden ist, an dem selektiven Reduktionskatalysator adsorbiert werden; daher ist die Übergangs-NOx-Reinigungsrate, während NO2 adsorbiert werden kann, hoch. In anderen Worten, in diesem Fall nimmt die NO2-Speichermenge zu, während die NOx-Reinigungsrate hoch gehalten wird.
  • Wenn andererseits NO-überschüssiges Abgas dort hineinfließt, findet in dem selektiven Reduktionskatalysator Schnelle SCR statt, um sowohl das NO2 im Abgas als auch NO in der gleichen Menge wie dieses NO2 zu reduzieren. Zusätzlich ist die Reaktion, die das den Überschuss darin darstellende NO2 reduziert, Standard-SCR, die eine langsamere Reaktionsrate hat; daher ist' die Dauer-NOx (insbesondere NO)-Reinigungsrate gering. Da es jedoch eine Grenze in der NO2-Freisetzungsfunktion gibt, wird der Anteil des NO, das den oben erwähnten Überschuss darstellt, der dem NO2 reduziert wird, das mittels Schneller SCR von dem selektiven Reduktionskatalysator freigesetzt wird, größer als der Anteil, der durch das oben erwähnte Standard-SCR durch NO allein reduziert wird; daher ist die Übergangs-NOx-Reinigungsrate, während NO2 freigesetzt werden kann, hoch. In anderen Worten, in diesem Fall nimmt die NO2-Speichermenge ab, während die NOx-Reinigungsrate hoch gehalten wird.
  • 8 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen einer NO2-Speicherrate (horizontale Achse) des selektiven Reduktionskatalysators und einer Schlupfmenge von NO oder NO2 (vertikale Achse) zeigt. Hierin bezieht sich die NO2-Speicherrate der horizontalen Achse auf den Anteil der NO2-Speichermenge der maximalen NO2-Speicherkapazität. In 8 bezeichnet die durchgehende Linie die NO2-Schlupfmenge unmittelbar nach Beginn der Zufuhr von NO2-überschüssigem Abgas, und die gepunktete Linie bezeichnet die NO2-Schlupfmenge unmittelbar nach Beginn der Zufuhr von NO-überschüssigem Abgas.
  • Wenn, wie in 8 gezeigt, die NO2-Speicherrate niedriger als ein Schwellenwert A ist (zum Beispiel 30%), wird unmittelbar kein NO-Schlupf stattfinden, das NO-überschüssige Abgas zugeführt wird. In anderen Worten, wenn der oben erwähnte Zustand (A), worin die NO2-Freisetzungsfunktion abnimmt, entspricht einem Zustand, worin in dieser Figur die NO2-Speicherrate kleiner wird als der Schwellenwert A. Wenn darüber hinaus die NO2-Speicherrate höher wird als der Schwellenwert B (zum Beispiel 70%), wird unmittelbar NO2-Schlupf stattfinden, wenn das NO2-überschüssige Abgas zugeführt wird. In anderen Worten, der oben erwähnte Zustand (B), worin die NO2-Adsorptionsfunktion abnimmt, entspricht einem Zustand, in dem in dieser Figur die NO2-Speicherrate größer wird als der Schwellenwert B.
  • Daher wird in einem Fall, wo die NO2-Speicherrate innerhalb eines optimalen Speicherbereichs liegt, mit dem Schwellenwert A als untere Grenze und dem Schwellenwert B als Obergrenze, NO oder NO2 nicht unmittelbar durchrutschen, selbst wenn NO-überschüssiges oder NO2-überschüssiges Abgas dem selektiven Reduktionskatalysator zugeführt wird. In anderen Worten, der oben erwähnte Zustand (C), worin es eine Grenze in sowohl der NO2-Freisetzungsfunktion als auch der NO2-Adsorptionsfunktion gibt, entspricht einem Zustand, worin die NO2-Speicherrate zwischen dem Schwellenwert A und dem Schwellenwert B liegt.
  • Auf diese Weise wird, für die Übergangs-NOx-Reinigungsrate, daran gedacht, dass die Robustheit bei einer Änderung zur NO-Überschussseite des NO2-NOx-Verhältnisses abnimmt, wenn die NO2-Speichermenge abnimmt, und die Robustheit auf eine Änderung zur NO2-Überschussseite des NO2-NOx-Verhältnisses abnimmt, wenn die NO2-Speichermenge zunimmt. Wenn daher NO2 nur anteilig an dem selektiven Reduktionskatalysator adsorbiert wird, wird die Robustheit sowohl auf einer Änderung zur NOx-Überschussseite als auch NO2-Überschussseite des NO2-NOx-Verhältnisses hoch, und wird als der besonders bevorzugte Zustand angesehen.
  • Es sollte angemerkt werden, dass, obwohl die Schwellenwerte A und B für die NO2-Speicherrate und den optimalen Speicherbereich in der obigen Erläuterung gesetzt sind, ein ähnlicher optimaler Speicherbereich für die NO2-Speichermenge gesetzt wird, indem die maximale NO2-Speicherkapazität mit diesen Schwellenwerten A und B multipliziert wird. Daher sind diese Schwellenwerte A und B sowie auch der optimale Speicherbereich Dinge, die auch für die NO2-Speichermenge gesetzt werden.
  • 9 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration der Selektiven-Reduktionskatalysator-Zustand-Schätzeinheit zeigt.
  • Diese Selektiver-Reduktionskatalysator-Zustand-Schätzeinheit 54 realisiert das selektive Reduktionskatalysatormodell, das in Bezug auf die 7 und 8 erläutert ist, und ist so konfiguriert, dass sie ein Dauer-Schlupfmengen-Operationsteil 540, ein NO2-Speichermodell-Operationsteil 545 und ein NO+Adsorbiertes-NO2-Reinigungsmodell-Operationsteil 546 enthält.
  • Das Dauer-Schlupfmengen-Operationsteil 540 berechnet eine Dauer-NO-Schlupfmenge und eine Dauer-NO2-Schlupfmenge entsprechend der NO-Menge und der NO2-Menge, die von dem selektiven Reduktionskatalysator abgegeben werden, im Falle der fortgesetzten dauerhaften Zufuhr von Abgas der NO-Einflussmenge und NO2-Einflussmenge, die in der Oxidationsblock-Direkt-Stromab-Schätzeinheit 53 von 6 geschätzt werden, zum selektiven Reduktionskatalysator. In anderen Worten, diese Dauer-NO-Schlupfmenge und Dauer-NO2-Schlupfmenge entsprechen jeweils Schlupfmengen im Falle der Annahme, dass es in dem selektiven Reduktionskatalysator keine NO2-Adsorptionsfunktion oder NO2-Freisetzungsfunktion gibt.
  • Ein Dauer-NO+NO2-Reinigungsmodell-Operationsteil 541 berechnet, unter der Annahme, dass nur Schnelle SCR in dem selektiven Reduktionskatalysator stattfindet, von dem dort hineinfließenden NO und NO2 basierend auf dem vorab erstellten Kennfeld, die Mengen von NO und NO2, die ohne Reduktion abgegeben werden.
  • Eine Dauer-NO-Reinigungsmodell-Operationseinheit 542 berechnet unter der Annahme, dass in dem selektiven Reduktionskatalysator nur Standard-SCR stattfindet, die Menge von NO, die ohne Reduktion abgegeben wird, von dem dort hineinfließenden NO basierend auf einem vorab erstellten Kennfeld.
  • Ein Dauer-NO2-Reinigungsmodell-Operationsteil 543 berechnet unter der Annahme, dass in dem selektiven Reduktionskatalysator nur Langsame SCR stattfindet, die Menge von NO, die ohne Reduktion abgegeben wird, von dem dort hineinfließenden NO2 basierend auf einem vorab erstellten Kennfeld.
  • Unter der Annahme, dass Schnelle SCR für das Wenigere von dem dort hineinfließenden NO und NO2 stattfindet, gibt die Dauer-Schlupfmengen-Operationseinheit 540 in die oben erwähnten jeweiligen Dauer-Reinigungsmodell-Operationsteile 541, 542, 543 ein: Die NO-Einflussmenge und die NO2-Einflussmenge, geschätzt beim Unterteilen in ein Teil, für das Schnelle SCR stattfindet (äquivalente NO-Menge und äquivalente NO2-Menge), ein Teil, wofür Standard-SCR stattfindet (überschüssiges NO) und ein Teil, für das Langsame SCR stattfindet (überschüssiges NO2). Es sollte angemerkt werden, dass unter der Annahme, dass Schnelle SCR für alle der Wenigeren unter dem dort hineinfließenden NO und NO2, entweder das oben erwähnte überschüssige NO oder überschüssige NO2 zu 0 wird.
  • Dann definiert das Dauer-Schlupfmengen-Operationsteil 540 die angekommene Menge durch die Gesamtheit der Schlupfmenge des NO, die durch die oben erwähnten Dauer-Reinigungsmodell-Operationsteile 541 und 542 berechnet wurden, als Dauer-NO-Schlupfmenge, und definiert eine angekommene Menge durch die Gesamtheit der Schlupfmenge von NO2, das durch die Modell-Operationsteile 541 und 542 berechnet wurde, als Dauer-NO2-Schlupfmenge.
  • Das NO2-Speichermodell-Operationsteil 545 schätzt die NO2 -Speichermenge entsprechend der NO2-Adsorptionsmenge des selektiven Reduktionskatalysators, und die NO2-Schlupfmenge entsprechend der NO2-Menge, die von dem selektiven Reduktionskatalysator abgegeben wird.
  • Das NO+Adsorbiertes-NO2-Reinigungsmodell-Operationsteil 546 schätzt die NO2-Verbrauchsmenge entsprechend einer NO2-Menge, die durch Schnelle SCR verbraucht wurde, die mit dem in den selektiven Reduktionskatalysator fließenden NO stattfindet, unter jenem, das von dem selektiven Reduktionskatalysator adsorbiert wird, und eine NO-Schlupfmenge entsprechend der NO-Menge, die von dem selektiven Reduktionskatalysator abgegeben wird.
  • Das NO2-Speichermodell-Operationsteil 545 setzt die NO2-Menge, die neuerlich an dem selektiven Reduktionskatalysator adsorbiert wurde, unter der Dauer-NO2-Schupfmenge, die von dem Dauer-Schlupfmengen-Operationsteil 540 geschätzt wurde (neue NO2-Adsorptionsmenge) auf positiv, setzt die NO2-Verbrauchsmenge, die in dem oben erwähnten NO+Adsorbiertes-NO2-Reingungsmodell-Operationsteil 546 geschätzt wurde, auf negativ, und definiert einen Wert, der durch Addieren dieser neuen Adsorptionsmenge und NO2-Verbrauchsmenge angekommen ist, als die NO2-Speichermenge.
  • Hierin wird die neue NO2-Adsorptionsmenge berechnet durch Multiplizieren der NO2-Adsorptionseffizienz, die durch Absuchen eines Kennfelds bestimmt wurde (siehe 10) mit der Dauer-NO2-Schlupfmenge. Zusätzlich wird die NO2-Schlupfmenge berechnet durch Subtrahieren der oben erwähnten neuen NO2-Adsorptionsmenge von der Dauer-NO2-Schlupfmenge.
  • 10 ist ein Graph, der ein Beispiel eines Kennfelds zur Bestimmung der NO2-Adsorptionseffizienz zeigt.
  • Die NO2-Adsorptionseffizienz, die dem Anteil des an dem selektiven Reduktionskatalysator adsorbierten NO2 von dem dort hineinfließenden NO2 entspricht, nimmt einhergehend mit zunehmender NO2-Speichermenge ab, wie in 10 gezeigt. In anderen Worten, die NO2-Adsorptionsfunktion des selektiven Reduktionskatalysators nimmt einhergehend mit zunehmender NO2-Speichermenge ab. Es sollte angemerkt werden, dass die maximale NO2-Speicherkapazität, die der Obergrenze der NO2-Speichermenge entspricht, im in 10 gezeigten Kennfeld definiert ist als die NO2-Speichermenge, bei der die NO2-Adsorptionseffizienz angenähert 0 wird.
  • Darüber hinaus ist, obwohl 10 ein spezifisches Beispiel eines Kennfelds zur Bestimmung der NO2-Adsorptionseffizienz basierend nur auf der NO2-Speichermenge zeigt, die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt. Die Beziehung zwischen der NO2-Speichermenge und der NO2-Adsorptionseffizienz sowie der maximalen NO2-Speicherkapazität ändert sich in Abhängigkeit von der Temperatur des selektiven Reduktionskatalysators, dem Ausmaß der Verschlechterung des selektiven Reduktionskatalysators, der NH3-Speichermenge und dergleichen. Insbesondere ist unter selektiven Reduktionskatalysatoren, zusätzlich zu jenen, die in dem Zustand von lediglich NO2 adsorbieren, aufgezeigt worden, dass es auch solche gibt, die dem Zustand einer Verbindung mit NH3 adsorbieren. Ferner ist in. Zusammenhang damit aufgezeigt worden, dass es eine Korrelation zwischen der NO2-Adsorptionseffizienz des selektiven Reduktionskatalysators und der NH3-Menge, die an dem selektiven Reduktionskatalysator adsorbiert ist, gibt. Daher könnte das oben erwähnte Kennfeld in Abhängigkeit von den Parametern korrigiert werden, die mit der NO2-Adsorptionsfunktion korreliert sind, wie etwa die Temperatur dieses selektiven Reduktionskatalysators, Ausmaß der Verschlechterung, und NH3-Speichermenge.
  • Zurück in Bezug auf 9 berechnet das NO+Adsorbiertes-NO2-Reinigungsmodell-Operationsteil 546 die NO-Menge (reduzierte NO-Menge), die durch Schnelle SCR mit dem an dem selektiven Reduktionskatalysator adsorbierten NO2 reduziert wurde, unter der NO-Menge, die abgegeben wurde, ohne reduziert worden zu sein, im Falle der Annahme, dass es in dem Dauer-Schlupfmengen-Operationsteil 540 keine NO-Schlupfmenge gibt, das heißt keine NO-Freisetzungsfunktion in dem selektiven Reduktionskatalysator.
  • Hierin wird die reduzierte NO-Menge berechnet durch Multiplizieren der Übergangs-NO-Reinigungsrate, die durch Absuchen eines Kennfelds (siehe 11) bestimmt worden ist, mit der Dauer-NO-Schlupfmenge. Zusätzlich wird die NO-Schlupfmenge berechnet durch Subtrahieren der oben erwähnten reduzierten NO-Menge von der Dauer-NO-Schlupfmenge, und die NO-Verbrauchsmenge wird berechnet als die NO2-Menge, die mittels Schneller SCR mit dem NO der oben erwähnten reduzierten NO-Menge reduziert wurde.
  • 11 ist ein Graph, der ein Beispiel eines Kennfelds zur Bestimmung einer Übergangs-NOx-Reinigungsrate zeigt.
  • Die Übergangs-NO-Reinigungsrate, die unter dem dort hineinfließenden NO einem Anteil von NO entspricht, das mit dem von. dem selektiven Reduktionskatalysator freigesetzten NO2 reduziert wurde, nimmt einhergehend mit zunehmender NO2-Speichermenge ab. In anderen Worten, die NO2-Freisetzungsfunktion des selektiven Reduktionskatalysators nimmt einhergehend mit zunehmender NO2-Speichermenge ab.
  • Obwohl die Konfiguration der Selektiver-Reduktionskatalysator-Zustand-Schätzeinheit 54, die die NO2-Speichermenge, die NO-Schlupfmenge und die NO-Schlupfmenge schätzt, oben in Bezug auf die 9 bis 11 erläutert wurde, ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt. Da zum Beispiel mehr NO2 abgegeben wird, einhergehend mit der NO2-Speichermenge, die sich der maximalen NO2-Speicherkapazität annähert, wie oben beschrieben, ist es möglich, einen Zustand zu bestimmen, worin die aktuelle NO2-Speichermenge in der Nähe der aktuellen maximalen NO2-Speicherkapazität liegt, gemäß dem Ausgangswert des NO2-Sensors, der an der stromabwärtigen Seite des selektiven Reduktionskatalysator vorgesehen ist. Wenn daher die NO2-Speichermenge in der Nähe der maximalen Speicherkapazität ist, kann die NO2-Speichermenge basierend auf der Verschiebung zwischen dem Ausgangswert des NO2-Sensors und der NO2-Schlupfmenge korrigiert werden.
  • Ferner kann in einem Fall des Vorsehens eines NOx-Sensors, der die NOx-Konzentration von Abgas an der stromabwärtigen Seite des selektiven Reduktionskatalysators erfasst, zusätzlich zu dem oben erwähnten NO2-Sensor, die NO2-Speichermenge basierend auf dem Ausgangswert dieses NOx-Sensors korrigiert werden. Gegenwärtig sind existierende NOx-Sensoren empfindlich auf NO, NO2 und NH3 im Abgas; jedoch ist es möglich, die NO-Menge, die zur stromabwärtigen Seite des selektiven Reduktionskatalysators abgegeben wird, zu schätzen, indem die Ausgangswerte des NH3-Sensors und des NO2-Sensors vom Ausgangswert dieses NOx-Sensors subtrahiert werden. Daher kann die NO2-Speichermenge basierend auf der Verschiebung zwischen der NO-Menge, die auf diese Weise basierend auf dem Ausgangswert des NOx-Sensors geschätzt wurde, und der NO-Schlupfmenge, die durch die oben erwähnte Selektive-Reduktionskatalysator-Zustand-Schätzeinheit 54 geschätzt wurde korrigiert werden.
  • Als nächstes wird, zurück in Bezug auf 5, die Konfiguration des NO2-NOx-Verhältnis-Störcontrollers 6 und das Konzept der NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung erläutert, die durch diesen Störcontroller 6 und Hauptcontroller 7 ausgeführt werden.
  • NO2-NOx-Verhältnis-Störcontroller
  • Wenn man, wie in Bezug auf 8 erläutert, auf die NO2-Adsorptionsfunktion und die NO2-Freisetzungsfunktion des selektiven Reduktionskatalysators fokussiert, versteht es sich, wenn die NO2-Speichermenge des selektiven Reduktionskatalysators innerhalb des optimalen Speicherbereichs liegt, der zwischen dem Schwellenwert A und dem Schwellenwert B definiert ist, dass die NOx-Reinigungsrate dauerhaft hoch gehalten wird, auch wenn sich das NO2-NOx-Verhältnis von 0,5, was der Optimalwert ist, zur NO-Überschussseite oder NO2-Überschussseite hin ändert. Weil zusätzlich, wie in 8 gezeigt, es eine signifikante Spanne für einen solchen optimalen Speicherbereich gibt, ist es nicht notwendig, dass die NO2-Speichermenge immer konstant gehalten wird, und solange sie sich innerhalb dieses optimalen Speicherbereichs bewegt, wird die NOx-Reinigungsrate dauerhaft hoch gehalten werden.
  • Weil die vorliegende Erfindung die NO2-Speichermenge innerhalb des optimalen Speicherbereichs hält, während sie einen gewissen Änderungsgrad davon zulässt, fokussiert daher die vorliegende Erfindung auf den NO2-Ausgleich des selektiven Reduktionskatalysators innerhalb einer vorbestimmten Periode oder Dauer, mit der Adsorption von NO2 als positiv und der Freisetzung davon als negativ.
  • 12 ist eine Darstellung, die schematisch eine Korrelation zwischen einem Variationsmuster des NO2-NOx-Verhältnisses, das in den selektiven Reduktionskatalysator fließt, und der Schlupfmenge von NO oder NO2 zeigt. 12 zeigt, der Reihe nach von der linken Seite her, (a) einen Fall des Setzens des NO2-NOx-Verhältnisses auf eine Konstante an der NO-Überschussseite, (b) einen Fall des Setzens des NO2-NOx-Verhältnisses auf eine Konstante an der NO2-Überschussseite, und (c) einen Fall des Veränderns des NO2-NOx-Verhältnisses in verschiedenen Mustern unter der Bedingung, dass der NO2-Ausgleich über eine vorbestimmte Dauer hinweg auf 0 gesetzt wird. Zusätzlich betrug die NO2-Speicherrate bei Beginn der Abgaszufuhr angenähert 50%.
  • Wie in 12(a) gezeigt, nimmt, im Falle der kontinuierlichen dauerhaften Zufuhr von NO-überschüssigem Abgas, die NO-Schlupfmenge gemäß der Abnahme der NO2-Speichermenge zu. Zusätzlich nimmt, wie in 12(b) gezeigt, im Falle der dauerhaften kontinuierlichen Zufuhr von NO2-überschüssigem Abgas, die NO2-Schlupfmenge gemäß einem Anstieg der NO2-Speichermenge zu.
  • Im Gegensatz hierzu wird, wie in 12(c) gezeigt, die NO2-Speichermenge innerhalb des oben erwähnten optimalen Speicherbereichs gehalten, in dem Fall der periodischen Veränderung des NO2-NOx-Verhältnisses, das einen Referenzwert in der Nähe von 0,5 quert, so dass der NO2-Ausgleich innerhalb der vorbestimmten Periode (zum Beispiel ein Zyklus) angenähert 0 wird; daher schlupfen weder NO noch NO2. Auf diese Weise kommt unter den Bedingungen der periodischen Veränderung des NO2-NOx-Verhältnisses sowie auch des Setzens des NO2-Ausgleichs einer Periode davon auf 0, die NOx-Reinigungsrate so, dass sie dauerhaft hoch gehalten wird, unabhängig von den Details des Veränderungsmusters des NO2-NOx-Verhältnisses (Tiefe zur NO-Überschussseite oder NO2-Überschussseite, Zeit, die zur NO-Überschussseite oder NO2-Überschussseite gesetzt wird, etc.), wie in 12(c) gezeigt. In der vorliegenden Erfindung wird auf diese Weise als NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung/-regelung eine Steuerung definiert, die abwechselnd eine NO2-Zunahme-Steuerung/Regelung, um das NO2-NOx-Verhältnis größer als der Referenzwert in der Nähe von 0,5 zu machen, und eine NO2-Abnahme-Steuerung/Regelung, um das NO2-NOx-Verhältnis kleiner als der Referenzwert zu machen, ausführt.
  • NO2-NOx-Verhältnis-Störcontroller 6
  • Zurück in Bezug auf 5 wird die spezifische Konfiguration des NO2-NOx-Verhältnis-Störcontrollers 6 erläutert.
  • Der NO2-NOx-Verhältnis-Störcontroller 61 nimmt den Sollwert des NO2-NOx-Verhältnisses basierend auf der NO2-Speichermenge, der NO-Schlupfmenge und der NO2-Schlupfmenge und dergleichen, die von der Katalysator-Parameter-Schätzvorrichtung 5 geschätzt sind. Insbesondere bewirkt der NO2-NOx-Verhältnis-Störcontroller 61, dass sich dieser Sollwert verändert, um das NO2-NOx-Verhältnis größer und kleiner zu machen als der Referenzwert, so dass der NO2-Ausgleich des selektiven Reduktionskatalysators in einer vorbestimmten Periode zu einem vorbestimmten Sollwert wird.
  • 13 gibt Zeitdiagramme an, die ein Beispiel des Betriebs eines Störcontrollers 6 zeigen. 13 zeigt, der reihe nach von oben her, den Sollwert des NO2-NOx-Verhältnisses, das NO2-NOx-Verhältnis des in den selektiven Reduktionskatalysator hineinfließenden Abgases, und die NO2-Speichermenge.
  • 13 zeigt einen Fall, wo der Sollwert des NO2-NOx-Verhältnisses zwischen einem Wert der NO-Überschussseite von dem Referenzwert (0,5) und einem Wert an der NO-Überschussseite von dem Referenzwert binär verändert wird.
  • In dem Fall, wo die gesetzte NO2-Speichermenge nicht größer als ein NO2-Zunahme-Schwellenwert wird, setzt der Störcontroller 6 den Sollwert des NO2-NOx-Verhältnisses auf einen Wert an der NO2-Überschussseite, und macht das NO2-NOx-Verhältnis des in den selektiven Reduktionskatalysator fließenden Abgases größer als den Referenzwert (NO2-Zunahme-Steuerung/Regelung). Danach wird in dem Fall, wo die NO2-Speichermenge zunimmt und zumindest ein NO2-Abnahme-Schwellenwert wird, der Sollwert des NO2-NOx-Verhältnisses auf einen Wert an der NO-Überschussseite gesetzt, und das NO2-NOx-Verhältnis des in den selektiven Reduktionskatalysator fließenden Abgases wird kleiner gemacht als der Referenzwert (NO2-Abnahme-Steuerung/Regelung). Der Störcontroller 6 führt abwechselnd diese obige NO2-Zunahme-Steuerung/Regelung und NO2-Abnahme-Steuerung/Regelung aus (NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung).
  • Indem, wie in 8 gezeigt, hier der NO2-Zunahme-Schwellenwert als die Untergrenze des optimalen Speicherbereichs gesetzt wird und der NO2-Abnahme-Schwellenwert als die Obergrenze des optimalen Speicherbereichs gesetzt wird, ist es möglich, die NO2-Speichermenge des selektiven Reduktionskatalysators innerhalb des optimalen Speicherbereichs zu halten.
  • Angemerkt werden sollte, obwohl es nicht bedeutet, dass die bestimmten Operationen für den NO2-Ausgleich und den Sollwert davon im obigen Steuerbeispiel nicht durchlaufen werden, wenn die Periode ab dem Beginn der NO2-Zunahme-Steuerung bis zum Ende der NO2-Abnahme-Steuerung als eine Periode der NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung gesetzt wird, dies die gleiche Bedeutung hätte wie die Ausführung der NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung, so dass der NO2-Ausgleich während dieser einen Periode der Sollwert wird, der auf 0 oder in die Nähe davon gesetzt wird.
  • Obwohl darüber hinaus in 13 die Zeit zum Beginn der NO2-Zunahme-Steuerung oder die Zeit zum Beginn der NO2-Abnahme-Steuerung basierend auf einem Vergleich zwischen der NO2-Speichermenge und dem Schwellenwert bestimmt wird, ist diese hierauf nicht beschränkt, und der Sollwert des NO2-NOx-Verhältnisses kann basierend auf einem vorab erstellten Aspekt geändert werden, wie in 14 gezeigt.
  • 14 ist eine Darstellung, die ein Beispiel des Aspekts der Änderung im Sollwert des NO2-NOx-Verhältnisses zeigt. Ein solcher Wellenverlauf ist zum Beispiel durch die folgenden sieben Typen von Wellenverlaufsparametern gekennzeichnet.
    • 1. Referenzwert
    • 2. Dauer T der NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung
    • 3. Verhältnis der Ausführungszeit T1 der NO2-Abnahme-Steuerung/Regelung zur Ausführungszeit Tr der NO2-Zunahme-Steuerung/Regelung
    • 4. Tiefe Dr zur NO2-Überschussseite (Länge vom Referenzwert zum Maximalwert zur NO2-Überschussseite)
    • 5. Tiefe DI zur NO-Überschussseite (Abstand von Referenzwert zum Maximalwert zur NO-Überschussseite)
    • 6. Steigung während der NO2-Zunahme (Steigung von Abschnitt a1 in 14)
    • 7. Steigung während NO2-Abnahme (Steigung von Abschnitt a2 in 14).
  • Die Werte dieser Wellenverlaufsparameter werden nach Bedarf in Abhängigkeit von der NO2-Speichermenge, der NO2-Schlupfmenge und der NO-Schlupfmenge, dem Ausgangswert des NO2-Sensors, der Motordrehzahl, der Motorlast und dergleichen gesetzt. Nachfolgend werden die spezifischen Ziele davon exemplarisch aufgelistet.
  • Die Werte dieser Wellenverlaufsparameter werden bevorzugt basierend auf der geschätzten NO2-Speichermenge und dem Ausgangswert des NO2-Sensors zum Beispiel so gesetzt, dass die NO2-Schlupfmenge und die NO-Schlupfmenge minimiert werden.
  • Zusätzlich werden die Werte dieser Wellenverlaufsparameter bevorzugt basierend auf Parametern gesetzt, die den Betriebszustand des Motors, wie etwa die Abgastemperatur und Motorlast, ausdrücken, so dass zum Beispiel sowohl die NO-Schlupfmenge als auch die NO2-Schlupfmenge minimiert werden, oder der Kraftstoffverbrauch minimiert wird.
  • Insgesamt haben, unter den oben erwähnten Wellenverlaufsparametern, der Referenzwert, die Tiefe Dr zur NO2-Überschussseite und die Tiefe DI zur NO-Überschussseite eine starke Korrelation zur NO-Schlupfmenge und NO2-Schlupfmenge, und sie werden deshalb bevorzugt so gesetzt, dass die NOx-Schlupfmenge in jedem Betriebsbereich des Motors minimiert wird. Zum Beispiel werden in Betriebsbereichen wie etwa jenen, worin NO2-Reduktionskomponenten wie HC und CO reichlich in den selektiven Reduktionskatalysator fließen, die Werte des Referenzwerts und die Tiefen Dr und DI bevorzugt so gesetzt, dass die NO2-Zunahme-Steuerung/Regelung Präferenz gegenüber der NO2-Abnahme-Steuerung/Regelung ausgeführt wird, da diese NO2-Reduktionskomponenten reichlich werden. In anderen Worten, es ist bevorzugt, den Referenzwert auf einen Wert größer als 0,5 zu korrigieren, oder so zu korrigieren, dass der Anteil der Tiefe Dr zur NO2-Überschussseite relativ zur Tiefe DI zur NO-Überschussseite zunimmt, wenn die NO2-Reduktionskomponenten reichlich werden.
  • Obwohl darüber hinaus im in 13 gezeigten Beispiel ein Fall gezeigt ist, wo auch das aktuelle NO2-NOx-Verhältnis gemäß der Änderung im Sollwert geändert wird, ist das aktuelle NO2-NOx-Verhältnis nicht so eingeschränkt, dass es sich auf diese Weise natürlich immer ändert. Zum Beispiel stimmen, wie in 15 gezeigt, die Änderung im Sollwert und die Änderung im aktuellen NO2-NOx-Verhältnis nicht überein; daher kann die NO2-Speichermenge von dem optimalen Speicherbereich stark divergieren.
  • Indem in diesem Fall veranlasst wird, dass sich der Sollwert des NO2-Ausgleichs während der einen Periode der NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung von 0 weg ändert, das heißt in dem Fall, wo die NO2-Speichermenge vom optimalen Speicherbereich abweicht, ist es möglich, die NO2-Speichermenge innerhalb des optimalen Speicherbereichs zu halten.
  • Zum Beispiel ist es in einem Fall, wo die NO2-Speichermenge innerhalb des optimalen Speicherbereichs liegt, bevorzugt, den Sollwert des NO2-Ausgleichs während der einen Periode auf 0 oder in der Nähe davon zu setzen, wie oben beschrieben.
  • Im Gegensatz wird in einem Fall, wo die NO2-Speichermenge größer als die Obergrenze des optimalen Speicherbereichs ist, der Sollwert des NO2-Ausgleichs während der einen Periode bevorzugt auf negativ gesetzt, so dass die NO2-Speichermenge abnimmt, so dass sie in den optimalen Speicherbereich hineinfällt.
  • Zusätzlich wird in dem Fall, wo die NO2-Speichermenge geringer als die Untergrenze des optimalen Speicherbereichs ist, der Sollwert des NO2-Ausgleichs während der einen Periode bevorzugt auf positiv gesetzt, so dass die NO2-Speichermenge ansteigt, so dass sie in den optimalen Speicherbereich hineinfällt.
  • Obwohl ferner im in 13 gezeigten Beispiel der Sollwert des NO2-NOx-Verhältnisses so gemacht wird, dass er sich basierend auf der geschätzten NO2-Speichermenge ändert, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Darüber hinaus kann der Sollwert des NO2-NOx-Verhältnisses basierend auf der geschätzten NO2-Schlupfmenge oder der NO-Schlupfmenge gesetzt werden. In anderen Worten, er kann so konfiguriert sein, dass in dem Fall, wo die NO-Schlupfmenge nicht größer als der vorbestimmte Schwellenwert wird, bestimmt werden, dass die NO2-Speichermenge nicht größer als der NO2-Zunahme-Schwellenwert geworden ist, und der Sollwert des NO2-NOx-Verhältnisses wird auf einen Wert an der NO2-Überschussseite gesetzt, und wenn die NO2-Schlupfmenge zumindest einen vorbestimmten Schwellenwert einnimmt, wird bestimmt, dass die NO2-Speichermenge zumindest der NO2-Abnahme-Schwellenwert geworden ist, und der Sollwert des NO2-NOx-Verhältnisses wird auf einen Wert an der NO-Überschussseite gesetzt.
  • Obwohl darüber hinaus im in 13 gezeigten Beispiel der Sollwert des NO2-NOx-Verhältnisses so gemacht wird, dass er sich basierend auf der geschätzten NO2-Speichermenge ändert, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Darüber hinaus kann der Sollwert des NO2-NOx-Verhältnisses basierend auf dem Ausgangswert des NO2-Sensors gesetzt werden.
  • Obwohl mit nur dem NO2-Sensor bestimmt werden kann, dass die NO2-Speichermenge zumindest der NO2-Abnahme-Schwellenwert geworden ist, ist es jedoch damit nicht möglich, zu bestimmen, dass die NO2-Speichermenge nicht größer als der NO2-Zunahme-Schwellenwert geworden ist. In anderen Worten, obwohl eine geeignete Zeit zum Beginn der NO2-Abnahme-Steuerung/Regelung allein mit dem NO2-Sensor bestimmt werden kann, kann eine geeignete Zeit zum anschließenden Einleiten der NO2-Zunahme-Steuerung/Regelung damit nicht bestimmt werden.
  • Daher kann in diesem Fall die Konfiguration so sein, dass in dem Fall, wo der Ausgangswert des NO2-Sensors zumindest ein vorbestimmter Wert wird, bestimmt wird, dass die NO2-Speichermenge zumindest der NO2-Abnahme-Schwellenwert geworden ist, und der Sollwert des NO2-NOx-Verhältnisses zur NO-Überschussseite gesetzt wird, wonach in dem Fall, wo eine vorbestimmte Zeit abgelaufen ist, bestimmt wird, dass die NO2-Speichermenge nicht größer als der maximale NO2-Schwellenwert geworden ist, und der Sollwert des NO2-NOx-Verhältnisses auf einen Wert an der NO2-Überschussseite gesetzt wird.
  • Es sollte angemerkt werden, dass für den NO2-NOx-Verhältnis-Störcontroller 6, der in der obigen Weise konfiguriert ist, der Sollwert des NO2-NOx-Verhältnisses, der Sollwert des NO2-Ausgleichs, die Wellenverlaufsparameter, etc. in den Steuerparametern enthalten sind, die sich auf die Ausführung der NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung beziehen.
  • Zurück in Bezug auf 5 sind eine NO2-NOx-Verhältnis-Obergrenz-Setzeinheit 62 und eine NO2-NOx-Verhältnis-Untergrenz-Setzeinheit 63, die jeweils die Obergrenze und Untergrenze für das NO2-NOx-Verhältnis setzen, mit dem Hauptcontroller 7 verbunden, zusätzlich zu dem vorgenannten Störcontroller 6.
  • Die NO2-NOx-Verhältnis-Obergrenz-Setzeinheit 62 setzt die Obergrenze des NO2-NOx-Verhältnisses basierend auf Parametern, die den Betriebszustand des Motors repräsentieren, wie etwa die Motordrehzahl und die Motorlast.
  • Die NO2-NOx-Verhältnis-Untergrenz-Setzeinheit 63 setzt die Untergrenze des NO2-NOx-Verhältnisses basierend auf Parametern, die den Betriebszustand des Motors repräsentieren, wie etwa die Motordrehzahl und Motorlast.
  • Hauptcontroller 7
  • Zurück in Bezug auf 5 bestimmt der Hauptcontroller 7 die Sollwerte für den NO2-NOx-Verhältnis-Einstellmechanismus 8 (AGR-Ventil-Befehlswert, Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis, Oxidationskatalysator-Solltemperatur, etc.) basierend auf dem von dem Störcontroller 6 bestimmten Sollwert des NO2-NOx-Verhältnisses, der von der Obergrenz-Setzeinheit 62 gesetzten Obergrenze des NO2-NOx-Verhältnisses und der von der Untergrenz-Setzeinheit 63 gesetzten Untergrenze des NO2-NOx-Verhältnisses. Der NO2-NOx-Verhältnis-Einstellmechanismus 8 arbeitet in Antwort auf die vom Hauptcontroller 7 bestimmten Befehlswerte, und bewirkt, dass sich das NO2-NOx-Verhältnis des in den selektiven Reduktionskatalysator fließenden Abgases nach Bedarf ändert.
  • 16 gibt Graphen an, welche Beziehungen zwischen dem NO2-NOx-Verhältnis und vier Parametern zeigen, die bewirken, dass sich das NO2-NOx-Verhältnis direkt ändert (Zufuhr-NO-Konzentration (oben links), SV (unten links), Sauerstoffkonzentration (oben rechts) und Oxidationskatalysator-Temperatur (unten rechts)).
  • Obwohl dies nicht bedeutet, dass der AGR-Ventil-Sollwert, das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis und die Oxidationskatalysator-Solltemperatur, die durch den Hauptcontroller 7 bestimmt werden, und diese vier Parameter eindeutig zugeordnet sind, hat der AGR-Ventil-Sollwert eine starke Korrelation zu der Zufuhr-NO-Konzentration und SV, und das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis hat eine starke Korrelation zur Sauerstoffkonzentration des Abgases, und die Oxidationskatalysator-Solltemperatur hat eine starke Korrelation zur Oxidationskatalysator-Temperatur. In anderen Worten, die Zufuhr-NO-Konzentration und SV ändern sich hauptsächlich, wenn der AGR-Ventil-Sollwert geändert wird, die Sauerstoffkonzentration ändert sich hauptsächlich, wenn das Soll-Luft/Kraftstoff-Verhältnis geändert wird, und die Oxidationskatalysator-Temperatur ändert sich hauptsächlich, wenn die Oxidationskatalysator-Solltemperatur geändert wird.
  • Wenn, wie in 16 gezeigt, die Zufuhr-NO-Konzentration ansteigt, nimmt das NO2-NOx-Verhältnis, das in den selektiven Reduktionskatalysator fließt, ab, weil die NO-Oxidationseffizienz des Oxidationskatalysators und des CSF abnimmt. Wenn die SV zunimmt, nimmt das NO2-NOx-Verhältnis ab, da die NO-Oxidationseffizienz des Oxidationskatalysators und des CSF abnimmt. Wenn die Sauerstoffkonzentration abnimmt, nimmt das NO2-NOx-Verhältnis ab, da die NO-Oxidationseffizienz des Oxidationskatalysators und des CSF abnimmt. Wenn darüber hinaus die Oxidationskatalysator-Temperatur abnimmt, nimmt das NO2-NOx-Verhältnis ab, da die NO-Oxidationseffizienz des Oxidationskatalysators und des CSF abnimmt.
  • Ferner hat, wie in 16 gezeigt, das NO2-NOx-Verhältnis im Wesentlichen lineare Beziehungen zur Oxidationskatalysator-Temperatur und zur SV über den gesamten Bereich. Jedoch ändert sich das NO2-NOx-Verhältnis relativ zur Zufuhr-NO-Konzentration im unteren Konzentrationsbereich stark; wohingegen es sich im hohen Konzentrationsbereich nicht sehr stark ändert. Darüber hinaus ändert sich das NO2-NOx-Verhältnis relativ zur Sauerstoffkonzentration im hohen Konzentrationsbereich nicht sehr stark; wohingegen es sich im niedrigen Konzentrationsbereich stark ändert. Unter Berücksichtigung des Aspekts des Änderungsausmaßes im NO2-NOx-Verhältnis, das sich in jedem Bereich der jeweiligen Parameter unterscheidet, wie oben beschrieben, bestimmt der Hauptcontroller 7 Befehlswerte für den NO2-NOx-Verhältnis-Einstellmechanismus, so dass sich das NO2-NOx-Verhältnis infolge einer Anfrage von dem Störcontroller 6 ändert.
  • Nachfolgend werden die Effekte der NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung erläutert.
  • 17 gibt Graphen an, die Testergebnisse für ein Vergleichsbeispiel zeigen, worin die NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung nicht ausgeführt wird, insbesondere einen Fall der Steuerung des NO2-NOx-Verhältnis-Einstellmechanismus derart, dass die Temperatur des selektiven Reduktionskatalysators aus 250°C gehalten wird.
  • 18 gibt Graphen an, die Testergebnisse im Falle der Ausführung der NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung zeigen. Es sollte angemerkt werden, dass die 17 und 18, der Reihe nach von oben her, das NO2-NOx-Verhältnis des in den selektiven Reduktionskatalysator fließenden Abgases und die NO2-Konzentration und NO2-Konzentration des vom Endrohr abgegebenen Abgases zeigen. Darüber hinaus sind, zur Bezugnahme, die in den Figuren gezeigten Fahrzeuggeschwindigkeiten die gleichen.
  • Wie in 17 gezeigt, geht das NO2-NOx-Verhältnis im Vergleichsbeispiel stärker zur NO2-Überschussseite als 0,5 über; daher ist die NO2-Speichermenge des selektiven Reduktionskatalysators immer im gesättigten Zustand. Im Ergebnis ist, obwohl die Reinigungsrate für NO hochgehalten wird, die Reinigungsrate für NO2 niedrig.
  • Wenn im Gegensatz hierzu, wie in 18 gezeigt, die NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung so ausgeführt wird, dass der NO2-Ausgleich in einer vorbestimmten Periode 0 ist, ändert sich das NO2-NOx-Verhältnis abwechselnd zur NO2-Überschussseite oder NO-Überschussseite, während 0,5 durchquert wird. Da hierdurch die NO2-Speichermenge des selektiven Reduktionskatalysators innerhalb des optimalen Speicherbereichs gehalten wird, können die Reinigungsraten für sowohl NO als auch NO2 hoch gehalten werden.
  • Jedoch hat, wegen der Verwendung eines Oxidationskatalysators und CSF mit hoher Oxidationsleistung in den oben erwähnten Tests, das NO2-NOx-Verhältnis des in 17 gezeigten Vergleichsbeispiels Übergänge zur NO2-Überschussseite, die größer ist als 0,5. Dies bedeutet in anderen Worten, dass die NO2-Reinigungsrate auf ein gewisses Ausmaß verbessert werden kann, ohne dass die NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung ausgeführt wird, indem die NO-Oxidationsleistung des Oxidationskatalysators und CSF abnehmen. Wenn jedoch die NO-Oxidationsleistung des Oxidationskatalysators und CSF kleiner gemacht wird, nimmt auch die Aufwärmleistungsfähigkeit des Auspuffsystems bei Motorstartbeginn zu, zusätzlich zur Oxidationsleistung für CO und HC. Daher, wenn man diese vorgenannte Situation in Betracht zieht, können die CO- und HC-Reinigungsraten sowie auch die Aufwärmleistungsfähigkeit verbessert werden, während die NOx-Reinigungsrate durch den selektiven Reduktionskatalysator erhöht wird, indem die NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
  • 19 zeigt Graphen, die die Änderung im aktuellen NO2-NOx-Verhältnis (dünne Linie im oberen Graph), die vom Motor abgegebene NOx-Menge (dicke Linie im oberen Graph), die NO2-Konzentration des vom Endrohr abgegebenen Abgases (dicke Linie) und die NO-Konzentration (gepunktete Linie), wenn die NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung ausgeführt wird, zeigen. Es sollte angemerkt werden, dass dieses in 19 gezeigte Steuerungsbeispiel eine Fall zeigt, wo der AGR-Ventil-Sollwert (nachfolgend als „AGR-Einstellmethode” bezeichnet) insbesondere unter den Sollwerten für den oben erwähnten NO2-NOx-Einstellmechanismus geändert wird, um zu bewirken, dass sich das NO2-NOx-Verhältnis in Antwort auf eine Anforderung von dem NO2-NOx-Verhältnis-Störcontroller ändert.
  • Wenn mit der AGR-Einstellmethode die NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung ausgeführt wird, werden die Zufuhr-NOx-Konzentration und SV kleiner gemacht, indem die AGR-Menge verringert wird, während die NO2-Zunahme-Steuerung/Regelung ausgeführt wird. Die NO-Oxidationseffizienz des Oxidationskatalysators und des CSF steigen hiermit an, und das NO2-NOx-Verhältnis nimmt zu. Darüber hinaus werden die Zufuhr-NOx-Konzentration und SV erhöht, indem die AGR-Menge vergrößert wird, während die NO2-Abnahme-Steuerung/Regelung ausgeführt wird. Die NO-Oxidationseffizienz des Oxidationskatalysators und des CSF nehmen hierdurch ab, und das NO2-NOx-Verhältnis sinkt.
  • Indem auf diese Weise bewirkt wird, dass das NO2-NOx-Verhältnis abwechselnd zur NO2-Überschussseite oder NO-Überschussseite wechselt, wobei 0,5 durchquert wird, können sowohl die NO2-Reinigungsrate als auch die NO-Reinigungsrate auf das gleiche Ausmaß verringert werden. Es sollte angemerkt werden, dass, wenn der NO2-Ausgleich nicht mit dem Sollwert übereinstimmt und die NO2-Speichermenge von dem optimalen Speicherbereich abweicht, NO2 oder NO schlupft, wie in 19 mit der gepunkteten Linie gezeigt.
  • Nachfolgend werden Perioden, die für die Ausführung der vorgenannten NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung geeignet sind, und Perioden, die hierfür nicht geeignet sind, näher betrachtet. Zuerst ist es durch Ausführung der NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung möglich, die NOx-Reinigungsrate des selektiven Reduktionskatalysators kontinuierlich einzuhalten, dauerhaft hoch, ohne das NO2-NOx-Verhältnis fortlaufend auf den Optimalwert zu halten; daher ist es insbesondere in einem Fall, wo der Motor in einem Dauerbetriebszustand ist, bevorzugt, die Störsteuerung fortlaufend auszuführen.
  • Jedoch ist es in einem Fall, wo der Motor in einem Beschleunigungsbetriebszustand ist, bevorzugt, die Ausführung der NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung vorübergehend zu unterbrechen. Dies ist so, weil, wenn der Motor in einem Beschleunigungsbetriebszustand ist, die NOx-Menge und das vom Motor abgegebene Abgasvolumen zunehmen, weil die Ansaugluft zur zunehmenden Seite hin geregelt wird, und das NO2-NOx-Verhältnis und die AGR-Menge zur abnehmenden Seite hin geregelt werden, und es eine Tendenz gibt, dass das NO2-NOx-Verhältnis abnimmt, ohne dass die Störsteuerung ausgeführt wird. Wenn darüber hinaus in einer solchen Periode die Störsteuerung ausgeführt wird, in einem Fall, wo sich eine Anforderung nach Beschleunigung vom Fahrer und eine Anforderung von der Störsteuerung gegenseitig stören, zum Beispiel in einem Fall, wo eine Abnahme im NO2-NOx-Verhältnis eine weitere Anforderung von der Störsteuerung ist, in einem Zustand, in dem der Fahrer eine Beschleunigung anfordert, gibt es auch Bedenken, dass das NO2-NOx-Verhältnis stärker abnimmt als erforderlich, und die NO2-Speicherrate des selektiven Reduktionskatalysators von dem optimalen Speicherbereich abweicht (siehe 8). Daher wird in einer solchen Periode das Erfordernis nach Ausführung der Störsteuerung als niedrig angesehen. Ferner ist es in einem Fall, wo der Motor in einem Beschleunigungsbetriebszustand ist, auch vom Blickpunkt der Vereinfachung des Steuerblocks bevorzugt, die Ausführung der NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung vorübergehend zu unterbrechen.
  • Ferner ist in einem Fall, wo der Oxidationskatalysator und CSF die Aktivierung nicht erreichen, wie zum Beispiel unmittelbar nach dem Anfangsstart des Motors, die NO-Oxidationseffizienz dieses Oxidationsblocks niedrig; daher wird es bei der Ausführung der NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung es nicht als möglich angesehen, zu bewirken, dass sich das NO2-NOx-Verhältnis des gemäß der Anforderung in den selektiven Reduktionskatalysator fließenden Abgases ändert. Darüber hinaus wird es in dem Fall, wo dieser Oxidationsblock die Aktivierung nicht erreicht hat, dieser als ein Zustand angesehen, in dem nicht nur die, NO-Oxidationseffizienz abnimmt, sondern auch die CO- und HC-Oxidationseffizienz abnimmt, und der Motor aufwärmt; daher gibt es Bedenken gegenüber der Reinigungseffizienz anders als NOx, wie etwa HC und CO, und einer Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs, wenn die Störsteuerung in einer solchen Periode ausgeführt wird. Basierend auf dem obigen ist es in einem Fall, wo der Oxidationskatalysator und CSF die Aktivierung nicht erreicht haben, einhergehend mit der Hemmung der Ausführung der NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung, bevorzugt, der Aufwärmsteuerung dieses Oxidationsblocks Priorität zu geben, um die CO- und HC-Reinigungsleistung rasch zu verbessern, um in der Lage zu sein, die NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung rasch zu beginnen.
  • Hierin werden die Herausforderungen der herkömmlichen Steuerung berücksichtigt, welche das NO2-NOx-Verhältnis des in den selektiven Reduktionskatalysator fließenden Abgases kontinuierlich auf dem Optimalwert (zum Beispiel 0,5) hält.
  • Wie oben beschrieben ist es in der aktuellen Praxis schwierig, das NO2-NOx-Verhältnis kontinuierlich auf dem Optimalwert zu halten; daher könnte das NO2-NOx-Verhältnis von dem Optimalwert vorübergehend abweichen. Daher werden, nachdem ein NO2-Überschuss-(zum Beispiel 0,6)-Zustand vorübergehend angedauert hat, Bedingungen angenommen, die eine Rückkehr zum Optimalwert bewirken.
  • Während der Rückkehr zu einem solchen NO2-NOx-Verhältnis bewirkt die herkömmliche Steuerung, dass das NO2-NOx-Verhältnis zu dem Optimalwert hin abnimmt, ohne, soweit wie möglich, ein Unterschießen zum NO2-Überschuss-Zustand zu erlauben. Wenn man jedoch auf die NO2-Adsorptionsfunktion des selektiven Reduktionskatalysators blickt, wird, solange der NO2-Überschuss-Zustand vorübergehend fortdauert, wie oben erwähnt, die NO2-Speicherrate des selektiven Reduktionskatalysators zunehmen, und es wird berücksichtigt, dass die Robustheit auf eine Änderung zu dieser NO2-Überschussseite abnimmt. Darüber hinaus wird beim Bewirken, dass das NO2-NOx-Verhältnis von diesem Zustand zu dem Optimalwert hin abnimmt, wie bei der herkömmlichen Steuerung, die Freisetzung des adsorbierten NO2 nicht begünstigt; daher wird auf eine Änderung zur NO2-Überschussseite hin der selektive Reduktionskatalysator nicht zu einem Zustand niedrigerer Robustheit wechseln, selbst wenn das NO2-NOx-Verhältnis zum Optimalwert hin gesteuert/geregelt wird. Daher wird nach der Rückkehr des NO2-NOx-Verhältnisses zum Optimalwert, auch in einem Fall, so das NO2-NOx-Verhältnis aus irgendeinem Grund nur leicht zur NO2-Überschussseite hin abweicht, dieser Überschuss von NO2 nicht sofort schlupfen.
  • Im Gegensatz hierzu wird, mit der NO2-NOx-Verhältnis-Störsteuerung der vorliegenden Erfindung das NO2-NOx-Verhältnis relativ zum oben erwähnten Optimalwert absichtlich unterschießend gelassen, so dass der NO2-Ausgleich der Sollwert ist (zum Beispiel 0). Daher wird der selektive Reduktionskatalysator in einem Zustand hoher Robustheit auf Änderung zur NO2-Überschusseite oder NO-Überschussseite gehalten.
  • Zweite Ausführung
  • Als nächstes wird eine zweite Ausführung der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Es sollte angemerkt werden, dass in der folgenden Erläuterung ähnliche Konfigurationen zur ersten Ausführung gleiche Symbole zugeordnet sind, und Erläuterungen davon weggelassen werden.
  • Der selektive Reduktionskatalysator, der Zeolith enthält, wie oben beschrieben, besitzt zusätzlich zur NO2-Adsorptionsfunktion auch eine HC-Adsorptionsfunktion. Darüber hinaus reduziert das im selektiven Reduktionskatalysator adsorbierte HC auch NO2, was der Hauptfaktor ist, der die NOx-Reinigungsrate und NO2-Speichermenge des selektiven Reduktionskatalysators veränderlich macht. Die vorliegende Ausführung unterscheidet sich von der oben erwähnten ersten Ausführung in dem Aspekt in Bezug auf diese Adsotption von HC an dem selektiven Reduktionskatalysator.
  • 20 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer Katalysator-Parameter-Schätzvorrichtung 5A zeigt.
  • In der vorliegenden Ausführung unterscheidet sich die Konfiguration einer Selektiver-Reduktionskatalysator-Zustand-Schätzeinheit 54A der Katalysator-Parameter-Schätzvorrichtung 5A von der ersten Ausführung. Wie in 20 gezeigt, schätzt die Selektiver-Reduktionskatalysator-Zustand-Schätzeinheit 54A die NO2-Speichermenge des selektiven Reduktionskatalysators, und die NO-Menge (oder NO-Konzentration) und NO2-Menge (oder NO2-Konzentration) des Abgases unmittelbar hinter dem selektiven Reduktionskatalysator, basierend auf der NO-Einflussmenge und der NO2-Einflussmenge, die in der Oxidationsblock-Direkt-Stromab-Schätzeinheit 53 geschätzt werden, sowie der HC-Menge (nachfolgend als „HC-Einflussmenge” bezeichnet), die in der Motor-Direkt-Stromab-Schätzeinheit 51 geschätzt wird.
  • 21 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer Selektiver-Reduktionskatalysator-Zustand-Schätzeinheit 54A zeigt.
  • Diese Selektiver-Reduktionskatalysator-Zustand-Schätzeinheit 54A ist so konfiguriert, dass sie das Dauer-Schlupfmengen-Operationsteil 540, das NO2-Speichermodell-Operationsteil 545, das NO+Adsorbiertes-NO2-Reinigungsmodell-Operationsteil 546, ein HC-Speichermodell-Operationsteil 547A und ein HC-Reinigungsmodell-Operationsteil 548A enthält.
  • Das HC-Speichermodell-Operationsteil 547A schätzt eine HC-Speichermenge entsprechend einer HC-Adsorptionsmenge des selektiven Reduktionskatalysators und eine HC-Schlupfmenge entsprechend einer HC-Menge, die von dem selektiven Reduktionskatalysator abgegeben wird.
  • Das HC-Reinigungsmodell-Operationsteil 548A schätzt eine HC-Verbrauchsmenge entsprechend einer HC-Menge unter jener, die von dem selektiven Reduktionskatalysator adsorbiert ist, durch Reduzieren von neuerlich hineingeflossenem NO2 oxidiert ist, einer reduzierten NO2-Menge entsprechend eine NO2-Menge, die in dieser Reaktion reduziert wird, und einer erzeugten NO-Menge entsprechend einer Menge von NO, das neuerlich durch Reduzieren von NO2 bei dieser Reaktion erzeugt worden ist.
  • Das HC-Speichermodell-Operationsteil 547A setzt die HC-Menge, die neuerlich an den selektiven Reduktionskatalysator adsorbiert wird, unter der HC-Einflussmenge, die in der Motor-Direkt-Stromab-Schätzeinheit 51 geschätzt wird (neue HC-Adsorptionsmenge) auf positiv, setzt die HC-Verbrauchsmenge, die in dem oben erwähnten HC-Reinigungsmodell-Operationsteil 548A geschätzt wird, auf negativ, und definiert einen Wert, den man durch Addieren dieser neuen HC-Adsorptionsmenge und der HC-Verbrauchsmenge erlangt, als die HC-Speichermenge.
  • Hierin wird die neue HC-Verbrauchsmenge berechnet, indem die durch Absuchen eines vorbestimmten Kennfelds bestimmte HC-Adsorptionseffizienz mit der HC-Einflussmenge multipliziert wird. Es sollte angemerkt werden, dass, da das diese HC-Adsorptionseffizienz bestimmende Kennfeld die gleiche Konfiguration wie das vorgenannte NO2-Adsorptionseffizienz bestimmende Kennfeld hat (siehe 10), eine Erläuterung davon weggelassen wird. In anderen Worten, die HC-Adsorptionsfunktion des selektiven Reduktionskatalysators nimmt einhergehend mit zunehmender HC-Speichermenge ab. Darüber hinaus wird die HC-Schlupfmenge berechnet, indem die oben erwähnte neue HC-Adsorptionsmenge von der HC-Einflussmenge subtrahiert wird.
  • Die HC-Reinigungsmodell-Operationseinheit 548A berechnet die reduzierte NO2-Menge, die erzeugte NO-Menge und die HC-Verbrauchsmenge durch Absuchen von vorab erstellten Kennfeldern unter der Annahme, dass die Reduktionsreaktion von NO2, die in der folgenden Formel (2) gezeigt ist, zwischen dem am selektiven Reduktionskatalysator adsorbierten HC und dem neuerlich dort hineinfließenden NO2 stattfindet. HC + NO2 → CO + NO (2)
  • Ein Wert, den man durch Addieren der oben erwähnten erzeugten NO-Menge zur von der Oxidationsblock-Direkt-Stromab-Schätzeinheit 53 geschätzten NO-Einflussmenge erreicht, und ein Wert, den man durch Subtrahieren der oben erwähnten reduzierten NO2-Menge von der in der Oxidationsblock-Direkt-Stromab-Schätzeinheit 53 geschätzten NO2-Einflussmenge erreicht, werden in das Dauer-Schlupfmengen-Operationsteil 540 eingegeben.
  • Es sollte angemerkt werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die zuvor erwähnten Ausführungen beschränkt ist und daran verschiedene Modifikationen möglich sind.
  • Obwohl zum Beispiel die oben erwähnte Ausführung so konfiguriert ist, dass die NO-Menge (oder NO-Konzentration) und NO2-Menge (oder NO2-Konzentration) des Abgases unmittelbar hinter dem Motor, unmittelbar hinter dem Oxidationsblock und unmittelbar hinter dem selektiven Reduktionskatalysator jeweils in der Motor-Direkt-Stromab-Schätzeinheit 51, der Oxidationsblock-Direkt-Stromab-Schätzeinheit 53 und der Selektive-Reduktionskatalysator-Zustand-Schätzeinheit 54 geschätzt werden, die vorliegende Erfindung hierauf nicht beschränkt ist. Statt dieser NO-Menge und NO2-Menge kann sie so konfiguriert sein, eine NOx-Menge (oder NOx-Konzentration) zu schätzen, die hierzu äquivalent ist, sowie ein NO2-NOx-Verhältnis.
  • Obwohl darüber hinaus der optimale Speicherbereich für die NO2-Speicherrate in den oben erwähnten Ausführungen auf 30 bis 70% gesetzt ist, ist die vorliegende Erfindung hierauf nicht beschränkt. In einem Fall, wo die NO2-Speicherrate bei 50% liegt, gibt es das gleiche Ausmaß von Überschuss für sowohl zur NO2-Adsorptionsseite als auch Freigabeseite; weil daher die Robustheit auf eine Änderung zu sowohl der NO2-Überschussseite als auch NO-Überschussseite als am höchsten betrachtet werden, kann der oben erwähnte optimale Speicherbereich auf einen engeren Bereich beschränkt werden, der um 50% herum (zum Beispiel 40 bis 60%) zentriert ist.
  • Es wird ein Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor angegeben, das eine NOx-Reinigungsrate eines selektiven Reduktionskatalysators dauerhaft hoch halten kann, ohne zu erlauben, dass der Kraftstoffverbrauch oder die Vermarktbarkeit schlechter werden.
  • Das Abgasreinigungssystem enthält einen NO2-NOx-Verhältniseinstellmechanismus, der bewirkt, dass sich ein NO2-NOx-Verhältnis ändert; sowie einen NO2-NOx-Verhältnisstörcontroller, der eine NO2-NOx-Verhältnisstörsteuerung/-regelung ausführt, so dass ein NO2-Ausgleich des selektiven Reduktionskatalysators innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer, wobei NO2-Adsorption positiv und die NO2-Freisetzung negativ ist, 0 ist. Hier ist die NO2-NOx-Verhältnisstörssteuerung/-regelung als eine Steuerung/Regelung definiert, die abwechselnd eine NO2-Zunahmesteuerung zum Bewirken, dass das NO2-NOx-Verhältnis größer als ein Referenzwert in der Nähe von 0 wird, und eine NO2-Abnahmesteuerung zum Bewirken, dass das NO2-NOx-Verhältnis kleiner als der Referenzwert ist, ausführt.

Claims (10)

  1. Abgasreinigungssystem (2) für einen Verbrennungsmotor (1), wobei das System (2) umfasst: einen selektiven NOx-Reduktionskatalysator (23), der in einem Auspuffkanal (11) des Verbrennungsmotors (1) vorgesehen ist und eine Funktion hat, NOx im Abgas in der Gegenwart eines Reduktionsmittels selektiv zu reduzieren und NO2 in dem Abgas zu adsorbieren; ein Reduktionsmittel-Zufuhrmittel (25) zum Zuführen eines Reduktionsmittels oder eines Vorläufers davon in den Auspuffkanal (11) an einer stromaufwärtigen Seite des selektiven NOx-Reduktionskatalysators (23); einen NO2-NOx-Verhältniseinstellmechanismus (1, 21, 22, 26), der bewirkt, dass sich ein NO2-NOx-Verhältnis entsprechend einem Verhältnis von NO2 zu NOx im in den selektiven NOx-Reduktionskatalysator (23) fließenden Abgas ändert; und ein Störsteuerungsmittel (61, 7) zum Ausführen einer NO2-NOx-Verhältnisstörsteuerung/-regelung, welche eine Steuerung/Regelung ist, die abwechselnd eine NO2-Zunahmesteuerung/-regelung, um mittels des NO2-NOx-Verhältniseinstellmechanismus zu bewirken, dass das NO2-NOx-Verhältnis größer als ein Referenzwert in der Nähe von 0,5 wird, und eine NO2-Abnahmesteuerung/-regelung, um mittels des NO2-NOx-Verhältniseinstellmechanismus (1, 21, 22, 26) zu bewirken, dass das NO2-NOx-Verhältnis kleiner als der Referenzwert wird, ausführt, worin die NO2-NOx-Verhältnisstörssteuerung/-regelung so ausgeführt wird, dass ein NO2-Ausgleich des selektiven NOx-Reduktionskatalysators (23) in einer vorbestimmten Zeitdauer, wobei die NO2-Adsorption positiv und die NO2-Freisetzung negativ ist, ein Sollwert ist.
  2. Abgasreinigungssystem (2) für einen Verbrennungsmotor (1) nach Anspruch 1, das ferner ein NO2-Adsorptionsmengenschätzmittel (54) zum Schätzen einer NO2-Adsorptionsmenge in dem selektiven NOx-Reduktionskatalysator (23) aufweist, worin das Störsteuerungsmittel (61, 7) einen Wert eines Steuerparameters in Bezug auf die Ausführung der NO2-NOx-Verhältnisstörsteuerung/regelung basierend auf der NO2-Adsorptionsmenge setzt.
  3. Abgasreinigungssystem (2) für einen Verbrennungsmotor (1) nach Anspruch 1, das ferner ein NO2-Erfassungsmittel (43) zum Erfassen einer NO2-Konzentration von Abgas an einer stromabwärtigen Seite des selektiven NOx-Reduktionskatalysators (23) aufweist, worin das Störsteuerungsmittel (61, 7) einen Wert eines Steuerparameters in Bezug auf die Ausführung der NO2-NOx-Verhältnisstörsteuerung/regelung basierend auf einem Ausgangswert des NO2-Erfassungsmittels (43) setzt.
  4. Abgasreinigungssystem (2) für einen Verbrennungsmotor (1) nach Anspruch 3, das ferner umfasst: ein NOx-Erfassungsmittel zum Erfassen einer NOx-Konzentration von Abgas an einer stromabwärtigen Seite des selektiven NOx-Reduktionskatalysators (23); und ein NO2-Adsorptionsmengenschätzmittel (54) zum Schätzen einer NO2-Adsorptionsmenge des selektiven NOx-Reduktionskatalysators (23) basierend auf dem Ausgangswert des NO2-Erfassungsmittels (43) und einem Ausgangswert des NOx-Erfassungsmittels, worin das Störsteuerungsmittel (61, 7) einen Wert des Steuerparameters basierend auf der NO2-Adsorptionsmenge setzt.
  5. Abgasreinigungssystem (2) für einen Verbrennungsmotor (1) nach Anspruch 2 oder 4, worin das Störsteuerungsmittel (61, 7) einen Sollwert für den NO2-Ausgleich so setzt, dass die NO2-Adsorptionsmenge innerhalb eines NOx-Schlupfunterdrückungsbereichs gehalten wird, der zwischen einer vorbestimmten Obergrenze und Untergrenze etabliert ist, worin NO2-Schlupf auftritt, wenn NO2-überschüssiges Abgas in einem Zustand zugeführt wird, in dem die NO2-Adsorptionsmenge größer als die Obergrenze ist, und worin NO-Schlupf auftritt, wenn NO-überschüssiges Abgas in einem Zustand zugeführt wird, in dem die NO2-Adsorptionsmenge geringer als die Untergrenze ist.
  6. Abgasreinigungssystem (2) für einen Verbrennungsmotor (2) nach Anspruch 5, worin das Störsteuerungsmittel (61, 7): einen Sollwert des NO2-Ausgleichs auf 0 oder in die Nähe davon setzt in einem Fall, wo die NO2-Adsorptionsmenge innerhalb des NOx-Schlupfunterdrückungsbereichs liegt; den Sollwert des NO2-Ausgleichs auf negativ setzt, so dass die NO2-Adsorptionsmenge in einem Fall abnimmt, wo die NO2-Adsorptionsmenge größer als eine Obergrenze des NOx-Schlupfunterdrückungsbereichs ist; und den Sollwert des NO2-Ausgleichs auf positiv setzt, so dass die NO2-Adsorptionsmenge in einem Fall zunimmt, wo die NO2-Adsorptionsmenge geringer als eine Untergrenze des NOx-Schlupfunterdrückungsbereichs ist.
  7. Abgasreinigungssystem (2) für einen Verbrennungsmotor (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, worin das Störsteuerungsmittel (61, 7) den Wert des Steuerparameters so setzt, dass die NO2-Zunahmesteuerung/regelung mit Präferenz über der NO2-Abnahmesteuerung/-regelung ausgeführt wird, oder einen Referenzwert für das NO2-NOx-Verhältnis auf einen größeren Wert korrigiert, wenn eine Menge einer NO2-Reduktionskomponente, die von dem Verbrennungsmotor (1) abgegeben wird und in den selektiven NOx-Reduktionskatalysator (23) fließt, zunimmt.
  8. Abgasreinigungssystem (2) für einen Verbrennungsmotor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin das Störsteuerungsmittel (61, 7) die Ausführung der NO2-NOx-Verhältnisstörsteuerung/-regelung in einem Fall unterbricht, wo der Verbrennungsmotor (1) in einem Beschleunigungsbetriebszustand ist.
  9. Abgasreinigungssystem (2) für einen Verbrennungsmotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, das ferner einen Oxidationskatalysator (21, 22) aufweist, der in dem Auspuffkanal (11) an einer stromaufwärtigen Seite des selektiven NOx-Reduktionskatalysators (23) vorgesehen ist, worin das Störsteuerungsmittel (61, 7) die Ausführung der NO2-NOx-Verhältnisstörsteuerung/-regelung in einem Fall unterbindet, wo der Oxidationskatalysator (21, 22) eine Aktivierung noch nicht erreicht hat.
  10. Abgasreinigungssystem (2) für einen Verbrennungsmotor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, worin der selektive NOx-Reduktionskatalysator (23) Zeolith enthält, das eine Funktion zum Adsorbieren von NO2 und eine Funktion zum Adsorbieren von HC aufweist.
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