DE102014109450B4 - System und Verfahren zum Entschwefeln einer Mager-NOx-Falle - Google Patents

System und Verfahren zum Entschwefeln einer Mager-NOx-Falle Download PDF

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Abstract

Ein System zum Entschwefeln einer Mager-NOx-Falle (LNT) (40), welche in einer Vorrichtung zum Reinigen von Abgas vorgesehen ist, wobei das System aufweist:die LNT (40), welche eingerichtet ist, um Stickoxid (NOx), welches in dem Abgas enthalten ist, bei einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu speichern und um bei einem fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis das gespeicherte Stickoxid freizugeben und das in dem Abgas enthaltene Stickoxid und/oder das freigegebene Stickoxid zu reduzieren; unddie Vorrichtung zum Reinigen von Abgas, aufweisend:einen Partikelfilter (60), der in dem Abgas enthaltenes Partikelmaterial als Ruß fängt und der regeneriert wird durch Verbrennen des gefangenen Rußes, wenn eine Regenerationsbedingung erfüllt ist; undeine Steuerung (70), welche eine Entschwefelung der LNT (40) sowie eine Regeneration des Partikelfilters (60) steuert, wobei die Steuerung (70) dazu übergeht, die LNT (40) zu entschwefeln, wenn eine Ruß-Regenerationsmenge während der Regeneration des Partikelfilters (60) größer oder gleich einer vorbestimmten Regenerationsmenge ist, die Entschwefelung der LNT (40) stoppt, wenn eine Entschwefelungs-Stopp-Bedingung während der Entschwefelung der LNT (40) erfüllt ist, und sich darauf vorbereitet, den Partikelfilter (60) erneut zu regenerieren, wenn eine Entschwefelungs-Stopp-Anzahl seit einem vorangegangenen Abschluss der Entschwefelung bis zu der Gegenwart größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist und eine Schwefelvergiftungsmenge kleiner ist als eine vorbestimmte Schwefelvergiftungsmenge.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Entschwefeln einer Mager-NOx-Falle (LNT = „lean NOx trap“ = Mager-NOx-Falle). Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein System und ein Verfahren zum Entschwefeln einer Mager-NOx-Falle, welche den Kraftstoffverbrauch verbessern, indem sie unter vorbestimmten Bedingungen/Zuständen einen Entschwefelungsmodus nicht verlassen, sondern die Entschwefelung erneut durchführen, obgleich eine Entschwefelungs-Stopp-Bedingung der LNT erfüllt ist.
  • Beschreibung verwandter Technik
  • Im Allgemeinen wird Abgas, welches durch einen Abgaskrümmer aus einem Verbrennungsmotor ausströmt, in einen katalytischen Wandler beziehungsweise Katalysator geführt, welcher an einer Abgasleitung montiert ist, und wird darin gereinigt. Anschließend wird das Abgas-Geräusch reduziert, während das Abgas durch einen Schalldämpfer strömt, und dann wird das Abgas durch ein Endrohr hindurch an die Luft beziehungsweise Umgebung abgegeben. Der Katalysator reinigt beziehungsweise entfernt Schadstoffe, welche in dem Abgas enthalten sind. Darüber hinaus ist in/an der Abgasleitung ein Partikelfilter zum Fangen von Partikelmaterial (PM), welches in dem Abgas enthalten ist, montiert.
  • Ein Denitrifikationskatalysator beziehungsweise Entstickungskatalysator (DeNOx-Katalysator) ist eine Art von einem solchen Katalysator und reinigt beziehungsweise entfernt Stickoxide (NOx), welche in dem Abgas enthalten sind. Wenn ein Reduktionsmittel, wie zum Beispiel Harnstoff, Ammoniak, Kohlenstoffmonoxid und/oder Kohlenwasserstoff (HC), dem Abgas zugeführt wird, wird das in dem Abgas enthaltene NOx in dem DeNOx-Katalysator durch eine Oxidations-Reduktions-Reaktion mit dem Reduktionmittel reduziert.
  • In jüngster Zeit wird ein Mager-NOx-Falle(LNT)-Katalysator als solch ein DeNOx-Katalysator verwendet. Der LNT-Katalysator absorbiert/adsorbiert das in dem Abgas enthaltene NOx, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis mager ist (<1), und gibt das absorbierte/adsorbierte NOx frei und reduziert das freigelassene Stickoxid und das in dem Abgas enthaltene Stickoxid, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis fett ist (>1).
  • Da Materialien, welche in der LNT das Stickoxid absorbieren/adsorbieren, jedoch basische Materialien sind beziehungsweise enthalten können, wird Schwefeloxid (Material, welches erhalten wird durch Oxidieren von Schwefel, der in dem Kraftstoff oder Motoröl enthalten ist) sowie das Stickoxid, welches in dem Abgas enthalten ist, absorbiert/adsorbiert. Eine Schwefelvergiftung der LNT verschlechtert die Reinigungseffizienz der LNT. Daher ist eine Desulfatisierung beziehungsweise Entschwefelung der LNT notwendig.
  • Gemäß einem herkömmlichen Verfahren zum Entschwefeln der LNT wird der Verbrennungsmotor gesteuert, um in einen Entschwefelungsmodus einzutreten, um das giftige Schwefeloxid, welches in der LNT enthalten ist, freizugeben, wenn eine Menge des giftigen Schwefeloxids in der LNT größer oder gleich einer vorbestimmten Menge ist. Es ist schwierig, die Entschwefelung fortzusetzen, da ein Fahrzustand sich während der Durchführung der Entschwefelung ändert, zum Beispiel wird das Fahrzeug abgebremst beziehungsweise verlangsamt oder eine Straße ist verstopft/überfüllt, die Entschwefelung wird gestoppt, und der Verbrennungsmotor kehrt zu einem normalen Fahrmodus zurück. In diesem Zustand, wenn ein Fahrzustand eine Bedingung erfüllt, wo die Entschwefelung möglich ist, wird die Temperatur des Abgases erhöht und der Verbrennungsmotor tritt erneut in den Entschwefelungsmodus ein.
  • Darüber hinaus, wenn der Entschwefelungsmodus durchzuführen ist, gleich nachdem die Regeneration des Partikelfilters durchgeführt ist/wurde, tritt der Verbrennungsmotor in einen Regenerationsmodus des Partikelfilters ein, um in den Entschwefelungsmodus einzutreten. Das heißt, nachdem der Partikelfilter regeneriert ist/wurde, tritt der Verbrennungsmotor in den Entschwefelungsmodus ein. Im Detail, wenn eine Entschwefelungs-Stopp-Bedingung erfüllt ist, verlässt der Verbrennungsmotor den Entschwefelungsmodus. Anschließend tritt der Verbrennungsmotor nicht unmittelbar in den Entschwefelungsmodus ein, sondern tritt in den Regenerationsmodus des Partikelfilters ein. Nachdem der Partikelfilter regeneriert ist/wurde, tritt der Verbrennungsmotor erneut in den Entschwefelungsmodus ein. Daher kann der Kraftstoffverbrauch verschlechtert sein, der Verbrennungsmotor kann beschädigt werden, und der Harnstoffverbrauch kann ansteigen, wenn der Partikelfilter regeneriert wird.
  • Ein System und ein Verfahren zum Entschwefeln einer Mager-NOx-Falle in einer Vorrichtung, die einen Partikelfilter und eine Steuerung enthält, ist aus der Druckschrift DE 101 26 455 A1 bekannt.
  • Die in diesem Hintergrundabschnitt offenbarte Information dient lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollte nicht verstanden werden als eine Würdigung oder irgendeine Form von Vorschlag, dass diese Information den Stand der Technik bildet, der einem Fachmann bereits bekannt ist.
  • KURZBESCHREIBUNG/KURZZUSAMMENFASSUNG
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein System und ein Verfahren zum Entschwefeln/Desulfatisierung einer LNT bereitzustellen/anzugeben, welche Vorteile haben des Verbesserns des Kraftstoffverbrauchs, indem unter bestimmten Bedingungen/Zuständen ein Entschwefelungsmodus nicht verlassen wird (z.B. nicht vollständig verlassen wird), sondern die Entschwefelung erneut durchgeführt wird, obgleich eine Entschwefelungs-Stopp-Bedingung der LNT erfüllt ist. Daher kann eine Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs aufgrund eines wiederholten Eintritts in den Entschwefelungsmodus oder eines Eintritts in den Entschwefelungsmodus nach dem Wiedereintritt in einen Regenerationsmodus eines Partikelfilters vermieden werden, und eine Verschlechterung der LNT aufgrund des Entschwefelungsmodus kann vermieden werden. Die vorstehende Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein System zum Entschwefeln einer Mager-NOx-Falle (LNT), welche in einer Vorrichtung zum Reinigen von Abgas vorgesehen ist, die LNT auf, welche eingerichtet ist, um Stickoxid (NOx), welches in dem Abgas enthalten ist, bei einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu speichern (z.B. aufnehmen, z.B. adsorbieren und/oder absorbieren) und um bei einem fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis das gespeicherte Stickoxid freizugeben und das in dem Abgas enthaltene Stickoxid und/oder das freigegebene Stickoxid zu reduzieren; sowie die Vorrichtung zum Reinigen von Abgas, welche aufweisen kann einen Partikelfilter, der in dem Abgas enthaltenes Partikelmaterial als Ruß fängt und der regeneriert wird durch Verbrennen des gefangenen Rußes, wenn eine Regenerationsbedingung erfüllt ist; und eine Steuerung, welche eine Entschwefelung der LNT sowie eine Regeneration des Partikelfilters steuert, wobei die Steuerung dazu übergeht, die LNT zu entschwefeln, wenn eine Ruß-Regenerationsmenge während der Regeneration des Partikelfilters größer oder gleich einer vorbestimmten Regenerationsmenge ist, die Entschwefelung der LNT stoppt, wenn eine Entschwefelungs-Stopp-Bedingung während der Entschwefelung der LNT erfüllt ist, und sich darauf vorbereitet, den Partikelfilter erneut zu regenerieren, wenn eine Entschwefelungs-Stopp-Anzahl seit einem vorangegangenen Abschluss (z.B. Abschließen, Vollenden bzw. zu-Endebringen, Fertigstellen oder vollständigen Durchführen) der Entschwefelung bis zu der Gegenwart größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist und eine Schwefelvergiftungsmenge kleiner ist als eine vorbestimmte Schwefelvergiftungsmenge.
  • Die Steuerung kann dazu übergehen, die LNT zu entschwefeln, falls eine Ruß-Regenerationsmenge während der Regeneration des Partikelfilters größer oder gleich einer vorbestimmten Regenerationsmenge ist, kann die Entschwefelung der LNT stoppen, falls eine Entschwefelungs-Stopp-Bedingung während der Entschwefelung der LNT erfüllt ist, und kann sich darauf vorbereiten, den Partikelfilter erneut zu regenerieren, falls eine Entschwefelungs-Stopp-Anzahl seit einem vorangegangenen Abschluss der Entschwefelung bis zu der Gegenwart größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist und eine Schwefelvergiftungsmenge kleiner ist als eine vorbestimmte Schwefelvergiftungsmenge.
  • Die Steuerung kann z.B. dazu übergehen, den Partikelfilter erneut zu regenerieren, wenn/falls (z.B. sobald) die Entschwefelung der LNT möglich ist, nach der Vorbereitung auf die erneute Regeneration des Partikelfilters.
  • Die Steuerung kann z.B. eine erste Warnung ausgeben, welche ein Entschwefelungs-Fahren vorschlägt, bevor sie dazu übergeht, den Partikelfilter erneut zu regenerieren.
  • Die Steuerung kann z.B. die Entschwefelung und die Regeneration des Partikelfilters vollständig stoppen (z.B. endgültig stoppen) und kann in einen normalen Fahrmodus eintreten, wenn/falls die Entschwefelungs-Stopp-Anzahl seit dem vorangegangenen Abschluss der Entschwefelung bis zu der Gegenwart kleiner ist als der vorbestimmte Wert.
  • Die Steuerung kann sich z.B. (auch dann) darauf vorbereiten, den Partikelfilter erneut zu regenerieren, wenn/falls die Entschwefelungs-Stopp-Anzahl seit dem vorangegangenen Abschluss der Entschwefelung bis zu der Gegenwart größer oder gleich dem vorbestimmten Wert ist, die Schwefelvergiftungsmenge größer oder gleich der vorbestimmten Schwefelvergiftungsmenge ist und eine NOx-Reinigungsrate oder Reinigungsquote größer ist als eine vorbestimmte NOx-Reinigungsrate oder Reinigungsquote.
  • Die Steuerung kann z.B. dazu übergehen, den Partikelfilter erneut zu regenerieren, wenn/falls nach der Vorbereitung auf die erneute Regeneration des Partikelfilters die Entschwefelung der LNT möglich ist.
  • Die Steuerung kann z.B. eine erste Warnung ausgeben, welche ein Entschwefelungs-Fahren vorschlägt, bevor sie dazu übergeht, den Partikelfilter erneut zu regenerieren.
  • Die Steuerung kann z.B. eine zweite Warnung ausgeben, welche den Besuch eines Servicecenters (z.B. Werkstatt, Wartungscenter oder Inspektionscenter) vorschlägt, wenn/falls die Entschwefelungs-Stopp-Anzahl seit dem vorangegangenen Abschluss der Entschwefelung bis zu der Gegenwart größer oder gleich dem vorbestimmten Wert ist, die Schwefelvergiftungsmenge größer oder gleich der vorbestimmten Schwefelvergiftungsmenge ist und eine NOx-Reinigungsrate oder Reinigungsquote kleiner oder gleich einer vorbestimmten NOx-Reinigungsrate oder Reinigungsquote ist.
  • Ein Verfahren zum Entschwefeln einer LNT gemäß einer anderen beispielgebenden Ausführungsform der Erfindung weist auf: Regenerieren des Partikelfilters; Ermitteln, ob eine Ruß-Regenerationsmenge des Partikelfilters größer gleich einer vorbestimmten Regenerationsmenge ist; Durchführen der Entschwefelung der LNT, wenn/falls die Ruß-Regenerationsmenge des Partikelfilters größer gleich der vorbestimmten Regenerationsmenge ist; Ermitteln, ob eine Entschwefelungs-Stopp-Bedingung der LNT erfüllt ist; Stoppen der Entschwefelung der LNT, wenn/falls die Entschwefelungs-Stopp-Bedingung der LNT erfüllt ist, Ermitteln, ob eine Entschwefelungs-Stopp-Anzahl seit einem vorangegangenen Abschluss der Entschwefelung bis zu der Gegenwart größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist; Ermitteln, ob eine Schwefelvergiftungsmenge kleiner ist als eine vorbestimmte Schwefelvergiftungsmenge, wenn/falls die Entschwefelungs-Stopp-Anzahl größer oder gleich dem vorbestimmten Wert ist; und Vorbereiten auf eine erneute Regeneration des Partikelfilters, wenn/falls die Schwefelvergiftungsmenge kleiner ist als die vorbestimmte Schwefelvergiftungsmenge.
  • Die Regeneration des Partikelfilters kann erneut durchgeführt werden, wenn/falls nach der Vorbereitung auf die erneute Regeneration des Partikelfilters die Entschwefelung der LNT möglich ist.
  • Das Verfahren kann ferner aufweisen Ausgeben einer ersten Warnung, welche ein Entschwefelungs-Fahren vorschlägt, vor dem erneuten Durchführen der Regeneration des Partikelfilters.
  • Das Verfahren kann ferner aufweisen das Eintreten in einen normalen Fahrmodus, wenn die Entschwefelungs-Stopp-Anzahl kleiner ist als der vorbestimmte Wert.
  • Das Verfahren kann ferner aufweisen: Ermitteln, ob eine NOx-Reinigungsrate oder Reinigungsquote größer ist als eine vorbestimmte NOx-Reinigungsrate oder Reinigungsquote, wenn/falls die Schwefelvergiftungsmenge größer ist als die vorbestimmte Schwefelvergiftungsmenge, und Ausgeben einer zweiten Warnung, welche den Besuch eines Servicecenters vorschlägt, wenn/falls die NOx-Reinigungsrate oder Reinigungsquote kleiner gleich der vorbestimmten NOx-Reinigungsrate oder Reinigungsquote ist.
  • Das Verfahren kann ferner aufweisen Vorbereiten auf die erneute Regeneration des Partikelfilters, wenn/falls die NOx-Reinigungsrate oder Reinigungsquote größer ist als die vorbestimmte NOx-Reinigungsrate oder Reinigungsquote.
  • Die Regeneration des Partikelfilters kann erneut durchgeführt werden, wenn/falls nach dem Vorbereiten auf die erneute Regeneration des Partikelfilters die Entschwefelung der LNT möglich ist.
  • Das Verfahren kann ferner aufweisen das Ausgeben einer ersten Warnung, welche eine Entschwefelungs-Fahrt vorschlägt, vor dem erneuten Durchführen der Regeneration des Partikelfilters.
  • Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Merkmale und Vorteile, welche ersichtlich sind aus oder im Detail dargestellt sind in der angehängten Zeichnung, welche hierin mit aufgenommen ist, sowie der folgenden detaillierten Beschreibung, welche zusammen dazu dienen, bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Reinigen von Abgas, auf die ein System zum Entschwefeln einer LNT gemäß einer beispielgebenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewandt werden kann.
    • 2 ist ein Blockdiagramm, welches die Beziehung, beziehungsweise den Zusammenhang von einer Eingabe und einer Ausgabe einer Steuerung veranschaulichen, welche in einem Verfahren zum Entschwefeln einer LNT gemäß einer beispielgebenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
    • 3 und 4 sind Flussdiagramme eines Verfahrens zum Entschwefeln einer LNT gemäß einer beispielgebenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Es sollte verständlich sein, dass die angehängte Zeichnung nicht notwendigerweise maßstabsgetreu ist, sondern eine etwas vereinfachte Wiedergabe von verschiedenen Merkmalen darstellen kann, welche illustrativ sind für die Grundprinzipien der Erfindung. Die spezifischen Designmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin offenbart sind, umfassend zum Beispiel spezifische Dimensionen, Orientierungen, Anordnungen/Orte und Formen, werden zum Teil durch die besondere beabsichtigte Anwendung und Verwendungsumgebung bestimmt.
  • In den verschiedenen Figuren der Zeichnung bezeichnen beziehungsweise beziehen sich Bezugszeichen auf gleiche oder äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Im Folgenden wird im Detail Bezug genommen auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, von der Beispiele in der angehängten Zeichnung illustriert und unten beschrieben sind. Während die Erfindung in Verbindung mit beispielgebenden Ausführungsformen beschrieben wird, sollte es verständlich sein, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu dienen soll, die Erfindung auf diese beispielgebenden Ausführungsformen einzuschränken. Vielmehr soll die Erfindung nicht nur die beispielgebenden Ausführungsformen abdecken, sondern auch andere Ausführungsformen, welche in dem Umfang der Erfindung, wie er durch die angehängten Ansprüche definiert ist, enthalten sein können.
  • Eine beispielgebende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden im Detail mit Bezug auf die angehängte Zeichnung beschrieben.
  • 1 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Reinigen von Abgas, auf welche ein System zum Entschwefeln einer LNT gemäß einer beispielgebenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewandt werden kann.
  • Wie in 1 gezeigt, weist eine Vorrichtung zum Reinigen von Abgas für einen Verbrennungsmotor auf einen Verbrennungsmotor 10, eine Abgasleitung 20, eine Abgasrückführungs(EGR = „exhaust gas recirculation“ = Abgasrückführung)-Vorrichtung 30, eine Mager-NOx-Falle (LNT) 40, ein Dosiermodul 50, einen Partikelfilter 60 sowie eine Steuerung/Steuervorrichtung 70.
  • Der Verbrennungsmotor 10 verbrennt ein Luft/Kraftstoff-Gemisch, in welchem Kraftstoff und Luft gemischt sind, um chemische Energie in mechanische Energie umzuwandeln. Der Verbrennungsmotor 10 ist verbunden mit einem Einlasskrümmer beziehungsweise Ansaugkrümmer 16, um die Luft in einer Verbrennungskammer 12 aufzunehmen, und ist verbunden mit einem Abgaskrümmer 18, so dass das Abgas, welches in dem Verbrennungsprozess generiert wird, in dem Abgaskrümmer 18 gesammelt und an die Umgebung abgegeben wird. Ein Injektor beziehungsweise eine Einspritzvorrichtung 14 ist in der Verbrennungskammer 12 montiert, um den Kraftstoff in die Verbrennungskammer 12 einzuspritzen.
  • Hierin ist beispielgebend ein Dieselmotor beschrieben, aber es kann ebenso ein Magergemisch-Benzinmotor verwendet werden. In dem Fall, dass der Benzinmotor verwendet wird, strömt das Luft/Kraftstoff-Gemisch durch den Ansaugkrümmer 16 hindurch in die Verbrennungskammer 12 ein, und eine Zündkerze ist an einem oberen Abschnitt der Verbrennungskammer 12 montiert. Darüber hinaus, wenn ein Benzindirekteinpritzungsmotor (GDI-Motor) verwendet wird, so ist der Injektor 14 an dem oberen Abschnitt der Verbrennungskammer 12 montiert.
  • Darüber hinaus können Motoren mit verschiedenen Kompressionsverhältnissen oder ein Motor mit variablem Kompressionsverhältnis verwendet werden, zum Beispiel einem Kompressionsverhältnis von kleiner gleich 16,5.
  • Die Abgasleitung 20 ist mit dem Abgaskrümmer 18 verbunden, um das Abgas an die Fahrzeugumgebung abzugeben/auszustoßen. Die LNT 40, das Dosiermodul 50 und der Partikelfilter 60 sind an der Abgasleitung 20 montiert, um Kohlenwasserstoff, Kohlenstoffmonoxid, Partikelmaterial und Stickoxide zu entfernen, welche in dem Abgas enthalten sind.
  • Die Abgasrückführungs-Vorrichtung 30 ist an der Abgasleitung 20 montiert, und ein Teil des Abgases, welches von dem Verbrennungsmotor 10 ausgestoßen wird, wird durch die Abgasrückführungs-Vorrichtung 30 zurück zu dem Verbrennungsmotor 10 geführt. Darüber hinaus ist die Abgasrückführungs-Vorrichtung 30 mit dem Einlasskrümmer 16 verbunden, um die Verbrennungstemperatur zu steuern, indem ein Teil des Abgases mit der Luft gemischt wird. Eine derartige Steuerung der Verbrennungstemperatur wird durchgeführt, indem die Menge an Abgas, welche zurück zu dem Ansaugkrümmer 16 geführt wird, mittels der Steuerung 70 gesteuert wird. Daher kann ein Rückführungsventil, welches von der Steuerung 70 gesteuert wird, an einer Leitung montiert sein, welche die Abgasrückführungs-Vorrichtung 30 und den Ansaugkrümmer 16 verbindet.
  • Ein erster Sauerstoffsensor 72 ist an der Abgasleitung 20 stromabwärts der Abgasrückführungs-Vorrichtung 30 montiert. Der erste Sauerstoffsensor 72 detektiert die Sauerstoffmenge in dem Abgas, welches durch die Abgasrückführungs-Vorrichtung 30 tritt, und überträgt ein entsprechendes Signal an die Steuerung 70. Um die Mager/Fett-Steuerung des Abgases, welche von der Steuerung 70 durchgeführt wird, zu unterstützen. In dieser Beschreibung wird der von dem ersten Sauerstoffsensor 72 detektierte Wert bezeichnet als Luft/Kraftstoff-Verhältnis (Lambda) stromaufwärts der LNT.
  • Darüber hinaus ist ein erster Temperatursensor 74 an der Abgasleitung stromabwärts der Abgasrückführungs-Vorrichtung 30 montiert und detektiert die Temperatur des Abgases, welches durch die Abgasrückführungs-Vorrichtung 30 hindurch tritt.
  • Die LNT 40 ist an der Abgasleitung 20 stromabwärts der Abgasrückführungs-Vorrichtung 30 montiert. Die LNT 40 absorbiert/adsorbiert das Stickoxid (NOx), welches in dem Abgas enthalten ist, bei einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis, und gibt das absorbierte/adsorbierte Stickoxid ab und reduziert das in dem Abgas enthaltene Stickoxid und/oder das freigegebene/abgegebene Stickoxid bei einem fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis. Darüber hinaus kann die LNT 40 Kohlenstoffmonoxid (CO) und Kohlenwasserstoff (HC), welche in dem Abgas enthalten sind, oxidieren.
  • Hierbei repräsentiert Kohlenwasserstoff alle Komponenten/Verbindungen, welche Kohlenstoff und Wasserstoff aufweisen und in dem Abgas beziehungsweise dem Kraftstoff enthalten sind.
  • Ein zweiter Sauerstoffsensor 76, ein zweiter Temperatursensor 78 und ein erster NOx-Sensor 80 sind stromabwärts der LNT 40 an der Abgasleitung 20 montiert.
  • Der zweite Sauerstoffsensor 76 detektiert die Sauerstoffmenge, welche in dem Abgas enthalten ist, welches in den Partikelfilter 60 einströmt, und überträgt ein entsprechendes Signal an die Steuerung 70. Die Steuerung 70 kann die Mager/Fett-Steuerung des Abgases basierend auf den von dem ersten Sauerstoffsensor 72 und dem zweiten Sauerstoffsensor 76 detektierten Werten durchführen. In dieser Beschreibung wird der von dem zweiten Sauerstoffsensor 76 detektierte Wert bezeichnet als Luft/Kraftstoff-Verhältnis (Lambda) stromaufwärts des Filters.
  • Der zweite Temperatursensor 78 detektiert die Temperatur des Abgases, welches in den Partikelfilter 60 einströmt, und überträgt ein entsprechendes Signal an die Steuerung 70.
  • Der erste NOx-Sensor 80 detektiert die NOx-Menge, welche in dem Abgas enthalten ist, das in den Partikelfilter 60 einströmt, und überträgt ein entsprechendes Signal an die Steuerung 70. Die NOx-Menge, welche von dem ersten NOx-Sensor 80 detektiert wird, kann verwendet werden, um eine Menge an Reduktionmittel zu ermitteln, welche durch das Dosiermodul 50 eingespritzt wird.
  • Das Dosiermodul 50 ist an der Abgasleitung 20 stromaufwärts des Partikelfilters 60 montiert und spritzt das Reduktionsmittel in das Abgas ein unter Kontrolle der Steuerung 70. Typischerweise spritzt das Dosiermodul 50 Harnstoff ein, und der eingespritzte Harnstoff wird hydrolysiert und in Ammoniak umgewandelt. Jedoch ist das Reduktionsmittel nicht auf Ammoniak eingeschränkt. Zur leichteren Beschreibung wird im Folgenden beispielgebend angegeben, dass der Ammoniak als das Reduktionsmittel verwendet wird und das Dosiermodul 50 den Harnstoff einspritzt. Jedoch sollte es verständlich sein, dass ein anderes Reduktionsmittel als Ammoniak ebenfalls in dem Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten ist, ohne von dem Geist der Erfindung abzuweichen.
  • Ein Mischer 55 ist an der Abgasleitung 20 stromabwärts des Dosiermoduls 50 montiert und mischt das Reduktionsmittel und das Abgas gleichmäßig bzw. erzeugt eine homogene Mischung.
  • Der Partikelfilter 60 ist an der Abgasleitung stromabwärts des Mischers 55 montiert, fängt Partikelmaterial, welches in dem Abgas enthalten ist, und reduziert das in dem Abgas enthaltene Stickoxid unter Verwendung des Reduktionsmittels, welches durch das Dosiermodul 50 eingespritzt wird. Zu diesem Zweck weist der Partikelfilter 60 einen SDPF 62 (SDPF = „selective catalytic reduction catalyst on a diesel particulate filter“ = SCR-Katalysator auf Dieselpartikelfilter) sowie einen zusätzlichen SCR-Katalysator 64 (SCR = „selective catalytic reduction“ = selektive katalytische Reduktion) auf.
  • Der SDPF 62 ist geformt durch Beschichtungsaufbringen des SCR auf Wände, welche die Kanäle des DPF definieren. Im Allgemeinen weist der DPF eine Mehrzahl von Einlasskanälen und Auslasskanälen auf. Jeder der Einlasskanäle weist ein Ende auf, das offen ist, wobei das andere Ende blockiert ist, und nimmt das Abgas auf von/an einem Frontende des DPF. Darüber hinaus weist jeder der Auslasskanäle ein Ende auf, das blockiert ist, wobei das andere Ende offen ist, und gibt das Abgas aus dem DPF aus. Das Abgas, welches durch die Einlasskanäle in den DPF einströmt, tritt durch poröse Wände, welche die Einlasskanäle und die Auslasskanäle trennen, in die Auslasskanäle ein. Danach wird das Abgas von dem DPF durch die Auslasskanäle hindurch ausgegeben. Wenn das Abgas durch die porösen Wände hindurch tritt, wir das in dem Abgas enthaltene Partikelmaterial gefangen. Darüber hinaus reduziert der an dem SDPF 62 aufgebrachte SCR das in dem Abgas enthaltene Stickoxid unter Verwendung des Reduktionsmittels, welches durch das Dosiermodul 50 eingespritzt wird.
  • Der zusätzliche SCR 64 ist hinter, z.B. an der Rückseite von, dem SDPF 62 montiert. Der zusätzliche SCR 64 reduziert das Stickoxid weiter, wenn der SDPF 62 das Stickoxid vollständig reinigt.
  • Ein Druckdifferenzsensor 66 ist an der Abgasleitung 20 montiert. Der Druckdifferenzsensor 66 detektiert eine Druckdifferenz zwischen einem vorderen Endabschnitt und einem hinteren Endabschnitt des Partikelfilters 60, und überträgt ein entsprechendes Signal an die Steuerung 70. Die Steuerung 70 kann eine Regeneration des Partikelfilters 60 steuern, wenn die durch den Druckdifferenzsensor 66 detektierte Druckdifferenz größer als ein vorbestimmter Druck ist. In diesem Fall spritzt der Injektor 14 den Kraftstoff nach beziehungsweise nimmt eine Nacheinspritzung vor, um das in dem Partikelfilter 60 gefangene Partikelmaterial zu verbrennen.
  • Darüber hinaus ist ein zweiter NOx-Sensor 82 an der Abgasleitung 20 stromabwärts des Partikelfilters 60 montiert. Der zweite NOx-Sensor 82 detektiert eine Menge des Stickoxids, welche in dem Abgas enthalten ist, das von dem Partikelfilter 60 ausgegeben wird, und überträgt ein entsprechendes Signal an die Steuerung 70. Die Steuerung 70 kann basierend auf dem von dem zweiten NOx-Sensor 82 detektierten Wert überprüfen, ob das in dem Abgas enthaltene Stickoxid in dem Partikelfilter 60 normal entfernt wurde. Das heißt, der zweite NOx-Sensor 82 kann verwendet werden, um die Leistung/Funktion des Partikelfilters 60 zu evaluieren.
  • Die Steuerung 70 ermittelt einen Fahrzustand des Verbrennungsmotors basierend auf den Signalen, welche von den Sensoren übermittelt werden, und führt die Mager/Fett-Steuerung aus und steuert die Menge des Reduktionsmittels, welches durch das Dosiermodul 50 eingespritzt wird, basierend auf dem Fahrzustand des Motors. Zum Beispiel steuert die Steuerung 70 die LNT 40 durch die Mager/Fett-Steuerung derart, dass diese das Stickoxid entfernt, wenn die Temperatur des Abgases niedriger ist als eine transiente Temperatur, und steuert den Partikelfilter 60, so dass dieser das Stickoxid entfernt, durch Einspritzen des Reduktionsmittels, wenn die Temperatur des Abgases höher ist oder gleich ist der transienten Temperatur. Die Mager/Fett-Steuerung kann durchgeführt werden durch Steuern der Kraftstoffmenge, welche durch den Injektor 14 eingespritzt wird.
  • Die Steuerung 70 berechnet die Innentemperatur des SDPF 62, die in dem SDPF 62 absorbierte/adsorbierte Ammoniakmenge, eine NOx-Abgasmenge von der LNT 40 bei der Entschwefelung, eine NOx-Abgasmenge von der LNT 40 bei der Regeneration des Partikelfilters 60 und so weiter, basierend auf dem Fahrzustand des Motors. Zu diesem Zweck sind in der Steuerung 70 Absorbier/Oxidier-Eigenschaften des Ammoniaks gemäß der Innentemperatur des Partikelfilters 60, Freigabe-Eigenschaften des Ammoniaks gemäß der Innentemperatur des Partikelfilters 60, NOx-Schlupf-Eigenschaften der LNT 40 bei dem fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis und so weiter gespeichert. Die Absorbier/Oxidier-Eigenschaften des Ammoniaks gemäß der Innentemperatur des Partikelfilters 60, die Freigabe-Eigenschaften des Ammoniaks gemäß der Innentemperatur des Partikelfilters 60, die NOx-Schlupf-Eigenschaften der LNT 40 bei dem fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis und so weiter können zum Beispiel als Karten/Tabellen/Kennfelder/Kennlinien in Folge von verschiedenen Experimenten gespeichert werden.
  • Darüber hinaus steuert die Steuerung 70 die Regeneration des Partikelfilters 60 und die Entschwefelung der LNT 40.
  • 2 ist ein Blockdiagramm, welches eine Beziehung einer Eingabe und einer Ausgabe einer Steuerung/Steuervorrichtung illustriert, die in einem Verfahren zum Entschwefeln einer LNT gemäß einer beispielgebenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • Wie in 2 gezeigt, übermitteln der erste Sauerstoffsensor 72, der erste Temperatursensor 74, der zweite Sauerstoffsensor 76, der zweite Temperatursensor 78, der erste NOx-Sensor 80, der zweite NOx-Sensor 82 und der Druckdifferenzsensor 66 die detektierten Werte an die Steuerung 70 und sind elektrisch mit der Steuerung 70 verbunden.
  • Der erste Sauerstoffsensor 72 detektiert die Sauerstoffmenge in dem Abgas, welches durch die Abgasrückführungs-Vorrichtung 30 hindurchtritt, und überträgt das entsprechende Signal an die Steuerung 70. Die Steuerung 70 kann basierend auf der Sauerstoffmenge in dem Abgas, welche von dem ersten Sauerstoffsensor 72 detektiert wird, die Mager/Fett-Steuerung des Abgases durchführen. Der von dem ersten Sauerstoffsensor 72 detektierte Wert kann bezeichnet werden als Lambda (A). Lambda bezeichnet ein Verhältnis einer tatsächlichen Luftmenge zu der stöchiometrischen Luftmenge. Wenn Lambda größer als 1 ist, ist das Luft/Kraftstoffverhältnis mager. Hingegen ist das Luft/Kraftstoff-Verhältnis fett, wenn Lambda kleiner als 1 ist.
  • Der erste Temperatursensor 74 detektiert die Temperatur des Abgases, welches durch die Abgasrückführungs-Vorrichtung 30 hindurchtritt, und überträgt das entsprechende Signal an die Steuerung 70.
  • Der zweite Sauerstoffsensor 76 detektiert die Sauerstoffmenge in dem Abgas, welches in den Partikelfilter 60 strömt, und übermittelt das entsprechende Signal an die Steuerung 70.
  • Der zweite Temperatursensor 78 detektiert die Temperatur des Abgases, welches in den Partikelfilter 60 einströmt, und übermittelt das entsprechende Signal an die Steuerung 70.
  • Der erste NOx-Sensor 80 detektiert die NOx-Menge, welche in dem Abgas enthalten ist, das in den Partikelfilter 60 strömt, und übermittelt das entsprechende Signal an die Steuerung 70.
  • Der zweite NOx-Sensor 82 detektiert die NOx-Menge, welche in dem Abgas enthalten ist, welches von dem Partikelfilter 60 ausgegeben wird, und übermittelt das entsprechende Signal an die Steuerung 70.
  • Der Druckdifferenzsensor 66 detektiert die Druckdifferenz zwischen einem vorderen Endabschnitt und einem hinteren Endabschnitt des Partikelfilters 60, und übermittelt das entsprechende Signal an die Steuerung 70.
  • Die Steuerung 70 ermittelt den Fahrzustand des Verbrennungsmotors, die Kraftstoffeinspritzmenge, den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt beziehungsweise das Kraftstoffeinspritztiming, das Kraftstoffeinspritzmuster, die Einspritzmenge des Reduktionsmittels, den Regenerationszeitpunk beziehungsweise das Regenerationstiming des Partikelfilters 60 sowie den Entschwefelungszeitpunkt beziehungsweise das Entschwefelungstiming der LNT 40 basierend auf den übermittelten Werten, und gibt ein Signal zum Steuern des Injektors 14 und des Dosiermoduls 50 an den Injektor 14 beziehungswese das Dosiermodul 50 aus.
  • Die Steuerung 70 kann durch ein oder mehrere Prozessoren realisiert werden, welche von einem vorbestimmten Programm aktiviert werden bzw. dieses ausführen, und das vorbestimmte Programm kann programmiert sein, um einen jeweiligen Abschnitt eines Verfahrens zum Entschwefeln einer LNT gemäß einer beispielgebenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchzuführen.
  • Es ist möglich, dass ein oder mehrere andere Sensoren als die Sensoren, welche in 2 veranschaulicht sind, in der Vorrichtung zum Reinigen von Abgas gemäß der beispielgebenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung montiert sind. Zum besseren Verständnis und leichteren Beschreibung wird jedoch auf eine Beschreibung derartiger Sensoren verzichtet.
  • Im Folgenden wird mit Bezug auf die 3 und 4 ein Verfahren zum Entschwefeln einer LNT gemäß einer beispielgebenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben.
  • 3 und 4 sind Flussdiagramme eines Verfahrens zum Entschwefeln einer LNT gemäß einer beispielgebenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Wie in den 3 und 4 gezeigt, wird das Verfahren zum Entschwefeln der LNT gemäß der beispielgebenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung während des Betriebs des Verbrennungsmotors 10 ausgeführt. Der Verbrennungsmotor 10 wird bei dem Schritt S100 zunächst in einem normalen Modus betrieben. Hierbei bedeutet bzw. bezeichnet der normale Modus einen Fahrmodus, der kein Regenerationsmodus des Partikelfilters 60 und kein Entschwefelungsmodus der LNT 40 ist.
  • In einem Zustand, in dem der Motor 10 in dem normalen Modus betrieben wird, ermittelt die Steuerung 70, ob die Regenerationsbedingung des Partikelfilters 60 erfüllt ist (bei dem Schritt S110). Das heißt, ob z.B. die Druckdifferenz, welche durch den Druckdifferenzsensor 66 detektiert wird, größer oder gleich dem vorbestimmten Druck ist.
  • Wenn die Regenerationsbedingung des Partikelfilters 60 nicht erfüllt ist (bei dem Schritt S110), kehrt die Steuerung 70 zu dem Schritt S100 zurück und betreibt den Motor/Verbrennungsmotor 10 in dem normalen Modus.
  • Wenn die Regenerationsbedingung des Partikelfilters 60 bei dem Schritt S110 erfüllt ist, tritt die Steuerung 70 in den Regenerationsmodus des Partikelfilters 60 ein (bei dem Schritt S120). Das heißt, die Steuerung 70 steuert z.B. das Abgas, so dass dieses nicht rückgeführt wird, und steuert z.B. den Injektor 14, so dass dieser Kraftstoff nacheinspritzt. Daher wird die Temperatur des Abgases erhöht. Daher wird das Partikelmaterial, welches in dem Partikelfilter 60 gefangen ist, verbrannt.
  • Die Steuerung 70 ermittelt bei dem Schritt S130 während der Regeneration des Partikelfilters 60, ob eine Regenerations-Stopp-Bedingung des Partikelfilters 60 erfüllt ist. Das heißt, die Steuerung 70 ermittelt, ob z.B. eine Fahrzeuggeschwindigkeit derart abnimmt, dass eine Temperatur nicht auf eine Temperatur angehoben werden kann, welche notwendig ist, um den Partikelfilter 60 zu regenerieren.
  • Wenn die Regenerations-Stopp-Bedingung des Partikelfilters 60 bei dem Schritt S130 erfüllt ist, stoppt die Steuerung 70 bei dem Schritt S200 die Regeneration des Partikelfilters 60 und betreibt den Verbrennungsmotor 10 bei dem Schritt S100 in dem normalen Modus.
  • Wenn die Regenerations-Stopp-Bedingung des Partikelfilters 60 nicht erfüllt ist (bei dem Schritt S130), setzt die Steuerung 70 die Regeneration des Partikelfilters 60 fort und prüft eine Ruß(Partikelmaterial)-Regenerationsmenge von dem Partikelfilter 60. Anschließend ermittelt die Steuerung 70, ob die Ruß-Regenerationsmenge von dem Partikelfilter 60 größer oder gleich einer vorbestimmten Regenerationsmenge ist (bei dem Schritt S140).
  • Wenn die Ruß-Regenerationsmenge von dem Partikelfilter 60 kleiner ist als die vorbestimmte Regenerationsmenge (bei dem Schritt S140), kehrt die Steuerung 70 zu dem Schritt S120 zurück.
  • Wenn die Regenerationsmenge an Ruß von dem Partikelfilter 60 größer oder gleich der vorbestimmten Regenerationsmenge ist (bei dem Schritt S140), tritt die Steuerung 70 in einen Entschwefelungsmodus der LNT ein (bei dem Schritt S150) und führt die Regeneration des Partikelfilters 60 und die Entschwefelung der LNT 40 simultan durch. Die Entschwefelung der LNT 40 wird mittels einer Mager/Fett-Steuerung der Steuerung 70 durchgeführt.
  • Anschließend ermittelt die Steuerung 70, ob eine Innentemperatur der LNT 40 größer oder gleich einer ersten vorbestimmten Temperatur ist (bei dem Schritt S160). Wenn die Innentemperatur der LNT 40 kleiner ist als die erste vorbestimmte Temperatur, tritt die Steuerung 70 in den Regenerationsmodus des Partikelfilters 60 erneut ein (bei dem Schritt S21 0) und regeneriert den Partikelfilter 60 erneut. Anschließend ermittelt die Steuerung 70, ob die Innentemperatur der LNT 40 niedriger ist als eine zweite vorbestimmte Temperatur (bei dem Schritt S220). Wenn die Innentemperatur der LNT 40 größer oder gleich der zweiten vorbestimmten Temperatur ist, setzt die Steuerung 70 die Regeneration des Partikelfilters 60 fort. Hingegen, wenn die Innentemperatur der LNT 40 kleiner ist als die zweite vorbestimmte Temperatur, tritt die Steuerung 70 in den Entschwefelungsmodus der LNT 40 erneut ein (bei dem Schritt S150).
  • Wenn die Innentemperatur der LNT 40 größer oder gleich der ersten vorbestimmten Temperatur ist (bei dem Schritt S160), setzt die Steuerung 70 die Entschwefelung der LNT 40 fort, und ermittelt, ob eine Entschwefelungs-Stopp-Bedingung der LNT 40 erfüllt ist (bei dem Schritt S170). Das heißt, die Steuerung 70 ermittelt, ob z.B. die Fahrzeuggeschwindigkeit derart abnimmt, dass die Temperatur nicht auf eine Temperatur erhöht werden kann, welche notwendig ist, um die LNT 40 zu Entschwefeln. Darüber hinaus kann die Entschwefelungs-Stopp-Bedingung irgendeine Bedingung aufweisen, wo es schwierig ist, die Entschwefelung fortzusetzen aufgrund einer Änderung des Fahrzustands.
  • Wenn die Entschwefelungs-Stopp-Bedingung der LNT 40 nicht erfüllt ist (bei dem Schritt S170), setzt die Steuerung 70 die Entschwefelung der LNT 40 fort und ermittelt, ob die Entschwefelungsmenge größer oder gleich einer vorbestimmten Entschwefelungsmenge ist (bei dem Schritt S180).
  • Wenn die Entschwefelungsmenge kleiner ist als die vorbestimmte Entschwefelungsmenge (bei dem Schritt S180), kehrt die Steuerung 70 zu dem Schritt S150 zurück.
  • Wenn die Entschwefelungsmenge größer oder gleich der vorbestimmten Entschwefelungsmenge ist (bei dem Schritt S180), so stoppt die Steuerung 70 die Entschwefelung und das Verfahren gemäß der beispielgebenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird beendet.
  • Wenn die Entschwefelungs-Stopp-Bedingung bei dem Schritt S170 erfüllt ist, stoppt die Steuerung 70 die Entschwefelung der LNT 40 bei dem Schritt S230 und akkumuliert bei dem Schritt S240 die Entschwefelungs-Stopp-Anzahl bzw. die Entschwefelungs-Stopps (bzw. erzeugt einen kumulativen Stopp-Wert). Hierbei bezeichnet die Entschwefelungs-Stopp-Anzahl die Entschwefelungs-Stopp-Anzahl, welche akkumuliert wird seit einem vorangegangenen Abschluss der Entschwefelung (das heißt, eine Zeit, wo die Entschwefelung ohne Stoppen abgeschlossen ist/wurde) bis zu der Gegenwart. Darüber hinaus, wenn die Entschwefelung abgeschlossen ist, wird die Entschwefelungs-Stopp-Anzahl auf „0“ zurückgesetzt.
  • Anschließend ermittelt die Steuerung 70, ob die Entschwefelungs-Stopp-Anzahl kleiner ist als ein vorbestimmter Wert (bei dem Schritt S150).
  • Wenn die Entschwefelungs-Stopp-Anzahl kleiner ist als der vorbestimmte Wert (bei dem Schritt S250), kehrt die Steuerung 70 zu dem Schritt S100 zurück und betreibt den Motor 10 in dem normalen Modus.
  • Wenn die Entschwefelungs-Stopp-Anzahl größer oder gleich dem vorbestimmten Wert ist (bei dem Schritt S250), ermittelt die Steuerung 70, ob eine Schwefelvergiftungsmenge in der LNT 40 kleiner ist als eine vorbestimmte Schwefelvergiftungsmenge (bei dem Schritt S 260).
  • Wenn die Schwefelvergiftungsmenge in der LNT 40 bei dem Schritt S260 kleiner ist als die vorbestimmte Schwefelvergiftungsmenge, gibt die Steuerung 70 eine erste Warnung aus (bei dem Schritt S270), welche ein Entschwefelungs-Fahren vorschlägt, und bereitet sich darauf vor, in den Regenerationsmodus des Partikelfilters 60 erneut einzutreten. In diesem Fall, da die Steuerung 70 den Entschwefelungsmodus der LNT 40 nicht vollständig verlässt und sich darauf vorbereitet, den Regenerationsmodus des Partikelfilters 60 erneut zu betreten, tritt die Steuerung 70 unmittelbar/sofort in den Entschwefelungsmodus der LNT 40 ein, wenn die Entschwefelung der LNT 40 möglich ist. Darüber hinaus schlägt die Steuerung 70 das Entschwefelungs-Fahren vor, so dass ein Fahrer angeregt wird, die Fahrzeuggeschwindigkeit zu erhöhen. Daher kann die Entschwefelung der LNT 40 gut durchgeführt werden. Das erste Warnen kann durchgeführt werden durch das Anschalten einer Lampe, Senden einer Nachricht oder Vornehmen einer Ankündigung.
  • Wenn die Schwefelvergiftungsmenge in der LNT 40 größer oder gleich der vorbestimmten Schwefelvergiftungsmenge ist (bei dem Schritt S260), ermittelt die Steuerung 70, ob eine NOx-Reinigungsrate oder -quote der LNT 40 größer ist als eine vorbestimmte NOx-Reinigungsrate oder -quote (bei dem Schritt S280).
  • Wenn die NOx-Reinigungsrate oder -quote der LNT 40 größer ist als die vorbestimmte NOx-Reinigungsrate oder -quote (bei dem Schritt S280), gibt die Steuerung 70 bei dem Schritt S270 die erste Warnung aus und bereitet sich vor, den Regenerationsmodus des Partikelfilters 60 erneut zu betreten.
  • Wenn die NOx-Reinigungsrate oder -quote kleiner oder gleich der vorbestimmten NOx-Reinigungsrate oder -quote ist (bei dem Schritt S280), gibt die Steuerung 70 eine zweite Warnung aus (bei dem Schritt S290), welche den Besuch eines Servicecenters vorschlägt, und das Verfahren gemäß der beispielgebenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird beendet. Die zweite Warnung kann ausgegeben werden durch Anschalten einer Lampe, Senden einer Nachricht oder Vornehmen einer Ankündigung.
  • Nach dem Durchführen des Schritts S270 ermittelt die Steuerung 70, ob die Entschwefelung bei einem gegenwärtigen Fahrzustand möglich ist (bei dem Schritt S300). Das heißt, es wird ermittelt, ob z.B. die Temperatur des Abgases bei dem gegenwärtigen Fahrzustand auf die Temperatur erhöht werden kann, wo die Entschwefelung möglich ist.
  • Wenn die Entschwefelung bei dem Schritt S300 bei dem gegenwärtigen Fahrzustand nicht möglich ist, fährt die Steuerung 70 damit fort, einen Fahrzustand zu überwachen, bis zu dem Eintritt in den Fahrzustand, bei dem die Entschwefelung möglich ist. Wenn die Entschwefelung bei dem Schritt S300 bei dem gegenwärtigen Fahrzustand möglich ist, tritt die Steuerung 70 sofort/unmittelbar in den Regenerationsmodus des Partikelfilters 60 erneut ein (bei dem Schritt S120), und führt die Regeneration des Partikelfilters 60 und die Entschwefelung der LNT 40 sequenziell durch.
  • Wie oben beschrieben, kann eine beispielgebende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den Kraftstoffverbrauch verbessern, indem eine häufige Umstellung der Fahrmodi vermieden wird.
  • Darüber hinaus kann ein Speicher der Steuerung reduziert werden, indem die Entschwefelungs-Steuer-Logik vereinfacht wird.
  • Außerdem kann eine Beschädigung des Verbrennungsmotors vermieden werden, indem ein Entschwefelungs-Fahren oder das Besuchen des Servicecenters vorgeschlagen wird.
  • Die vorhergehende Beschreibung von spezifischen beispielgebenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurde präsentiert zu dem Zweck der Illustration und Beschreibung. Sie soll sich nicht erschöpfend sein oder die Erfindung auf die offenbarten präzisen Formen beschränken, und selbstverständlich sind viele Modifikationen und Variationen im Lichte der obigen Lehre möglich. Sie soll nicht erschöpfend sein oder die Erfindung auf die offenbarten präzisen Formen beschränken. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die hieran angehängten Ansprüche definiert wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Verbrennungsmotor
    12
    Verbrennungskammer
    14
    Einspritzvorrichtung / Injektor
    16
    Ansaugkrümmer / Einlasskrümmer
    18
    Abgaskrümmer
    20
    Abgasleitung
    30
    Abgasrückführungs-Vorrichtung
    40
    Mager-NOx-Falle (LNT)
    50
    Dosiermodul
    55
    Mischer
    60
    Partikelfilter
    62
    SDPF / SCR-Katalysator auf Dieselpartikelfilter
    64
    zusätzlicher SCR-Katalysator
    66
    Druckdifferenzsensor
    70
    Steuerung
    72
    erster Sauerstoffsensor
    74
    erster Temperatursensor
    76
    zweiter Sauerstoffsensor
    78
    zweiter Temperatursensor
    80
    erster NOx-Sensor
    82
    zweiter NOx-Sensor

Claims (16)

  1. Ein System zum Entschwefeln einer Mager-NOx-Falle (LNT) (40), welche in einer Vorrichtung zum Reinigen von Abgas vorgesehen ist, wobei das System aufweist: die LNT (40), welche eingerichtet ist, um Stickoxid (NOx), welches in dem Abgas enthalten ist, bei einem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu speichern und um bei einem fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis das gespeicherte Stickoxid freizugeben und das in dem Abgas enthaltene Stickoxid und/oder das freigegebene Stickoxid zu reduzieren; und die Vorrichtung zum Reinigen von Abgas, aufweisend: einen Partikelfilter (60), der in dem Abgas enthaltenes Partikelmaterial als Ruß fängt und der regeneriert wird durch Verbrennen des gefangenen Rußes, wenn eine Regenerationsbedingung erfüllt ist; und eine Steuerung (70), welche eine Entschwefelung der LNT (40) sowie eine Regeneration des Partikelfilters (60) steuert, wobei die Steuerung (70) dazu übergeht, die LNT (40) zu entschwefeln, wenn eine Ruß-Regenerationsmenge während der Regeneration des Partikelfilters (60) größer oder gleich einer vorbestimmten Regenerationsmenge ist, die Entschwefelung der LNT (40) stoppt, wenn eine Entschwefelungs-Stopp-Bedingung während der Entschwefelung der LNT (40) erfüllt ist, und sich darauf vorbereitet, den Partikelfilter (60) erneut zu regenerieren, wenn eine Entschwefelungs-Stopp-Anzahl seit einem vorangegangenen Abschluss der Entschwefelung bis zu der Gegenwart größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist und eine Schwefelvergiftungsmenge kleiner ist als eine vorbestimmte Schwefelvergiftungsmenge.
  2. Das System nach Anspruch 1, wobei die Steuerung (70) dazu übergeht, den Partikelfilter (60) erneut zu regenerieren, wenn die Entschwefelung der LNT (40) möglich ist, nach der Vorbereitung auf die erneute Regeneration des Partikelfilters (60).
  3. Das System nach Anspruch 2, wobei die Steuerung (70) eine erste Warnung ausgibt, welche ein Entschwefelungs-Fahren vorschlägt, bevor sie dazu übergeht, den Partikelfilter (60) erneut zu regenerieren.
  4. Das System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuerung (70) die Entschwefelung und die Regeneration des Partikelfilters (60) vollständig stoppt und in einen normalen Fahrmodus eintritt, wenn die Entschwefelungs-Stopp-Anzahl seit dem vorangegangenen Abschluss der Entschwefelung bis zu der Gegenwart kleiner ist als der vorbestimmte Wert.
  5. Das System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuerung (70) sich darauf vorbereitet, den Partikelfilter (60) erneut zu regenerieren, wenn die Entschwefelungs-Stopp-Anzahl seit dem vorangegangenen Abschluss der Entschwefelung bis zu der Gegenwart größer oder gleich dem vorbestimmten Wert ist, die Schwefelvergiftungsmenge größer oder gleich der vorbestimmten Schwefelvergiftungsmenge ist und eine NOx-Reinigungsrate oder Reinigungsquote größer ist als eine vorbestimmte NOx-Reinigungsrate oder Reinigungsquote.
  6. Das System nach Anspruch 5, wobei die Steuerung (70) dazu übergeht, den Partikelfilter (60) erneut zu regenerieren, wenn nach der Vorbereitung auf die erneute Regeneration des Partikelfilters (60) die Entschwefelung der LNT (40) möglich ist.
  7. Das System nach Anspruch 6, wobei die Steuerung (70) eine erste Warnung ausgibt, welche ein Entschwefelungs-Fahren vorschlägt, bevor sie dazu übergeht, den Partikelfilter (60) erneut zu regenerieren.
  8. Das System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Steuerung (70) eine zweite Warnung ausgibt, welche den Besuch eines Servicecenters vorschlägt, wenn die Entschwefelungs-Stopp-Anzahl seit dem vorangegangenen Abschluss der Entschwefelung bis zu der Gegenwart größer oder gleich dem vorbestimmten Wert ist, die Schwefelvergiftungsmenge größer oder gleich der vorbestimmten Schwefelvergiftungsmenge ist und eine NOx-Reinigungsrate oder Reinigungsquote kleiner oder gleich einer vorbestimmten NOx-Reinigungsrate oder Reinigungsquote ist.
  9. Ein Verfahren zum Entschwefeln einer Mager-NOx-Falle (LNT) (40), welche in Abgas enthaltenes Stickoxid gemäß einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis speichert oder freigibt/reduziert, wobei die LNT (40) in einer Abgas-Reinigungsvorrichtung vorgesehen ist, und wobei die Abgas-Reinigungsvorrichtung ferner einen Partikelfilter (60) aufweist, welcher in dem Abgas enthaltenes Partikelmaterial fängt, wobei das Verfahren aufweist: Regenerieren (S120) des Partikelfilters (60); Ermitteln (S140), ob eine Ruß-Regenerationsmenge des Partikelfilters (60) größer gleich einer vorbestimmten Regenerationsmenge ist; Durchführen (S150) der Entschwefelung der LNT (40), wenn die Ruß-Regenerationsmenge des Partikelfilters (60) größer gleich der vorbestimmten Regenerationsmenge ist; Ermitteln (S170), ob eine Entschwefelungs-Stopp-Bedingung der LNT (40) erfüllt ist; Stoppen (S230) der Entschwefelung der LNT (40), wenn die Entschwefelungs-Stopp-Bedingung der LNT (40) erfüllt ist, Ermitteln (S240), ob eine Entschwefelungs-Stopp-Anzahl seit einem vorangegangenen Abschluss der Entschwefelung bis zu der Gegenwart größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist; Ermitteln (S260), ob eine Schwefelvergiftungsmenge kleiner ist als eine vorbestimmte Schwefelvergiftungsmenge, wenn die Entschwefelungs-Stopp-Anzahl größer oder gleich dem vorbestimmten Wert ist; und Vorbereiten auf eine erneute Regeneration des Partikelfilters (60), wenn die Schwefelvergiftungsmenge kleiner ist als die vorbestimmte Schwefelvergiftungsmenge.
  10. Das Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Regeneration des Partikelfilters (60) erneut durchgeführt wird, wenn nach der Vorbereitung auf die erneute Regeneration des Partikelfilters (60) die Entschwefelung der LNT (40) möglich ist.
  11. Das Verfahren nach Anspruch 10, ferner aufweisend Ausgeben (S270) einer ersten Warnung, welche ein Entschwefelungs-Fahren vorschlägt, vor dem Durchführen der erneuten Regeneration des Partikelfilters (60).
  12. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, ferner aufweisend das Eintreten in einen normalen Fahrmodus (S100), wenn die Entschwefelungs-Stopp-Anzahl kleiner ist als der vorbestimmte Wert.
  13. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, ferner aufweisend: Ermitteln (S280), ob eine NOx-Reinigungsrate oder Reinigungsquote größer ist als eine vorbestimmte NOx-Reinigungsrate oder Reinigungsquote, wenn die Schwefelvergiftungsmenge größer ist als die vorbestimmte Schwefelvergiftungsmenge, Ausgeben einer zweiten Warnung (S290), welche den Besuch eines Servicecenters vorschlägt, wenn die NOx-Reinigungsrate oder Reinigungsquote kleiner gleich der vorbestimmten NOx-Reinigungsrate oder Reinigungsquote ist.
  14. Das Verfahren nach Anspruch 13, ferner aufweisend Vorbereiten auf die erneute Regeneration des Partikelfilters (60), wenn die NOx-Reinigungsrate oder Reinigungsquote größer ist als die vorbestimmte NOx-Reinigungsrate oder Reinigungsquote.
  15. Das Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Regeneration des Partikelfilters (60) erneut durchgeführt wird, wenn nach dem Vorbereiten auf die erneute Regeneration des Partikelfilters (60) die Entschwefelung der LNT (40) möglich ist.
  16. Das Verfahren nach Anspruch 15, ferner aufweisend das Ausgeben (S270) einer ersten Warnung, welche eine Entschwefelungs-Fahrt vorschlägt, vor dem erneuten Durchführen der Regeneration des Partikelfilters (60).
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