DE102016121209B4 - Abgasreinigungsvorrichtung und Entschwefelungsverfahren davon - Google Patents

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Abstract

Entschwefelungsverfahren einer Abgasreinigungsvorrichtung, welche einen katalytischen Umwandler (40) aufweist, welcher an einer Abgasleitung (20) angeordnet ist und eine Mager-NOx-Falle(LNT)-Vorrichtung (42), in welcher ein erster LNT-Katalysator in Form einer Beschichtung bereitgestellt ist, und einen katalytischen Partikelfilter (CPF) (44), in welchem ein zweiter LNT-Katalysator (150) in Form einer Beschichtung bereitgestellt ist, aufweist, wobei die LNT-Vorrichtung (42) und der CPF (44) der Reihe nach in dem katalytischen Umwandler (40) angeordnet sind, das Entschwefelungsverfahren aufweisend:Regenerieren von Ruß (S220), falls eine Regeneration von in dem CPF (44) gefangenen Ruß erforderlich ist (S210),Ermitteln (S260), ob eine Menge von vergiftendem Schwefeloxid (SOx) in der LNT-Vorrichtung (42) größer ist als ein erster Schwellenwert, falls die Regeneration des Rußes abgeschlossen ist (S250),Durchführen (S270) eines ersten Entschwefelungsmodus, falls die Menge des vergiftenden SOx in der LNT-Vorrichtung (42) größer als der erste Schwellenwert ist,Ermitteln (S280), ob eine Temperatur des CPF (44) höher als eine vorbestimmte Temperatur ist, falls der erste Entschwefelungsmodus abgeschlossen ist, undDurchführen (S290) eines zweiten Entschwefelungsmodus, falls die Temperatur des CPF (44) höher als die vorbestimmte Temperatur ist,wobei jeder von dem ersten und dem zweiten Entschwefelungsmodus durchgeführt wird durch alternierendes Wiederholen eines mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und eines fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, undwobei eine Zeitdauer des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem ersten Entschwefelungsmodus kürzer ist als die des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem zweiten Entschwefelungsmodus und eine Temperatur der LNT-Vorrichtung (42), bei welcher in dem ersten Entschwefelungsmodus in das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingetreten wird, höher ist als die, bei welcher in dem zweiten Entschwefelungsmodus in das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingetreten wird.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • (a) Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasreinigungsvorrichtung und ein Entschwefelungsverfahren davon. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Abgasreinigungsvorrichtung, welche einen katalytischen Umwandler aufweist, der mit einem Mager-NOx-Falle(LNT)-Vorrichtung, in welcher ein erster LNT-Katalysator in Form einer Beschichtung bereitgestellt ist, und einem katalytischen Partikelfilter (CPF), in welchem ein zweiter LNT-Katalysator in Form einer Beschichtung bereitgestellt ist, bereitgestellt ist, und ein Entschwefelungsverfahren davon, welches eine Entschwefelung der LNT-Vorrichtung und eine Entschwefelung des CPF separat durchführt.
  • (b) Gebiet der Erfindung
  • Üblicherweise wird Abgas, welches aus einem Verbrennungsmotor heraus durch einen Abgaskrümmer strömt, in einen katalytischen Umwandler befördert, welcher an einer Abgasleitung montiert ist, und darin gereinigt. Anschließend wird der Abgaslärm reduziert, während das Abgas durch einen Auspuffdämpfer strömt, und dann wird das Abgas durch ein Endrohr hindurch in die (Umgebungs-)Luft ausgestoßen. Der katalytische Umwandler reinigt in dem Abgas enthaltene Schadstoffe. Darüber hinaus ist ein Partikelfilter zum Fangen von Partikelmaterial (PM), welches in dem Abgas enthalten ist, in der Abgasleitung montiert.
  • Ein Entstickungskatalysator (DeNOx-Katalysator) ist eine Art eines solchen katalytischen Umwandlers und reinigt in dem Abgas enthaltenes Stickoxid (bzw. Stickoxide) (NOx). Wenn Reduktionsmittel, wie zum Beispiel Harnstoff, Ammoniak, Kohlenstoffmonoxid und Kohlenwasserstoff (HC), dem Abgas zugeführt werden, wird das in dem Abgas enthaltene NOx in dem DeNOx-Katalysator durch eine Oxidations-Reduktions-Reaktion mit den Reduktionsmitteln reduziert.
  • Jüngst wird ein Mager-NOx-Falle(LNT)-Katalysator (wobei „LNT“ vom Englischen „Lean NOx Trap“, zu Deutsch „Mager-NOx-Falle“, abgeleitet ist) als ein derartiger DeNOx-Katalysator verwendet. Der LNT-Katalysator absorbiert das in dem Abgas enthaltene NOx, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis mager ist (bzw. der Verbrennungsmotor in einer mageren Atmosphäre betrieben wird), und gibt das absorbierte Stickoxid frei, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis fett ist (bzw. der Verbrennungsmotor in einer fetten Atmosphäre betrieben wird).
  • Falls eine Abgastemperatur jedoch hoch ist (z.B. die Temperatur des Abgases höher als 400°C ist), kann der LNT-Katalysator das in dem Abgas enthaltene Stickoxid nicht reinigen. Falls insbesondere ein Fahrzeug bei einer Hohe-Geschwindigkeit-Bedingung oder einer Hohe-Last-Bedingung fährt, ist die Temperatur des Abgases hoch und kann der LNT-Katalysator, der nahe dem Verbrennungsmotor angeordnet ist, das Stickoxid im Abgas nicht absorbieren. Das Stickoxid in dem Abgas kann deshalb aus dem LNT-Katalysator ausgelassen werden. Da ferner ein Strom des Abgases bei einer Schnelle-Beschleunigung-Bedingung oder der Hohe-Last-Bedingung groß ist, kann zur Umgebung des Fahrzeugs ausgelassenes NOx erhöht sein. Die Stickoxid-Reinigungsleistung kann deshalb stark verschlechtert sein.
  • Jüngst wird auf den Partikelfilter ein Katalysator in Form einer Beschichtung aufgebracht, um eine Partikelmaterialentfernungsfunktion zu verbessern oder zusätzlich Schadstoffe zu entfernen. Der mit einem Katalysator beschichtete Partikelfilter kann als ein katalytischer Partikelfilter (bzw. katalysierter Partikelfilter) (CPF) bezeichnet werden.
  • Bei dem CPF ist der Katalysator in Form einer Beschichtung auf die poröse Wand, welche den Einlasskanal und den Auslasskanal voneinander trennt, aufgebracht, und das Fluid strömt durch die poröse Wand und kommt in Kontakt mit der Katalysator-Beschichtung. Es gibt eine Druckdifferenz zwischen dem Einlasskanal und dem Auslasskanal, welche durch die poröse Wand getrennt sind. Dies erlaubt es dem Fluid, schnell durch die poröse Wand hindurch zu strömen. Die Kontaktzeit zwischen dem Katalysator und dem Fluid ist folglich kurz, was es für eine katalytische Reaktion schwierig macht, effizient aufzutreten.
  • Eine dicke Katalysator-Beschichtung an der porösen Wand erlaubt es dem Katalysator außerdem, die Mikroporen an der porösen Wand zu blockieren, und dies kann den Fluidstrom von dem Einlasskanal zu dem Auslasskanal stören. Der Gegendruck steigt folglich. Um die Gegendruckerhöhung zu minimieren, sind Wände im CPF mit einem Katalysator dünn beschichtet. Die Menge der Katalysator-Beschichtung an dem CPF kann folglich unzureichend dafür sein, dass die katalytische Reaktion effizient auftritt.
  • Um dieses Problem zu beheben, kann der mit dem Katalysator zu beschichtende Oberflächenbereich der Wände erhöht werden durch Erhöhen der Anzahl (Dichte) an Einlasskanälen und Auslasskanälen (nachstehend kollektiv als „Zellen“ bezeichnet). Die Erhöhung der Zelldichte in dem begrenzten Raum verringert jedoch die Wanddicke (z.B. der porösen Wand). Die Verringerung der Wanddicke kann die Filterleistung verschlechtern. Die Zelldichte sollte deshalb nicht auf mehr als das Dichtelimit erhöht werden.
  • Da NOx absorbierende Materialien in dem LNT-Katalysator Basismaterialien sind, wird Schwefeloxid (Stoff, der durch Oxidieren von Schwefelbestandteilen, welche in dem Kraftstoff oder Motoröl enthalten sind, erzeugt wird) gemeinsam mit dem in dem Abgas enthaltenen NOx an den Basismaterialien absorbiert. Eine Schwefelbestandteil-Vergiftung in dem LNT-Katalysator verschlechtert eine Reinigungseffizienz des LNT-Katalysators. Eine Entschwefelung des LNT-Katalysators ist daher erforderlich.
  • Gemäß einem herkömmlichen Entschwefelungsverfahren einer Abgasreinigungsvorrichtung wird eine Entschwefelung des LNT-Katalysators durchgeführt, nachdem eine Regeneration des Partikelfilters abgeschlossen ist. Das heißt, dass der LNT-Katalysator unter Verwendung einer hohen Temperatur, welche erzeugt wird, wenn der Partikelfilter regeneriert wird, entschwefelt wird.
  • Bei der Abgasreinigungsvorrichtung, welche die LNT-Vorrichtung und den CPF aufweist, wobei der LNT-Katalysator darauf in Form einer Beschichtung aufgebracht ist, wird ermittelt, welche/welcher von der LNT-Vorrichtung und dem CPF die Entschwefelung hauptsächlich beeinflusst. Falls beispielsweise die Entschwefelung auf der Basis der LNT-Vorrichtung durchgeführt wird, ist eine Temperatur des CPF zu niedrig, um die Entschwefelung des CPF durchzuführen. Falls die Entschwefelung auf der Basis des CPF durchgeführt wird, ist im Gegenteil die Temperatur der LNT-Vorrichtung so hoch, dass die LNT-Vorrichtung thermisch verschlechtert werden kann.
  • Die obigen Informationen, welche in diesem Hintergrund-Abschnitt offenbart sind, dienen lediglich dem Verbessern des Verständnisses des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollten nicht als Zugeständnis oder als irgendeine Andeutung angesehen werden, dass diese Informationen zum Stand der Technik, wie er dem Fachmann schon bekannt ist, gehören.
  • Ferner offenbart die DE 10 2010 010 039 A1 ein Entschwefelungsverfahren einer Abgasreinigungsvorrichtung, welche einen katalytischen Umwandler aufweist, welcher an einer Abgasleitung angeordnet ist und eine Mager-NOx-Falle(LNT)-Vorrichtung, in welcher ein erster LNT-Katalysator in Form einer Beschichtung bereitgestellt ist, und einen katalytischen Partikelfilter (CPF), in welchem ein zweiter LNT-Katalysator in Form einer Beschichtung bereitgestellt ist, aufweist, wobei die LNT-Vorrichtung und der CPF der Reihe nach in dem katalytischen Umwandler angeordnet sind.
  • Weitere Abgasreinigungsvorrichtungen und -verfahren sind aus der nachveröffentlichten DE 10 2015 212 846 A1 , der DE 199 18 756 A1 der DE 10 2010 037 019 A1 und der WO 2006 / 109 755 A1 bekannt.
  • Erläuterung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung wurde in einem Bestreben getätigt, eine Abgasreinigungsvorrichtung und ein Entschwefelungsverfahren davon zu schaffen, welche Vorteile eines Anordnens einer Mager-NOx-Falle(LNT)-Vorrichtung, in welcher ein erster Mager-NOx-Falle(LNT)-Katalysator in Form einer Beschichtung bereitgestellt ist, nahe einem Verbrennungsmotor, eines Anordnens eines katalytischen Partikelfilters (CPF), in welchem ein zweiter LNT-Katalysator in Form einer Beschichtung bereitgestellt ist, stromabwärts der LNT-Vorrichtung und eines Steuerns der Entschwefelung des CPF gemäß einer Temperatur des CPF, nachdem eine Entschwefelung auf der Basis der LNT-Vorrichtung durchgeführt ist/wurde, haben.
  • Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schafft eine Abgasreinigungsvorrichtung und ein Entschwefelungsverfahren davon, welche ferner Vorteile eines Durchführens einer Regeneration des Partikelfilters getrennt als ein erster und ein zweiter Rußregenerationsmodus und eines Erzeugens einer Wärme zur Entschwefelung des CPF mittels Durchführens des zweiten Rußregenerationsmodus nach der Entschwefelung der LNT-Vorrichtung und vor der Entschwefelung des CPF haben.
  • Zur Lösung der in der bekannten Technik auftretenden Probleme und Erzielung der obigen Vorteile werden ein Entschwefelungsverfahren einer Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, ein Entschwefelungsverfahren einer Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 4 und eine Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 8 bereitgestellt. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Ein Entschwefelungsverfahren einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine Abgasreinigungsvorrichtung, welche einen katalytischen Umwandler aufweist, welcher an einer Abgasleitung angeordnet ist und eine Mager-NOx-Falle(LNT)-Vorrichtung, in welcher ein erster LNT-Katalysator (z.B. ein erstes LNT-Katalysatormaterial / ein erstes NOx-Speichermaterial) in Form einer Beschichtung (bzw. aufbeschichtet) bereitgestellt ist, und einen katalytischen Partikelfilter (CPF), in welchem ein zweiter LNT-Katalysator (z.B. ein zweites LNT-Katalysatormaterial / ein zweites NOx-Speichermaterial) in Form einer Beschichtung bereitgestellt (bzw. aufbeschichtet) ist, aufweist, wobei die LNT-Vorrichtung und der CPF der Reihe nach (bzw. nacheinander, z.B. der CPF stromabwärts der LNT-Vorrichtung) in dem katalytischen Umwandler angeordnet sind.
  • Das Entschwefelungsverfahren weist auf: Regenerieren von Ruß, falls eine Regeneration von in dem CPF gefangenen Ruß erforderlich ist, Ermitteln, ob eine Menge von vergiftendem Schwefeloxid (SOx) in der LNT-Vorrichtung größer ist als ein erster Schwellenwert, falls die Regeneration des Rußes abgeschlossen (z.B. absolviert (beispielsweise im Sinne von erfolgreich beendet)) ist, Durchführen eines ersten Entschwefelungsmodus, falls die Menge des vergiftenden SOx in der LNT-Vorrichtung größer als der erste Schwellenwert ist, Ermitteln, ob eine Temperatur des CPF höher als eine vorbestimmte Temperatur ist, falls der erste Entschwefelungsmodus abgeschlossen (z.B. absolviert) ist, und Durchführen eines zweiten Entschwefelungsmodus, falls die Temperatur des CPF höher als die vorbestimmte Temperatur ist, wobei jeder von dem ersten und dem zweiten Entschwefelungsmodus durchgeführt wird durch alternierendes (bzw. abwechselndes) Wiederholen eines mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (bzw. Luft/Kraftstoff-Verhältnisses) und eines fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (z.B. durch wiederholtes, alternierendes Verwenden eines mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und eines fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im Verbrennungsmotor), und wobei eine Zeitdauer (z.B. eine Laufzeit) des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem ersten Entschwefelungsmodus kürzer ist als die des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem zweiten Entschwefelungsmodus und eine Temperatur der LNT-Vorrichtung, bei welcher in dem ersten Entschwefelungsmodus in das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingetreten wird (z.B. ab welcher das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem ersten Entschwefelungsmodus eingesetzt wird), höher ist als die, bei welcher in dem zweiten Entschwefelungsmodus in das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingetreten wird (z.B. ab welcher das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem zweiten Entschwefelungsmodus eingesetzt wird).
  • Das Entschwefelungsverfahren kann ferner aufweisen: Durchführen eines dritten Entschwefelungsmodus, falls die CPF-Temperatur kleiner oder gleich der vorbestimmten Temperatur ist, wobei der dritte Entschwefelungsmodus durchgeführt wird durch alternierendes (bzw. abwechselndes) Wiederholen eines mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und eines fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (z.B. durch wiederholtes, alternierendes Verwenden eines mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und eines fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im Verbrennungsmotor), und wobei eine Zeitdauer (z.B. eine Laufzeit) des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem dritten Entschwefelungsmodus die gleiche ist wie die des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem zweiten Entschwefelungsmodus und eine Temperatur der LNT-Vorrichtung, bei welcher in dem dritten Entschwefelungsmodus in das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingetreten wird (z.B. ab welcher das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem dritten Entschwefelungsmodus eingesetzt wird), die gleiche ist wie die, bei welcher in dem ersten Entschwefelungsmodus in das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingetreten wird (z.B. ab welcher das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem ersten Entschwefelungsmodus eingesetzt wird).
  • Das Entschwefelungsverfahren kann ferner aufweisen: Stoppen des ersten Entschwefelungsmodus, falls eine Entschwefelungsstoppbedingung (bzw. eine Entschwefelungsstopp-Bedingung) bei der Durchführung des ersten Entschwefelungsmodus (z.B. während der erste Entschwefelungsmodus durchgeführt wird) auftritt, Ermitteln, ob die Temperatur des CPF höher als die vorbestimmte Temperatur ist, und Durchführen des zweiten Entschwefelungsmodus, falls die Temperatur des CPF höher als die vorbestimmte Temperatur ist.
  • Ein Entschwefelungsverfahren einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist auf: Durchführen eines ersten Rußregenerationsmodus, falls eine Regeneration von in dem CPF gefangenen Ruß erforderlich ist, Ermitteln, ob eine Menge von vergiftendem Schwefeloxid (SOx) in der LNT-Vorrichtung größer ist als ein erster Schwellenwert, falls der erste Rußregenerationsmodus abgeschlossen (z.B. absolviert) ist, Durchführen eines ersten Entschwefelungsmodus, falls die Menge des vergiftenden SOx in der LNT-Vorrichtung größer als der erste Schwellenwert ist, Durchführen eines zweiten Rußregenerationsmodus, falls der erste Entschwefelungsmodus abgeschlossen (z.B. absolviert) ist, und Durchführen des zweiten Entschwefelungsmodus, falls der zweite Rußregenerationsmodus abgeschlossen (z.B. absolviert) ist, wobei jeder von dem ersten und dem zweiten Entschwefelungsmodus durchgeführt wird durch alternierendes (bzw. abwechselndes) Wiederholen eines mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und eines fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (z.B. durch wiederholtes, alternierendes Verwenden eines mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und eines fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im Verbrennungsmotor), und wobei eine Zeitdauer (z.B. eine Laufzeit) des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem ersten Entschwefelungsmodus kürzer ist als die des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem zweiten Entschwefelungsmodus und eine Temperatur der LNT-Vorrichtung, bei welcher in dem ersten Entschwefelungsmodus in das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingetreten wird (z.B. ab welcher das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem ersten Entschwefelungsmodus eingesetzt wird), höher ist als die, bei welcher in dem zweiten Entschwefelungsmodus in das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingetreten wird (z.B. ab welcher das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem zweiten Entschwefelungsmodus eingesetzt wird).
  • Das Entschwefelungsverfahren kann ferner aufweisen: Durchführen des zweiten Rußregenerationsmodus, falls die Menge des vergiftenden SOx in der LNT-Vorrichtung kleiner oder gleich dem ersten Schwellenwert ist, und Durchführen des zweiten Entschwefelungsmodus, falls der zweite Rußregenerationsmodus abgeschlossen (z.B. absolviert) ist.
  • Eine Zeitdauer (z.B. eine Laufzeit) des ersten Rußregenerationsmodus kann länger sein als die des zweiten Rußregenerationsmodus.
  • Das Entschwefelungsverfahren kann ferner aufweisen: Stoppen des ersten Entschwefelungsmodus, falls eine Entschwefelungsstoppbedingung bei (bzw. während) der Durchführung des ersten Entschwefelungsmodus (z.B. während der erste Entschwefelungsmodus durchgeführt wird) auftritt, Ermitteln, ob die Temperatur des CPF höher als eine vorbestimmte Temperatur ist, und Durchführen des zweiten Entschwefelungsmodus, falls die Temperatur des CPF höher als die vorbestimmte Temperatur ist.
  • Eine Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist auf: einen katalytischen Umwandler, welcher an einer Abgasleitung angeordnet ist und welcher eine Mager-NOx-Falle(LNT)-Vorrichtung (z.B. eine NOx-Speicherkatalysator-Vorrichtung), in welcher ein erster LNT-Katalysator (z.B. ein erstes LNT-Katalysatormaterial / ein erstes NOx-Speichermaterial) in Form einer Beschichtung bereitgestellt (bzw. aufbeschichtet) ist, und einen katalytischen Partikelfilter (CPF), in welchem ein zweiter LNT-Katalysator (z.B. ein zweites LNT-Katalysatormaterial / ein zweites NOx-Speichermaterial) in Form einer Beschichtung bereitgestellt (bzw. aufbeschichtet) ist, aufweist, wobei die LNT-Vorrichtung und der CPF der Reihe nach (bzw. nacheinander, z.B. der CPF stromabwärts der LNT-Vorrichtung) in dem katalytischen Umwandler angeordnet sind, und eine Steuereinrichtung, welche eine Temperatur der LNT-Vorrichtung und eine Temperatur des CPF berechnet oder detektiert, eine Menge des vergiftenden SOx in der LNT-Vorrichtung und dem CPF berechnet, eine Entschwefelung der LNT-Vorrichtung und des CPF steuert und eine Rußregeneration des CPF steuert, wobei die Steuereinrichtung die Entschwefelung der LNT-Vorrichtung und des CPF durchführt, nachdem die Rußregeneration des CPF abgeschlossen (z.B. absolviert) ist oder während die Rußregeneration des CPF durchgeführt wird, und wobei die Steuereinrichtung, nachdem ein erster Entschwefelungsmodus, bei welchem die LNT-Vorrichtung hauptsächlich entschwefelt wird, durchgeführt ist, einen zweiten Entschwefelungsmodus oder einen dritten Entschwefelungsmodus, bei welchen der CPF hauptsächlich entschwefelt wird, durchführt oder (z.B. basierend auf der Menge des vergiftenden SOx in der LNT-Vorrichtung) lediglich den zweiten Entschwefelungsmodus ohne ein Durchführen des ersten Entschwefelungsmodus durchführt.
  • Die Steuereinrichtung kann den ersten Entschwefelungsmodus durchführen, nachdem die Rußregeneration des CPF abgeschlossen (z.B. absolviert) ist, und kann den zweiten Entschwefelungsmodus oder den dritten Entschwefelungsmodus basierend auf der Temperatur des CPF selektiv durchführen, wenn der erste Entschwefelungsmodus abgeschlossen (z.B. absolviert) ist.
  • Jeder von dem ersten, dem zweiten und dem dritten Entschwefelungsmodus kann durchgeführt werden durch alternierendes (bzw. abwechselndes) Wiederholen eines mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und eines fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, wobei eine Zeitdauer (z.B. eine Laufzeit) des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem ersten Entschwefelungsmodus kürzer ist als die des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem zweiten Entschwefelungsmodus und eine Temperatur der LNT-Vorrichtung, bei welcher in dem ersten Entschwefelungsmodus in das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingetreten wird (z.B. ab welcher das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem ersten Entschwefelungsmodus eingesetzt wird), höher ist als die, bei welcher in dem zweiten Entschwefelungsmodus in das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingetreten wird (z.B. ab welcher das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem zweiten Entschwefelungsmodus eingesetzt wird), und wobei eine Zeitdauer (z.B. eine Laufzeit) des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem dritten Entschwefelungsmodus die gleiche ist wie die des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem zweiten Entschwefelungsmodus und eine Temperatur der LNT-Vorrichtung, bei welcher in dem dritten Entschwefelungsmodus in das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingetreten wird (z.B. ab welcher das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem dritten Entschwefelungsmodus eingesetzt wird), die gleiche ist wie die, bei welcher in dem ersten Entschwefelungsmodus in das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingetreten wird (z.B. ab welcher das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem ersten Entschwefelungsmodus eingesetzt wird).
  • Die Rußregeneration des CPF wird erfindungsgemäß getrennt als ein erster Rußregenerationsmodus und ein zweiter Rußregenerationsmodus (bzw. geteilt in einen ersten Rußregenerationsmodus und einen zweiten Rußregenerationsmodus) durchgeführt, wobei die Steuereinrichtung ermittelt, ob der erste Entschwefelungsmodus durchgeführt wird (bzw. durchzuführen ist), basierend auf einer Menge von vergiftendem SOx in der LNT-Vorrichtung, nachdem der erste Rußregenerationsmodus abgeschlossen (z.B. absolviert) ist.
  • Die Steuereinrichtung kann den ersten Entschwefelungsmodus, den zweiten Rußregenerationsmodus und den zweiten Entschwefelungsmodus der Reihe nach durchführen, falls die Menge des vergiftenden SOx in der LNT-Vorrichtung größer ist als ein erster Schwellenwert.
  • Jeder von dem ersten und dem zweiten Entschwefelungsmodus kann durchgeführt werden durch alternierendes (bzw. abwechselndes) Wiederholen eines mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und eines fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, wobei eine Zeitdauer (z.B. eine Laufzeit) des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem ersten Entschwefelungsmodus kürzer ist als die des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem zweiten Entschwefelungsmodus und eine Temperatur der LNT-Vorrichtung, bei welcher in dem ersten Entschwefelungsmodus in das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingetreten wird (z.B. ab welcher das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem ersten Entschwefelungsmodus eingesetzt wird), höher ist als die, bei welcher in dem zweiten Entschwefelungsmodus in das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingetreten wird (z.B. ab welcher das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem zweiten Entschwefelungsmodus eingesetzt wird), und wobei eine Zeitdauer (z.B. eine Laufzeit) des ersten Rußregenerationsmodus länger als die des zweiten Rußregenerationsmodus sein kann.
  • Die Steuereinrichtung kann ermitteln, ob der zweite Entschwefelungsmodus durchgeführt wird (z.B. durchzuführen ist), basierend auf der Temperatur des CPF, falls eine Stoppbedingung des ersten Entschwefelungsmodus auftritt.
  • Die Steuereinrichtung kann den zweiten Rußregenerationsmodus und den zweiten Entschwefelungsmodus der Reihe nach durchführen, falls die Menge des vergiftenden SOx in der LNT-Vorrichtung geringer ist als der erste Schwellenwert.
  • Eine Zeitdauer (z.B. eine Laufzeit) des ersten Rußregenerationsmodus kann länger sein als die des zweiten Rußregenerationsmodus.
  • Der CPF kann aufweisen: wenigstens einen Einlasskanal, welcher sich in einer Längsrichtung erstreckt und welcher ein Ende (z.B. ein erstes Ende), in welches Fluid einströmt, und das andere Ende (z.B. ein zweites Ende), welches blockiert (bzw. versperrt) ist, aufweist, wenigstens einen Auslasskanal, welcher sich in der Längsrichtung erstreckt und welcher ein Ende (z.B. ein erstes Ende), welches blockiert (bzw. versperrt) ist, und das andere Ende (z.B. ein zweites Ende), durch welches Fluid (hindurch) ausströmt, aufweist, wenigstens eine poröse Wand, welche die Grenze (bzw. Begrenzung) zwischen einem Einlasskanal und Auslasskanal, die benachbart sind, (bzw. zwischen benachbarten Einlasskanälen und Auslasskanälen) definiert und welche sich in der Längsrichtung erstreckt, und einen (Beschichtungs-)Träger (z.B. ein Trägerelement, beispielsweise in Form einer Trägerwand, einer Stützwand, etc.), welcher die Zweiter-LNT-Katalysator-Beschichtung an sich aufweist (bzw. welcher mit dem zweiten LNT-Katalysator beschichtet ist), wobei der Träger innerhalb von wenigstens einem von (bzw. unter) dem wenigstens einen Einlasskanal und dem wenigstens einen Auslasskanal angeordnet ist.
  • Der zweite LNT-Katalysator kann in Form einer Beschichtung an der wenigstens einen porösen Wand bereitgestellt sein.
  • Gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Mager-NOx-Falle(LNT)-Vorrichtung, in welcher ein erster Mager-NOx-Falle(LNT)-Katalysator in Form einer Beschichtung bereitgestellt ist, nahe einem Verbrennungsmotor angeordnet, ist ein katalytischer Partikelfilter (CPF), in welchem ein zweiter LNT-Katalysator in Form einer Beschichtung bereitgestellt ist, stromabwärts der LNT-Vorrichtung angeordnet und wird eine Entschwefelung des CPF gesteuert gemäß einer Temperatur des CPF, nachdem eine Entschwefelung auf der Basis der LNT-Vorrichtung durchgeführt ist/wurde. Eine Verschlechterung der Kraftstoffökonomie und eine thermische Verschlechterung (z.B. eine thermische Zersetzung) des CPF können verhindert werden durch separates Durchführen einer Entschwefelung der LNT-Vorrichtung und einer Entschwefelung des CPF.
  • Außerdem wird eine Rußregeneration des Partikelfilters z.B. getrennt als ein erster und ein zweiter Rußregenerationsmodus durchgeführt und wird ein zweiter Rußregenerationsmodus nach der Entschwefelung der LNT-Vorrichtung und vor der Entschwefelung des CPF durchgeführt. Eine Wärme zur Entschwefelung des CPF kann dadurch erzeugt werden. Dadurch kann eine Verschlechterung der Kraftstoffökonomie weiter verhindert werden.
  • Andere Effekte, welche aus den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindungen erhaltbar oder erkennbar sind, werden explizit oder implizit beschrieben in einem Abschnitt „Detaillierte Beschreibung“. Das heißt, dass zahlreiche Effekte erkennbar sind aus den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindungen, werden in dem Abschnitt „Detaillierte Beschreibung“ beschrieben.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
    • 1 ist ein schematisches Diagramm einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 2 ist eine perspektivische Ansicht eines katalytischen Partikelfilters, welcher in einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
    • 3 ist eine Querschnittansicht des katalytischen Partikelfilters gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 4 ist eine Vorderansicht, welche einige Einlasskanäle und Auslasskanäle in dem katalytischen Partikelfilter gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 5 ist ein Diagramm, welches einen Gegendruck über der Menge eines Katalysators darstellt.
    • 6 ist ein Blockdiagramm eines Systems zum Durchführen eines Entschwefelungsverfahrens einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 7 ist ein Flussdiagramm eines Entschwefelungsverfahrens einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 8 ist ein Flussdiagramm eines Entschwefelungsverfahrens einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 9 ist ein Flussdiagramm, welches Vorgänge, wenn eine Entschwefelungsstoppbedingung bei einem Entschwefelungsverfahrens einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird, darstellt.
  • Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
  • Die vorliegende Erfindung wird detaillierter nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt sind, beschrieben. Wie die Fachmänner verstehen, können die beschriebenen Ausführungsformen auf zahlreiche unterschiedliche Weisen modifiziert werden, ohne dabei vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • Die Zeichnungen und die Beschreibung sind als von ihrer Art her veranschaulichend anzusehen und sind nicht beschränkend. Ähnliche (oder gleiche) Bezugszeichen kennzeichnen durchgehend durch die Beschreibung ähnliche (oder gleiche) Elemente.
  • In der folgenden Beschreibung dient ein eine Unterteilung der Bauteilnamen in „erstes“, „zweites“ und dergleichen dazu, die Namen zu unterteilen, da die Namen der Bauteile die gleichen zueinander sind, und eine Reihenfolge davon ist insbesondere nicht beschränkt.
  • 1 ist ein schematisches Diagramm einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Wie in 1 gezeigt, weist eine Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Verbrennungsmotor 10, eine Abgasleitung (z.B. ein Abgasrohr) 20, eine Abgasrückführung-Vorrichtung (kurz: AGR-Vorrichtung) 30, einen katalytischen Umwandler 40, eine Selektive-Katalytische-Reduktion-Vorrichtung (kurz: SCR-Vorrichtung) 50 und eine Steuereinrichtung 60 auf.
  • Der Verbrennungsmotor 10 verbrennt ein Luft-Kraftstoff-Gemisch, in welchem Kraftstoff und Luft vermischt sind, um chemische Energie in mechanische Energie umzuwandeln. Der Verbrennungsmotor 10 ist mit einem Einlasskrümmer (bzw. Ansaugkrümmer) 16 verbunden, um die Luft in einen Brennraum 12 aufzunehmen, und ist mit einem Auslasskrümmer 18 verbunden, so dass beim Verbrennungsprozess erzeugtes Abgas in dem Auslasskrümmer (bzw. Abgaskrümmer) 18 gesammelt wird und zur Umgebung ausgelassen wird. Ein Injektor 14 ist in dem Brennraum 12 angebracht, um den Kraftstoff in den Brennraum 12 einzuspritzen.
  • Ein Dieselverbrennungsmotor wird hierin veranschaulicht, jedoch kann auch ein Magerbenzinverbrennungsmotor (bzw. Magergemisch-Benzinverbrennungsmotor) verwendet werden. In einem Fall, dass der Benzinverbrennungsmotor verwendet wird, strömt das Luft-Kraftstoff-Gemisch in den Brennraum 12 durch den Einlasskrümmer 16 hinein und ist eine Zündkerze (nicht gezeigt) an einem oberen Abschnitt des Brennraums 12 angebracht. Falls außerdem ein Benzindirekteinspritzung-(GDI-)Verbrennungsmotor verwendet wird, ist der Injektor 14 an dem oberen Abschnitt des Brennraums 12 angebracht.
  • Die Abgasleitung 20 ist mit dem Auslasskrümmer 18 verbunden, um das Abgas hin zur Umgebung eines Fahrzeugs auszulassen. Der katalytische Umwandler 40 und die SCR-Vorrichtung 50 sind an der Abgasleitung 20 angebracht, um Schadstoffe in dem Abgas zu beseitigen.
  • Die AGR-Vorrichtung 30 ist an der Abgasleitung 20 angebracht und führt einen Teil des Abgases, welches von dem Verbrennungsmotor 10 ausgelassen wird, zurück zum Verbrennungsmotor 10 durch sich hindurch zurück. Außerdem ist die AGR-Vorrichtung 30 mit dem Einlasskrümmer 16 verbunden, um die Verbrennungstemperatur durch Mischen eines Teils des Abgases mit Luft zu steuern. Solch eine Steuerung der Verbrennungstemperatur wird durch Steuern der Menge des zum Einlasskrümmer 16 zurückgeführten Abgases mittels einer Steuerung durch die Steuereinrichtung 60 durchgeführt. Deshalb kann ein mittels der Steuereinrichtung 60 gesteuertes Rückführungsventil (nicht gezeigt) an einer Leitung, welche die Abgasrückführung-Vorrichtung 30 und den Einlasskrümmer 16 verbindet, angebracht sein.
  • Der katalytische Umwandler 40 ist an der Abgasleitung 20 stromabwärts der AGR-Vorrichtung 30 angebracht und weist eine Mager-NOx-Falle-(LNT-)Vorrichtung 42 und einen katalytischen Partikelfilter (CPF) 44 auf. Die LNT-Vorrichtung 42 und der CPF 44 sind der Reihe nach (bzw. hintereinander) innerhalb des katalytischen Umwandlers 40 angeordnet.
  • Die LNT-Vorrichtung 42 ist darin mit einem ersten LNT-Katalysator (z.B. einem ersten LNT-Katalysatormaterial / einem zweiten NOx-Speichermaterial) beschichtet. Die LNT-Vorrichtung 42 absorbiert das Stickoxid (NOx), das in dem Abgas enthalten ist, bei einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis und gibt das absorbierte Stickoxid frei und reduziert das Stickoxid, das in dem Abgas enthalten ist, oder das freigelassene Stickoxid bei einem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Außerdem kann die LNT-Vorrichtung 42 Kohlenmonoxid (CO) und Kohlenwasserstoff (HC), die in dem Abgas enthalten sind, oxidieren.
  • Hier repräsentiert Kohlenwasserstoff alle in dem Abgas und dem Kraftstoff enthaltenen Verbindungen, welche aus Kohlenstoff und Wasserstoff gebildet sind.
  • Der erste LNT-Katalysator weist Cerdioxid (CeO2), Barium (Ba) und ein Edelmetall, welches Platin (Pt) aufweist, auf. Das Cerdioxid und das Barium absorbieren das Stickoxid als ein Nitrat und das Edelmetall, welches das Platin aufweist, oxidiert das Stickoxid in das Nitrat (z.B. oxidiert das Edelmetall das Stickoxid, so dass es als Nitrat absorbiert werden kann) und begünstigt eine Oxidation-Reduktion-Reaktion des Stickoxids und des Kohlenmonoxids oder des Kohlenwasserstoffs.
  • Der CPF 44 ist innerhalb des Katalysators 40 stromabwärts der LNT-Vorrichtung 42 angeordnet. Ein Abstand zwischen einem Auslass der LNT-Vorrichtung 42 und einem Einlass des CPF 44 ist auf eine vorbestimmte Distanz festgelegt. Die vorbestimmte Distanz ist z.B. kleiner oder gleich 600 mm. Bevorzugterweise ist die vorbestimmte Distanz ist größer oder gleich 100 mm. Falls die vorbestimmte Distanz größer als 600mm ist, ist eine Temperatur des CPF 44 zu niedrig, um eine Regenerationstemperatur oder eine Entschwefelungstemperatur sicherzustellen. Falls im Gegenteil dazu die vorbestimmte Distanz kleiner 100 mm ist, kann der CPF 44 das Stickoxid nicht reinigen und kann der CPF 44 das Stickoxid aufgrund einer hohen Temperatur des CPF 44 bei einer Hohe-Geschwindigkeit-Bedingung oder einer Hohe-Last-Bedingung auslassen. Bezugnehmend auf 2 bis 4 wird der CPF 44 im Detail beschrieben.
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht eines katalytischen Partikelfilters, welcher in einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, 3 ist eine Querschnittansicht des katalytischen Partikelfilters gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 4 ist eine Vorderansicht, welche einige Einlasskanäle und Auslasskanäle in dem katalytischen Partikelfilter gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • Wie in 2 gezeigt, weist der CPF 44 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wenigstens einen Einlasskanal 110 und wenigstens einen Auslasskanal 120 innerhalb eines Gehäuses auf. Der wenigstens eine Einlasskanal 110 und der wenigstens eine Auslasskanal 120 sind voneinander durch Wände 130 getrennt. Außerdem können (Beschichtungs-)Träger (z.B. Trägerelemente, beispielsweise in Form von Trägerwänden, Stützwänden, etc.) 140 innerhalb wenigstens einer von (bzw. unter) dem wenigstens einen Einlasskanal 110 und dem wenigstens einen Auslasskanal 120 angeordnet sein.
  • In dieser Beschreibung werden der Einlasskanal 110 und der Auslasskanal 120 kollektiv als „Zellen“ bezeichnet (und wenn beispielsweise nachstehend von dem Einlasskanal 110 und dem Auslasskanal 120 gesprochen wird, so kann deren Beschreibung gleichbedeutend für jeden Einlasskanal 110 und jeden Auslasskanal 120 gelten). Obwohl in dieser Beschreibung das Gehäuse eine zylindrische Form hat und die Zellen eine rechteckige Form haben, sind das Gehäuse und die Zellen nicht auf solche Formen beschränkt. Außerdem kann das Gehäuse ein Gehäuse des katalytischen Umwandlers sein, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
  • Bezugnehmend auf 3 und 4 erstreckt sich der Einlasskanal 110 (z.B. mit seiner Längserstreckung) entlang eines Stroms des Abgases (z.B. eines Abgasströmungswegs). Ein vorderes Ende des Einlasskanals 110 ist offen, so dass das Abgas in den CPF 44 durch den Einlasskanal 110 hindurch eingeführt wird. Ein hinteres Ende des Einlasskanals 110 ist blockiert mittels eines ersten Verschlusses 112. Dadurch kann das Abgas in dem CPF 44 nicht aus dem CPF 44 durch den Einlasskanal 110 ausströmen.
  • Der Auslasskanal 120 erstreckt sich (z.B. mit seiner Längserstreckung) entlang des Stroms des Abgases (z.B. eines Abgasströmungswegs) und kann parallel zum Einlasskanal 110 angeordnet sein. Wenigstens ein Einlasskanal 110 ist um den Auslasskanal 120 herum (z.B. benachbart zum Auslasskanal) angeordnet.
  • Falls die Zellen eine rechteckige Form haben, wird beispielsweise jeder Auslasskanal 120 durch Wände 130 an vier Seiten umgeben. Wenigstens eine der vier Seiten ist zwischen einem jeweiligen Auslasskanal 120 und einem benachbarten Einlasskanal 110 (z.B. zwischen jedem Auslasskanal und deren benachbarten Einlasskanälen 110) angeordnet. Falls die Zellen eine rechteckige Form haben, kann jeder Auslasskanal 120 durch vier benachbarte Einlasskanäle 110 umgeben sein und kann jeder Einlasskanal 110 durch vier benachbarte Auslasskanäle 120 umgeben sein, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt.
  • Da ein vorderes Ende des Auslasskanals 120 durch einen zweiten Verschluss 122 blockiert ist, kann das Abgas nicht durch den Auslasskanal 120 in den CPF einströmen. Ein hinteres Ende des Auslasskanals 120 ist offen, so dass das Abgas in dem CPF in dem CPF 44 durch den Auslasskanal 120 aus dem CPF 44 ausströmt.
  • Eine Wand 130 ist zwischen benachbarten Einlasskanälen und Auslasskanälen 110 und 120 angeordnet, um eine Grenze (bzw. Begrenzung) zwischen ihnen zu definieren. Die Wand 130 kann eine poröse Wand 130 mit wenigstens einer Mikropore darin sein. Die poröse Wand 130 erlaubt es den benachbarten Einlasskanälen und Auslasskanälen 110 und 120, miteinander in Fluidverbindung zu stehen. Folglich kann sich das in den Einlasskanal 110 eingeführte Abgas durch die poröse Wand 130 hindurch zu dem Auslasskanal 120 bewegen (wobei z.B. der wenigstens eine Einlasskanal und der wenigstens eine Auslasskanal derart wechselseitig mittels der Verschlüsse verschlossen sind (siehe z.B. 3), dass das Abgas sich durch die poröse Wand hindurch bewegt (bzw. bewegen muss)). Die poröse Wand 130 verhindert ferner, dass Partikelmaterial im Abgas sich durch diese hindurch bewegt. Wenn das Abgas sich von dem Einlasskanal 110 durch die poröse Wand 130 hindurch zum Auslasskanal 120 bewegt, wird das Partikelmaterial im Abgas durch die poröse Wand 130 (aus)gefiltert. Die poröse Wand 130 kann aus Aluminiumtitanat, Cordierit, Siliziumkarbid, etc. gefertigt sein.
  • Der (Beschichtungs-)Träger 140 kann innerhalb wenigstens einen von (bzw. unter) dem wenigstens einen Einlasskanal 110 und dem wenigstens einen Auslasskanal 120 angeordnet sein. Der Träger 140 kann lediglich innerhalb des wenigstens einen Einlasskanals 110 oder lediglich innerhalb des wenigstens einen Auslasskanals 120 angeordnet sein. Obwohl 2 bis 4 darstellen, dass der Träger 140 sich parallel zur Richtung, in welcher sich der Einlasskanal 110 und/oder der Auslasskanal 120 erstrecken, erstreckt, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Das heißt, dass sich der Träger 140 senkrecht oder schräg zur Richtung erstrecken kann, in welcher sich der Einlasskanal 110 und/oder der Auslasskanal 120 erstrecken. In dem Fall, dass der Träger 140 sich senkrecht oder schräg zur Richtung, in welcher sich der Einlasskanal 110 und/oder der Auslasskanal 120 erstrecken, erstreckt, kann wenigstens eines der zwei Enden des Trägers 140 in Kontakt mit der porösen Wand 130, welche die Zellen voneinander trennt, kommen. In dem Fall, dass der Träger 140 sich parallel zur Richtung, in welcher sich der Einlasskanal 110 und/oder der Auslasskanal 120 erstrecken, erstreckt, kann der Träger 140 sich über die gesamte Länge des Kanals 110 oder 120 erstrecken oder sich über einen Teil der Länge des Kanals 110 oder 120 erstrecken.
  • In dem CPF 44 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Träger 140 innerhalb des wenigstens einen Einlasskanals 110 und innerhalb des wenigstens einen Auslasskanals 120 angeordnet. Der gleiche Typ von Katalysator 150 ist außerdem in Form einer Beschichtung an der porösen Wand 130 und dem Träger 140 bereitgestellt. Das heißt, dass sowohl ein Katalysator, mit welchem die poröse Wand 130 beschichtet ist, als auch ein Katalysator, mit welchem der Träger 140 beschichtet ist, ein zweiter LNT-Katalysator 150 sind.
  • Der zweite LNT-Katalysator 150, welcher in Form einer Beschichtung an der porösen Wand 130 und dem Träger 140 bereitgestellt ist, weist Cerdioxid (Ce02), Barium (Ba) und ein Edelmetall, welches Platin (Pt) aufweist, auf. Der zweite LNT-Katalysator 150, welcher in Form einer Beschichtung an der porösen Wand 130 und dem Träger 140 bereitgestellt ist, und der erste LNT-Katalysator, welcher in der LNT-Vorrichtung 42 in Form einer Beschichtung bereitgestellt ist, weisen dieselben Bestandteile auf. Jedoch ist der Gehalt (Gew.-%) jedes Bestandteils des zweiten LNT-Katalysators 150 verschieden von demjenigen des ersten LNT-Katalysators, welcher in Form einer Beschichtung in der LNT-Vorrichtung 42 bereitgestellt ist.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform (z.B. einem Fahrzeug mit einem geringen oder mittleren Hubvolumen) ist der Gehalt des Cerdioxids in dem zweiten LNT-Katalysator 150, welcher in Form einer Beschichtung an der porösen Wand 130 und dem Träger 140 bereitgestellt ist, wenigstens 10% höher als der in dem ersten LNT-Katalysator, welcher in Form einer Beschichtung in der LNT-Vorrichtung 42 bereitgestellt ist, und ist der Gehalt des Platins in dem zweiten LNT-Katalysator 150, welcher in Form einer Beschichtung an der porösen Wand 130 und dem Träger 140 bereitgestellt ist, 10% bis 50 % höher als der in dem ersten LNT-Katalysator, welcher in Form einer Beschichtung in der LNT-Vorrichtung 42 bereitgestellt ist. Der zweite LNT-Katalysator 150, welcher in Form einer Beschichtung an der porösen Wand 130 und dem Träger 140 bereitgestellt ist, wird regeneriert (das heißt, dass der LNT-Katalysator das Stickoxid bei dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis freilässt und reduziert) und entschwefelt bei einer relativ niedrigen Temperatur. Der Cerdioxid-Gehalt in dem zweiten LNT-Katalysator 150, welcher in Form einer Beschichtung an der porösen Wand 130 und dem Träger 140 bereitgestellt ist, ist deshalb erhöht, so dass bei dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis eine Wärmeerzeugung erhöht ist, und der Platingehalt in dem zweiten LNT-Katalysator 150, welche in Form einer Beschichtung an der porösen Wand 130 und dem Träger 140 bereitgestellt ist, ist erhöht, so dass eine Wärmeerzeugung erhöht ist und eine Reaktion des Stickoxids mit dem Kohlenmonoxid oder dem Kohlenwasserstoff begünstigt wird.
  • In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform (ein Fahrzeug mit einem großen Hubvolumen) ist der Gehalt des Cerdioxids in dem zweiten LNT-Katalysator 150, welcher in Form einer Beschichtung an der porösen Wand 130 und dem Träger 140 bereitgestellt ist, wenigstens 10% geringer als der in dem ersten LNT-Katalysator, welcher in der LNT-Vorrichtung 42 in Form einer Beschichtung bereitgestellt ist, und ist der Gehalt des Bariums in dem zweiten LNT-Katalysator 150, welcher in Form einer Beschichtung an der porösen Wand 130 und dem Träger 140 bereitgestellt ist, wenigstens 10% höher als der in dem ersten LNT-Katalysator, welcher in der LNT-Vorrichtung 42 in Form einer Beschichtung bereitgestellt ist. Der CPF 44 ist dadurch geeignet zum Absorbieren und Reduzieren des Stickoxids bei einer relativ hohen Temperatur von 300°C bis 450°C.
  • Der Träger 140 ist eher dazu bereitgestellt, den zweiten LNT-Katalysator 150 an dessen Position zu halten, als als ein Filter zu dienen. Der Träger 140 ist folglich nicht notwendigerweise aus einem porösen Material gefertigt. Das heißt, dass der Träger 140 aus demselben Material wie die poröse Wand 130 oder aus einem anderen Material gefertigt sein kann. Sogar in dem Fall, dass der Träger 140 aus einem porösen Material gefertigt ist, bewegt sich das Abgas im Wesentlichen entlang des Trägers 140 und der Wand 130, ohne dabei durch den Träger 140 hindurch zu strömen, da eine geringe Druckdifferenz zwischen den zwei Teilen des Kanals 110 oder 120, welche durch den Träger 140 getrennt sind, vorliegt. Der Träger 140 muss außerdem nicht dick sein, da es nicht erforderlich ist, dass er als ein Filter dient. Das heißt, dass der Träger 140 dünner sein kann als die Wand 130, was eine Erhöhung des Gegendrucks minimiert.
  • 5 ist ein Diagramm, welches einen Gegendruck über der Menge eines Katalysators darstellt.
  • Wie in 5 gezeigt, ist es, um den Gegendruck zu reduzieren, schwierig, in dem CPF gemäß der konventionellen Technik den Katalysator mit mehr als oder gleich 120 g/L in Form einer Beschichtung bereitzustellen, jedoch kann der Katalysator mit 180 g/L in dem CPF 44 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform in Form einer Beschichtung bereitgestellt werden. Das heißt, dass, da die vorliegende beispielhafte Ausführungsform eine Erhöhung des Gegendrucks minimieren kann und die Menge des Katalysators 150, welcher in dem CPF 44 in Form einer Beschichtung bereitgestellt ist, erhöhen kann, die Abgasreinigungsleistung verbessert werden kann.
  • Da, wie oben beschrieben, der CPF den zweiten LNT-Katalysator 150 aufweist, kann der CPF 44 das in dem Abgas enthaltene NOx bei einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis absorbieren, das absorbierte NOx bei einem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis freilassen (bzw. freisetzen) und das in dem Abgas enthaltene NOx und/oder das freigelassene NOx reduzieren und/oder Ammoniak (NH3) erzeugen. Außerdem oxidiert der CPF 44 das Kohlenmonoxid (CO) und den Kohlenwasserstoff (HC), welche in dem Abgas enthalten sind, und fängt das Partikelmaterial (Ruß) im Abgas ein.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf 1 ist die SCR-Vorrichtung 50 an der Abgasleitung 20 stromabwärts des katalytischen Umwandlers 40 angebracht. Die SCR-Vorrichtung 50 weist einen SCR-Katalysator auf, welcher darin in Form einer Beschichtung bereitgestellt ist, um das Stickoxid weiter zu reduzieren, falls das Stickoxid aus dem katalytischen Umwandler 40 entkommt (bzw. entschlüpft). Das heißt, dass die SCR-Vorrichtung 50 das Stickoxid im Abgas unter Verwendung des an (z.B. in) dem katalytischen Umwandler 40 erzeugten Ammoniaks reduziert. Die SCR-Vorrichtung 50 kann physisch im Abstand von dem katalytischen Umwandler 40 angebracht sein.
  • Zahlreiche Sensoren können an der Abgasleitung 20 der Abgasreinigungsvorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angebracht sein.
  • Im Detail sind eine erste Lambda-Sonde 62 und ein erster Temperatursensor 64 an der Abgasleitung 20 stromaufwärts des katalytischen Umwandlers 40 angebracht.
  • Die erste Lambda-Sonde 62 detektiert ein Lambda des in den katalytischen Umwandler 40 (d.h. die LNT-Vorrichtung 42) hinein strömenden Abgases (nachstehend als ein „Einlass-Lambda der LNT-Vorrichtung“ bezeichnet) und übermittelt ein damit korrespondierendes (bzw. zugehöriges) Signal an die Steuereinrichtung 60.
  • Der erste Temperatursensor 64 detektiert eine Temperatur des in den katalytischen Umwandler 40 (d.h. die LNT-Vorrichtung 42) hinein strömenden Abgases und übermittelt ein damit korrespondierendes Signal an die Steuereinrichtung 60.
  • Außerdem sind eine zweite Lambda-Sonde 66 und ein zweiter Temperatursensor 68 an der Abgasleitung 20 stromabwärts der LNT-Vorrichtung 42 angebracht.
  • Die zweite Lambda-Sonde 66 detektiert ein Lambda des aus der LNT-Vorrichtung 42 heraus strömenden Abgases (nachstehend als ein „Auslass-Lambda der LNT-Vorrichtung“ bezeichnet) und übermittelt ein damit korrespondierendes Signal an die Steuereinrichtung 60. Auf der Grundlage der durch die erste Lambda-Sonde 62 und die zweite Lambda-Sonde 66 detektierten Werte kann die Steuereinrichtung 60 eine Regeneration (bewirken, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis fett wird, um das in der LNT-Vorrichtung 42 absorbierte NOx freizulassen und zu reduzieren) und eine Entschwefelung der LNT-Vorrichtung 42 durchführen.
  • Der zweite Temperatursensor 68 detektiert eine Temperatur des aus der LNT-Vorrichtung 42 heraus strömenden Abgases und übermittelt ein damit korrespondierendes Signal an die Steuereinrichtung 60. Auf der Grundlage der durch den ersten Temperatursensor 64 und den zweiten Temperatursensor 68 detektierten Werte kann die Steuereinrichtung 60 eine Temperatur der LNT-Vorrichtung 42 berechnen. Beispielsweise kann die Temperatur der LNT-Vorrichtung 42 ein Mittelwert der durch den ersten Temperatursensor 64 und den zweiten Temperatursensor 68 detektierten Werte sein.
  • Ein Druckdifferenzsensor 70 ist zwischen einem Einlassabschnitt und einem Auslassabschnitt des CPF 44 angebracht, und eine dritte Lambda-Sonde 72 ist an der Abgasleitung 20 stromabwärts des katalytischen Umwandlers 40 angebracht.
  • Der Druckdifferenzsensor 70 detektiert eine Druckdifferenz zwischen dem Einlassabschnitt und dem Auslassabschnitt des CPF 44 und übermittelt ein damit korrespondierendes Signal an die Steuereinrichtung 60. Die Steuereinrichtung 60 kann den CPF 44 steuern, um das Partikelmaterial zu verbrennen (z.B. auszubrennen) (nachstehend als „Rußregeneration“ des CPF 44 bezeichnet), falls die durch den Druckdifferenzsensor 70 detektierte Druckdifferenz größer oder gleich einem vorbestimmten Druck ist. In diesem Fall kann das in dem CPF 44 gefangene Partikelmaterial verbrannt werden durch ein Nacheinspritzen des Kraftstoffs (z.B. eine auf eine Haupteinspritzung folgende zusätzliche Kraftstoffeinspritzung) mittels des Injektors 14.
  • Die dritte Lambda-Sonde 72 detektiert ein Lambda des aus dem CPF 44 heraus strömenden Abgases (nachstehend als ein „Auslass-Lambda des CPF“ bezeichnet) und übermittelt ein damit korrespondierendes Signal an die Steuereinrichtung 60. Die Steuereinrichtung 60 kann auf der Grundlage der durch die erste Lambda-Sonde 62 und die dritte Lambda-Sonde 72 detektierten Werte eine Regeneration und eine Entschwefelung der LNT-Vorrichtung 42 und des CPF 44 durchführen und kann auf der Grundlage der durch die zweite Lambda-Sonde 66 und die dritte Lambda-Sonde 72 detektierten Werte eine Regeneration und eine Entschwefelung des CPF 44 durchführen.
  • Die Steuereinrichtung 60 ermittelt Regenerationszeiten bzw. Regenerationstimings (z.B. Regenerationszeitpunkte) der LNT-Vorrichtung 42 und des CPF 44 basierend auf den Signalen von den Sensoren und führt eine Mager/Fett-Steuerung basierend auf den Regenerationszeiten der LNT-Vorrichtung 42 und des CPF 44 durch. Beispielsweise steuert die Steuereinrichtung 60 das Luft-Kraftstoff-Verhältnis, so dass es fett ist / wird, so dass das Stickoxid aus der LNT-Vorrichtung 42 und/oder dem CPF 44 beseitigt wird (das wird in dieser Beschreibung als „Regeneration“ bezeichnet). Die Mager/Fett-Steuerung kann durchgeführt werden durch Steuern einer mittels des Injektors 14 eingespritzten Kraftstoffmenge und einer Einspritzzeit bzw. eines Einspritztimings (z.B. eines Einspritzzeitpunkts).
  • Die Steuereinrichtung 60 ermittelt außerdem Entschwefelungszeiten bzw. Entschwefelungstimings (z.B. Entschwefelungszeitpunkte) der LNT-Vorrichtung 42 und des CPF 44 basierend auf den Signalen von den Sensoren und führt eine Mager/Fett-Steuerung zum alternierenden Wiederholen des mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses basierend auf den Entschwefelungszeiten der LNT-Vorrichtung 42 und des CPF 44 durch. Beispielsweise steuert die Steuereinrichtung 60 auf eine Weise, um das magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis und das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis alternierend zu wiederholen, so dass vergiftendes SOx in der LNT-Vorrichtung 42 und/oder dem CPF 44 beseitigt wird (das wird in dieser Beschreibung als „Entschwefelung“ bezeichnet).
  • Die Steuereinrichtung 60 weist eine Mehrzahl von Kennfeldern (z.B. Tabellen, Karten) und eine Mehrzahl von Modellen, welche die Charakteristiken (z.B. das Verhalten) der LNT-Vorrichtung 42 und des CPF 44 definieren, auf und berechnet eine in der LNT-Vorrichtung 42 absorbierte NOx-Menge, eine Menge des vergiftenden SOx (bzw. eine SOx-Vergiftungsmenge) in der LNT-Vorrichtung 42, eine in dem CPF 44 absorbierte NOx-Menge, eine Menge des vergiftenden SOx (bzw. eine SOx-Vergiftungsmenge) in dem CPF 44, eine Temperatur der LNT-Vorrichtung 42 und/oder eine Temperatur des CPF 44 basierend auf der Mehrzahl von Kennfeldern und der Mehrzahl von Modellen. Die Steuereinrichtung 60 kann außerdem eine in der LNT-Vorrichtung 42 und dem CPF 44 erzeugte NH3-Menge (bzw. Ammoniak-Menge) berechnen. Die Mehrzahl von Kennfeldern und von Modellen können mittels einer Vielzahl von Experimenten erzeugt werden.
  • Die Steuereinrichtung 60 führt außerdem die Regeneration und die Entschwefelung der LNT-Vorrichtung 42 und des CPF 44 durch.
  • Für diese Zwecke kann die Steuereinrichtung 60 durch wenigstens einen Prozessor, welcher ein vorbestimmtes Programm ausführt, realisiert sein und kann das vorbestimmte Programm programmiert sein, um jeden Schritt eines Entschwefelungsverfahrens einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchzuführen.
  • Nachstehend wir ein Betrieb der Abgasreinigungsvorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • Das Stickoxid im Abgas wird hauptsächlich (z.B. überwiegend) in der LNT-Vorrichtung 42 bei einer Normales-Fahren-Bedingung (einer Bedingung bei welcher eine Temperatur des Abgases nicht übermäßig hoch ist) absorbiert. Falls das Fahrzeug bei einer Hohe-Geschwindigkeit-Bedingung oder einer Hohe-Last-Bedingung fährt, kann die LNT-Vorrichtung 42 das Stickoxid aufgrund einer hohen Temperatur des Abgases kaum absorbieren. Zu dieser Zeit ist, da der CPF 44 stromabwärts und im Abstand von der LNT-Vorrichtung 42 angeordnet ist, eine Temperatur des CPF 44 geringer als die der LNT-Vorrichtung 42. Der CPF 44 kann deshalb bei der Hohe-Geschwindigkeit-Bedingung oder der Hohe-Last-Bedingung das Stickoxid im Abgas hauptsächlich (z.B. überwiegend) absorbieren. Eine Wärmekapazität des CPF 44 ist außerdem groß und folglich ist eine Temperaturveränderung des CPF 44 klein. Ein thermisches Freisetzen des Stickoxids aus dem CPF 44 verringert sich deshalb bei der Hohe-Temperatur-Bedingung oder der Hohe-Last-Bedingung. Da ferner ein Großteil des CO/HC, welcher konkurrierend gegenüber dem Stickoxid reagiert, an der LNT-Vorrichtung 42 beseitigt wird, kann eine Absorptionseffizienz des Stickoxids verbessert werden.
  • Da die SCR-Vorrichtung 50 an der Abgasleitung 20 stromabwärts des katalytischen Umwandlers 40 angebracht ist, kann das Stickoxid im Abgas schließlich unter Verwendung des an dem katalytischen Umwandler 40 erzeugten Ammoniaks beseitigt werden.
  • Ein System zum Durchführen eines Entschwefelungsverfahrens einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend beschrieben.
  • 6 ist ein Blockdiagramm eines Systems zum Durchführen eines Entschwefelungsverfahrens einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die erste Lambda-Sonde 62, der erste Temperatursensor 64, die zweite Lambda-Sonde 66, der zweite Temperatursensor 68, der Druckdifferenzsensor 70, die dritte Lambda-Sonde 72, ein Einlass-Durchflussmesser (z.B. ein Ansaugluftmassenmesser) 74 und ein Drucksensor 76 sind, wie in 6 gezeigt, mit der Steuereinrichtung 60 elektrisch verbunden und übermitteln die detektierten Werte an die Steuereinrichtung 60.
  • Die erste Lambda-Sonde 62 detektiert das Einlass-Lambda der LNT-Vorrichtung 42 und übermittelt das damit korrespondierende Signal an die Steuereinrichtung 60. Ein Lambda ist typischerweise ein Verhältnis eines tatsächlichen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zu einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Falls Lambda größer als 1 ist, ist das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eine magere Atmosphäre. Falls im Gegenteil Lambda geringer als 1 ist, ist das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eine fette Atmosphäre.
  • Der erste Temperatursensor 64 detektiert die Temperatur des in den katalytischen Umwandler 40 hinein strömenden Abgases und übermittelt das damit korrespondierende Signal an die Steuereinrichtung 60.
  • Die zweite Lambda-Sonde 66 detektiert das Auslass-Lambda der LNT-Vorrichtung 42 und übermittelt das damit korrespondierende Signal an die Steuereinrichtung 60.
  • Der zweite Temperatursensor 68 detektiert die Temperatur des aus der LNT-Vorrichtung 42 heraus strömenden Abgases und übermittelt das damit korrespondierende Signal an die Steuereinrichtung 60.
  • Der Druckdifferenzsensor 70 detektiert die Druckdifferenz zwischen dem Einlassabschnitt und dem Auslassabschnitt des CPF 44 und übermittelt das damit korrespondierende Signal an die Steuereinrichtung 60. Falls die durch den Druckdifferenzsensor 70 detektierte Druckdifferenz größer oder gleich dem vorbestimmten Druck ist, steuert die Steuereinrichtung 60 auf eine Weise, um das in dem CPF 44 gefangene Partikelmaterial zu verbrennen (z.B. auszubrennen).
  • Die dritte Lambda-Sonde 72 detektiert das Auslass-Lambda des CPF 44 und übermittelt das damit korrespondierende Signal an die Steuereinrichtung 60.
  • Der Einlass-Durchflussmesser 74 detektiert eine Ansaugmenge (bzw. eine Ansaugluftmenge), die einem Einlasssystem (z.B. einem Ansaugsystem) des Verbrennungsmotors 10 zugeführt wird, und übermittelt ein damit korrespondierendes Signal an die Steuereinrichtung 60.
  • Der Drucksensor 76 detektiert einen Verbrennungsdruck in dem Verbrennungsmotor 10 und übermittelt ein damit korrespondierendes Signal an die Steuereinrichtung 60.
  • Die Steuereinrichtung 60 berechnet die Temperatur der LNT-Vorrichtung 42 und die Temperatur des CPF 44 basierend auf den detektierten Werten. Die Steuereinrichtung 60 berechnet außerdem eine Menge von in dem Verbrennungsmotor 10 erzeugtem SOx basierend auf einer dem Verbrennungsmotor 10 zugeführten Kraftstoffmenge, berechnet eine Menge von vergiftendem SOx in der LNT-Vorrichtung 42 basierend auf der Menge des in dem Verbrennungsmotor 10 erzeugten SOx, der Temperatur der LNT-Vorrichtung 42 und einer Strömungsmenge (z.B. einer Durchflussmenge) des Abgases, berechnet eine Menge von aus der LNT-Vorrichtung 42 entkommenem (bzw. entschlüpften) SOx basierend auf der Menge des vergiftenden SOx in der LNT-Vorrichtung 42, der Temperatur der LNT-Vorrichtung 42 und einer Menge von aus der LNT-Vorrichtung 42 bei einer Entschwefelung entferntem SOx, und berechnet eine Menge von vergiftendem SOx in dem CPF 44 basierend auf der Menge des aus der LNT-Vorrichtung 42 entkommenen SOx, der Temperatur des CPF 44 und der Strömungsmenge (z.B. einer Durchflussmenge) des Abgases. Die Steuereinrichtung 60 ermittelt außerdem die Entschwefelungszeiten (z.B. Entschwefelungszeitpunkte) der LNT-Vorrichtung 42 und des CPF 44 basierend auf der Menge des vergiftenden SOx in der LNT-Vorrichtung 42, der Menge des vergiftenden SOx in dem CPF 44, der Temperatur der LNT-Vorrichtung 42 sowie der Temperatur des CPF 44 und gibt ein Signal zum Steuern des Injektors 14 an den Injektor 14 aus.
  • Eine Mehrzahl von Sensoren außer (bzw. neben) den in 6 dargestellten Sensoren kann in der Vorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angebracht sein, jedoch wird zu einem besseren Verständnis und der Erleichterung der Beschreibung eine Beschreibung von diesen weggelassen.
  • Ein Entschwefelungsverfahren einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend im Detail beschrieben.
  • 7 ist ein Flussdiagramm eines Entschwefelungsverfahrens einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Wie in 7 gezeigt, wird der Verbrennungsmotor 10 in Schritt S200 betrieben, und in Schritt S210 ermittelt die Steuereinrichtung 60, ob die Rußregeneration des CPF 44 notwendig ist. Falls, wie oben beschrieben, die durch den Druckdifferenzsensor 70 detektierte Druckdifferenz größer oder gleich dem vorbestimmten Druck ist, ermittelt die Steuereinrichtung 60, dass die Rußregeneration des CPF 44 notwendig ist.
  • Falls die Rußregeneration des CPF 44 im Schritt S210 nicht notwendig ist, kehrt das Entschwefelungsverfahren in den Schritt S200 zurück und der Verbrennungsmotor 10 wird kontinuierlich betrieben. Falls die Rußregeneration des CPF 44 im Schritt S210 notwendig ist, führt die Steuereinrichtung 60 die Rußregeneration des CPF 44 in Schritt S220 durch. Das heißt, dass der Injektor 14 bei dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis den Kraftstoff nacheinspritzt (bzw. eine (zeitliche) Kraftstoffnacheinspritzung bei dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis durchführt), um die Temperatur des Abgases zu erhöhen, und der in dem CPF 44 gefangene Ruß wird durch das erhitzte Abgas verbrannt. Die Rußregeneration des CPF 44 setzt sich für eine vorbestimmte Rußregeneration-Zeitdauer in einem Zustand, dass die Temperatur des CPF 44 auf eine Temperatur, bei welcher der Ruß verbrannt werden kann, erhöht ist, fort (bzw. wird für die vorbestimmte Rußregeneration-Zeitdauer in einem Zustand, dass die Temperatur des CPF 44 auf eine Temperatur, bei welcher der Ruß verbrannt werden kann, erhöht ist, fortgesetzt). Die vorbestimmte Rußregeneration-Zeitdauer kann auf eine Zeit, während welcher eine Zielmenge des Rußes verbrannt werden kann, voreingestellt (z.B. im Voraus festgelegt) sein.
  • Die Steuereinrichtung 60 berechnet außerdem in Schritt S230 die Menge des vergiftenden SOx in der LNT-Vorrichtung 42 und berechnet in Schritt S240 die Menge des vergiftenden SOx in dem CPF 44. Die Menge des vergiftenden SOx in der LNT-Vorrichtung 42 wird, wie oben beschrieben, basierend auf der Menge des in dem Verbrennungsmotor 10 erzeugten SOx, der Temperatur der LNT-Vorrichtung 42 und der Strömungsmenge (z.B. einer Durchflussmenge, einem Massenfluss) des Abgases berechnet, und die Menge des vergiftenden SOx in dem CPF 44 wird basierend auf der Menge des aus der LNT-Vorrichtung 42 entkommenen SOx, der Temperatur des CPF 44 und der Strömungsmenge (z.B. einer Durchflussmenge, einem Massenfluss) des Abgases berechnet.
  • Die Steuereinrichtung 60 ermittelt in Schritt S250, ob die Rußregeneration des CPF abgeschlossen (z.B. absolviert) ist. Das heißt, dass ermittelt wird, ob die Rußregeneration des CPF 44 für die vorbestimmte Rußregeneration-Zeitdauer durchgeführt ist / wurde. Falls die Rußregeneration des CPF 44 in dem Schritt S250 nicht abgeschlossen ist, kehrt das Entschwefelungsverfahren zurück zum Schritt S220. Falls die die Rußregeneration des CPF 44 in dem Schritt S250 abgeschlossen ist, ermittelt die Steuereinrichtung 60 in Schritt S260, ob die Menge des vergiftenden SOx in der LNT-Vorrichtung 42 größer ist als ein erster Schwellenwert.
  • Falls in dem Schritt S260 die Menge des vergiftenden SOx in der LNT-Vorrichtung 42 kleiner oder gleich dem ersten Schwellenwert ist, endet das Entschwefelungsverfahren.
  • Typischerweise vergiftet das in dem Verbrennungsmotor 10 erzeugte SOx zuerst die LNT-Vorrichtung 42. Falls die Menge des vergiftenden SOx in der LNT-Vorrichtung 42 gering ist, führt die Steuereinrichtung 60 die Entschwefelung der LNT-Vorrichtung 42 und des CPF 44 nicht durch.
  • Falls in dem Schritt S260 die Menge des vergiftenden SOx in der LNT-Vorrichtung 42 größer als der erste Schwellenwert ist, führt die Steuereinrichtung 60 durch / schließt die Steuereinrichtung 60 ab einen ersten Entschwefelungsmodus in Schritt S270 (bzw. wird in Schritt S270 ein Durchführen/Abschließen des ersten Entschwefelungsmodus durch die Steuereinrichtung 60 ausgeführt). Der erste Entschwefelungsmodus wird detaillierter beschrieben.
  • Der erste Entschwefelungsmodus wird durchgeführt durch alternierendes (bzw. abwechselndes) Wiederholen des mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses. Falls die Rußregeneration abgeschlossen ist, steuert die Steuereinrichtung 60 so, dass bei dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Kraftstoff nacheingespritzt wird (bzw. eine (zeitliche) Kraftstoffnacheinspritzung bei dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis durchgeführt wird), um die Temperatur des Abgases zu erhöhen. Dadurch wird die Temperatur der LNT-Vorrichtung 42 ebenfalls erhöht. Falls die Temperatur der LNT-Vorrichtung 42 auf eine erste Fett-Modus-Eintrittstemperatur (z.B. eine Temperatur, bei der in einen Fett-Modus, d.h. einen Modus, in dem ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis verwendet wird, eingetreten wird bzw. dieser Fett-Modus durchgeführt wird) erhöht wird / ist, steuert die Steuereinrichtung 60 das Luft-Kraftstoff-Verhältnis, so dass es fett ist / wird, um die Entschwefelung der LNT-Vorrichtung 42 zu beginnen. Falls sich das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis für eine erste Zeitdauer (z.B. eine erste Laufzeit) fortsetzt (z.B. andauernd vorliegt), wird die Temperatur der LNT-Vorrichtung 42 erhöht und kann die LNT-Vorrichtung 42 thermisch verschlechtert (z.B. zersetzt) werden. Die Steuereinrichtung 60 steuert deshalb das Luft-Kraftstoff-Verhältnis, so dass es mager ist / wird. In diesem Fall wird die Temperatur der LNT-Vorrichtung 42 verringert. Falls die Temperatur der LNT-Vorrichtung 42 auf die erste Fett-Modus-Eintrittstemperatur abgesunken ist, steuert die Steuereinrichtung 60 das Luft-Kraftstoff-Verhältnis, so dass es wieder fett ist / wird. Die Steuereinrichtung 60 wiederholt diese Vorgänge und berechnet die Menge des vergiftenden SOx in der LNT-Vorrichtung 42 kontinuierlich. Falls die Menge des vergiftenden SOx in der LNT-Vorrichtung 42 kleiner oder gleich einem zweiten Schwellenwert ist, beendet die Steuereinrichtung 60 den ersten Entschwefelungsmodus.
  • Die erste Fett-Modus-Eintrittstemperatur kann hier 600°C - 650°C sein, ist jedoch nicht auf solche Werte beschränkt. Außerdem kann die erste Zeitdauer 10 Sekunden betragen, ist jedoch nicht auf einen solchen Wert beschränkt. Ferner kann die Steuereinrichtung 60 das Luft-Kraftstoff-Verhältnis basierend auf einer Zeitdauer des mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses anstatt der Temperatur der LNT-Vorrichtung 42 steuern, so dass es fett ist / wird. Das heißt, dass die Steuereinrichtung 60 das Luft-Kraftstoff-Verhältnis steuert, so dass es fett ist / wird, falls sich das magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis für die Zeitdauer des mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses fortsetzt (z.B. kann die Steuereinrichtung 60 das Luft-Kraftstoff-Verhältnis steuert, so dass es fett ist / wird, falls das magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis für eine vorbestimmte Zeitdauer des mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses angedauert hat).
  • Falls der erste Entschwefelungsmodus abgeschlossen (z.B. absolviert) ist, ermittelt die Steuereinrichtung 60 in Schritt S280, ob die Temperatur des CPF 44 höher als eine vorbestimmte Temperatur ist. Falls die Temperatur des CPF 44 höher als die vorbestimmte Temperatur ist, führt die Steuereinrichtung 60 durch / schließt die Steuereinrichtung 60 ab einen zweiten Entschwefelungsmodus in Schritt S290 (bzw. wird in Schritt S290 durch die Steuereinrichtung 60 ein zweiter Entschwefelungsmodus durchgeführt / abgeschlossen). Falls die Temperatur des CPF 44 kleiner oder gleich der vorbestimmten Temperatur ist, wird ein dritter Entschwefelungsmodus in Schritt S295 (z.B. durch die Steuereinrichtung 60) durchgeführt / abgeschlossen. Der zweite und der dritte Entschwefelungsmodus werden detaillierter beschrieben.
  • Der zweite Entschwefelungsmodus und der dritte Entschwefelungsmodus werden in einer zum ersten Entschwefelungsmodus ähnlichen Weise durchgeführt. Jedoch sind Temperaturen der LNT-Vorrichtung 42, bei welchen in dem zweiten und dem dritten Entschwefelungsmodus in das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingetreten wird, unterschiedlich von der ersten Fett-Modus-Eintrittstemperatur in dem ersten Entschwefelungsmodus und sind Zeitdauern des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem zweiten Entschwefelungsmodus und dem dritten Entschwefelungsmodus verschieden von der ersten Zeitdauer in dem ersten Entschwefelungsmodus. Das heißt, dass das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem zweiten Entschwefelungsmodus sich für eine zweite Zeitdauer (z.B. eine zweite Laufzeit) fortsetzt (z.B. dauert das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem zweiten Entschwefelungsmodus für eine zweite Zeitdauer an), und die zweite Zeitdauer ist länger als die erste Zeitdauer. Beispielsweise kann die zweite Zeitdauer 14 Sekunden betragen, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Außerdem ist die Temperatur der LNT-Vorrichtung 42, bei welcher in dem zweiten Entschwefelungsmodus in das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingetreten wird, als eine zweite Fett-Modus-Eintrittstemperatur gesetzt, und die zweite Fett-Modus-Eintrittstemperatur ist geringer als die erste Fett-Modus-Eintrittstemperatur. Zum Beispiel kann die zweite Fett-Modus-Eintrittstemperatur 550°C - 600°C sein, ist jedoch nicht auf solche Werte beschränkt. Die zweite Fett-Modus-Eintrittstemperatur kann außerdem dieselbe sein wie die vorbestimmte Temperatur.
  • Auf ähnliche Weise setzt sich das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem dritten Entschwefelungsmodus für eine dritte Zeitdauer (z.B. eine dritte Laufzeit) fort (z.B. dauert das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem dritten Entschwefelungsmodus für eine dritte Zeitdauer an). Beispielsweise kann die dritte Zeitdauer 14 Sekunden sein, ist jedoch nicht auf einen solchen Wert beschränkt. Außerdem ist die Temperatur der LNT-Vorrichtung 42, bei welcher in dem dritten Entschwefelungsmodus in das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingetreten wird, als eine dritte Fett-Modus-Eintrittstemperatur gesetzt, und die dritte Fett-Modus-Eintrittstemperatur ist die gleiche wie die erste Fett-Modus-Eintrittstemperatur. Zum Beispiel kann die dritte Fett-Modus-Eintrittstemperatur 600°C - 650°C sein, ist jedoch nicht auf solche Werte beschränkt.
  • Als Folgerung ist die Zeitdauer des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis am kürzesten in dem ersten Entschwefelungsmodus und ist die Zeitdauer des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem zweiten Entschwefelungsmodus die gleiche wie in dem dritten Entschwefelungsmodus. Außerdem ist die Temperatur der LNT-Vorrichtung 42, bei welcher in das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingetreten wird, am niedrigsten in dem zweiten Entschwefelungsmodus und ist die Temperatur der LNT-Vorrichtung 42, bei welcher in das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingetreten wird, in dem ersten Entschwefelungsmodus die gleiche wie in dem dritten Entschwefelungsmodus. Die Entschwefelung der LNT-Vorrichtung 42 wird hauptsächlich in dem ersten Entschwefelungsmodus durchgeführt, und die Entschwefelung des CPF 44 wird hauptsächlich in dem zweiten und dem dritten Entschwefelungsmodus durchgeführt. Da die Temperatur des CPF 44 ausreichend ist, um die Entschwefelung in dem zweiten Entschwefelungsmodus durchzuführen, steuert die Steuereinrichtung 60 so, dass bei einer niedrigeren Temperatur in den Fett-Modus eingetreten wird. Die LNT-Vorrichtung 42 wird deshalb nicht thermisch verschlechtert, sondern eine zum Durchführen der Entschwefelung ausreichende Temperatur wird sichergestellt. Um die Entschwefelungseffizienz des CPF 44 sicherzustellen, ist in dem zweiten Entschwefelungsmodus die Zeitdauer des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses deshalb gesetzt (z.B. festgelegt), so dass sie lang ist. Da die Temperatur des CPF 44 nicht ausreichend ist, um die Entschwefelung in dem dritten Entschwefelungsmodus durchzuführen, steuert die Steuereinrichtung 60 so, dass bei einer höheren Temperatur in den Fett-Modus eingetreten wird. Sogar obwohl die LNT-Vorrichtung 42 in gewissem Maße thermisch verschlechtert werden kann, ist in dem dritten Entschwefelungsmodus die Zeitdauer des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gesetzt (z.B. festgelegt), so dass sie lang ist, um eine Entschwefelungseffizienz des CPF 44 sicherzustellen.
  • Falls der Schritt S290 oder der Schritt S295 abgeschlossen (z.B. absolviert) ist, endet das Entschwefelungsverfahren.
  • Es ist in 7 dargestellt, aber nicht darauf beschränkt, dass der Schritt S230 und der Schritt S240 zwischen dem Schritt S220 und dem Schritt S250 durchgeführt werden. Der Schritt S230 oder/und der Schritt S240 können nach dem Durchführen des Schritts S250 durchgeführt werden.
  • 8 ist ein Flussdiagram eines Entschwefelungsverfahrens einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das in 8 dargestellte Entschwefelungsverfahren ist ähnlich demjenigen, welches in 7 dargestellt ist, jedoch wird in dem in 8 dargestellten Entschwefelungsverfahren die Rußregeneration des CPF 44 getrennt als zwei Rußregenerationsmodi (z.B. in zwei Rußregenerationsmodi geteilt) durchgeführt. Nachstehend wird ein Entschwefelungsverfahren einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben.
  • Wie in 8 gezeigt, wird der Verbrennungsmotor 10 im Schritt S300 betrieben, und in Schritt S310 ermittelt die Steuereinrichtung 60, ob die Rußregeneration des CPF 44 notwendig ist. Falls, wie oben beschrieben, die durch den Druckdifferenzsensor 70 detektierte Druckdifferenz größer oder gleich dem vorbestimmten Druck ist, ermittelt die Steuereinrichtung 60, dass die Rußregeneration des CPF 44 notwendig ist.
  • Falls die Rußregeneration des CPF 44 im Schritt S310 nicht notwendig ist, kehrt das Entschwefelungsverfahren in den Schritt S300 zurück und der Verbrennungsmotor 10 wird kontinuierlich betrieben. Falls die Rußregeneration des CPF 44 im Schritt S310 notwendig ist, tritt die Steuereinrichtung 60 in Schritt S320 in einen ersten Rußregenerationsmodus ein. 70% einer Ruß-Zielregenerationsmenge (bzw. einer Zielregenerationsmenge des Rußes) wird in dem ersten Rußregenerationsmodus regeneriert. Beispielsweise setzt sich der erste Rußregenerationsmodus für 70% einer vorbestimmten Rußregeneration-Zeitdauer in einem Zustand, in dem die Temperatur des CPF 44 auf eine Temperatur, bei welcher der Ruß verbrannt werden kann, erhöht ist, fort (z.B. dauert in einem Zustand, in dem die Temperatur des CPF 44 auf eine Temperatur, bei welcher der Ruß verbrannt werden kann, erhöht ist, der erste Rußregenerationsmodus für 70% einer vorbestimmten Rußregeneration-Zeitdauer an). Der erste Rußregenerationsmodus ist jedoch nicht auf derartiges (z.B. auf solch eine Zeitdauer) beschränkt.
  • Beim Durchführen des ersten Rußregenerationsmodus berechnet in Schritt S330 die Steuereinrichtung 60 die Menge des vergiftenden SOx in der LNT-Vorrichtung 42 und berechnet in Schritt S340 die Steuereinrichtung 60 die Menge des vergiftenden SOx in dem CPF 44.
  • Danach ermittelt die Steuereinrichtung 60 in S350, ob die Menge des vergiftenden SOx in der LNT-Vorrichtung 42 größer ist als der erste Schwellenwert. Falls in dem Schritt S350 die Menge des vergiftenden SOx in der LNT-Vorrichtung 42 kleiner oder gleich dem ersten Schwellenwert ist, geht das Entschwefelungsverfahren zu Schritt S380. Falls in dem Schritt S350 die Menge des vergiftenden SOx in der LNT-Vorrichtung 42 größer als der erste Schwellenwert ist, führt die Steuereinrichtung 60 durch / schließt die Steuereinrichtung 60 ab den ersten Entschwefelungsmodus in Schritt S370 (bzw. wird in Schritt S370 durch die Steuereinrichtung 60 der erste Entschwefelungsmodus durchgeführt / abgeschlossen).
  • Danach tritt die Steuereinrichtung 60 in Schritt S380 in einen zweiten Rußregenerationsmodus ein. Ein restlicher Ruß aus dem ersten Rußregenerationsmodus ist in dem zweiten Rußregenerationsmodus zu regenerieren. Durch Verbrennen des restlichen Rußes in dem zweiten Rußregenerationsmodus wird die Temperatur erhöht, um gleichmäßig / nahtlos (z.B. mittels eines gleichmäßigen Übergangs) den zweiten Entschwefelungsmodus durchzuführen.
  • Danach führt die Steuereinrichtung 60 durch / schließt die Steuereinrichtung 60 ab den zweiten Entschwefelungsmodus in Schritt S390 (bzw. wird der zweite Entschwefelungsmodus in Schritt S390 durch die Steuereinrichtung 60 durchgeführt / abgeschlossen) und das Entschwefelungsverfahren endet.
  • Der erste Entschwefelungsmodus und der zweite Entschwefelungsmodus des in 8 dargestellten Entschwefelungsverfahrens sind die gleichen wie diejenigen des in 7 dargestellten Entschwefelungsverfahrens.
  • Es ist in 8 dargestellt, aber nicht darauf beschränkt, dass der Schritt S330 bis zum Schritt S350 zwischen dem Schritt S320 und dem Schritt S360 durchgeführt werden. Der Schritt S330, der Schritt S340 oder/und der Schritt S350 können nach dem Durchführen des Schritts S360 durchgeführt werden.
  • 9 ist ein Flussdiagramm, welches Vorgänge, wenn eine Entschwefelungsstoppbedingung bei einem Entschwefelungsverfahrens einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird, darstellt. Das in 9 dargestellte Entschwefelungsverfahren kann auf das in 7 dargestellte Entschwefelungsverfahren und das in 8 dargestellte Entschwefelungsverfahren angewendet werden (z.B. in die in 7 und 8 dargestellten Entschwefelungsverfahren integriert und als ein Teilablauf davon angewendet werden).
  • Während der Durchführung des ersten Entschwefelungsmodus in S400 ermittelt die Steuereinrichtung 60 in Schritt S410, ob eine Entschwefelungsstoppbedingung auftritt. Die Entschwefelungsstoppbedingung kann eine Bedingung sein, bei welcher aufgrund einer schnellen Verzögerung (z.B. eines Abbremsens des Fahrzeugs), usw. die Temperatur des Abgases verringert ist und eine Kraftstoffökonomie stark verschlechtert sein kann, falls die LNT-Vorrichtung 42 die Entschwefelung durchführt.
  • Falls die Entschwefelungsstoppbedingung in Schritt S410 nicht auftritt, kehrt das Entschwefelungsverfahren zum Schritt S400 zurück. Falls die Entschwefelungsstoppbedingung im Schritt S410 auftritt, stoppt die Steuereinrichtung 60 den ersten Entschwefelungsmodus.
  • Danach ermittelt die Steuereinrichtung 60 in Schritt S430, ob die Temperatur des CPF 44 höher als die vorbestimmte Temperatur ist. Falls der erste Entschwefelungsmodus gestoppt wird, wird die Temperatur der LNT-Vorrichtung 42 relativ schnell verringert, wird jedoch aufgrund der hohen Wärmekapazität die Temperatur des CPF 44 relativ langsam verringert. Sogar obwohl der erste Entschwefelungsmodus gestoppt wird, kann deshalb die Entschwefelung des CPF 44 ohne eine große Kraftstoffökonomieverschlechterung durchgeführt werden.
  • Falls im Schritt S430 die Temperatur des CPF 44 kleiner oder gleich der vorbestimmten Temperatur ist, dann beendet die Steuereinrichtung 60 das Entschwefelungsverfahren. Falls im Schritt S430 die Temperatur des CPF 44 höher als die vorbestimmte Temperatur ist, dann führt die Steuereinrichtung 60 durch / schließt die Steuereinrichtung 60 ab den zweiten Entschwefelungsmodus in Schritt S440 (bzw. wird der zweite Entschwefelungsmodus in Schritt S440 durch die Steuereinrichtung 60 durchgeführt / abgeschlossen) und beendet das Entschwefelungsverfahren.
  • Der zweite Entschwefelungsmodus des in 9 dargestellten Entschwefelungsverfahrens ist der gleiche wie derjenige des in 7 dargestellten Entschwefelungsverfahrens.
  • Obwohl die Erfindung in Verbindung damit beschrieben wurde, was gegenwärtig als zweckmäßige, beispielhafte Ausführungsformen angesehen wird, ist es zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf die (hierin) offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern im Gegenteil dazu gedacht ist, diverse Alternativen und Abwandlungen abzudecken, die im Umfang der angehängten Ansprüchen enthalten sind.

Claims (17)

  1. Entschwefelungsverfahren einer Abgasreinigungsvorrichtung, welche einen katalytischen Umwandler (40) aufweist, welcher an einer Abgasleitung (20) angeordnet ist und eine Mager-NOx-Falle(LNT)-Vorrichtung (42), in welcher ein erster LNT-Katalysator in Form einer Beschichtung bereitgestellt ist, und einen katalytischen Partikelfilter (CPF) (44), in welchem ein zweiter LNT-Katalysator (150) in Form einer Beschichtung bereitgestellt ist, aufweist, wobei die LNT-Vorrichtung (42) und der CPF (44) der Reihe nach in dem katalytischen Umwandler (40) angeordnet sind, das Entschwefelungsverfahren aufweisend: Regenerieren von Ruß (S220), falls eine Regeneration von in dem CPF (44) gefangenen Ruß erforderlich ist (S210), Ermitteln (S260), ob eine Menge von vergiftendem Schwefeloxid (SOx) in der LNT-Vorrichtung (42) größer ist als ein erster Schwellenwert, falls die Regeneration des Rußes abgeschlossen ist (S250), Durchführen (S270) eines ersten Entschwefelungsmodus, falls die Menge des vergiftenden SOx in der LNT-Vorrichtung (42) größer als der erste Schwellenwert ist, Ermitteln (S280), ob eine Temperatur des CPF (44) höher als eine vorbestimmte Temperatur ist, falls der erste Entschwefelungsmodus abgeschlossen ist, und Durchführen (S290) eines zweiten Entschwefelungsmodus, falls die Temperatur des CPF (44) höher als die vorbestimmte Temperatur ist, wobei jeder von dem ersten und dem zweiten Entschwefelungsmodus durchgeführt wird durch alternierendes Wiederholen eines mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und eines fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, und wobei eine Zeitdauer des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem ersten Entschwefelungsmodus kürzer ist als die des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem zweiten Entschwefelungsmodus und eine Temperatur der LNT-Vorrichtung (42), bei welcher in dem ersten Entschwefelungsmodus in das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingetreten wird, höher ist als die, bei welcher in dem zweiten Entschwefelungsmodus in das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingetreten wird.
  2. Entschwefelungsverfahren gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend: Durchführen (S295) eines dritten Entschwefelungsmodus, falls die CPF-Temperatur kleiner oder gleich der vorbestimmten Temperatur ist, wobei der dritte Entschwefelungsmodus durchgeführt wird durch alternierendes Wiederholen eines mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und eines fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, und wobei eine Zeitdauer des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem dritten Entschwefelungsmodus die gleiche ist wie die des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem zweiten Entschwefelungsmodus und eine Temperatur der LNT-Vorrichtung (42), bei welcher in dem dritten Entschwefelungsmodus in das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingetreten wird, die gleiche ist wie die, bei welcher in dem ersten Entschwefelungsmodus in das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingetreten wird.
  3. Entschwefelungsverfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, ferner aufweisend: Stoppen (S420) des ersten Entschwefelungsmodus, falls eine Entschwefelungsstoppbedingung bei der Durchführung des ersten Entschwefelungsmodus auftritt (S410), Ermitteln (S430), ob die Temperatur des CPF (44) höher als die vorbestimmte Temperatur ist, und Durchführen (S440) des zweiten Entschwefelungsmodus, falls die Temperatur des CPF (44) höher als die vorbestimmte Temperatur ist.
  4. Entschwefelungsverfahren einer Abgasreinigungsvorrichtung, welche einen katalytischen Umwandler (40) aufweist, welcher an einer Abgasleitung (20) angeordnet ist und eine Mager-NOx-Falle(LNT)-Vorrichtung (42), in welcher ein erster LNT-Katalysator in Form einer Beschichtung bereitgestellt ist, und einen katalytischen Partikelfilter (CPF) (44), in welchem ein zweiter LNT-Katalysator (150) in Form einer Beschichtung bereitgestellt ist, aufweist, wobei die LNT-Vorrichtung (42) und der CPF (44) der Reihe nach in dem katalytischen Umwandler (40) angeordnet sind, das Entschwefelungsverfahren aufweisend: Durchführen (S330) eines ersten Rußregenerationsmodus, falls eine Regeneration von in dem CPF (44) gefangenen Ruß erforderlich ist (S310), Ermitteln (S350), ob eine Menge von vergiftendem Schwefeloxid (SOx) in der LNT-Vorrichtung (42) größer als ein erster Schwellenwert ist, falls der erste Rußregenerationsmodus abgeschlossen ist, Durchführen (S370) eines ersten Entschwefelungsmodus, falls die Menge des vergiftenden SOx in der LNT-Vorrichtung (42) größer als der erste Schwellenwert ist, Durchführen (S380) eines zweiten Rußregenerationsmodus, falls der erste Entschwefelungsmodus abgeschlossen ist, und Durchführen (S390) des zweiten Entschwefelungsmodus, falls der zweite Rußregenerationsmodus abgeschlossen ist, wobei jeder von dem ersten und dem zweiten Entschwefelungsmodus durchgeführt wird durch alternierendes Wiederholen eines mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und eines fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, und wobei eine Zeitdauer des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem ersten Entschwefelungsmodus kürzer ist als die des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem zweiten Entschwefelungsmodus und eine Temperatur der LNT-Vorrichtung (42), bei welcher in dem ersten Entschwefelungsmodus in das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingetreten wird, höher als die, bei welcher in dem zweiten Entschwefelungsmodus in das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingetreten wird, ist.
  5. Entschwefelungsverfahren gemäß Anspruch 4, ferner aufweisend: Durchführen (S380) des zweiten Rußregenerationsmodus, falls die Menge des vergiftenden SOx in der LNT-Vorrichtung (42) kleiner oder gleich dem ersten Schwellenwert ist, und Durchführen (S390) des zweiten Entschwefelungsmodus, falls der zweite Rußregenerationsmodus abgeschlossen ist.
  6. Entschwefelungsverfahren gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei eine Zeitdauer des ersten Rußregenerationsmodus länger ist als die des zweiten Rußregenerationsmodus.
  7. Entschwefelungsverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 4 bis 6, ferner aufweisend: Stoppen (S420) des ersten Entschwefelungsmodus, falls eine Entschwefelungsstoppbedingung bei der Durchführung des ersten Entschwefelungsmodus auftritt (S410), Ermitteln (S430), ob die Temperatur des CPF (44) höher als eine vorbestimmte Temperatur ist, und Durchführen (S440) des zweiten Entschwefelungsmodus, falls die Temperatur des CPF (44) höher als die vorbestimmte Temperatur ist.
  8. Abgasreinigungsvorrichtung, aufweisend: einen katalytischen Umwandler (40), welcher an einer Abgasleitung (20) angeordnet ist und welcher eine Mager-NOx-Falle(LNT)-Vorrichtung (42), in welcher ein erster LNT-Katalysator in Form einer Beschichtung bereitgestellt ist, und einen katalytischen Partikelfilter (CPF) (44), in welchem ein zweiter LNT-Katalysator (150) in Form einer Beschichtung bereitgestellt ist, aufweist, wobei die LNT-Vorrichtung (42) und der CPF (44) der Reihe nach in dem katalytischen Umwandler (40) angeordnet sind, und eine Steuereinrichtung (60), welche eine Temperatur der LNT-Vorrichtung (42) und eine Temperatur des CPF (44) berechnet oder detektiert, eine Menge von vergiftendem SOx in der LNT-Vorrichtung (42) und dem CPF (44) berechnet, eine Entschwefelung der LNT-Vorrichtung (42) und des CPF (44) steuert und eine Rußregeneration des CPF (44) steuert, wobei die Steuereinrichtung (60) die Entschwefelung der LNT-Vorrichtung (42) und des CPF (44) durchführt, nachdem die Rußregeneration des CPF (44) abgeschlossen ist oder während die Rußregeneration des CPF (44) durchgeführt wird, und wobei die Steuereinrichtung (60), nachdem ein erster Entschwefelungsmodus, bei welchem die LNT-Vorrichtung (42) hauptsächlich entschwefelt wird, durchgeführt ist, einen zweiten Entschwefelungsmodus oder einen dritten Entschwefelungsmodus, bei welchen der CPF (44) hauptsächlich entschwefelt wird, durchführt oder lediglich den zweiten Entschwefelungsmodus ohne ein Durchführen des ersten Entschwefelungsmodus durchführt, wobei die Rußregeneration des CPF (44) getrennt als ein erster Rußregenerationsmodus und ein zweiter Rußregenerationsmodus durchgeführt wird, und wobei die Steuereinrichtung (60) ermittelt, ob der erste Entschwefelungsmodus durchgeführt wird, basierend auf einer Menge von vergiftendem SOx in der LNT-Vorrichtung (42), nachdem der erste Rußregenerationsmodus abgeschlossen ist.
  9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die Steuereinrichtung (60) den ersten Entschwefelungsmodus durchführt, nachdem die Rußregeneration des CPF (44) abgeschlossen ist, und den zweiten Entschwefelungsmodus oder den dritten Entschwefelungsmodus basierend auf der Temperatur des CPF (44) selektiv durchführt, wenn der erste Entschwefelungsmodus abgeschlossen ist.
  10. Vorrichtung gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei jeder von dem ersten, dem zweiten und dem dritten Entschwefelungsmodus durchgeführt wird durch alternierendes Wiederholen eines mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und eines fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, wobei eine Zeitdauer des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem ersten Entschwefelungsmodus kürzer ist als die des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem zweiten Entschwefelungsmodus und eine Temperatur der LNT-Vorrichtung (42), bei welcher in dem ersten Entschwefelungsmodus in das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingetreten wird, höher als die, bei welcher in dem zweiten Entschwefelungsmodus in das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingetreten wird, ist, und wobei eine Zeitdauer des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem dritten Entschwefelungsmodus die gleiche ist wie die des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem zweiten Entschwefelungsmodus und eine Temperatur der LNT-Vorrichtung (42), bei welcher in dem dritten Entschwefelungsmodus in das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingetreten wird, die gleiche ist wie die, bei welcher in dem ersten Entschwefelungsmodus in das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingetreten wird.
  11. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die Steuereinrichtung (60) den ersten Entschwefelungsmodus, den zweiten Rußregenerationsmodus und den zweiten Entschwefelungsmodus der Reihe nach durchführt, falls die Menge des vergiftenden SOx in der LNT-Vorrichtung (42) größer ist als ein erster Schwellenwert.
  12. Vorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 8 oder 11, wobei jeder von dem ersten und dem zweiten Entschwefelungsmodus durchgeführt wird durch alternierendes Wiederholen eines mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und eines fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, wobei eine Zeitdauer des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem ersten Entschwefelungsmodus kürzer ist als die des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem zweiten Entschwefelungsmodus und eine Temperatur der LNT-Vorrichtung (42), bei welcher in dem ersten Entschwefelungsmodus in das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingetreten wird, höher als die, bei welcher in dem zweiten Entschwefelungsmodus in das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingetreten wird, ist, und wobei eine Zeitdauer des ersten Rußregenerationsmodus länger ist als die des zweiten Rußregenerationsmodus.
  13. Vorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 8 bis 12, wobei die Steuereinrichtung ermittelt, ob der zweite Entschwefelungsmodus durchgeführt wird, basierend auf der Temperatur des CPF (44), falls eine Stoppbedingung des ersten Entschwefelungsmodus auftritt.
  14. Vorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 8, 11 und12, wobei die Steuereinrichtung (60) den zweiten Rußregenerationsmodus und den zweiten Entschwefelungsmodus der Reihe nach durchführt, falls die Menge des vergiftenden SOx in der LNT-Vorrichtung (42) geringer ist als der erste Schwellenwert.
  15. Vorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 8, 11 und 14, wobei eine Zeitdauer des ersten Rußregenerationsmodus länger ist als die des zweiten Rußregenerationsmodus.
  16. Vorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 8 bis 15, wobei der CPF (44) aufweist: wenigstens einen Einlasskanal (110), welcher sich in einer Längsrichtung erstreckt und welcher ein Ende, in welches Fluid einströmt, und das andere Ende, welches blockiert ist, aufweist, wenigstens einen Auslasskanal (120), welcher sich in der Längsrichtung erstreckt und welcher ein Ende, welches blockiert ist, und das andere Ende, durch welches Fluid ausströmt, aufweist, wenigstens eine poröse Wand (130), welche die Grenze zwischen einem Einlasskanal (120) und einem Auslasskanal (140), die benachbart sind, definiert und welche sich in der Längsrichtung erstreckt, und einen Träger (140), welcher die Zweiter-LNT-Katalysator-Beschichtung an sich aufweist, und wobei der Träger (140) innerhalb von wenigstens einem von dem wenigstens einen Einlasskanal (110) und dem wenigstens einen Auslasskanal (120) angeordnet ist.
  17. Vorrichtung gemäß Anspruch 16, wobei der zweite LNT-Katalysator (150) in Form einer Beschichtung an der wenigstens einen porösen Wand (130) bereitgestellt ist.
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