DE102017111610A1

DE102017111610A1 - Steuervorrichtung für ein Abgasreinigungssytem

Info

Publication number: DE102017111610A1
Application number: DE102017111610.9A
Authority: DE
Inventors: Kohei Motoo; Kengo Furukawa
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2016-05-30
Filing date: 2017-05-29
Publication date: 2017-11-30

Abstract

Eine Steuervorrichtung für ein Abgasreinigungssystem A1 weist einen Kraftstoffzugabeabschnitt 11, einen Reformationsabschnitt A12, einen Abgasreinigungsabschnitt A13 und eine Steuervorrichtung A20 auf. Der Kraftstoffzugabeabschnitt 11 gibt Kraftstoff zu einem Gas zu, das durch den Abgasreinigungsabschnitt A13 strömt. Der Reformationsabschnitt A12 reformiert Kohlenwasserstoffverbindungen, die in dem hinzugefügten Kraftstoff enthalten sind, der durch den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 zugegeben wird. Der Abgasreinigungsabschnitt A13 reduziert Stickoxide, die in dem Abgas enthalten sind, durch ein Verwenden der Kohlenwasserstoffverbindungen als ein Reduktionsmittel. Die Steuervorrichtung A20 weist einen Strömungsratensensor A22, einen Sauerstoffkonzentrationssensor A24 und einen Katalysatortemperatursensor A27 auf, die Signale entsprechend einem Zustand des Abgasreinigungssystems A13, der Kohlenwasserstoffverbindung, die in dem Abgas enthalten ist, das von dem Reformationsabschnitt A12 abgegeben wird, und einem Reformationssteuerabschnitt A29 zum Steuern einer Reformationsreaktion der Kohlenwasserstoffverbindung in dem Reformationsabschnitt A12 ausgibt, sodass eine Kohlenstoffzahl pro Molekül eine gewünschte Kohlenstoffzahl wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Steuervorrichtung für ein Abgasreinigungssystem, die auf ein Abgasreinigungssystem für eine Maschine zum Reinigen von Abgas angewendet wird, das von einer Maschine abgegeben wird.
BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
Gewöhnlicher Weise ist ein Abgasreinigungssystem für eine Maschine bekannt, das Abgas der Maschine durch ein Reduzieren von NOx (Stickoxid) reinigt, das in dem Abgas enthalten ist.
Eine Abgasreinigungsvorrichtung für eine Maschine hat einen Abgasreinigungsabschnitt, der Stickoxide unter Verwendung eines Reduktionsmittels reduziert. Die Vorrichtung weist einen Ozonerzeugungsabschnitt, der Ozon unter Verwendung von Sauerstoff erzeugt, der in einer Atmosphäre oder Abgas enthalten ist, einen Kohlenwasserstoffzuführabschnitt, der eine Kohlenwasserstoffverbindung zu dem Abgas zuführt, und ein Reduktionsmittel, das aus einer sauerstoffenthaltenden Kohlenwasserstoffverbindung zusammengesetzt ist, wird durch ein Oxidieren der Kohlenwasserstoffverbindung mit Ozon erzeugt, wie in dem japanischen Patent Nr. 5465361 beispielsweise offenbart ist.
Außerdem weist die Abgasreinigungsvorrichtung, die in JP Nr. 5465361 beschrieben ist, einen Abgasreinigungsabschnitt mit einem Reduktionskatalysator, einen kraftstoffhinzufügenden Abschnitt, der HC (Kohlenwasserstoffverbindung = Kraftstoff) als ein Reduktionsmittel zu dem Abgasreinigungsabschnitt und einen Kraftstoff zuführt, auf, und wobei Oxidationswärme zum Anheben der Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts verwendet wird, ist in der japanischen Patentanmeldungsoffenlegung Nr. 2009-156168 beispielsweise offenbart.
Jedoch gibt es in dem Abgasreinigungssystem der Maschine, das in JP Nr. 5465361 offenbart ist, keine Erwägungen hinsichtlich einer Katalysatorvergiftung aufgrund von sauerstoffenthaltendem HC, wie zum Beispiel Aldehyde, die erzeugt werden.
Eine Katalysatoraktivität wird verringert aufgrund einer Katalysatorvergiftung durch Kohlenwasserstoffverbindungen in einem nicht selektiven katalytischen Reduktionsverfahren des NOx unter Verwendung einer Kohlenwasserstoffverbindung als ein Reduktionsmittel. Deshalb gibt es in dem Abgasreinigungssystem der Maschine, das in JP Nr. 54655361 offenbart ist, eine Möglichkeit, dass eine gewünschte Entfernungsrate von Stickoxiden nicht erreicht werden kann.
In dieser Art von System gibt es ein Problem einer HC-Vergiftung, wie zum Beispiel HC, das in dem Abgas enthalten ist, und HC, das als das Reduktionsmittel zugeführt wird, das adsorbiert und an dem Reduktionskatalysator angesammelt wird, und die NOx-Reinigungsrate wird abgesenkt.
Jedoch verringert gemäß dem Vergiftungswiederherstellungsverfahren, das vorangehend beschrieben ist, falls eine Startzeit eines Ausführens der Temperaturanstiegssteuerung zu früh ist, die Menge der HC, die durch eine Temperaturanstiegssteuerung desorbiert wird, sodass die Frequenz beziehungsweise Häufigkeit eines Ausführens der Temperaturanstiegssteuerung steigt.
Als ein Ergebnis steigt der Verbrauch von Energie, die zum Erwärmen des Oxidationskatalysators verwendet wird.
Andererseits, falls die Startzeit eines Ausführens der Temperaturanstiegssteuerung zu spät ist, gibt es mehrere Gelegenheiten für die NOx-Reinigungsrate, signifikant zu sinken, und die NOx-Reinigung wird unzureichend.
Außerdem wird in einer Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem, das in JP-A-2009-156168 offenbart ist, eine Zuführmenge des Kraftstoffs, der zuzuführen ist, basierend auf einer Entfernungsrate von NOx in dem Abgasreinigungsabschnitt und der Oxidationswärme, die in dem Oxidationskatalysator erzeugt wird, gesteuert.
Jedoch, da die Reduktionsrate von Stickoxiden und die Charakteristiken einer Oxidationsreaktion von HC in Abhängigkeit von einer Molekularstruktur und dergleichen differieren, ist es schwierig, die Menge von HC zu steuern, die nicht zu der Reduktion von Stickoxiden und einer Erzeugung von Oxidationswärme beitragen, durch lediglich ein Steuern der Zuführmenge von zuzuführendem Kraftstoff.
Deshalb gibt es eine Möglichkeit, dass die Menge von HC, die von dem Abgasreinigungsabschnitt abgegeben wird, so wie sie ist, steigt.
Andererseits kann der Grad eines Reformierens des Kraftstoffes durch ein Steuern der zugeführten Ozonmenge und dem Betrag eines Erwärmens durch die Heizeinrichtung gesteuert werden.
Ferner sollen durch ein Steuern der Betätigungen beziehungsweise der Betriebe des Kraftstoffzugabeabschnitts und des Reformierabschnitts, um so die Kraftstoffzuführmenge und den Grad eines Reformierens gemäß der Menge von NOx einzustellen, die in den Abgasreinigungsabschnitt strömt, die Kraftstoffzuführmenge und der Grad eines Reformierens darin niedergehalten werden, übermäßig oder unzureichend zu sein.
Das heißt, falls die Kraftstoffzuführmenge und der Grad eines Reformierens unzureichend sind, steigt die Menge an NOx, die freigegeben wird, ohne durch den Abgasreinigungsabschnitt gereinigt zu werden (NOx-Durchbruchsmenge), und falls die Kraftstoffzuführmenge und der Grad eines Reformierens übermäßig werden, wird ein Verbrauch von Kraftstoff und elektrischer Leistung verschwenderisch erhöht werden.
Jedoch enthält der Kraftstoff nach einem Reformieren Komponenten von verschiedenen molekularen Strukturen, und falls die Konzentrationen der entsprechenden Komponenten verschieden sind, ist die NOx-Reinigungsmenge beziehungsweise der NOx-Reinigungsbetrag verschieden, selbst wenn die Kraftstoffzuführmenge, die Ozonzuführmenge, der Wärmebetrag etc. die Gleichen sind.
Deshalb tritt ein Übermaß oder ein Mangel der Kraftstoffzuführmenge und des Reformationsgrads wahrscheinlich auf, wenn der Kraftstoffzugabeabschnitt und der Reformationsabschnitt gesteuert werden, ohne die vorangehend genannten Konzentrationen der entsprechenden Komponenten in Betracht zu ziehen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung wurde im Lichte der vorangehend dargestellten Probleme gemacht und hat als deren Aufgabe, eine Steuervorrichtung für ein Abgasreinigungssystem zu bieten, das einen Grad einer Katalysatorvergiftung aufgrund von Kohlenwasserstoffverbindungen reduziert, während eine Stickoxidentfernungsrate beibehalten wird.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Steuervorrichtung für ein Abgasreinigungssystem zu bieten, das einen Betrag beziehungsweise eine Menge von Kohlenwasserstoffverbindungen, die Stickoxide reduzieren, die in dem Abgas enthalten sind, zu der Außenseite reduziert.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Steuervorrichtung für ein Abgasreinigungssystem zu bieten, das in der Lage ist, eine Stickoxiddurchbruchsmenge niederzuhalten, während unterdrückt wird, dass unnötige Energie verbraucht wird.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Steuervorrichtung für ein Abgasreinigungssystem zu bieten, das sowohl eine Verringerung eines Energieverbrauchs für eine Wiederherstellung von einer Vergiftung als auch eine ausreichende Stickoxidreinigung erreicht.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist eine Steuervorrichtung für ein Abgasreinigungssystem einen Katalysator, der in einem Abgassystem einer Maschine vorgesehen ist, der in der Lage ist, Stickoxide zu reduzieren, die in einem Abgas enthalten sind, unter Verwendung von Kohlenwasserstoffkomponenten als einem Reduktionsmittel, einem Kraftstoffzugabeabschnitt, der den Kraftstoff der Maschine zu dem Abgas als zugegebenen Kraftstoff zugibt, einen Reformierabschnitt beziehungsweise Reformationsabschnitt, der zwischen dem Kraftstoffzugabeabschnitt und dem Katalysator vorgesehen ist, der gestaltet ist, um Kohlenwasserstoffkomponenten, die in dem zugegebenen Kraftstoff enthalten sind, zu reformieren, einen ersten Ausgabeabschnitt zum Ausgeben eines Signals, das einem Zustand eines Katalysators entspricht, und einen Reformiersteuerabschnitt beziehungsweise einen Reformationssteuerabschnitt, auf, der elektrisch mit dem ersten Ausgabeabschnitt verbunden ist, der eine Reformationsreaktion der Kohlenwasserstoffverbindung in dem Reformierabschnitt derart steuert, dass eine anfängliche Durchschnittskohlenstoffzahl von Kohlenwasserstoff, der von der Maschine abgegeben wird, eine gewünschte Durchschnittskohlenstoffzahl wird.
Im Allgemeinen ändert sich in einem nicht selektiven katalytischen Reduktionsverfahren von NOx (Stickoxid) unter Verwendung von HC (Kohlenwasserstoffverbindung) als ein Reduktionsmittel ein Grad einer Katalysatorvergiftung des Katalysators aufgrund von HC-Änderungen in Abhängigkeit von der Temperatur des Katalysators, einer Strömungsrate von Gas, das durch den Katalysator strömt, einer Sauerstoffkonzentration und dergleichen.
Zum Beispiel neigt in dem Zwischentemperaturbereich des aktiven Temperaturbereichs des Katalysators eine Katalysatorvergiftung dazu, relativ oft aufzutreten, selbst wenn die Kohlenstoffzahl von HC klein ist.
Andererseits tritt in dem niedrigen Temperaturbereich und dem hohen Temperaturbereich des aktiven Temperaturbereichs des Katalysators eine Katalysatorvergiftung relativ unwahrscheinlich, auf, selbst wenn die Kohlenstoffzahl des HC groß ist.
Deshalb steuert in der Steuervorrichtung des Abgasreinigungssystems der vorliegenden Offenbarung der Reformiersteuerabschnitt beziehungsweise der Reformationssteuerabschnitt die Reformationsreaktion von HC in dem Reformationsabschnitt basierend auf einem Zustand des Katalysators, der durch den ersten Ausgabeabschnitt ausgegeben wird, und der reformierten Kohlenstoffzahl als der Kohlenstoffzahl pro Molekül der Kohlenwasserstoffverbindung, die eine Korrelation mit dem erforderlichen Grad einer Einstellung der reformierten Kohlenstoffzahl hat.
Dies macht es möglich, den Grad einer Katalysatorvergiftung von HC in dem Abgasreinigungsabschnitt zu reduzieren, während die NOx-Entfernungsrate über den gesamten aktiven Temperaturbereich des Katalysators beibehalten wird.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist eine Steuervorrichtung für ein Abgasreinigungssystem einen Katalysator, der in einem Abgassystem einer Maschine vorgesehen ist und in der Lage ist, Stickoxide zu reduzieren, die in einem Abgas enthalten sind, mit einer Kohlenwasserstoffverbindung als einem Reduktionsmittel, einem Kraftstoffzugabeabschnitt, der Kraftstoff der Maschine zu dem Abgas als zugegebenen Kraftstoff zugibt, einen ersten Erfassungsabschnitt, der vorgesehen ist, um einen Zustand des Katalysators zu erfassen, und ein Signal entsprechend dem Zustand des Katalysators ausgibt, einen Kohlenwasserstoffinformationserlangungsabschnitt, der eine Information bezüglich einer Art und Konzentration der Kohlenwasserstoffverbindungen erlangt, die in den Katalysator strömen, und ein Signal entsprechend der Art und der Konzentration der Kohlenwasserstoffverbindung ausgibt, einen Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt, der elektrisch mit dem ersten Erfassungsabschnitt und dem Kohlenwasserstoffinformationserlangungsabschnitt verbunden ist, der eine Kohlenwasserstoffdurchbruchsmenge berechnet, welche eine Ausströmmenge der Kohlenwasserstoffverbindungen ist, die aus dem Katalysator ausströmen, basierend auf den Signalen, die von dem ersten Erfassungsabschnitt und dem Kohlenwasserstoffinformationserlangungsabschnitt ausgegeben werden, und eine Steuereinheit auf, die den Kraftstoffzugabeabschnitt basierend auf einem Berechnungsergebnis in dem Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt steuert.
Im Allgemeinen tritt in einer nicht selektiven katalytischen Reduktion von NOx (Stickoxiden) unter Verwendung von HC (Kohlenwasserstoffverbindungen) als einem Reduktionsmittel eine Reduktionsreaktion von NOx entsprechend einer Oxidationsreaktion von HC auf.
Die Leichtigkeit einer Oxidation des HC variiert in Abhängigkeit von einem Zustand des Katalysators und einer Art von HC.
Deshalb hängt in dem nicht selektiven katalytischen Reduktionsverfahren von NOx eine Menge von HC, die zu der Außenseite hin abgegeben wird, ohne zu der Reduktion von NOx beizutragen, von dem Zustand des Katalysators und der Art des HC ab.
In der Steuervorrichtung des Abgasreinigungssystems der vorliegenden Offenbarung wird eine Kohlenwasserstoffdurchbruchsmenge bzw. durchschlagsmenge, welche eine Ausströmmenge einer HC-Verbindung ist, die aus dem Katalysator ausströmt, durch den Durchbruchsmengen- bzw. Durchschlagsmengen berechnungsabschnitt berechnet basierend auf einem Zustand des Katalysators, der durch den ersten Erfassungsabschnitt erfasst wird, und einer Information hinsichtlich der Art und Konzentration von HC, das in den Katalysator strömt, welche durch den Kohlenwasserstoffinformationserlangungsabschnitt erlangt werden.
Der Steuerabschnitt steuert den Kraftstoffzugabeabschnitt, um so die Kohlenwasserstoffdurchbruchsmenge basierend auf der berechneten Kohlenwasserstoffdurchbruchsmenge zu verringern.
Wie vorangehend beschrieben ist, wird in der Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem der vorliegenden Offenbarung die Kohlenwasserstoffdurchbruchsmenge mit einer hohen Genauigkeit berechnet basierend auf dem Zustand des Katalysators und den entsprechenden Eigenschaften beziehungsweise Charakteristika der Kohlenwasserstoffverbindungen, und führt zugegebenen Kraftstoff zu, um die Kohlenwasserstoffdurchbruchsmenge basierend auf dem berechneten Ergebnis zu reduzieren.
Dementsprechend kann die Steuervorrichtung des Abgasreinigungssystems der vorliegenden Offenbarung die Menge von HC reduzieren, die nach außen hin abgegeben wird.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist eine Steuervorrichtung für ein Abgasreinigungssystem einen Abgasreinigungsabschnitt, der einen Reduktionskatalysator zum Reduzieren von NOx hat, das in dem Abgas einer Maschine enthalten ist, einen Kraftstoffzugabeabschnitt, der eine Kohlenwasserstoffverbindung als ein Reduktionsmittel zu dem Abgasreinigungsabschnitt zuführt, einen Reformationsabschnitt beziehungsweise Reformierabschnitt, der das Reduktionsmittel reformiert, das zu dem Abgasreinigungsabschnitt zugegeben wird, eine Erlangungseinheit, die eine Information bezüglich zumindest einem von einem Zustand des Abgases, das in den Reformierabschnitt strömt, und einen Zustand des Reformierabschnitts erlangt, und eine Steuereinheit auf, die zumindest eine von einer Betätigung des Kraftstoffzugabeabschnitts und des Reformierabschnitts steuert, um die Konzentration von jeder Komponente einzustellen, die in dem Reduktionsmittel enthalten ist, nachdem dieses reformiert ist, basierend auf der Information, die durch die Erlangungseinheit erlangt ist.
Im vorliegenden Fall können als spezifische Beispiele der Zustände des Abgases, das in den Reformierabschnitt strömt, unter den Informationen, die durch die Erlangungseinheit erlangt werden, die O₂-Konzentration die NOx-Konzentration in dem Abgas, die Abgasströmungsrate und dergleichen genannt werden.
Außerdem können als ein spezifisches Beispiel eines Zustands des Reformierabschnitts die Temperatur des Reformierabschnitts und dergleichen genannt werden.
Dann beeinflussen der Zustand des Abgases und der Zustand des reformierten Teils in großem Maße die Konzentration von Komponenten für jede molekulare Struktur, die in dem Reduktionsmittel enthalten ist, nachdem dieses reformiert ist.
Ferner, unter den Steuerungen durch den Steuerabschnitt können spezifische Beispiele der Steuerung des Kraftstoffzugabeabschnitts, eines Einspritzdrucks und einer Einspritzmenge zu der Zeit eines Einspritzens des flüssigen Reduktionsmittels genannt werden.
Spezifische Beispiele der Steuerung des Reformierabschnitts umfassen den Betrag einer Wärme durch die Heizeinrichtung des Reformierabschnitts und die Ozonmenge, die durch den Ozongenerator des Reformierabschnitts erzeugt wird.
Dann wird in Abhängigkeit von den Inhalten dieser Steuerungen die Konzentration von jeder Komponente variieren, die in dem Reduktionsmittel enthalten ist, nachdem dieses reformiert ist.
In Anbetracht dessen wird in der vorangehenden Erfindung in Übereinstimmung mit zumindest einem von dem Zustand des Abgases, das in den Reformierabschnitt strömt, und dem Zustand des Reformierabschnitts zumindest einer von dem Betrieb des Kraftstoffzugabeabschnitts und des Reformierabschnitts gesteuert, um die Konzentration von jeder Komponente einzustellen, die in dem reformierten Reduktionsmittel enthalten ist.
Deshalb ist es möglich, die Komponentenkonzentration von jeder molekularen Struktur einzustellen, nachdem sie reformiert ist, sodass eine große Menge von NOx mit einer kleinen Menge von Reduktionsmittel reduziert werden kann.
Deshalb ist es möglich, die NOx-Durchbruchsmenge am Steigen zu hindern, während ein unnötiger Energieverbrauch unterdrückt wird.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist eine Steuervorrichtung für ein Abgasreinigungssystem einen Abgasreinigungsabschnitt, der einen Reduktionskatalysator zum Reduzieren von NOx hat, das in dem Abgas der Maschine enthalten ist, eine Temperaturerhöhungsvorrichtung zum Anheben der Temperatur des Reduktionskatalysators, eine Vergiftungswiederherstellungssteuereinheit, die eine Vergiftungswiederherstellungssteuerung ausführt, die die Kohlenwasserstoffverbindung beziehungsweise -komponente entfernt, die den Reduktionskatalysator vergiftet, durch ein Betätigen der Temperaturerhöhungsvorrichtung, eine Konzentrationserlangungseinheit, die eine Konzentration von jeder chemischen Komponente beziehungsweise chemischen Verbindung erlangt, die in dem Kohlenwasserstoffverbindungen enthalten ist, die in den Abgasreinigungsabschnitt strömen, und eine Startzeitbestimmungseinheit, die eine Zeit beziehungsweise eine Zeitgebung bestimmt, um die Vergiftungswiederherstellungssteuerung zu starten, in Verbindung mit der Komponentenkonzentration, die durch die Konzentrationserlangungseinheit erlangt ist.
Im vorliegenden Fall liegen Komponenten beziehungsweise Verbindungen mit verschiedenen molekularen Strukturen in dem HC (Kohlenwasserstoffverbindung) vor, und falls die Komponentenkonzentration von jeder molekularen Struktur, die in dem HC enthalten ist, das in den Abgasreinigungsabschnitt strömt, verschieden ist, variiert eine HC-Adsorptionsmenge (HC-Vergiftungsmenge) des Reduktionskatalysators, selbst wenn die HC-Einströmmenge die gleiche ist.
Mit anderen Worten variiert die optimale Zeitgebung zum Ausführen des Temperaturanstiegs des Reduktionskatalysators zur Wiederherstellung von einer Vergiftung in Abhängigkeit von der Konzentration von jeder Komponente.
In Anbetracht dessen wird in der vorangehenden Erfindung die Zeit beziehungsweise Zeitgebung, bei der die Vergiftungswiederherstellungssteuerung gestartet wird, in Abhängigkeit von der Konzentration von jeder chemischen Komponente beziehungsweise Verbindung in dem HC bestimmt, das in den Abgasreinigungsabschnitt strömt.
Aus diesem Grund, da der Temperaturanstieg zum Wiederherstellen von einer Vergiftung in Erwägung der Differenz in einem HC-Vergiftungsbetrag gemäß der Differenz in einer Komponentenkonzentration für jede molekulare Struktur durchgeführt wird, wird ein Energieverbrauch aufgrund eines zu frühen Starts eines Temperaturanstiegs an einem Auftreten unterdrückt, und es ist möglich, einen Defekt einer NOx-Reinigung aufgrund eines zu frühen Starts eines Temperaturanstiegs zu unterdrücken. Das heißt, es ist möglich, den Start des Temperaturanstiegs daran zu hindern, zu früh oder zu spät zu sein, und es ist möglich, sowohl eine Verringerung in einem Energieverbrauch zum Wiederherstellen von einer Vergiftung als auch eine ausreichende NOx-Reinigung zu erreichen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein schematisches Diagramm eines Abgasreinigungssystems für eine Maschine, auf das eine Steuervorrichtung eines Abgasreinigungssystems gemäß eines ersten Beispiels einer ersten Ausführungsform in der vorliegenden Offenbarung angewendet wird;
2 zeigt ein Strömungsdiagramm beziehungsweise Flussdiagramm eines Steuerprozesses des Abgasreinigungssystems in der Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem gemäß dem ersten Beispiel der ersten Ausführungsform;
3 zeigt charakteristische Diagramme, die Beziehungen zwischen der Kohlenstoffzahl pro Kohlenwasserstoffverbindungsmolekül und einer Entfernungsrate von Stickoxid und einem Grad einer Katalysatorvergiftung durch die Kohlenwasserstoffverbindung in dem Abgasreinigungsabschnitt des Abgasreinigungssystems des ersten Beispiels der ersten Ausführungsform zeigen;
4 zeigt ein charakteristisches Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Grad eines Prozesses einer Reformationsreaktion und der Kohlenstoffzahl pro Molekül der Kohlenwasserstoffverbindung in dem Reformationsabschnitt des Abgasreinigungssystems des ersten Beispiels der ersten Ausführungsform zeigt;
5 zeigt ein charakteristisches Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Strömungsrate eines Gases und dem Grad eines Prozesses der Reformationsreaktion in dem Reformationsabschnitt des Abgasreinigungssystems des ersten Beispiels der ersten Ausführungsform zeigt;
6 zeigt ein charakteristisches Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Temperatur des Reformationsabschnitts und dem Grad eines Prozesses der Reformationsreaktion des Abgasreinigungssystems des ersten Beispiels der ersten Ausführungsform zeigt;
7 zeigt ein charakteristisches Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Temperatur des Reformationsabschnitts und des Grads eines Prozesses der Reformationsreaktion des Abgasreinigungssystems des ersten Beispiels der ersten Ausführungsform zeigt, und zeigt Charakteristika in einem Temperaturbereich, der von jenem in 6 verschieden ist;
8 zeigt ein charakteristisches Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Sauerstoffkonzentration und dem Grad eines Prozesses der Reformationsreaktion in dem Reformationsabschnitt des Abgasreinigungssystems des ersten Beispiels der ersten Ausführungsform zeigt;
9 zeigt ein charakteristisches Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Konzentration der Kohlenwasserstoffverbindung in dem Reformationsabschnitt und dem Grad eines Prozesses der Reformationsreaktion in dem Reformationsabschnitt des Abgasreinigungssystems des ersten Beispiels der ersten Ausführungsform zeigt;
10 zeigt ein charakteristisches Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Kohlenstoffzahl pro Molekül der Kohlenwasserstoffverbindung und der Stickoxidentfernungsrate in dem Abgasreinigungsabschnitt des Abgasreinigungssystems des ersten Beispiels der ersten Ausführungsform zeigt, und zeigt das charakteristische Diagramm, das einen Unterschied zeigt, der von einem Gehaltsverhältnis von sauerstoffenthaltenden Kohlenwasserstoffverbindungen abhängt;
11A ist ein charakteristisches Diagramm, das eine Beziehung der Kohlenstoffzahl pro Molekül der Kohlenwasserstoffverbindung und der Stickoxidentfernungsrate in dem Abgasreinigungsabschnitt des Abgasreinigungssystems des ersten Beispiels der ersten Ausführungsform zeigt, wobei das charakteristische Diagramm eine Differenz beziehungsweise einen Unterschied zeigt, der von dem Gehaltsverhältnis der Kohlenwasserstoffverbindungen abhängt, die doppelte Bindungen zwischen Kohlenstoffen enthalten;
11B ist ein charakteristisches Diagramm, das eine Beziehung der Kohlenstoffzahl pro Molekül der Kohlenwasserstoffverbindung und dem Grad einer Katalysatorvergiftung in dem Abgasreinigungsabschnitt des Abgasreinigungssystems des ersten Beispiels der ersten Ausführungsform zeigt, wobei das charakteristische Diagramm eine Differenz beziehungsweise einen Unterschied zeigt, der von dem Gehaltsverhältnis der Kohlenwasserstoffverbindungen abhängt, die doppelte Bindungen zwischen Kohlenstoffen aufweisen;
12 zeigt ein charakteristisches Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Kohlenstoffzahl pro Molekül der Kohlenwasserstoffverbindung und dem Grad der Katalysatorvergiftung in dem Abgasreinigungsabschnitt des Abgasreinigungssystems des ersten Beispiels der ersten Ausführungsform zeigt, und zeigt das charakteristische Diagramm, das eine Differenz beziehungsweise einen Unterschied zeigt, der von dem Verhältnis einer wenig reaktiven Kohlenwasserstoffverbindung abhängt;
13 zeigt ein schematisches Diagramm eines Abgasreinigungssystems für eine Maschine, auf das eine Steuervorrichtung für ein Abgasreinigungssystem gemäß eines zweiten Beispiels der ersten Ausführungsform angewendet ist;
14 zeigt ein schematisches Diagramm eines Abgasreinigungssystems für eine Maschine, auf das eine Steuervorrichtung für ein Abgasreinigungssystem gemäß eines dritten Beispiels der ersten Ausführungsform angewendet ist;
15 zeigt ein schematisches Diagramm eines Abgasreinigungssystems für eine Maschine, auf das eine Steuervorrichtung für ein Abgasreinigungssystem gemäß eines vierten Beispiels der ersten Ausführungsform angewendet ist;
16 zeigt ein schematisches Diagramm eines Abgasreinigungssystems für eine Maschine, auf das eine Steuervorrichtung für ein Abgasreinigungssystem gemäß eines fünften Beispiels der ersten Ausführungsform angewendet ist;
17 zeigt ein schematisches Diagramm eines Abgasreinigungssystems, auf das eine Steuervorrichtung für ein Abgasreinigungssystem gemäß eines ersten Beispiels einer zweiten Ausführungsform in der vorliegenden Offenbarung angewendet ist;
18 zeigt ein Hauptflussdiagramm eines Steuerungsprozesses des Abgasreinigungssystems in der Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem gemäß dem ersten Beispiel der zweiten Ausführungsform;
19 zeigt ein Unterflussdiagramm beziehungsweise Sub-Flussdiagramm des Steuerungsprozesses des Abgasreinigungssystems in der Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem gemäß dem ersten Beispiel der zweiten Ausführungsform;
20 zeigt charakteristische Diagramme, die Beziehungen zwischen der Kohlenstoffzahl pro Molekül der Kohlenwasserstoffverbindung und der Reinigungsrate der Kohlenwasserstoffverbindung in dem Abgasreinigungssystem des ersten Beispiels der zweiten Ausführungsform zeigen;
21 zeigt ein charakteristisches Diagramm zum Erläutern des Verfahrens von Steuerungen eines Kraftstoffzugabeabschnitts des Abgasreinigungssystems des ersten Beispiels der zweiten Ausführungsform;
22 zeigt ein Flussdiagramm eines Steuerprozesses beziehungsweise Steuerungsprozesses des Abgasreinigungssystems in der Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem gemäß des zweiten Beispiels der zweiten Ausführungsform;
23 zeigt ein schematisches Diagramm eines Abgasreinigungssystems, auf das die Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem gemäß eines dritten Beispiels der zweiten Ausführungsform angewendet ist;
24 zeigt ein Hauptflussdiagramm des Steuerprozesses des Abgasreinigungssystems in der Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem gemäß dem dritten Beispiel der zweiten Ausführungsform;
25 zeigt ein Nebenflussdiagramm beziehungsweise Subflussdiagramm des Steuerprozesses des Abgasreinigungssystems in der Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem gemäß dem dritten Beispiel der zweiten Ausführungsform;
26 zeigt ein charakteristisches Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Temperatur eines Reformationsabschnitts und eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Reformationsabschnitts in dem Reformationsabschnitt der Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem gemäß dem dritten Beispiel der zweiten Ausführungsform zeigt;
27 zeigt ein Flussdiagramm eines Steuerprozesses des Abgasreinigungssystems in der Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem gemäß einem vierten Beispiel der zweiten Ausführungsform;
28 zeigt ein schematisches Diagramm eines Abgasreinigungssystems, auf das die Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem gemäß eines fünften Beispiels der zweiten Ausführungsform angewendet ist;
29 zeigt ein schematisches Diagramm eines Abgasreinigungssystems, auf das die Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem gemäß eines sechsten Beispiels der zweiten Ausführungsform angewendet ist;
30 zeigt ein schematisches Diagramm eines Abgasreinigungssystems, auf das die Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem gemäß eines siebten Beispiels der zweiten Ausführungsform angewendet ist;
31 zeigt ein schematisches Diagramm eines Abgasreinigungssystems, auf das eine Steuervorrichtung eines Abgasreinigungssystems gemäß eines ersten Beispiels einer dritten Ausführungsform in der vorliegenden Offenbarung angewendet ist;
32 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungsprozedur zum Beurteilen zeigt, ob eine Ausführungsbedingung einer NOx-Reinigungsratenverbesserungssteuerung in dem ersten Beispiel der dritten Ausführungsform erfüllt ist oder nicht;
33 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungsprozedur der NOx-Reinigungsratenverbesserungssteuerung in dem ersten Beispiel der dritten Ausführungsform zeigt;
34 zeigt ein Dichtekennfeld für jede vorliegende Komponente, die durch das Flussdiagramm in 33 berechnet ist;
35 zeigt ein steuerbares Dichtekennfeld, das einen steuerbaren Konzentrationsbereich zeigt, der durch das Flussdiagramm in 33 berechnet ist;
36 zeigt ein Diagramm zum Erläutern von spezifischen Beispielen von Faktoren zum Anheben eines Beurteilungs- bzw. Bewertungswerts in einem Berechnen des Bewertungswerts in dem Flussdiagramm von 33;
37 zeigt einen Graphen, der Ergebnisse eines Tests zum Bestätigen einer Gültigkeit eines Faktors B zeigt, welcher einer von Faktoren zum Anheben des Bewertungswerts bzw. Evaluierungswerts in dem Flussdiagramm von 33 ist, und zeigt den Graphen, in dem eine Reduktionsmittelkonzentration als eine Testbedingung verwendet wird;
38 zeigt einen Graphen, der Ergebnisse des Tests zum Bestätigen der Gültigkeit des Faktors B zeigt, welcher einer von den Faktoren zum Anheben des Evaluierungswerts bzw. Bewertungswerts in dem Flussdiagramm von 33 ist, und zeigt den Graphen, in dem eine CHO-Konzentration als die Testbedingung verwendet wird;
39 zeigt einen Graphen, der Ergebnisse eines Tests zum Bestätigen der Gültigkeit der Faktoren zum Anheben des Evaluierungswerts bei einer hohen Temperatur zeigt;
40 zeigt einen Graphen, der Ergebnisse eines Tests zum Bestätigen der Gültigkeit der Faktoren zum Anheben des Evaluierungswerts bei einer niedrigen Temperatur zeigt;
41 zeigt einen anderen Graphen, der Ergebnisse eines Tests zum Bestätigen der Gültigkeit der Faktoren zum Anheben des Evaluierungswerts bei einer niedrigen Temperatur zeigt;
42 zeigt einen anderen Graphen, der Ergebnisse eines Tests zum Bestätigen der Gültigkeit der Faktoren zum Anheben des Evaluierungswerts bei einer hohen Temperatur zeigt;
43 zeigt ein Kennfeld, das eine Beziehung zwischen einem Koeffizienten α, der in einem Evaluierungswertberechnungsprozess von 33 verwendet wird, und der Anzahl von Aldehyd-Gruppen zeigt;
44 zeigt ein Kennfeld, das eine Beziehung zwischen einem Koeffizienten β, der in dem Evaluierungswertberechnungsprozess von 33 verwendet wird, und der Anzahl von Doppelbindungen zeigt;
45 zeigt ein Kennfeld, das eine Beziehung zwischen einem Koeffizienten γ, der in dem Evaluierungswertberechnungsprozess von 33 verwendet wird, und der Kohlenstoffkettenlänge zeigt;
46 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungsprozedur zum Bestimmen zeigt, welche von der NOx-Reinigungsratenverbesserungssteuerung und einer Kraftstoffverbrauchsverbesserungssteuerung in einem zweiten Beispiel der dritten Ausführungsform auszuwählen ist;
47 zeigt ein schematisches Diagramm einer Steuervorrichtung für ein Abgasreinigungssystem, auf das ein Abgasreinigungssystem gemäß einem dritten Beispiel der dritten Ausführungsform angewendet ist;
48 zeigt ein schematisches Diagramm einer Steuervorrichtung für ein Abgasreinigungssystem, auf das ein Abgasreinigungssystem gemäß einem ersten Beispiel einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung angewendet ist;
49 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Hauptverarbeitungsprozedur einer Steuerung für eine Vergiftungswiederherstellung in dem ersten Beispiel gemäß der vierten Ausführungsform zeigt;
50 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungsprozedur einer HC-Vergiftungsgeschwindigkeitsschätzung zeigt, die in 49 gezeigt ist;
51 zeigt ein Dichtekennfeld für jede vorliegende Komponente, die durch das Flussdiagramm in 50 berechnet ist;
52 zeigt ein Kennfeld der Vergiftungsrate, die in dem Flussdiagramm von 50 verwendet wird;
53 zeigt einen Graphen, der Testergebnisse als die Basis des Kennfelds von 50 zeigt;
54 zeigt einen anderen Graphen, der Testergebnisse als die Basis des Kennfelds von 50 zeigt;
55 zeigt einen anderen Graphen, der Testergebnisse als die Basis des Kennfelds von 50 zeigt;
56 zeigt einen anderen Graphen, der Testergebnisse als die Basis des Kennfelds von 50 zeigt;
57 zeigt einen anderen Graphen, der Testergebnisse als die Basis des Kennfelds von 50 zeigt;
58 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungsprozedur einer HC-Vergiftungsgradschätzung zeigt, die in 49 gezeigt ist;
59 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungsprozedur einer Vergiftungswiederherstellungssteuerung zeigt, die in 49 gezeigt ist;
60 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Prozedur einer Vergiftungswiederherstellungssteuerung in dem Abgasreinigungssystem eines zweiten Beispiels gemäß der vierten Ausführungsform zeigt;
61 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Prozedur einer Vergiftungswiederherstellungssteuerung in dem Abgasreinigungssystem eines dritten Beispiels gemäß der vierten Ausführungsform zeigt;
62 zeigt ein schematisches Diagramm einer Steuervorrichtung für ein Abgasreinigungssystem, auf das ein Abgasreinigungssystem eines vierten Beispiels gemäß der vierten Ausführungsform angewendet ist; und
63 zeigt ein schematisches Diagramm einer Steuervorrichtung für ein Abgasreinigungssystem, auf das ein Abgasreinigungssystem gemäß einem anderen Beispiel der vierten Ausführungsform angewendet ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
[Erste Ausführungsform]
Hiernach wird eine Vielzahl von Beispielen einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
[Erstes Beispiel]
Eine Steuervorrichtung für ein Abgasreinigungssystem gemäß einem ersten Beispiel der ersten Ausführungsform in der vorliegenden Offenbarung ist auf ein Maschinenabgasreinigungssystem zum Entfernen von Stickoxiden (NOx) angewendet, die in Abgas enthalten sind, das von einer Maschine abgegeben wird.
Zuerst wird eine Konfiguration eines Abgasreinigungssystems A1 mit Bezug auf 1 beschrieben.
Das Abgasreinigungssystem A1 ist auf eine Maschine 8 angewendet, welche eine Brennkraftmaschine ist.
Die Maschine 8 ist eine Kompressionszündungsdieselmaschine und Leichtöl (Dieselöl), das eine Kohlenwasserstoffverbindung ist, wird als ein Kraftstoff zur Verbrennung verwendet.
Der flüssige Kraftstoff in einem Kraftstofftank 50 wird durch eine Hochdruckpumpe 53 mit Druck beaufschlagt und an eine Vielzahl von Kraftstoffeinspritzventilen 51 über eine Commonrail 52 verteilt.
Der Kraftstoff, der von dem Kraftstoffeinspritzventil 51 eingespritzt wird, wird zur Verbrennung der Maschine 8 verwendet. Die Maschine 8 wird im Wesentlichen betrieben, um in einem mageren Zustand zu verbrennen.
Das heißt ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis, welches ein Verhältnis des Kraftstoffs, der in eine Brennkammer eingespritzt wird, und Luft, die zur Verbrennung in die Brennkammer genommen wird, ist, ist in einem Zustand der mit übermäßig Luft eingestellt ist (das heißt eine magere Verbrennung).
Das Abgasreinigungssystem A1 hat einen Kraftstoffzugabeabschnitt 11 als einen Kohlenwasserstoffkonzentrationssteuerabschnitt, einen reformierenden Abschnitt bzw. Reformationsabschnitt A12, einen Abgasreinigungsabschnitt A13 als einen Katalysator, eine Steuervorrichtung A20 und dergleichen.
Es soll vermerkt sein, dass in 1 eine Strömung des Gases in dem Abgasreinigungssystem A1 durch ausgefüllte Pfeile Fg dargestellt ist.
Der Kraftstoffzugabeabschnitt 11 ist in einer Reduktionsmittelzugabeleitung 111 vorgesehen, die mit einem Abgassystem 6 der Maschine 8 verbunden ist. Ein Reduktionsmittelzugabedurchgang 110 der Reduktionsmittelzugabeleitung 111 ist ausgebildet, um mit einem Abgasdurchgang 60 des Abgassystems 6 in Verbindung zu stehen.
Luft strömt bei Atmosphärendruck in den Reduktionsmittelzugabedurchgang 110 von der Außenseite aus durch einen Filter (nicht gezeigt).
Der Kraftstoffzugabeabschnitt 11 ist mit der Commonrail 52 verbunden, die zeitweilig den Kraftstoff des Kraftstoffeinspritzventils 51 speichert, das einspritzt und Kraftstoff zu der Maschine 8 zuführt.
Der Kraftstoffzugabeabschnitt 11 ist elektrisch verbunden mit einem Reformationssteuerabschnitt A29, der in der Steuervorrichtung A20 enthalten ist, welche später beschrieben wird.
Der Kraftstoffzugabeabschnitt 11 spritzt den Kraftstoff, der in der Commonrail 52 gespeichert ist, in den Reduktionsmittelzugabedurchgang 110 basierend auf einem Steuerbefehl von dem Reformationssteuerabschnitt A29 ein (Bezugnahme auf gepunktete Line F1 in 1).
Hiernach wird der Kraftstoff, der durch den Kraftstoffzugabeabschnitt 111 eingespritzt wird, als ein zugegebener bzw. hinzugefügter Kraftstoff bezeichnet.
Der Reformationsabschnitt A12 ist auf einer stromabwärtigen Seite des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 der Reduktionsmittelzugabeleitung 111 vorgesehen.
Der Reformationsabschnitt A12 reformiert eine Kohlenwasserstoffverbindung (hiernach lediglich als ein Kohlenwasserstoff bezeichnet), die in dem hinzugefügten Kraftstoff beziehungsweise Zugabekraftstoff enthalten ist, der durch den Reduktionsmittelzugabedurchgang 110 strömt.
Der Kohlenwasserstoff, der in dem Reformationsabschnitt A12 reformiert ist (hiernach als reformierter Kohlenwasserstoff bezeichnet), wird zu dem Abgasreinigungsabschnitt A13 über den Reduktionsmittelzugabedurchgang 110 und den Abgasdurchgang 60 geleitet.
Details einer Reformationsreaktion des Kohlenwasserstoffs in dem Reformationsabschnitt A12 werden später beschrieben.
Der Reformationsabschnitt A12 ist mit einer Heizeinrichtung A121 als einen Temperatursteuerabschnitt versehen, der in der Lage ist, die Temperatur des Reformationsabschnitts A12 zu ändern.
Die Heizeinrichtung A121 ist elektrisch verbunden mit dem Reformationssteuerabschnitt A29.
Die Heizeinrichtung A121 steuert die Temperatur des Reformationsabschnitts A12 in Erwiderung auf einen Steuerbefehl von dem Reformationssteuerabschnitt A29.
Der Abgasreinigungsabschnitt A13 ist auf einer stromabwärtigen Seite von einem Abschnitt angeordnet, an dem die Reduktionsmittelzugabeleitung 111 des Abgassystems 6 verbunden ist. Der Abgasreinigungsabschnitt A13 hat einen Reduktionskatalysator.
Der Abgasreinigungsabschnitt A13 entfernt Stickoxide von dem Abgas durch ein Reduzieren von Stickoxiden, die in dem Abgas enthalten sind.
Das Abgas der Maschine 8, das durch den Abgasdurchgang 60 strömt, die Luft, die durch den Reduktionsmittelzugabedurchgang 110 strömt, der hinzugefügte Kraftstoff und der reformierte Kohlenwasserstoff strömen in den Abgasreinigungsabschnitt A13.
Die Steuervorrichtung A20 hat Strömungsratensensoren A21 und A22, Sauerstoffkonzentrationssensoren A23 und A24, einen Gastemperatursensor A25, einen Reformationsabschnittstemperatursensor A26, einen Katalysatortemperatursensor A27, einen Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor A28 und den Reformationssteuerabschnitt A29.
Der Strömungsratensensor A22, der Sauerstoffkonzentrationssensor A24 und der Katalysatortemperatursensor A27 entsprechen ersten Ausgangsabschnitten bzw. Ausgabeabschnitten der vorliegenden Offenbarung.
Der Strömungsratensensor A21, der Sauerstoffkonzentrationssensor A23, der Reformationsabschnittstemperatursensor A26 und der Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor A28 entsprechen zweiten Ausgangsabschnitten bzw. Ausgabeabschnitten der vorliegenden Offenbarung.
Der Strömungsratensensor A21 ist vorgesehen, um eine Strömungsrate des Gases zu erfassen, das auf der stromabwärtigen Seite des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 in der Reduktionsmittelzugabeleitung 111 strömt, das heißt die Strömungsrate eines Gemisches der Luft, die von der Atmosphäre her einströmt, und des zugefügten bzw. Zugabekraftstoffs, der durch den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 zugegeben ist.
Der Strömungsratensensor A21 ist elektrisch mit dem Reformationssteuerabschnitt A29 verbunden.
Der Strömungsratensensor A21 schickt ein Signal entsprechend der Strömungsrate des Gemisches der Luft und des hinzugefügten Kraftstoffs zu dem Reformationssteuerabschnitt A29.
Der Strömungsratensensor A22 ist vorgesehen, um eine Strömungsrate des Gases, das in dem Abgassystem 6 auf der stromaufwärtigen Seite des Abgasreinigungsabschnitts A13 strömt, zu erfassen, das heißt, die Strömungsrate des Luft-Kraftstoff-Gemisches, das das Abgas der Maschine 6 enthält, das durch den Abgasdurchgang 60 strömt, die Luft, die durch den Reduktionsmittelzugabedurchgang 110 strömt, den hinzugefügten Kraftstoff und den reformieren Kohlenwasserstoff enthält.
Der Strömungsratensensor A22 ist elektrisch verbunden mit dem Reformationssteuerabschnitt A29.
Der Strömungsratensensor A22 schickt Signale entsprechend der Strömungsrate des Gemisches des Abgases der Maschine 8, das durch den Abgasdurchgang 60 strömt, der Luft, die durch den Reduktionsmittelzugabedurchgang 110 strömt, des hinzugefügten Kraftstoffs und des reformierten Kohlenwasserstoffs zu dem Reformationssteuerabschnitt A29.
Der Sauerstoffkonzentrationssensor A23 ist vorgesehen, um die Sauerstoffkonzentration zu erfassen, die in dem Gemisch der Luft, die von einer Luft ausströmt, die auf der stromabwärtigen Seite des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 strömt, und des hinzugefügten Kraftstoffs, der durch den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 in der Reduktionsmittelzugabeleitung 111 hinzugefügt wird.
Der Sauerstoffkonzentrationssensor A23 ist elektrisch verbunden mit dem Reformationssteuerabschnitt A29.
Der Sauerstoffkonzentrationssensor A23 schickt ein Signal entsprechend der Sauerstoffkonzentration, die in dem Gemisch der Luft und des hinzugefügten Kraftstoffs enthalten ist, zu dem Reformationssteuerabschnitt A29.
Der Sauerstoffkonzentrationssensor A24 ist vorgesehen, um die Sauerstoffkonzentration zu erfassen, die enthalten ist in dem Gemisch des Abgas der Maschine 8, das auf der stromaufwärtigen Seite des Abgasreinigungsabschnitts A13 strömt, der Atmosphärenluft, die zugeführt wird, des hinzugefügten Kraftstoffs und des reformierten Kohlenwasserstoffs in dem Abgassystem 6.
Der Sauerstoffkonzentrationssensor A24 ist elektrisch verbunden mit dem Reformationssteuerabschnitt A29.
Der Sauerstoffkonzentrationssensor A24 schickt ein Signal entsprechend der Sauerstoffkonzentration, die enthalten ist in dem Gemisch des Abgases, der Luft, des hinzugefügten Kraftstoffs und des reformierten Kohlenwasserstoffs der Maschine 8, an den Reformationssteuerabschnitt A29.
Der Gastemperatursensor A25 ist vorgesehen, um die Temperatur des Gemisches von Luft, die von der Atmosphäre aus strömt, die auf der stromabwärtigen Seite des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 strömt, und des hinzugefügten Kraftstoffs, der durch den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 in der Reduktionsmittelzugabeleitung 111 hinzugefügt wird, zu erfassen.
Der Gastemperatursensor A25 ist elektrisch verbunden mit dem Reformationssteuerabschnitt A29.
Der Gastemperatursensor A25 schickt ein Signal entsprechend der Temperatur des Gemisches der Luft und des hinzugefügten Kraftstoffs an den Reformationssteuerabschnitt A29.
Der Reformationsabschnittstemperatursensor A26 ist vorgesehen, um die Temperatur des Reformationsabschnitts A12 zu erfassen.
Der Reformationsabschnittstemperatursensor A26 ist elektrisch verbunden mit dem Reformationssteuerabschnitt A29.
Der Reformationsabschnittstemperatursensor A26 schickt ein Signal entsprechend der Temperatur des Reformationsabschnitts A12 an den Reformationssteuerabschnitt A29.
Der Katalysatortemperatursensor A27 ist vorgesehen, um die Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts A13 zu erfassen.
Der Katalysatortemperatursensor A27 ist elektrisch mit dem Reformationssteuerabschnitt A29 verbunden.
Der Katalysatortemperatursensor A27 schickt ein Signal entsprechend der Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts A13 an den Reformationssteuerabschnitt A29.
Der Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor A28 ist vorgesehen, um die Konzentration von Kohlenwasserstoff zu erfassen, der in dem Luft-Kraftstoff-Gemisch der Atmosphärenluft, die auf der stromabwärtigen Seite des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 und auf der stromaufwärtigen Seite des Reformationsabschnitts A12 strömt und des hinzugefügten Kraftstoffs, der in der Reduktionsmittelzugabeleitung 111 durch den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 hinzugefügt ist.
Der Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor A28 ist elektrisch verbunden mit dem Reformationssteuerabschnitt A29.
Der Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor A28 schickt ein Signal entsprechend der Kohlenwasserstoffkonzentration des Gemisches der Luft und des hinzugefügten Kraftstoffs an den Reformationssteuerabschnitt A29.
Der Reformationssteuerabschnitt A29 ist elektrisch verbunden mit dem Kraftstoffzugabeabschnitt 11 und der Heizeinrichtung A121.
Der Reformationssteuerabschnitt A29 steuert eine Kohlenwasserstoffreformationsreaktion in dem reformierenden Abschnitt bzw. Reformationsabschnitt A12 basierend auf den Signalen, die von den Strömungsratensensoren A21 und A22, den Sauerstoffkonzentrationssensoren A23 und A24, dem Gastemperatursensor A25, dem Reformationsabschnittstemperatursensor A26, dem Katalysatortemperatursensor A27 und dem Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor A28 ausgegeben werden.
Insbesondere werden eine Zugabemenge des Kraftstoffs durch den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 und die Temperatur des Reformationsabschnitts A12 derart gesteuert, dass die Kohlenstoffzahl pro Kohlenwasserstoffmolekül (hiernach als reformierte Kohlenstoffzahl bezeichnet), das in dem Gas enthalten ist, das von dem Reformationsabschnitt A12 abgegeben wird, eine gewünschte reformierte Kohlenstoffzahl wird.
Als Nächstes wird ein Steuerprozess des Abgasreinigungssystems in der Steuervorrichtung A20 mit Bezug auf 2 bis 12 beschrieben.
2 zeigt ein Flussdiagramm des Steuerprozesses des Abgasreinigungssystems in der Steuervorrichtung A20. Das Flussdiagramm, das in 2 gezeigt ist, wird immer ausgeführt, während die Maschine 8 angetrieben wird.
Zuerst wird ein Zustand des Abgasreinigungsabschnitts A13 in einem Schritt S101 erfasst, wobei „S“ verwendet wird, um einen „Schritt“ zu bezeichnen.
In S101 erfasst der Reformationssteuerabschnitt A29 die Strömungsrate und die Sauerstoffkonzentration des Gases, das durch den Abgasreinigungsabschnitt A13 strömt, und die Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts A13 basierend auf den Signalen, die von dem Strömungsratensensor A22, dem Sauerstoffkonzentrationssensor A24 und dem Katalysatortemperatursensor A27 ausgegeben werden.
Als Nächstes wird in S102 ein Ziel eines Grads eines Prozesses einer Kohlenwasserstoffreformationsreaktion in dem Reformationsabschnitt A12 eingestellt.
Eine Rate eines Entfernens von Stickoxiden in dem Abgasreinigungsabschnitt A13 (hiernach als NOx-Entfernungsrate bezeichnet) und ein Grad einer Katalysatorvergiftung durch Kohlenwasserstoff (hiernach als HC-Vergiftung bezeichnet) hängt von der reformierten Kohlenstoffzahl des Gases ab, das in den Abgasreinigungsabschnitt A13 strömt.
Die reformierte Kohlenstoffzahl variiert in Abhängigkeit von dem Grad eines Prozesses der Kohlenwasserstoffreformationsreaktion in dem Reformationsabschnitt A12.
Deshalb wird in Schritt S102 der Fortschritt der Reformationsreaktion des Kohlenwasserstoffs, der die reformierte Kohlenstoffzahl hat, die einen Grad einer HC-Vergiftung relativ klein macht, während die NOx-Entfernungsrate beibehalten wird, basierend auf dem Zustand des Abgasreinigungsabschnitts A13, der in Schritt S101 erfasst wird, als der Zielgrad bzw. Sollgrad eines Fortschritts eingestellt.
Im vorliegenden Fall wird eine Beziehung zwischen der Zahl des reformierten Kohlenstoffs in dem Abgasreinigungsabschnitt A13, der NOx-Entfernungsrate und dem Grad der HC-Vergiftung mit Bezug auf 3 beschrieben.
3 zeigt eine Beziehung zwischen der NOx-Entfernungsrate, einer HC-Vergiftung und der reformierten Kohlenstoffzahl in einem aktiven Temperaturbereich, in dem der Abgasreinigungsabschnitt A13 in der Lage ist, Stickoxide zu reduzieren.
In 3 beispielsweise sind Beziehungen zwischen der NOx-Entfernungsrate (ReNOx in 3), dem Grad einer HC-Vergiftung (PoHC in 3) und der reformierten Kohlenstoffzahl (NuC in 3) in einem niedrigen Temperaturbereich (Bereich TL3 in 3) von 250 °C und niedriger, einem Zwischentemperaturbereich (Bereich TM3 in 3) zwischen 250 °C und 450 °C und einem hohen Temperaturbereich (Bereich TH3 in 3) von 450 °C oder höher entlang einer Temperaturachse T3 gezeigt.
In dem charakteristischen Diagramm, das in 3 gezeigt ist, sind Größenordnungen der Kohlenstoffzahl, die zu modifizieren ist, alle die gleichen von dem niedrigen Temperaturbereich zu dem hohen Temperaturbereich.
Wie in 3 gezeigt ist, ist in dem Zwischentemperaturbereich TM3 und dem hohen Temperaturbereich TH3 die NOx-Entfernungsrate relativ hoch, selbst wenn die Kohlenstoffzahl des Kohlenwasserstoffs klein ist verglichen mit jener in dem niedrigen Temperaturbereich TL3.
Andererseits neigt eine HC-Vergiftung dazu, in dem Zwischentemperaturbereich bzw. mittleren Temperaturbereich TM3 aufzutreten, selbst wenn die Kohlenstoffzahl des Kohlenwasserstoffs klein ist verglichen mit jenen in dem niedrigen Temperaturbereich TL3 und dem hohen Temperaturbereich TH3.
Dementsprechend variiert auch die Beziehung zwischen der NOx-Entfernungsrate und dem Grad der HC-Vergiftung und der reformierten Kohlenstoffzahl in Abhängigkeit von der Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts A13.
4 zeigt eine Beziehung zwischen dem Grad eines Fortschritts der Kohlenwasserstoffreformationsreaktion und der reformierten Kohlenstoffzahl in dem Reformationsabschnitt A12.
In 4 zeigt eine horizontale Achse den Grad eines Fortschritts einer Kohlenwasserstoffreformationsreaktion (deR in 4) und eine vertikale Achse zeigt die reformierte Kohlenstoffzahl.
Wie in 4 gezeigt ist, verringert sich die reformierte Kohlenstoffzahl, wenn die Reformationsreaktion fortschreitet, nachdem die Reformationsreaktion in dem Reformationsabschnitt A12 zu einem bestimmten Ausmaß hin fortgeschritten ist.
In S102 stellt der Reformationssteuerabschnitt A29 das Ziel bzw. das Soll der Kohlenwasserstoffreformationsreaktion in dem Reformationsabschnitt A12 basierend auf der Information, die in 3 und 4 gezeigt ist, und dem Zustand des Abgasreinigungsabschnitts A13 ein, der in S101 erfasst wird.
Als Nächstes wird in S103 ein Zustand des Reformationsabschnitts A12 erfasst.
In S103 erfasst der Reformationssteuerabschnitt A29 die Strömungsrate, die Sauerstoffkonzentration des Gases, das durch den Reformationsabschnitt A12 strömt, die Temperatur des Gases, die Kohlenwasserstoffkonzentration und die Temperatur des Reformationsabschnitts A12 basierend auf den Signalen, die von dem Strömungsratensensor A21, dem Sauerstoffkonzentrationssensor A23, dem Gastemperatursensor A25, dem Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor A28 und dem Reformationsabschnittstemperatursensor A26 ausgegeben werden.
Als Nächstes wird in S104 ein vorliegender Zustand der Kohlenwasserstoffreformationsreaktion in dem Reformationsabschnitt A12 berechnet.
Im vorliegenden Fall werden Beziehungen zwischen Faktoren, die den Zustand des Reformationsabschnitts A12 und den Grad eines Fortschritts der Kohlenwasserstoffreformationsreaktion repräsentieren, mit Bezug auf 5 bis 9 beschrieben.
5 zeigt eine Beziehung zwischen einer Strömungsrate eines Gemisches der Atmosphärenluft und des hinzugefügten Kraftstoffs, der durch den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 in der Reduktionsmittelzugabeleitung 111 hinzugefügt ist, und dem Grad eines Fortschritts der Kohlenwasserstoffreformationsreaktion.
In 5 zeigt eine horizontale Achse die Strömungsrate des Gasgemisches (frM in 5) und eine vertikale Achse zeigt den Grad eines Fortschritts der Reformationsreaktion (deR in 5).
Wie in 5 gezeigt ist, verringert sich der Grad eines Fortschritts der Reformationsreaktion, wenn die Strömungsrate des Luft-Kraftstoff-Gemisches steigt.
6 zeigt eine Beziehung zwischen der Temperatur des Reformationsabschnitts A12 und des Grads eines Fortschritts der Kohlenwasserstoffreformationsreaktion.
In 6 zeigt eine horizontale Achse die Temperatur des Reformationsabschnitts A12 (TeM, was in 6 gezeigt ist) und die vertikale Achse zeigt den Grad eines Fortschritts der Reformationsreaktion (deR in 6).
Wie in 6 gezeigt ist, steigt der Fortschrittsgrad der Reformationsreaktion, wenn die Temperatur des Reformationsabschnitts A12 steigt.
Außerdem kann in einem Temperaturbereich, der niedriger als die Temperatur des Reformationsabschnitts A12 ist, was in 6 gezeigt ist, die Reformationsreaktion des Kohlenwasserstoffs aufgrund der Niedertemperaturoxidationsreaktion in einigen Fällen weiterlaufen.
In solch einem Fall, wie in dem charakteristischen Diagramm gezeigt ist, das die Beziehung zwischen der Temperatur des Reformationsabschnitts A12 und dem Grad eines Fortschritts der Reformationsreaktion des Kraftstoffs in dem niedrigen Temperaturbereich von 7 gezeigt ist, gilt in dem spezifischen Temperaturbereich, wenn die Temperatur des Reformationsabschnitts A12 steigt, sinkt der Grad eines Fortschritts der Reformationsreaktion (zwischen Temperaturen T71 und T72 in 7).
Das heißt, in dem niedrigen Temperaturbereich ist der Grad eines Fortschritts der Reformationsreaktion stabiler als die Temperaturänderung des Reformationsabschnitts A12.
8 zeigt eine Beziehung zwischen der Sauerstoffkonzentration, die in dem Gemisch der Atmosphärenluft, die auf der stromabwärtigen Seite des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 strömt, und dem hinzugefügten Kraftstoff enthalten ist, der durch den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 in der Reduktionsmittelzugabeleitung 111 hinzugefügt ist, und dem Grad eines Fortschritts der Kohlenwasserstoffreformationsreaktion.
In 8 zeigt eine horizontale Achse die Sauerstoffkonzentration (CoM in 8), die in dem Gemisch der Luft und des hinzugefügten Kraftstoffs enthalten ist, und eine vertikale Achse zeigt den Grad eines Fortschritts der Reformationsreaktion (deR in 8).
Wie in 8 gezeigt ist, steigt der Grad eines Fortschritts der Reformationsreaktion, wenn die Konzentration von Sauerstoff steigt, die in dem Gemisch von Luft und hinzugefügtem Kraftstoff enthalten ist.
9 zeigt eine Beziehung zwischen der Sauerstoffkonzentration, die in dem Gemisch der Atmosphärenluft, die auf einer stromaufwärtigen Seite des Reformationsabschnitts A12 und auf einer stromabwärtigen Seite des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 in der Reduktionsmittelzugabeleitung 111 strömt, und dem hinzugegebenen Kraftstoff enthalten ist, der durch den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 zugegeben wird, und dem Grad eines Fortschritts der Kohlenwasserstoffreformationsreaktion.
In 9 zeigt eine horizontale Achse die Konzentration von Kohlenwasserstoffen (ChcM, was in 9 gezeigt ist), die in dem Gemisch der Luft und des hinzugefügten Kraftstoffs enthalten ist, und die vertikale Achse zeigt den Fortschrittsgrad der Reformationsreaktion (deR in 9).
Wie in 9 gezeigt ist, steigt der Fortschrittsgrad der Reformationsreaktion, wenn die Konzentration des Reformationskraftstoffs steigt, der in dem Gemisch der Luft und des hinzugefügten Kraftstoffs enthalten ist.
In S104 wird der vorliegende Zustand der Reformationsreaktion des Kraftstoffs in dem Reformationsabschnitt A12 berechnet basierend auf den Beziehungen zwischen den Faktoren, die den Zustand des Reformationsabschnitts A12 anzeigen, was in 5 bis 9 gezeigt ist, und dem Grad eines Fortschritts der Reformationsreaktion des Kraftstoffs.
Als Nächstes wird in S105 die Kohlenwasserstoffreformationsreaktion in dem Reformationsabschnitt A12 gesteuert.
Der Reformationssteuerabschnitt A29 steuert die Kohlenwasserstoffreformationsreaktion, um so die HC-Vergiftung zu reduzieren, während die NOx-Entfernungsrate in dem Abgasreinigungsabschnitt A13 beibehalten wird.
Insbesondere, wenn die Menge des hinzugefügten Kraftstoffs, die zu dem Reduktionsmittelzugabedurchgang 101 hinzugeführt wird, durch den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 erhöht wird, schreitet die Reformationsreaktion in dem Reformationsabschnitt 112 derart fort, dass die reformierte Kohlenstoffzahl sinkt.
Außerdem, wenn die Temperatur des Reformationsabschnitts A12 durch die Heizeinrichtung A121 angehoben wird, schreitet die Reformationsreaktion in dem Reformationsabschnitt A12 fort, sodass die reformierte Kohlenstoffzahl sinkt.
Ferner, wie in 7 beschrieben ist, da die Reformationsreaktion gegen eine Änderung der Temperatur in dem niedrigen Temperaturbereich stabil ist, ist es möglich, die reformierte Kohlenstoffzahl mit Genauigkeit durch die Reformationsreaktion in diesem Temperaturbereich zu steuern.
Auf diese Weise wird durch ein Steuern der Menge des hinzugefügten Kraftstoffs und der Temperatur des Reformationsabschnitts A12 der Sollgrad eines Fortschritts der in dem Reformationsabschnitt A12 ausgeführten Reformationsreaktion in S105 eingestellt.
Ferner steigt der Grad der HC-Vergiftung, wenn die Strömungsrate in dem Abgasreinigungsabschnitt A13 steigt.
Deshalb steuert der Reformationssteuerabschnitt A29 den Reformationsabschnitt A12, um die reformierte Kohlenstoffzahl in der Reformationsreaktion in dem Reformationsabschnitt A12 zu reduzieren basierend auf der Strömungsrate des Gemisches, das durch den Abgasreinigungsabschnitt A13 strömt, die durch den Strömungsratensensor A22 erfasst wird.
Ferner steigt der Grad der HC-Vergiftung, wenn die Sauerstoffkonzentration in dem Abgasreinigungsabschnitt A13 abgesenkt wird.
Deshalb macht der Reformationssteuerabschnitt A29 die reformierte Kohlenstoffzahl des reformierten Kohlenwasserstoffs in der Reformationsreaktion in dem Reformationsabschnitt A12 kleiner basierend auf der Sauerstoffkonzentration des Gemisches, das durch den Abgasreinigungsabschnitt A13 strömt, die durch den Sauerstoffkonzentrationssensor A24 erfasst wird.
Ferner variieren die NOx-Entfernungsrate und der Grad der HC-Vergiftung in Abhängigkeit von Komponenten, die in dem Gas enthalten sind, das in den Abgasreinigungsabschnitt A13 strömt.
Deshalb führt in S105 der Reformationssteuerabschnitt A29 die Reformationsreaktion der Kohlenwasserstoffe durch, was der molekularen Struktur der Kohlenwasserstoffe Rechnung trägt.
Im vorliegenden Fall wird eine Beziehung zwischen den Komponenten, die in dem Gas enthalten sind, das in den Abgasreinigungsabschnitt A13 strömt, der NOx-Entfernungsrate und dem Grad der HC-Vergiftung mit Bezug auf 10 bis 12 beschrieben.
10 zeigt eine Beziehung zwischen der reformierten Kohlenstoffzahl in den sauerstoffenthaltenden Kohlenwasserstoffen, wie zum Beispiel Aldehyde und Ether, und der NOx-Entfernungsrate.
In 10 stellt eine horizontale Achse die reformierte Kohlenstoffzahl dar und eine vertikale Achse stellt die NOx-Entfernungsrate dar.
In 10 ist die Charakteristik des reformierten Kohlenwasserstoffs, in dem eine Hauptkomponente ein geradekettiges Paraffin als ein Referenzgas ist, durch eine durchgezogene Linie L100 dargestellt und die Charakteristik des reformierten Kohlenwasserstoffs, der eine relativ große Menge von sauerstoffenthaltenden Kohlenwasserstoffen enthält, durch eine gepunktete Linie L101 dargestellt.
Wie in 10 gezeigt ist, wenn die reformierte Kohlenstoffzahl klein ist, verringert sich die NOx-Entfernungsrate in einem Fall des reformierten Kohlenwasserstoffs, in dem die Hauptkomponente geradekettiges Paraffin ist, jedoch in einem Fall der reformierten Kohlenwasserstoffe, die eine relativ große Menge von sauerstoffenthaltenden Kohlenwasserstoffen enthält, verbessert sich die NOx-Entfernungsrate.
Von dieser Tatsache aus, wenn der reformierte Kohlenwasserstoff eine große Menge von sauerstoffenthaltenden Kohlenwasserstoffen enthält, führt der Reformationscontroller bzw. das Reformationssteuergerät A29 eine Steuerung durch, um die Kohlenwasserstoffreformationsreaktion in dem Reformationsabschnitt A12 nach vorne zu bringen, sodass die reformierte Kohlenstoffzahl weniger wird.
Außerdem hat der reformierte Kohlenwasserstoff, der eine große Menge von sauerstoffenthaltenden Kohlenwasserstoffen enthält, relativ hohe NOx-Entfernungsraten.
Deshalb kann es in der Temperatursteuerung des Reformationsabschnitts A12 durch die Heizeinrichtung A121 gesteuert werden, um eine relativ hohe Quantität bzw. Menge von sauerstoffenthaltenden Kohlenwasserstoffen zu produzieren durch ein Einstellen der Temperatur des Reformationsabschnitts A12 auf eine relativ niedrige Temperatur unter den Temperaturbereichen, in denen die Kohlenwasserstoffreformationsreaktion durchgeführt werden kann.
11A zeigt eine Beziehung zwischen der reformierten Kohlenstoffzahl und der NOx-Entfernungsrate in einem Olefin, das ein Kohlenwasserstoff mit doppelten Bindungen zwischen Kohlenstoffen ist.
In 11A stellt eine horizontale Achse die reformierte Kohlenstoffzahl dar und eine vertikale Achse stellt die NOx-Entfernungsrate dar.
In 11A ist die Charakteristik des reformierten Kohlenwasserstoffs, in dem die Hauptkomponente geradekettiges Paraffin ist, durch eine durchgezogene Linie L110 dargestellt und die Charakteristik des reformierten Kohlenwasserstoffs, der einen relativ großen Betrag von Olefin enthält, ist durch eine gepunktete Linie L111 dargestellt.
Ferner zeigt 11B eine Beziehung zwischen der reformierten Kohlenstoffzahl und dem Grad der HC-Vergiftung in dem Olefin.
In 11B stellt eine horizontale Achse die reformierte Kohlenstoffzahl dar und eine vertikale Achse stellt den Grad der HC-Vergiftung dar.
In 11B ist die Charakteristik des reformierten Kohlenwasserstoffs, in dem die Hauptkomponente geradekettiges Paraffin ist, durch eine durchgezogene Linie L112 dargestellt und die Charakteristik des reformierten Kohlenwasserstoffs, der eine relativ große Menge von Olefinen enthält, ist durch eine gepunktete Linie L113 dargestellt.
Wie in 11A und 11B gezeigt ist, verringert sich der Grad einer HC-Vergiftung, wenn sich die reformierte Kohlenstoffzahl verringert, während die NOx-Entfernungsrate in dem reformierten Kohlenwasserstoff, der eine relativ große Menge von Olefinen enthält, hoch bleibt.
Daraus ergibt sich, wenn der reformierte Kohlenwasserstoff eine große Menge von Olefinen enthält, wird gesteuert, um die Reformationsreaktion des Kohlenwasserstoffs in dem Reformationsabschnitt A12 nach vorne zu bringen, sodass die reformierte Kohlenstoffzahl niedrig wird.
12 zeigt eine Beziehung zwischen der reformierten Kohlenstoffzahl und dem Grad der HC-Vergiftung in einem niedrigreaktiven Kohlenwasserstoff, wie zum Beispiel aromatischen Verbindungen, Naphthenen, Kohlenwasserstoffen mit Seitenketten, und Paraffin zeigt.
In 12 stellt eine horizontale Achse die reformierte Kohlenstoffzahl dar und eine vertikale Achse stellt den Grad der HC-Vergiftung dar.
In 12 ist die Charakteristik des reformierten Kohlenwasserstoffs, in dem eine Hauptkomponente geradekettiges Paraffin ist, durch eine durchgezogene Linie L130 dargestellt, und die Charakteristik eines reformierten Kraftstoffs, der eine relativ große Menge von wenig reaktivem Kohlenwasserstoff enthält, ist durch eine gepunktete Linie L131 dargestellt.
Wie in 12 gezeigt ist, steigt der Grad der HC-Vergiftung, wenn die reformierte Kohlenstoffzahl steigt, in einem reformierten Kohlenwasserstoff, der eine relativ große Menge von wenig reaktiven Kohlenwasserstoffen enthält.
Daraus ergibt sich, wenn der reformierte Kohlenwasserstoff eine große Menge von wenig reaktivem Kohlenwasserstoff enthält, wird die Reformationsreaktion des Kohlenwasserstoffs in dem Reformationsabschnitt A12 gesteuert, um die reformierte Kohlenstoffzahl zu reduzieren.
In S105 wird die Kraftstoffreformationsreaktion in dem Reformationsabschnitt A12 gesteuert basierend auf der Information, wie in 10 bis 12 gezeigt ist, unter Verwendung der Menge des hinzugefügten Kraftstoffs, der zu dem Reduktionsmittelzugabedurchgang 110 durch den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 hinzugefügt wird, und die Erwärmung des Reformationsabschnitts A12 durch die Heizeinrichtung A121.
Der Steuerprozess des Abgasreinigungssystems in der Steuervorrichtung A20 wird in dieser Art und Weise durchgeführt.
Im Allgemeinen tritt in einem nicht selektiven katalytischen Reduktionsverfahren von NOx unter Verwendung von Kohlenwasserstoff als einem Reduktionsmittel die HC-Vergiftung auf, in der Kohlenwasserstoffe durch den Katalysator adsorbiert werden, und die Leistung des Katalysators wird verschlechtert.
In der Steuervorrichtung A20 gemäß dem ersten Beispiel wird der Zustand des Abgasreinigungsabschnitts A13 durch den Strömungsratensensor A22, den Sauerstoffkonzentrationssensor A24 und den Katalysatortemperatursensor A27 erfasst.
Zu diesem Zeitpunkt steuert der Reformationssteuerabschnitt A29 die Reformationsreaktion des Kohlenwasserstoffs in dem Reformationsabschnitt A12 basierend auf der Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts A13, die durch den Katalysatortemperatursensor A27 erfasst ist.
Das Reformationssteuergerät bzw. der Reformationscontroller A29 steuert den Grad eines Fortschritts der Reformationsreaktion derart, dass die reformierte Kohlenstoffzahl, die mit dem Grad der HC-Vergiftung korreliert ist, die gewünschte reformierte Kohlenstoffzahl erreicht.
Als ein Ergebnis kann das Abgasreinigungssystem A1, das durch den Reformationssteuerabschnitt A29 gesteuert wird, den Grad der HC-Vergiftung in dem Abgasreinigungsabschnitt A13 reduzieren, während die NOx-Entfernungsrate beibehalten wird.
Ferner, falls der Katalysatortemperatursensor A27 erfasst, dass die Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts A13 in dem mittleren Temperaturbereich des aktiven Temperaturbereichs des Katalysators ist, steuert der Reformationssteuerabschnitt A29 den Reformationsabschnitt A12 derart, dass die reformierte Kohlenstoffzahl kleiner wird verglichen mit einer reformierten Kohlenstoffzahl in dem niedrigen Temperaturbereich und dem hohen Temperaturbereich des aktiven Temperaturbereichs des Katalysators.
Als ein Ergebnis kann die reformierte Kohlenstoffzahl hinsichtlich der NOx-Entfernungsrate und der HC-Vergiftung eingestellt werden, welche verschiedene Eigenschaften zeigen, die ebenfalls von der Temperatur innerhalb des Bereichs des aktiven Temperaturbereichs des Katalysators abhängen, wie in 3 gezeigt ist.
Deshalb kann das Abgasreinigungssystem A1 weiter den Grad der HC-Vergiftung in dem Abgasreinigungsabschnitt A13 reduzieren, während die NOx-Entfernungsrate verbessert wird.
Im Allgemeinen schreitet der Fortschritt der Reaktion fort, wenn die Reaktionszeit länger ist, und die Reaktionsrate schneller ist.
Die Reaktionszeit entspricht der Strömungsrate des Gases, das durch einen Reaktionsabschnitt strömt.
Die Reaktionsrate entspricht der Konzentration des Gases, das durch den Reaktionsabschnitt strömt, und der Temperatur des Reaktionsabschnitts.
In dem Reformationssteuerabschnitt A29 erfasst der Strömungsratensensor A21 die Strömungsrate des Luft-Kraftstoff-Gemisches in dem Reduktionsmittelzugabedurchgang 110.
Die Reaktionsrate wird erlangt durch ein Erfassen der Sauerstoffkonzentration in dem Reduktionsmittelzugabedurchgang 110 durch den Sauerstoffkonzentrationssensor A23, ein Erfassen der Temperatur des Reformationsabschnitts A12 durch den Reformationsabschnittstemperatursensor A26 und ein Erfassen der Konzentration des Kohlenwasserstoffs in dem Reduktionsmittelzugabedurchgang 110 durch den Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor A28.
Wie vorangehend beschrieben ist, steuert der Reformationssteuerabschnitt A29 die Kohlenwasserstoffreformationsreaktion in dem Reformationsabschnitt A12 basierend auf einer Information bezüglich einer Vielzahl von Faktoren, die den Grad eines Fortschritts der Reformationsreaktion betreffen.
In dem ersten Beispiel kann der Grad eines Fortschritts der Reformationsreaktion in dem Reformationsabschnitt A12 durch ein Einstellen der Menge des hinzugefügten Kraftstoffs in dem Kraftstoffzugabeabschnitt 11 gesteuert werden.
Ferner ist es möglich, den Grad eines Fortschritts der Reformationsreaktion durch ein Einstellen der Temperatur des Reformationsabschnitts A12 mit der Heizeinrichtung A121 zu steuern.
Dies macht es möglich, die reformierte Kohlenstoffzahl des reformierten Kohlenwasserstoffs zu steuern, der in den Abgasreinigungsabschnitt A13 strömt.
Deshalb kann das Abgasreinigungssystem A1 ferner den Grad der HC-Vergiftung in dem Abgasreinigungsabschnitt A13 reduzieren, während die NOx-Entfernungsrate verbessert wird.
Ferner, wie in 7 gezeigt ist, ist die Kohlenwasserstoffreformationsreaktion in dem niedrigen Temperaturbereich relativ stabil gegen eine Änderung der Temperatur.
Dies macht es möglich, die reformierte Kohlenstoffzahl gemäß dem Grad eines Fortschritts der Reformationsreaktion mit einer hohen Genauigkeit zu steuern.
Deshalb kann das Abgasreinigungssystem A1 ferner den Grad der HC-Vergiftung in dem Abgasreinigungsabschnitt A13 weiter reduzieren, während die NOx-Entfernungsrate verbessert wird.
Im Allgemeinen unterscheidet sich die NOx-Entfernungsrate oder der Grad der HC-Vergiftung in Abhängigkeit von der Art von Kohlenwasserstoffen, die in dem Gas enthalten sind, das in den Abgasreinigungsabschnitt A13 strömt.
Deshalb steuert der Reformationscontroller A29 die reformierte Kohlenstoffzahl derart, dass der Grad der HC-Vergiftung reduziert werden kann, während die NOx-Entfernungsrate beibehalten wird.
In dem ersten Beispiel in einem Fall eines Enthaltens einer großen Menge von sauerstoffenthaltenden Kohlenwasserstoffen, Kohlenwasserstoffen, die doppelte Bindungen zwischen Kohlenstoffen enthalten, oder niederreaktive Kohlenwasserstoffe steuert der Reformationssteuerabschnitt A29 den Reformationsabschnitt A12, um die reformierte Kohlenstoffzahl zu verringern.
Darüber hinaus wird die Temperatur des Reformationsabschnitts A12 auf eine niedrige Temperatur eingestellt, sodass eine große Menge von sauerstoffenthaltenden Kohlenwasserstoffen mit einer relativ hohen NOx-Entfernungsrate erzeugt werden.
Als ein Ergebnis kann das Abgasreinigungssystem A1 ferner den Grad der HC-Vergiftung reduzieren, während die NOx-Entfernungsrate zuverlässig beibehalten wird.
Ferner stellt in S105 der Reformationssteuerabschnitt A29 die Temperatur des Reformationsabschnitts A12 auf eine relativ niedrige Temperatur unter den Temperaturbereichen ein, in denen die Kohlenwasserstoffreformationsreaktion durchgeführt werden kann, sodass eine große Menge von sauerstoffenthaltenden Kohlenwasserstoffen in den reformierenden Kohlenwasserstoffen enthalten sein kann.
Dadurch kann das Abgasreinigungssystem A1 die NOx-Entfernungsrate verbessern.
In dem nicht selektiven katalytischen Reduktionsverfahren von NOx unter Verwendung von Kohlenwasserstoff als einem Reduktionsmittel neigt der Grad der HC-Vergiftung dazu, zu steigen, wenn die Strömungsrate in dem Katalysator steigt.
Deshalb reduziert der Reformationssteuerabschnitt A29 die reformierte Kohlenstoffzahl basierend auf der Strömungsrate des Gemisches, das durch den Abgasreinigungsabschnitt A13 strömt, die durch den Strömungsratensensor A22 erfasst wird.
Als ein Ergebnis kann das Abgasreinigungssystem A1 weiter den Grad der HC-Vergiftung in dem Abgasreinigungsabschnitt A13 reduzieren.
Außerdem neigt in dem nicht selektiven katalytischen Reduktionsverfahren von NOx unter Verwendung von Kohlenwasserstoff als einem Reduktionsmittel der Grad der HC-Vergiftung dazu, zu steigen, wenn die Sauerstoffkonzentration in dem Abgasreinigungsabschnitt sinkt.
Deshalb reduziert der Reformationssteuerabschnitt A29 die reformierte Kohlenstoffzahl basierend auf der Sauerstoffkonzentration des Gemisches, das durch den Abgasreinigungsabschnitt A13 strömt, die durch den Sauerstoffkonzentrationssensor A24 erfasst wird.
Als ein Ergebnis kann das Abgasreinigungssystem A1 weiter den Grad der HC-Vergiftung in dem Abgasreinigungsabschnitt A13 reduzieren.
[Zweites Beispiel]
Als Nächstes wird eine Steuervorrichtung eines Abgasreinigungssystems gemäß einem zweiten Beispiel der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf 13 beschrieben.
Das zweite Beispiel ist von dem ersten Beispiel darin verschieden, dass der Reformationsabschnitt in dem Abgassystem vorgesehen ist.
Es sei vermerkt, dass Komponenten, die im Wesentlichen die Gleichen wie jene in dem ersten Beispiel sind, durch die gleichen Bezugszeichen sind, und deren Beschreibung wird weggelassen.
Das Abgasreinigungssystem A2 des zweiten Beispiels weist einen Kraftstoffzugabeabschnitt 11, einen Reformationsabschnitt A32, einen Abgasreinigungsabschnitt A13, eine Steuervorrichtung A30 und dergleichen auf.
In dem Abgasreinigungssystem A2 ist der Kraftstoffzugabeabschnitt 11 in einem Abgassystem 6 angeordnet und spritzt den Kraftstoff, der in der Commonrail 52 gespeichert ist, in einem Abgasdurchgang 60 ein basierend auf einem Steuerbefehl von einem Reformationssteuerabschnitt A39, der in der Steuervorrichtung A30 enthalten ist (bezugnehmend auf gepunktete Linie F2 in 13).
Es sollte vermerkt werden, dass in 13 eine Strömung des Abgases in dem Abgasreinigungssystem A2 durch ausgefüllte Pfeile Fg dargestellt ist.
Der Reformationsabschnitt A32 ist auf einer stromabwärtigen Seite des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 des Abgassystems 6 vorgesehen.
Der Reformationsabschnitt A32 reformiert Kohlenwasserstoffe, die in dem hinzugefügten Kraftstoff enthalten sind, der durch den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 zugegeben wird, und unverbrannte Kohlenwasserstoffe, die von einer Maschine 8 abgegeben werden, die durch das Abgassystem 6 strömen.
Der reformierte Kohlenwasserstoff, der von dem Reformationsabschnitt A32 abgegeben wird, führt durch das Abgassystem 6 hindurch und erreicht den Abgasreinigungsabschnitt A13.
Der Reformationsabschnitt A32 ist mit einer Heizeinrichtung A321 als einem Temperatursteuerabschnitt versehen, der in der Lage ist, die Temperatur des Reformationsabschnitts A32 zu ändern.
Die Heizeinrichtung A321 steuert die Temperatur des Reformationsabschnitts A32 in Erwiderung auf einen Steuerbefehl von dem Reformationssteuerabschnitt A39.
Die Steuervorrichtung A30 hat Strömungsratensensoren A31 und A22, Sauerstoffkonzentrationssensoren A33 und A24, einen Gastemperatursensor A35, einen Reformationsabschnittstemperatursensor A36, einen Katalysatortemperatursensor A27, einen Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor A38 und den Reformationssteuerabschnitt A39.
Der Strömungsratensensor A31, der Sauerstoffkonzentrationssensor A33, der Reformationsabschnittstemperatursensor A36 und der Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor A38 entsprechen einem zweiten Ausgabeabschnitt der vorliegenden Offenbarung.
Der Strömungsratensensor A31 ist vorgesehen, um eine Strömungsrate des Gases zu erfassen, das in dem Abgasdurchgang 60 auf der stromabwärtigen Seite des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 strömt, das heißt, der Strömungsrate eines Gemisches des Abgases, das von der Maschine 8 abgegeben wird, und des hinzugefügten Kraftstoffs, der von dem Kraftstoffzugabeabschnitt 11 zugegeben wird.
Der Strömungsratensensor A31 ist elektrisch verbunden mit dem Reformationssteuerabschnitt A39 und schickt ein Signal entsprechend der Strömungsrate des Gemisches des Abgases und der hinzugefügten Kraftstoffmenge an den Reformationssteuerabschnitt A39.
Der Sauerstoffkonzentrationssensor A33 ist vorgesehen, um die Sauerstoffkonzentration zu erfassen, die in dem Gemisch des Abgases der Maschine 8, das auf der stromabwärtigen Seite des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 in dem Abgasdurchgang 60 strömt, und der Menge von hinzugefügtem Kraftstoff enthalten ist, der durch den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 zugegeben wird.
Der Sauerstoffkonzentrationssensor A33 ist elektrisch mit dem Reformationssteuerabschnitt A39 verbunden und schickt ein Signal entsprechend der Sauerstoffkonzentration, die in dem Gemisch des Abgases und des hinzugefügten Kraftstoffs enthalten ist, an den Reformationssteuerabschnitt A39.
Der Gastemperatursensor A35 ist vorgesehen, um die Temperatur des Gemisches des Abgases der Maschine 8, das auf der stromabwärtigen Seite des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 in dem Abgasdurchgang 60 strömt, und den hinzugefügten Kraftstoff zu erfassen, der durch den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 zugegeben ist.
Der Gastemperatursensor A35 ist elektrisch mit dem Reformationssteuerabschnitt A39 verbunden und schickt ein Signal entsprechend der Temperatur des Gemisches des Abgases und des hinzugefügten Kraftstoffs an den Reformationssteuerabschnitt A39.
Der Reformationsabschnittstemperatursensor A36 ist vorgesehen, um die Temperatur des Reformationsabschnitts A32 zu erfassen.
Der Reformationsabschnittstemperatursensor A36 ist elektrisch verbunden mit dem Reformationssteuerabschnitt A39 und schickt ein Signal entsprechend der Temperatur des Reformationsabschnitts A32 an den Reformationssteuerabschnitt A39.
Der Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor A38 ist vorgesehen, um die Konzentration von Kohlenwasserstoff zu erfassen, die in einem Gemisch des Abgases der Maschine 8, das in den Abgasdurchgang 60 auf der stromabwärtigen Seite des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 und auf der stromaufwärtigen Seite des Reformationsabschnitts A32 strömt, und des hinzugefügten Kraftstoffs enthalten ist, der durch den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 zugegeben ist.
Der Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor A38 ist elektrisch verbunden mit dem Reformationssteuerabschnitt A39 und schickt ein Signal entsprechend der Kohlenwasserstoffkonzentration des Gemisches des Abgases und des hinzugefügten Kraftstoffs an den Reformationssteuerabschnitt A39.
Der Reformationssteuerabschnitt A39 ist elektrisch verbunden mit dem Kraftstoffzugabeabschnitt 11 und der Heizeinrichtung A321.
Der Reformationssteuerabschnitt A39 steuert eine Kohlenwasserstoffreformationsreaktion in dem Reformationsabschnitt A32 basierend auf den Signalen, die von den Strömungsratensensoren A31 und A22, den Sauerstoffkonzentrationssensoren A33 und A24, dem Gastemperatursensor A35, dem Reformationsabschnittstemperatursensor A36, dem Katalysatortemperatursensor A27 und dem Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor A38 ausgegeben werden.
Insbesondere, ähnlich zu dem ersten Beispiel, werden die Zugabemenge des Kraftstoffs durch den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 und die Temperatur des Reformationsabschnitts A32 derart gesteuert, dass die reformierte Kohlenstoffzahl die gewünschte reformierte Kohlenstoffzahl wird.
In dem Abgasreinigungssystem A2 des zweiten Beispiels ist der Reformationsabschnitt A32 in dem Abgassystem 6 vorgesehen.
Der Reformationsabschnitt A32, der durch den Reformationssteuerabschnitt A39 gesteuert wird, reformiert nicht lediglich den Kraftstoff, der durch den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 zugegeben ist, sondern auch den unverbrannten Kohlenwasserstoff, der in dem Abgas enthalten ist, das von der Maschine 8 abgegeben wird, sodass die reformierte Kohlenstoffzahl die gewünschte reformierte Kohlenstoffzahl erreicht.
Als ein Ergebnis hat die Steuervorrichtung A30 gemäß dem zweiten Beispiel die gleichen Vorteile wie jene des ersten Beispiels.
[Drittes Beispiel]
Als Nächstes wird eine Steuervorrichtung für ein Abgasreinigungssystem gemäß einem dritten Beispiel der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf 14 beschrieben.
Das dritte Beispiel ist von dem ersten Beispiel darin verschieden, dass eine stromaufwärtige Seite einer Reduktionsmittelzugabeleitung von einem Abgassystem abzweigt.
Es sei vermerkt, dass Komponenten, die im Wesentlichen die Gleichen wie jene in dem ersten Beispiel sind, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, und deren Beschreibung wird weggelassen.
Das Abgasreinigungssystem A3 des dritten Beispiels weist einen Kraftstoffzugabeabschnitt 11, einen Reformationsabschnitt A42, einen Abgasreinigungsabschnitt A13, eine Steuervorrichtung A40 und dergleichen auf.
In dem Abgasreinigungssystem A3 ist der Kraftstoffzugabeabschnitt 11 in einer Umgehungsleitung bzw. Bypass-Leitung 7 angeordnet und spritzt den Kraftstoff, der in der Commonrail 52 gespeichert ist, in einen Umgehungsdurchgang 70 ein basierend auf einem Steuerbefehl von einem Reformationssteuerabschnitt A49 der Steuervorrichtung A40 (bezugnehmend auf gepunktete Linie F3 in 14).
Es sollte vermerkt sein, dass in 14 eine Strömung des Gases in dem Abgasreinigungssystem A3 durch durchgezogene Pfeile Fg dargestellt ist.
Beide Enden der Umgehungsleitung 7 sind mit dem Abgassystem 6 verbunden.
Unter den Enden der Umgehungsleitung 7, die mit dem Abgassystem 6 verbunden sind, strömt das Abgas, das von der Maschine 8 abgegeben wird, in den Umgehungsdurchgang 70 der Umgehungsleitung 7 von einem Ende 71 der Umgehungsleitung 7 auf einer Seite nahe an der Maschine 8.
Der hinzugefügte Kraftstoff, der durch den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 eingespritzt wird, wird zu dem Abgas zugegeben, das durch den Umgehungsdurchgang 70 strömt.
Die Mischung des Abgases und des hinzugefügten Kraftstoffs, die durch den Umgehungsdurchgang 70 strömt, wird in dem Reformationsabschnitt A42 reformiert.
Unter den Enden der Umgehungsleitung 7, die mit dem Abgassystem 6 verbunden sind, kehren die reformierten Kohlenwasserstoffe, die in dem Reformationsabschnitt A42 reformiert sind, zu dem Abgassystem 6 durch ein Ende 72 der Umgehungsleitung 7 auf einer Seite weiter entfernt von der Maschine 8 zurück.
Der Reformationsabschnitt A42 ist auf der stromabwärtigen Seite des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 der Umgehungsleitung 7 angeordnet.
Der Reformationsabschnitt A42 reformiert den Kohlenwasserstoff, der in dem hinzugefügten Kraftstoff, der durch den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 zugegeben ist, der durch die Umgehungsleitung 7 strömt, und dem unverbrannten Kohlenwasserstoff enthalten ist, der von der Maschine 8 abgegeben wird.
Der reformierte Kohlenwasserstoff, der von dem Reformationsabschnitt A42 abgegeben wird, erreicht den Abgasreinigungsabschnitt A13 durch die Umgehungsleitung 7 und das Abgassystem 6.
Der Reformationsabschnitt A42 ist mit einer Heizeinrichtung A421 als einem Temperatursteuerabschnitt versehen, der in der Lage ist, die Temperatur des Reformationsabschnitts A42 zu ändern.
Die Heizeinrichtung A421 steuert die Temperatur des Reformationsabschnitts A42 in Erwiderung auf einen Steuerbefehlt von dem Reformationssteuerabschnitt A49.
Die Steuervorrichtung A40 hat Strömungsratensensoren A41 und A22, Sauerstoffkonzentrationssensoren A43 und A24, einen Gastemperatursensor A45, einen Reformationsabschnittstemperatursensor A46, einen Katalysatortemperatursensor A27, einen Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor A48 und den Reformationssteuerabschnitt A49.
Der Strömungsratensensor A41, der Sauerstoffkonzentrationssensor A43, der Reformationsabschnittstemperatursensor A46 und der Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor A48 entsprechen einem zweiten Ausgabeabschnitt der vorliegenden Offenbarung.
Der Strömungsratensensor A41 ist vorgesehen, um eine Strömungsrate des Gases zu erfassen, das auf der stromabwärtigen Seite des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 in den Umgehungsdurchgang 70 strömt, das heißt, die Strömungsrate des Abgases, das von der Maschine 8 abgegeben wird, und des hinzugefügten Kraftstoffs, der durch den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 zugegeben ist.
Der Strömungsratensensor A41 ist elektrisch verbunden mit dem Reformationssteuerabschnitt A49 und schickt ein Signal entsprechend der Strömungsrate des Gemisches des Abgases und des hinzugefügten Kraftstoffs an den Reformationssteuerabschnitt A49.
Der Sauerstoffkonzentrationssensor A43 ist vorgesehen, um die Sauerstoffkonzentration zu erfassen, die in dem Gemisch des Abgases der Maschine 8 und des hinzugefügten Kraftstoffs enthalten ist, der durch den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 hinzugegeben ist, das auf der stromabwärtigen Seite des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 in den Umgehungsdurchgang 70 strömt.
Der Sauerstoffkonzentrationssensor A43 ist elektrisch verbunden mit dem Reformationssteuerabschnitt A49 und schickt ein Signal entsprechend der Sauerstoffkonzentration, die in dem Gemisch des Abgases und des hinzugefügten Kraftstoffs enthalten ist, an den Reformationssteuerabschnitt A49.
Der Gastemperatursensor A45 ist vorgesehen, um die Temperatur des Gemisches des Abgases der Maschine 8 und des hinzugefügten Kraftstoffs zu erfassen, der durch den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 hinzugefügt ist, das auf der stromabwärtigen Seite des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 in den Umgehungsdurchgang 70 strömt.
Der Gastemperatursensor A45 ist elektrisch verbunden mit dem Reformationssteuerabschnitt A49 und schickt ein Signal entsprechend der Temperatur des Gemisches des Abgases und des hinzugefügten Kraftstoffs an den Reformationssteuerabschnitt A49.
Der Reformationsabschnittstemperatursensor A46 ist vorgehen zum Erfassen der Temperatur des Reformationsabschnitts A42.
Der Reformationsabschnittstemperatursensor A46 ist elektrisch verbunden mit dem Reformationssteuerabschnitt A49 und schickt ein Signal entsprechend der Temperatur des Reformationsabschnitts A42 an den Reformationssteuerabschnitt A49.
Der Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor A48 ist vorgesehen zum Erfassen der Konzentration des enthaltenen Kohlenwasserstoffs in dem Gemisch des Abgases der Maschine 8 auf der stromabwärtigen Seite des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 und des hinzugefügten Kraftstoffs, der durch den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 hinzugefügt ist, das auf der stromaufwärtigen Seite des Reformationsabschnitts A42 in den Umgehungsdurchgang 70 strömt.
Der Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor A48 ist elektrisch verbunden mit dem Reformationssteuerabschnitt A49 und schickt ein Signal entsprechend der Kohlenwasserstoffkonzentration des Gemisches des Abgases und des hinzugefügten Kraftstoffs an den Reformationssteuerabschnitt A49.
Der Reformationssteuerabschnitt A49 ist elektrisch verbunden mit dem Kraftstoffzugabeabschnitt 11 und der Heizeinrichtung A421.
Der Reformationssteuerabschnitt A49 steuert eine Kohlenwasserstoffreformationsreaktion in dem Reformationsabschnitt A42 basierend auf den Signalen, die von den Strömungsratensensoren A41 und A22, den Sauerstoffkonzentrationssensoren A43 und A24, dem Gastemperatursensor A45, dem Reformationsabschnittstemperatursensor A46, dem Katalysatortemperatursensor A47 und dem Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor A48 ausgegeben sind.
Insbesondere, ähnlich zu dem ersten Beispiel, werden die Zugabemenge des Kraftstoffs durch den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 und die Temperatur des Reformationsabschnitts A42 derart gesteuert, dass die reformierte Kohlenstoffzahl die gewünschte reformierte Kohlenstoffzahl wird.
In dem Abgasreinigungssystem A3 des dritten Beispiels ist der Reformationsabschnitt A42 in der Umgehungsleitung 7 vorgesehen, die das Abgassystem 6 umgeht.
Der Reformationsabschnitt A42, der durch den Reformationssteuerabschnitt A49 gesteuert wird, reformiert nicht lediglich den Kraftstoff, der durch den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 zugegeben ist, sondern auch den unverbrannten Kohlenwasserstoff, der in dem Abgas enthalten ist, das von der Maschine 8 abgegeben wird, sodass die reformierte Kohlenstoffzahl die gewünschte reformierte Kohlenstoffzahl erreicht.
Als ein Ergebnis hat die Steuervorrichtung A40 gemäß dem dritten Beispiel die gleichen Vorteile wie jene des ersten Beispiels.
[Vierte Ausführungsform]
Als Nächstes wird eine Steuervorrichtung für ein Abgasreinigungssystem gemäß einem vierten Beispiel der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf 15 beschrieben.
Das vierte Beispiel ist von dem ersten Beispiel darin verschieden, dass eine Strömungsrate eines Gases, das durch einen Reduktionsmittelzugabedurchgang strömt, gesteuert werden kann.
Es sei vermerkt, dass Komponenten, die im Wesentlichen die Gleichen wie jene in dem ersten Beispiel sind, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden, und deren Beschreibung wird weggelassen.
Das Abgasreinigungssystem A4 des vierten Beispiels hat einen Kraftstoffzugabeabschnitt 11, einen Reformationsabschnitt A12, einen Abgasreinigungsabschnitt A13, eine Zuführpumpe 14 als einen Strömungsratensteuerabschnitt, eine Steuervorrichtung A20 und dergleichen.
Die Zuführpumpe 14 ist auf der stromaufwärtigen Seite des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 einer Reduktionsmittelzugabeleitung 111 angeordnet.
Die Zuführpumpe 14 ist elektrisch verbunden mit dem Reformationssteuerabschnitt A29.
Die Zuführpumpe 14 stellt eine Strömungsrate eines Gases, das durch einen Reduktionsmittelzugabedurchgang 110 strömt, in Erwiderung auf einen Steuerbefehl von dem Reformationssteuerabschnitt A29 ein.
In dem Abgasreinigungssystem A4 des vierten Beispiels steuert der Reformationssteuerabschnitt A29 eine Reformationsreaktion von Kohlenwasserstoffen in dem Reformationsabschnitt A12 basierend auf Informationen, die eine Strömungsrate eines Gemisches in dem Reduktionsmittelzugabedurchgang 110 betreffen, welche einen Grad eines Fortschritts der Reformationsreaktion betreffen.
In dem vierten Beispiel wird die Strömungsrate des Reformationsabschnitts A12 durch ein Einstellen der Strömungsrate des Gemisches in dem Reduktionsmittelzugabedurchgang 110 durch die Zuführpumpe 14 gesteuert.
Als ein Ergebnis kann der Grad eines Fortschritts der Reformationsreaktion in dem Reformationsabschnitt A12 gesteuert werden.
Deshalb, da die reformierte Kohlenstoffzahl des reformierten Kohlenwasserstoffs, der in den Abgasreinigungsabschnitt A13 strömt, gesteuert werden kann, kann das Abgasreinigungssystem A4 ferner eine NOx-Entfernungsrate verbessern und den Grad einer HC-Vergiftung in dem Abgasreinigungsabschnitt A13 reduzieren.
[Fünftes Beispiel]
Als Nächstes wird eine Steuervorrichtung für ein Abgasreinigungssystem gemäß einem fünften Beispiel der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf 16 beschrieben.
Das fünfte Beispiel ist von dem dritten Beispiel darin verschieden, dass eine Sauerstoffkonzentration eines Gases, das durch einen Umgehungsdurchgang strömt, gesteuert werden kann.
Es sei vermerkt, dass Komponenten, die im Wesentlichen die Gleichen wie jene in dem dritten Beispiel sind, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden und deren Beschreibung wird weggelassen.
Das Abgasreinigungssystem A5 des fünften Beispiels weist einen Kraftstoffzugabeabschnitt 11, einen Reformationsabschnitt A12, einen Abgasreinigungsabschnitt A13, ein Atmosphärenluftzuführventil 15 als einen Sauerstoffkonzentrationssteuerabschnitt, eine Steuervorrichtung A40 und dergleichen auf. Das Atmosphärenluftzuführventil 15 ist auf einer stromaufwärtigen Seite des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 einer Umgehungsleitung 7 angeordnet.
Das Atmosphärenluftzuführventil 15 ist elektrisch verbunden mit dem Reformationssteuerabschnitt A49.
Das Atmosphärenluftzuführventil 15 führt die Luft zu einem Umgehungsdurchgang 70 zu durch ein Steuern eines Öffnungsgrads von diesem in Erwiderung auf einen Steuerbefehl von dem Reformationssteuerabschnitt A49.
Dies macht es möglich, eine Sauerstoffkonzentration des Gases einzustellen, das durch den Umgehungsdurchgang 70 strömt.
In dem Abgasreinigungssystem A5 des fünften Beispiels steuert der Reformationssteuerabschnitt A49 eine Reformationsreaktion von Kohlenwasserstoffen in dem Reformationsabschnitt A12 basierend auf Informationen, die die Sauerstoffkonzentration des Gemisches in den Umgehungsdurchgang 70 betreffen, die mit einem Grad eines Fortschritts der Reformationsreaktion in Beziehung steht.
In dem fünften Beispiel wird die Sauerstoffkonzentration in dem Reformationsabschnitt A12 gesteuert durch ein Einstellen der Sauerstoffkonzentration des Gemisches in den Umgehungsdurchgang 70 durch ein Atmosphärenluftzuführventil 15.
Als ein Ergebnis kann der Grad eines Fortschritts der Reformationsreaktion in dem Reformationsabschnitt A12 gesteuert werden.
Deshalb, da die reformierte Kohlenstoffzahl eines reformierten Kohlenwasserstoffs, der in dem Abgasreinigungsabschnitt A13 strömt, gesteuert werden kann, kann ferner das Abgasreinigungssystem A5 eine NOx-Entfernungsrate verbessern und reduziert den Grad einer HC-Vergiftung in dem Abgasreinigungsabschnitt A13.
Außerdem, wie in dem ersten Beispiel beschrieben ist, hat der reformierte Kohlenwasserstoff, der eine große Menge von sauerstoffenthaltenden Kohlenwasserstoffen enthält, relativ hohe NOx-Entfernungsraten.
Deshalb wird in der Sauerstoffkonzentrationssteuerung des Reformationsabschnitts A12 durch das Atmosphärenluftzuführventil 15 gesteuert, dass eine relativ große Menge von sauerstoffenthaltendem Kohlenwasserstoff produziert wird durch ein relativ hoch Machen der Sauerstoffkonzentration in dem Reformationsabschnitt A12 innerhalb des Sauerstoffkonzentrationsbereichs, in dem die Kohlenwasserstoffreformationsreaktion durchgeführt werden kann.
Als ein Ergebnis kann die NOx-Entfernungsrate des Abgasreinigungssystems A5 verbessert werden.
[Andere Ausführungsformen]
In jedem von den vorangehend beschriebenen Beispielen gemäß der ersten Ausführungsform ändert der Reformationssteuerabschnitt den Grad eines Fortschritts der Reformationsreaktion, sodass die reformierte Kohlenstoffzahl in Abhängigkeit von der Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts variiert.
Jedoch ist es nicht notwendig, den Grad eines Fortschritts der Reformationsreaktion in Abhängigkeit von der Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts zu ändern.
Der Grad eines Fortschritts der Reformationsreaktion kann in Abhängigkeit von der Strömungsrate des Gases, das durch den Abgasreinigungsabschnitt strömt, oder der Sauerstoffkonzentration geändert werden.
In dem vorangehend beschriebenen Beispiel wird die Kohlenwasserstoffreformationsreaktion mit einem Fokus auf die molekulare Struktur des reformierten Kohlenwasserstoffs durchgeführt.
Es ist nicht notwendig, sich auf die molekulare Struktur zu fokussieren, und ein Steuern der reformierten Kohlenstoffzahl in der Reformationsreaktion in dem Reformationsabschnitt ist ausreichend.
In dem vorangehenden Beispiel ist der erste Ausgabeabschnitt mit dem Strömungsratensensor, dem Sauerstoffkonzentrationssensor und dem Katalysatortemperatursensor versehen, die in der Lage sind, den Zustand des Abgasreinigungsabschnitts zu erfassen.
Jedoch ist die Konfiguration des ersten Ausgabeabschnitts nicht darauf begrenzt, so lange er den Zustand des Abgasreinigungsabschnitts erfassen kann.
Ferner können ein Schätzabschnitt, der den Zustand des Abgasreinigungsabschnitts basierend auf einem Kennfeld, das Berechnungsergebnisse für jede Maschinenbetriebsbedingung zusammenfasst, schätzt, und ein Betriebsabschnitt, der den Zustand des Abgasreinigungsabschnitts von dem physiochemischen Modell berechnet, als der erste Ausgabeabschnitt vorgesehen sein.
In den vorangehenden Beispielen sind der Strömungsratensensor, der Sauerstoffkonzentrationssensor, der Reformationsabschnittstemperatursensor und der Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor vorgesehen, die in der Lage sind, den Zustand des Reformationsabschnitts zu erfassen.
Jedoch müssen diese Sensoren nicht erforderlich sein.
In den vorangehenden Beispielen wird der Grad eines Fortschritts der Reformationsreaktion in dem Reformationsabschnitt gesteuert basierend auf der Konzentration von Kohlenwasserstoffen in dem Luft-Kraftstoff-Gemisch, die von dem Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor erfasst ist.
Jedoch ist das Verfahren eines Erfassens der Kohlenwasserstoffkonzentration des Luft-Kraftstoff-Gemisches nicht darauf begrenzt.
Die Konzentration von Kohlenwasserstoffen in dem Luft-Kraftstoff-Gemisch kann berechnet werden basierend auf einer Menge von Kraftstoff, die durch den Kraftstoffzugabeabschnitt eingespritzt wird.
In den vorangehenden Beispielen ist die Heizeinrichtung vorgesehen als der Temperatursteuerabschnitt. Jedoch ist der Temperatursteuerabschnitt nicht darauf begrenzt. Der Reformationsabschnitt kann durch einen Kühler bzw. eine Kühleinrichtung gekühlt werden.
In dem vorangehenden Beispiel ist der Kraftstoffzugabeabschnitt als der Kohlenwasserstoffkonzentrationssteuerabschnitt vorgesehen.
Jedoch ist der Kohlenwasserstoffkonzentrationssteuerabschnitt nicht darauf begrenzt und er kann weggelassen werden.
Der unverbrannte Kohlenwasserstoff, der in dem Abgas der Maschine enthalten ist, kann reformiert werden.
In dem vierten Beispiel ist die Zuführpumpe, die in der Lage ist, Atmosphärenluft zuzuführen, als ein Strömungsratensteuerabschnitt vorgesehen.
Jedoch ist der Strömungsratensteuerabschnitt nicht darauf begrenzt.
Anstelle der Zuführpumpe kann eine Strömungsrate in dem Reformationsabschnitt gesteuert werden durch ein Vorsehen eines Ventils und ein Steuern eines Öffnungsgrads des Ventils.
In dem fünften Beispiel ist ein Sauerstoffkonzentrationssteuerabschnitt mit einem Luftzuführventil vorgesehen, das in der Lage ist, Luft mit dem Abgas zu mischen.
Jedoch ist der Sauerstoffkonzentrationssteuerabschnitt nicht darauf begrenzt.
In dem fünften Beispiel ist das Atmosphärenluftzuführventil in der Bypass-Leitung vorgesehen.
Das Atmosphärenluftzuführventil kann in dem Abgassystem des zweiten Beispiels vorgesehen sein.
Als Nächstes wird eine Vielzahl von Beispielen gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
[Zweite Ausführungsform]
[Erstes Beispiel]
Zuerst wird eine Konfiguration eines Abgasreinigungssystems B1 mit Bezug auf 17 beschrieben.
Das Abgasreinigungssystem B1 hat im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie das Abgasreinigungssystem A1 des ersten Beispiels, das in der ersten Ausführungsform gezeigt ist, und hat einen Kraftstoffzugabeabschnitt 11, einen Abgasreinigungsabschnitt B13, eine Steuervorrichtung B20 und dergleichen.
Der Kraftstoffzugabeabschnitt 11 ist elektrisch verbunden mit einer Steuereinheit B29 der Steuervorrichtung B20, die später beschrieben wird.
Der Kraftstoffzugabeabschnitt 11 spritzt einen Teil des Kraftstoffs, der in der Commonrail 52 gespeichert ist, die auf einen gewünschten Druck eingestellt ist, in einen Abgasdurchgang 60 ein basierend auf einem Steuerbefehl von der Steuereinheit B29 (bezugnehmend auf gepunktete Linie F1 in 17).
Ferner kann der Kraftstoffzugabeabschnitt 11 Kraftstoff von dem Kraftstofftank 5, der durch eine Pumpe, die von einer Hochdruckpumpe 53 verschieden ist, auf einen gewünschten Druck mit Druck beaufschlagt wird, in den Abgasdurchgang 60 einspritzen.
Der Abgasreinigungsabschnitt B13 ist auf einer stromabwärtigen Seite des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 in dem Abgassystem 6 angeordnet.
Der Abgasreinigungsabschnitt B13 hat einen Reduktionskatalysator. Der Abgasreinigungsabschnitt B13 entfernt Stickoxide von dem Abgas durch ein Reduzieren der Stickoxide, die in dem Abgas enthalten sind, durch eine Verwendung eines Kohlenwasserstoffs, der in einem hinzugefügten Kraftstoff enthalten ist.
Das Abgas der Maschine 8, das durch den Abgasdurchgang 60 strömt, das Abgas, zu dem der hinzugefügte Kraftstoff hin strömt, das Abgas, von dem das Stickoxid entfernt wurde und die Kohlenwasserstoffe, die für die Reduktion des Stickoxids nicht verwendet werden, strömen zu dem Abgasreinigungsabschnitt B13.
Die Steuervorrichtung B20 hat einen Strömungsratensensor B21, einen Sauerstoffkonzentrationssensor B23, einen NOx-Konzentrationssensor B113, einen Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor B28 als einen Kohlenwasserstoffinformationserlangungsabschnitt, einen Katalysatortemperatursensor B27 und die Steuereinheit B29.
Der Strömungsratensensor B21, der Sauerstoffkonzentrationssensor B23, der NOx-Konzentrationssensor B113 und der Katalysatortemperatursensor B27 entsprechen einem ersten Erfassungsabschnitt der vorliegenden Offenbarung.
Der Strömungsratensensor B21 ist vorgesehen, um eine Strömungsrate des Gases zu erfassen, das auf einer stromaufwärtigen Seite des Abgasreinigungsabschnitts B13 in dem Abgassystem 6 strömt, d. h. die Strömungsrate des Abgases der Maschine 8, das durch den Abgasdurchgang 60 strömt.
Als ein Ergebnis kann der Strömungsratensensor B21 die Strömungsrate des Gases erfassen, das durch den Abgasreinigungsabschnitt B13 strömt, wie in einem Katalysatorzustand. Der Strömungsratensensor B21 ist elektrisch verbunden mit der Steuereinheit B29.
Der Strömungsratensensor B21 schickt ein Signal entsprechend der Strömungsrate des Abgases der Maschine 8, das durch den Abgasdurchgang 60 strömt, zu der Steuereinheit B29.
Der Sauerstoffkonzentrationssensor B23 ist vorgesehen, um eine Sauerstoffkonzentration des Abgases der Maschine 8 zu erfassen, das auf einer stromaufwärtigen Seite des Abgasreinigungsabschnitts B13 in dem Abgassystem 6 strömt.
Als ein Ergebnis kann der Sauerstoffkonzentrationssensor B23 die Sauerstoffkonzentration des Gases erfassen, das durch den Abgasreinigungsabschnitt B13 strömt, wie in einem Katalysatorzustand.
Der Sauerstoffkonzentrationssensor B23 ist elektrisch verbunden mit der Steuereinheit B29.
Der Sauerstoffkonzentrationssensor B23 schickt ein Signal entsprechend der Sauerstoffkonzentration des Abgases der Maschine 8 an die Steuereinheit B29.
Der NOx-Konzentrationssensor B113 ist vorgesehen, um eine NOx-Konzentration in dem Abgas der Maschine 8 zu erfassen, das auf der stromaufwärtigen Seite des Abgasreinigungsabschnitts B13 in dem Abgassystem 6 strömt.
Als ein Ergebnis erfasst der NOx-Konzentrationssensor B113 die NOx-Konzentration des Gases, das durch den Abgasreinigungsabschnitt B13 strömt, wie in einem Katalysatorzustand.
Der NOx-Konzentrationssensor B113 ist elektrisch verbunden mit der Steuereinheit B29.
Der NOx-Konzentrationssensor B113 schickt ein Signal entsprechend der Sauerstoffkonzentration bzw. der NOx-Konzentration, die in dem Abgas der Maschine 8 enthalten ist, an die Steuereinheit B29.
Der Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor B28 ist vorgesehen, um die Konzentration von Kohlenwasserstoff zu erfassen, der in dem Gemisch des Abgases enthalten ist, das auf der stromaufwärtigen Seite des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 und auf der stromaufwärtigen Seite des Abgasreinigungsabschnitts B13 strömt, und in dem hinzugefügten Kraftstoff enthalten ist, der durch den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 in dem Abgassystem 6 hinzugefügt ist.
Der Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor B28 ist elektrisch verbunden mit der Steuereinheit B29.
Der Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor B28 schickt ein Signal entsprechend der Kohlenwasserstoffkonzentration des Gemisches des Abgases und des hinzugefügten Kraftstoffs an die Steuereinheit B29.
Der Katalysatortemperatursensor B27 ist vorgesehen, um die Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts B13 als den Katalysatorzustand zu erfassen.
Der Katalysatortemperatursensor B27 ist elektrisch verbunden mit der Steuereinheit B29.
Der Katalysatortemperatursensor B27 schickt ein Signal entsprechend der Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts B13 an die Steuereinheit B29.
Die Steuereinheit B29 ist zusammengesetzt aus einem Mikrocomputer mit einer CPU als einer Berechnungseinrichtung, einem RAM als einer Speichereinrichtung, einem ROM und dergleichen.
Die Steuereinheit B29 ist elektrisch verbunden mit dem Kraftstoffzugabeabschnitt 11.
Die Steuereinheit B29 hat einen Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B291 und eine Steuereinheit B292.
Der Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B291 ist elektrisch verbunden mit dem Strömungsratensensor B21, dem Sauerstoffkonzentrationssensor B23, dem NOx-Konzentrationssensor B113, dem Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor B28 und dem Katalysatortemperatursensor B27.
Der Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B291 berechnet eine Kohlenwasserstoffdurchbruchsmenge (hiernach als HC-Durchbruchsmenge bzw. HC-Durchschlagsmenge bezeichnet), die eine Menge des Kohlenwasserstoffs ist, die von dem Abgasreinigungsabschnitt B13 ausströmt, basierend auf den Signalen, die von dem Strömungsratensensor B21, dem Sauerstoffkonzentrationssensor B23, dem NOx-Konzentrationssensor B113, dem Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor B28 und dem Katalysatortemperatursensor B27 ausgegeben werden.
Ferner berechnet der Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B291 eine NOx-Entfernungsrate von Kohlenwasserstoff in dem Abgasreinigungsabschnitt B13.
Ein Berechnungsinhalt in dem Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B291 wird später beschrieben.
Die Steuereinheit B292 ist elektrisch verbunden mit dem Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B291.
Ferner ist die Steuereinheit B292 elektrisch verbunden mit dem Kraftstoffzugabeabschnitt 11.
Die Steuereinheit B292 bestimmt einen Inhalt einer Einspritzsteuerung des hinzugefügten Kraftstoffs in dem Kraftstoffzugabeabschnitt 11, wie zum Beispiel eine Zuführmenge des hinzugefügten Kraftstoffs oder die Einspritzzeit, basierend auf dem Berechnungsergebnis in dem Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B291 und gibt ein Steuerbefehlssignal entsprechend dem bestimmten Verfahren einer Steuerung an den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 aus.
Auf diese Weise steuert die Steuereinheit B29 den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 basierend auf den Signalen, die von dem Strömungsratensensor B21, dem Sauerstoffkonzentrationssensor B23, dem NOx-Konzentrationssensor B113, dem Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor B28 und dem Katalysatortemperatursensor B27 ausgegeben werden.
Als Nächstes wird ein Steuerprozess des Abgasreinigungssystems in der Steuervorrichtung B20 mit Bezug auf 18 bis 21 beschrieben.
18 zeigt ein Hauptflussdiagramm des Steuerprozesses des Abgasreinigungssystems in der Steuervorrichtung B20.
19 zeigt ein Nebenflussdiagramm bzw. Subflussdiagramm des Steuerprozesses des Abgasreinigungssystems in der Steuervorrichtung B20.
Das Flussdiagramm, das in 18 gezeigt ist, wird immer ausgeführt, während die Maschine 18 angetrieben wird.
Zuerst wird ein Zustand des Abgasreinigungsabschnitts B13 in S101 erfasst.
In S101 erfasst der Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B291 die Strömungsrate und die Sauerstoffkonzentration des Gases, das in den Abgasreinigungsabschnitt B13 strömt, und die Temperatur der Reinigungseinheit B13 basierend auf den Signalen, die von dem Strömungsratensensor B21, dem Sauerstoffkonzentrationssensor B23 und dem Katalysatortemperatursensor B27 ausgegeben werden.
Als Nächstes werden in S102 die Art und Konzentration des Gases erfasst, das in den Abgasreinigungsabschnitt B13 einströmt.
In S102 erfasst der Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B291 die Art und Konzentration von Kohlenwasserstoff, der in dem Gas enthalten ist, das in den Abgasreinigungsabschnitt B13 einströmt, und die Konzentration von Stickoxid.
Die Art und die Konzentration von Kohlenwasserstoff werden durch den Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor B28 erfasst.
Der Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor B28 schickt ein Signal entsprechend der Art des erfassten Kohlenwasserstoffs und dessen Konzentration an den Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B291.
Die Konzentration des Stickoxids wird erfasst durch den NOx-Konzentrationssensor B113.
Der NOx-Konzentrationssensor B113 schickt ein Signal entsprechend der Konzentration des erfassten Stickoxids an den Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B291.
Als Nächstes wird in S103 eine Sollentfernungsrate der Stickoxide eingestellt.
In S103 stellt der Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B291 die Sollentfernungsrate der Stickoxide aus einem Vergleich zwischen der Konzentration von Stickoxiden, die durch den NOx-Konzentrationssensor B113 in S102 erfasst sind, und einem Wert gemäß dem Regulierwert bzw. Regelwert ein.
Als Nächstes wird in S104 ein NOx-Entfernungsratenkennfeld ausgewählt.
Im vorliegenden Fall ist das NOx-Entfernungsratenkennfeld ein Kennfeld, das Reduktionscharakteristika der Stickoxide von entsprechenden Kohlenwasserstoffen für jede Art von Kohlenwasserstoff aufsummiert.
Mit Bezug auf die Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts B13 als eine Referenzachse werden Reduktionscharakteristika der Stickoxide für jeden Kohlenwasserstoff hinsichtlich einer entsprechenden Strömungsrate, Sauerstoffkonzentration und der Kohlenstoffzahl pro Kohlenwasserstoffmolekül (hiernach als Durchschnittskohlenstoffzahl bezeichnet) in dem Abgasreinigungsabschnitt B13 in dem NOx-Entfernungsratenkennfeld beschrieben.
In S104 wählt der Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B291 ein NOx-Entfernungsratenkennfeld für jede Art von Kohlenwasserstoffen in der Strömungsrate, der Sauerstoffkonzentration und der Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts B13 des Gases aus, das durch den Abgasreinigungsabschnitt B13 strömt, die in S101 erfasst sind.
Als Nächstes wird in S105 eine Zuführmenge des hinzugefügten Kraftstoffs berechnet, der für ein Entfernen der Stickoxide verwendet wird.
In S105 berechnet die Steuereinheit B291 die Zuführmenge des hinzugefügten Kraftstoffs, die die Sollentfernungsrate von Stickoxid erreichen kann, basierend auf dem Kennfeld, das durch den Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B291 in S104 ausgewählt ist.
Zu diesem Zeitpunkt werden die Inhalte der Einspritzsteuerung des hinzugefügten Kraftstoffs in dem Kraftstoffzugabeabschnitt 11 vorab in der Steuereinheit B292 eingestellt, zum Beispiel um all den hinzugefügten Kraftstoff einzustellen, der in einer relativ kurzen Zeit eingespritzt wird.
Als Nächstes wird in S106 eine Soll-HC-Durchbruchsmenge bzw. Soll-HC-Durchschlagsmenge eingestellt.
In S106 stellt der Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B291 die Soll-HC-Durchbruchsmenge gemäß dem Regulierwert bzw. Regelwert ein.
Als Nächstes wird in S107 die gesamte HC-Durchbruchsmenge berechnet.
In S107 wird basierend auf einer Zuführmenge des hinzugefügten Kraftstoffs die Gesamt-HC-Durchbruchsmenge berechnet, welche die Summe der HC-Durchbruchsmenge ist, wenn der Kraftstoffzugabeabschnitt 11 die Zuführmenge des hinzugefügten Kraftstoffs einspritzt.
Ein Verfahren eines Berechnens der gesamten HC-Durchbruchsmenge in S107 wird mit Bezug auf ein Nebenflussdiagramm beschrieben, das in 19 gezeigt ist.
19 zeigt ein Flussdiagramm eines Prozesses eines Berechnens der gesamten HC-Durchbruchsmenge in Figur S107 von 18.
Zuerst wird in S1071 ein HC-Reinigungsverhältniskennfeld ausgewählt.
In S1071 wählt der Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B291 aus der Vielzahl von HC-Reinigungsverhältniskennfeldern ein HC-Reinigungsverhältniskennfeld aus, das dem Zustand des Abgasreinigungsabschnitts B13 entspricht, der in S101 erfasst ist, und der Art von Kohlenwasserstoff entspricht, das in dem Gas enthalten ist, das in dem Abgasreinigungsabschnitt B13 strömt, die in S102 erfasst ist.
Im vorliegenden Fall ist das HC-Reinigungsverhältniskennfeld ein Kennfeld, das eine Verbrauchsrate von jedem Kohlenwasserstoff in dem Abgasreinigungsabschnitt B13 für jede Art von Kohlenwasserstoff aufsummiert.
Insbesondere werden die Kohlenwasserstoffe, die in den Abgasreinigungsabschnitt B13 strömen, irgendeines von den Folgenden: verwendet für die Reduktion von Stickoxiden, nicht verwendet für die Reduktion von Stickoxiden, jedoch durch den Katalysator des Abgasreinigungsabschnitts B13 oxidiert, oder von dem Abgasreinigungsabschnitt B13 als unveränderte Kohlenwasserstoffe abgegeben.
Unter diesen, wenn die Gesamtmenge von Kohlenwasserstoffen, die in den Abgasreinigungsabschnitt B13 einströmen, für die Reduktion von Stickoxiden verwendet wird oder durch den Katalysator des Abgasreinigungsabschnitts B13 oxidiert wird, wird das HC-Reinigungsverhältnis 100 %.
Das heißt, das HC-Reinigungsverhältnis ist ein Verhältnis einer Menge von Kohlenwasserstoffverbrauch in dem Abgasreinigungsabschnitt B13 hinsichtlich der Menge von Kohlenwasserstoffen, die in den Abgasreinigungsabschnitt B13 einströmen.
20 zeigt Beispiele der HC-Reinigungsverhältniskennfelder.
20 zeigt Beziehungen zwischen dem HC-Reinigungsverhältnis und der Durchschnittskohlenstoffzahl in einem aktiven Temperaturbereich, in dem der Abgasreinigungsabschnitt B13 in der Lage ist, Stickoxide zu reduzieren.
In 20 sind die Beziehungen gezeigt zwischen dem HC-Reinigungsverhältnis (RpHC in 20) und der Durchschnittskohlenstoffzahl (NuC in 20) in jedem von einem niedrigen Temperaturbereich von 250 °C oder niedriger, einem mittleren Temperaturbereich von 250 °C bis 450 °C und einem hohen Temperaturbereich von 450 °C oder höher entlang einer Temperaturachse T4.
In dem charakteristischen Diagramm, das in 20 gezeigt ist, sind Maßstäbe der Durchschnittskohlenstoffzahl auf einer horizontalen Achse alle die Gleichen von dem niedrigen Temperaturbereich bis zu dem hohen Temperaturbereich.
Ferner zeigt jedes von den drei charakteristischen Diagrammen, die in 20 gezeigt sind, die Beziehung zwischen dem HC-Reinigungsverhältnis und der Durchschnittskohlenstoffzahl für jeden von einer Vielzahl von Kohlenwasserstoffen mit unterschiedlichen molekularen Strukturen.
Insbesondere sind Charakteristika von geradekettigem Paraffin durch eine durchgezogene Linie L41 dargestellt und sind Charakteristika von Olefin durch eine gepunktete Linie L42 dargestellt.
Außerdem sind Charakteristika von niedrigreaktiven Kohlenwasserstoffen einschließlich Kohlenwasserstoffen, wie zum Beispiel aromatische Verbindungen, Naphthenen oder Kohlenwasserstoffen, die Seitenketten aufweisen, und Paraffin durch eine Strichlinie L43 mit ungleichem Intervall dargestellt.
Ferner sind Charakteristika von sauerstoffenthaltenden Kohlenwasserstoffen mit einer relativ spannungsfreien Konformation in dem Molekül, wie zum Beispiel Aldehyd, durch eine einfach gepunktete Strichlinie L44 dargestellt.
Ferner sind Charakteristika von sauerstoffenthaltenden Kohlenwasserstoffen mit einer relativ großen Konformationsspannung in dem Molekül, wie zum Beispiel zyklische Ether durch eine doppelt gepunktete Strichlinie L45 dargestellt.
Es soll vermerkt sein, dass das charakteristische Diagramm bzw. Eigenschaftsdiagramm, das in 20 gezeigt ist, auf den Daten basiert ist, die durch die Experimente der Erfinder erlangt sind.
Wie in 20 gezeigt ist, erhöht sich das HC-Reinigungsverhältnis, wenn sich die Durchschnittskohlenstoffzahl erhöht in allen von den Kohlenwasserstoffen.
Außerdem nähern sich alle Kohlenwasserstoffe dem HC-Reinigungsverhältnis von geradekettigen Paraffinen an, wenn sich die Durchschnittskohlenstoffzahl erhöht.
Olefine haben höhere HC-Reinigungsverhältnisse als geradekettige Paraffine mit der gleichen Durchschnittskohlenstoffzahl.
Sauerstoffenthaltende Kohlenwasserstoffe haben höhere HC-Reinigungsverhältnisse als geradekettige Paraffine und Olefine mit der gleichen Durchschnittskohlenstoffzahl.
Ferner haben sauerstoffenthaltende Kohlenwasserstoffe mit einer relativ großen Konformationsspannung in dem Molekül ein höheres HC-Reinigungsverhältnis als sauerstoffenthaltende Kohlenwasserstoffe mit einer relativ spannungsfreien Konformation in dem Molekül.
Insbesondere steigt ein Unterschied zwischen dem HC-Reinigungsverhältnis des sauerstoffenthaltenden Kohlenwasserstoffs mit einer relativ großen Konformationsspannung in dem Molekül und dem HC-Reinigungsverhältnis des sauerstoffenthaltenden Kohlenwasserstoffs mit einer relativ spannungsfreien Konformation in dem Molekül, wenn die Durchschnittskohlenstoffzahl in dem niedrigen Temperaturbereich und dem mittleren Temperaturbereich kleiner wird.
Das HC-Reinigungsverhältnis von niederreaktiven Kohlenwasserstoffen ist geringer als jenes von geradekettigen Paraffinen mit der gleichen Kohlenstoffzahl.
In S1071 wählt der Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B291 ein HC-Reinigungsverhältniskennfeld aus, das dem Zustand des Abgasreinigungsabschnitts B13 entspricht, der in S101 erfasst ist, aus der Vielzahl von HC-Reinigungsverhältniskennfeldern und der Art von dem Kohlenwasserstoff, der in dem Gas enthalten ist, das in den Abgasreinigungsabschnitt B13 einströmt, die in S102 erfasst ist.
Als Nächstes wird in S1072 das Gesamt-HC-Reinigungsverhältnis berechnet.
In S1072 berechnet der Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B291 die HC-Reinigungsverhältnisse für jede Art von Kohlenwasserstoffen, die in dem hinzugefügten Kraftstoff enthalten sind, basierend auf dem HC-Reinigungsverhältniskennfeld, das in S1071 ausgewählt ist, und summiert die Kohlenwasserstoffreinigungsraten auf, um das gesamte HC-Reinigungsverhältnis zu berechnen.
Als Nächstes wird in S1073 die Zuführmenge des hinzugefügten Kraftstoffs, die in S105 berechnet ist, erlangt.
Als Nächstes wird in S1074 die gesamte HC-Durchbruchsmenge berechnet.
In S1074 berechnet der Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B291 die gesamte HC-Durchbruchsmenge basierend auf dem gesamten HC-Reinigungsverhältnis, das in S1072 berechnet ist, und der Zufuhrmenge des hinzugefügten Kraftstoffs, wie in S1073 erlangt ist.
Die Berechnungsformel zum Berechnen der gesamten HC-Durchbruchsmenge kann wie folgt ausgedrückt werden, wenn die gesamte HC-Durchbruchsmenge HCst ist, die Zuführmenge des hinzugefügten Kraftstoffs Sf ist und das gesamte HC-Reinigungsverhältnis bzw. das Gesamt-HC-Reinigungsverhältnis HCct ist. HCst = Sf × (1 – HCct)
Zurückkehrend zu dem Hauptflussdiagramm von 18 wird es in S108 bestimmt, ob die gesamte HC-Durchbruchsmenge gleich wie oder geringer als die Soll-HC-Durchbruchsmenge ist oder nicht.
In S108 vergleicht der Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B291 die relative Größe der Soll-HC-Durchbruchsmenge, die in S106 eingestellt ist, und die Gesamt-HC-Durchbruchsmenge, die in S1074 berechnet ist.
Falls es bestimmt wird, dass die Gesamt-HC-Durchbruchsmenge gleich wie oder geringer als die Soll-HC-Durchbruchsmenge ist, fährt der Prozess mit S110 fort.
Falls es bestimmt wird, dass die Gesamt-HC-Durchbruchsmenge größer als die Soll-HC-Durchbruchsmenge ist, fährt der Prozess mit S109 fort.
Falls es bestimmt wird, dass die Gesamt-HC-Durchbruchsmenge größer als die Soll-HC-Durchbruchsmenge in S108 ist, wird das Verfahren einer Steuerung des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 in S109 geändert.
Im vorliegenden Fall wird das Verfahren einer Steuerung des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 mit Bezug auf 21 beschrieben.
21 zeigt eine zeitliche Änderung in der Menge des hinzugefügten Kraftstoffs, der in dem Abgasdurchgang 80 durch den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 eingespritzt wird.
In 21 zeigt eine horizontale Achse die Zeit an und zeigt eine vertikale Achse die Zuführmenge (hiernach als Einheitszuführmenge bezeichnet) von zugefügtem Kraftstoff pro Einheitszeit an, welche eine Zeit ist, die kürzer ist als eine Zuführzeit eines einzeln zugeführten Kraftstoffs.
Genauer gesagt wird in 21 der einzeln zugeführte Kraftstoff beispielsweise von Zeit t10 bis Zeit t20 durchgeführt und von Zeit t20 bis Zeit t30.
In dem Steuerprozess des Abgasreinigungssystems in der vorliegenden Steuervorrichtung B20 wird die Zuführmenge des hinzugefügten Kraftstoffs, der die Sollentfernungsrate der Stickoxide erreichen kann, in S105 berechnet.
Zu diesem Zeitpunkt wird der hinzugefügte Kraftstoff, der durch den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 zugegeben wird, vollständig in einer relativ kurzen Zeit eingespritzt.
Eine zeitliche Änderung einer Einheitszuführmenge, die in dem ersten Schritt S105 eingestellt ist, wird durch eine gepunktete Linie L51 angezeigt.
Die Einspritzzeit des hinzugefügten Kraftstoffs zu dieser Zeit ist zwischen Zeit t10 und Zeit t11 oder zwischen Zeit t20 und t21 und der maximale Wert der Einheitszuführmenge ist eine Einheitszuführmenge Mij1 (bezugnehmend auf 21).
Jedoch, gemäß dem Verfahren einer Steuerung des Kraftstoffzugabeabschnitts 11, das durch die gepunktete Linie L21 dargestellt ist, wird es bestimmt, dass die Gesamt-HC-Durchbruchsmenge größer ist als die Soll-HC-Durchbruchsmenge durch die Bestimmung in S108.
Deshalb, wie durch die durchgezogene Linie L52 in 21 dargestellt ist, stellt zum Beispiel die Steuereinheit B292 den maximalen Wert der Einheitszuführmenge auf die Einheitszuführmenge Mij2 ein, die kleiner ist als die Einheitszuführmenge Mij1.
Andererseits wird die Zuführzeit des hinzugefügten Kraftstoffs länger gemacht als das Verfahren einer Steuerung, das durch die gepunktete Linie L21 dargestellt ist, wie zwischen Zeit t10 und Zeit t12 oder zwischen Zeit t20 und Zeit t22.
Nach einem Ändern des Verfahrens einer Steuerung in S109 kehrt der Prozess zu S104 zurück.
Als Nächstes wird in S104 bis S107 die Zuführmenge von hinzugefügtem Kraftstoff, der die Sollentfernungsrate des Stickoxids erreichen kann, in der zusätzlichen Steuerung von Kraftstoff, die in S109 geändert ist, berechnet (S105) und die Gesamt-HC-Durchbruchsmenge wird berechnet (S107) und es wird bestimmt, ob die Gesamt-HC-Durchbruchsmenge gleich wie oder geringer als die Soll-HC-Durchbruchsmenge ist in S108.
Im vorliegenden Fall, falls es erneut bestimmt wird, dass die Gesamt-HC-Durchbruchsmenge größer ist als die Soll-HC-Durchbruchsmenge, fährt der Prozess erneut mit S109 fort.
Ferner, falls es in S108 bestimmt wird, dass die Gesamt-HC-Durchbruchsmenge gleich wie oder geringer als die Soll-HC-Durchbruchsmenge ist, wird der hinzugefügte Kraftstoff in S110 eingespritzt.
In S110 gibt die Steuereinheit B292 ein Steuerbefehlssignal zum Steuern des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 an den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 aus. Der Kraftstoffzugabeabschnitt 11 spritzt den hinzugefügten Kraftstoff zu dem Abgas basierend auf diesem Steuerbefehlssignal ein.
Die Steuervorrichtung B20 gemäß dem ersten Beispiel steuert das Abgasreinigungssystem B1 in dieser Art und Weise und stellt die Entfernungsrate der Stickoxide und die HC-Durchbruchsmenge auf gewünschte Werte ein.

(a) In der Steuervorrichtung B20 gemäß dem ersten Beispiel berechnet die Steuereinheit B29 die HC-Durchbruchsmenge in dem Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B291 basierend auf dem Zustand des Abgasreinigungsabschnitts B13, der durch den Strömungsratensensor B21, den Sauerstoffkonzentrationssensor B23 und den Katalysatortemperatursensor B27 erfasst ist, und der Art und der Konzentration von Kohlenwasserstoff, die durch den Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor B28 erfasst sind.

Zu diesem Zeitpunkt berechnet der Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B291 die HC-Durchbruchsmenge basierend auf dem HC-Reinigungsverhältnis für jede Art von Kohlenwasserstoff mit Bezug auf die Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts B13.
Die Steuereinheit B292 bestimmt die Inhalte der Einspritzsteuerung des hinzugefügten Kraftstoffs, der durch den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 derart zugeführt wird, dass die berechnete HC-Durchbruchsmenge gleich wie oder geringer als die Solldurchbruchsmenge ist, und steuert den Kraftstoffzugabeabschnitt 11.
Dadurch kann das Abgasreinigungssystem B1, auf das die Steuervorrichtung B20 gemäß dem ersten Beispiel angewendet ist, die Menge von Kohlenwasserstoffen reduzieren, die an die Atmosphäre abgegeben werden.

(b) Ferner berechnet in der Steuervorrichtung B20 der Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B291 die HC-Durchbruchsmenge mit einer hohen Genauigkeit basierend auf der Beziehung zwischen dem HC-Reinigungsverhältnis und der Durchschnittskohlenstoffzahl in jedem von der Vielzahl von Kohlenwasserstoffen, die in 20 gezeigt sind, was durch das Experiment der Erfinder erlangt wurde.

Die Steuereinheit B292 bestimmt das Verfahren einer Steuerung des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 derart, dass die berechnete HC-Durchbruchsmenge gleich wie oder geringer als die Solldurchbruchsmenge ist, die gemäß dem Regelwert bzw. Regulierwert eingestellt ist.
Als ein Ergebnis, da der Kraftstoffzugabeabschnitt 11 den hinzugefügten Kraftstoff basierend auf der Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts B12 und der HC-Durchbruchsmenge mit hoher Genauigkeit gemäß der Art von Kohlenwasserstoff einspritzen kann, kann die Menge von Kohlenwasserstoffen, die zu der Atmosphäre hin abgegeben wird, zuverlässig kleiner als der Regelwert bzw. Regulierwert gemacht werden.

(c) In der Steuervorrichtung B20 berechnet der Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B291 die Zuführmenge des hinzugeführten Kraftstoffs, die für die Sollentfernungsrate der Stickoxide erreichbar ist, basierend auf dem NOx-Entfernungsratenkennfeld, das die Reduktionseigenschaften der entsprechenden Stickoxide von Kohlenwasserstoffen für jede Art von Kohlenwasserstoff zusammenfasst.

Der Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B291 berechnet die Gesamt-HC-Durchbruchsmenge von der Beziehung zwischen der berechneten hinzugefügten Kraftstoffzuführmenge und dem Gesamt-HC-Reinigungsverhältnis.
Die Steuereinheit B292 steuert den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 basierend auf dem Bestimmungsergebnis der Magnitudenbeziehung zwischen der Gesamt-HC-Durchbruchsmenge und der SollDurchbruchsmenge.
Als ein Ergebnis kann das Abgasreinigungssystem B1, auf das die Steuervorrichtung B20 gemäß der ersten Ausführungsform angewendet ist, die Sollentfernungsrate der Stickoxide erreichen, während die Menge von an die Atmosphäre abgegebenen Kohlenwasserstoffe reduziert wird.

(d) In der Steuervorrichtung B20, falls es bestimmt wird, dass die Gesamt-HC-Durchbruchsmenge größer als die Soll-HC-Durchbruchsmenge gemäß dem Verfahren von Steuerungen des Kraftstoffzugabeabschnitts 11, die einmal eingestellt ist, ist, wird das Verfahren der Steuerung des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 derart geändert, dass die Gesamt-HC-Durchbruchsmenge gleich wie oder geringer als die Soll-HC-Durchbruchsmenge wird.

Falls das Steuerverfahren des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 geändert wird, ist es denkbar, dass der Grad eines Fortschritts der Reduktionsreaktion der Stickoxide durch die Kohlenwasserstoffe in dem Abgasreinigungsabschnitt B13 sich ändern kann.
Dementsprechend kann das Abgasreinigungssystem B1, auf das die Steuervorrichtung B20 gemäß dem ersten Beispiel angewendet ist, die Zuführmenge und die Zuführzeit bzw. Zuführzeitgebung des hinzugefügten Kraftstoffs in dem Kraftstoffzugabeabschnitt 11 hinsichtlich der Entfernungsrate von Stickoxiden und der HC-Durchbruchsmenge optimieren.
[Zweites Beispiel]
Als Nächstes wird eine Steuervorrichtung eines Abgasreinigungssystems gemäß einem zweiten Beispiel der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf 22 beschrieben.
Das zweite Beispiel ist von dem ersten Beispiel in dem Steuerprozess des Abgasreinigungssystems verschieden.
Es sei vermerkt, dass Komponenten, die im Wesentlichen die gleichen wie jene in dem ersten Beispiel sind, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden, und deren Beschreibung wird weggelassen.
Ein Steuerprozess des Abgasreinigungssystems in der Steuervorrichtung B20 gemäß dem zweiten Beispiel wird mit Bezug auf 22 beschrieben.
22 zeigt ein Flussdiagramm des Steuerprozesses des Abgasreinigungssystems in der Steuervorrichtung B20.
Das Flussdiagramm, das in 22 gezeigt ist, wird ausgeführt, wenn es gewünscht wird, die Temperatur eines Abgasreinigungsabschnitts B13 anzuheben.
Ein Grund für ein Anheben der Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts B13 ist zum Beispiel, wenn unmittelbar nachdem die Maschine 8 angetrieben wurde und die Temperatur des Katalysators des Abgasreinigungsabschnitts B13 nicht den Aktivierungstemperaturbereich erreicht hat, oder wenn der Katalysator, dessen Aktivität aufgrund von Schwefelverbindungen und Kohlenwasserstoffen, die in dem Abgas enthalten sind, abgesenkt ist, regeneriert wird, und dergleichen.
Zuerst wird in S201 ein Zustand des Abgasreinigungsabschnitts B13 wie in S101 des ersten Beispiels erfasst.
Als Nächstes werden in S202 die Art und Konzentration des Gases, das in den Abgasreinigungsabschnitt B13 einströmt, wie in S102 des ersten Beispiels erfasst.
Als Nächstes wird es in S203 bestimmt, ob die Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts B13 gleich wie oder höher als die minimale Aktivierungstemperatur ist oder nicht.
Im vorliegenden Fall ist die niedrigste Aktivtemperatur bzw. aktive Temperatur die niedrigste Temperatur in dem aktiven Temperaturbereich und die niedrigste Temperatur bei der der Katalysator des Abgasreinigungsabschnitts B13 Kohlenwasserstoffe oxidieren kann.
Ein Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B291 bestimmt, ob die Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts B13, die durch einen Katalysatortemperatursensor B27 erfasst wird, gleich wie oder höher als eine minimale Aktivierungstemperatur ist oder nicht.
Falls es bestimmt wird, dass die Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts B13 gleich wie oder höher als die minimale Aktivierungstemperatur ist, fährt der Prozess mit S204 fort.
Falls es bestimmt wird, dass die Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts B13 niedriger als die minimale Aktivierungstemperatur ist, wird der vorliegende Steuerprozess einmal beendet.
Falls es in S203 bestimmt wird, dass die Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts B13 gleich wie oder höher als die minimale Aktivierungstemperatur ist, wird es bestimmt, ob die Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts B13 niedriger als eine Solltemperatur in S204 ist.
Im vorliegenden Fall ist die Solltemperatur die Temperatur innerhalb des aktiven Temperaturbereichs und ist die Temperatur eines Katalysators, der in der Lage ist, effizient Stickoxide zu entfernen, die Temperatur, bei der eine Schwefelverbindung, die in dem Abgas enthalten ist, entfernt werden kann, ohne die Temperatur, bei der Kohlenwasserstoffe, die in dem Abgas enthalten sind, entfernt werden können.
Der Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B291 bestimmt, ob die Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts B13, die durch den Katalysatortemperatursensor B27 erfasst ist, niedriger als die Solltemperatur ist oder nicht.
Falls es bestimmt wird, dass die Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts B13 niedriger als die Solltemperatur ist, fährt der Prozess mit S205 fort.
Falls es bestimmt wird, dass die Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts B13 gleich wie oder höher als die Solltemperatur ist, wird der vorliegende Steuerprozess beendet.
Falls es in S204 bestimmt wird, dass die Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts B13 niedriger als die Solltemperatur ist, wird ein HC-Reinigungsverhältniskennfeld in S205 in der gleichen Art und Weise wie in S1071 des ersten Beispiels ausgewählt.
In S205 wählt der Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B291 ein HC-Reinigungsverhältniskennfeld gemäß dem Zustand des Abgasreinigungsabschnitts B13, der in S201 erfasst wird, und der Art von Kohlenwasserstoff aus, das in dem Gas enthalten ist, das in den Abgasreinigungsabschnitt B13 einströmt, das in S202 erfasst wird, aus der Vielzahl von HC-Reinigungsverhältniskennfeldern.
Als Nächstes wird in S206 eine Gesamt-HC-Durchschlagsrate wie in S1072 des ersten Beispiels berechnet.
In S206 berechnet der Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B291 die Gesamt-HC-Durchschlagsrate durch ein Berechnen des HC-Reinigungsverhältnisses für jede Art von Kohlenwasserstoff, der in dem hinzugefügten Kraftstoff enthalten ist, basierend auf dem HC-Reinigungsverhältniskennfeld, das in S1071 ausgewählt ist, und summiert sie auf.
Als Nächstes wird die Soll-HC-Durchbruchsmenge wie in S106 des ersten Beispiels eingestellt.
Als Nächstes wird in S208 eine obere Grenze einer Kohlenwasserstoffzufuhrmenge berechnet.
In S208 berechnet die Steuereinheit B292 den oberen Grenzwert der Kohlenwasserstoffzuführmenge basierend auf der Gesamt-HC-Durchschlagsrate, die in S206 berechnet ist, und der Soll-HC-Durchbruchsmenge, die in S207 eingestellt ist.
Eine Berechnungsformel zum Berechnen des oberen Grenzwerts der Kohlenwasserstoffzuführmenge ist wie folgt, wenn der obere Grenzwert der Kohlenwasserstoffzuführmenge Sfmax ist, die Soll-HC-Durchbruchsmenge HCsm ist, und die Gesamt-HC-Durchbruchsmenge HCst ist. Sfmax = HCsm/HCst
Als Nächstes wird in S209 der hinzugefügte Kraftstoff wie in S110 des ersten Beispiels eingespritzt.
In S209 gibt die Steuereinheit B292 ein Steuerbefehlssignal zum Steuern des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 an den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 aus.
Der Kraftstoffzugabeabschnitt 11 führt den hinzugefügten Kraftstoff zu dem Abgas basierend auf diesem Steuerbefehlssignal zu.
Die Steuervorrichtung B20 gemäß dem zweiten Beispiel steuert das Abgasreinigungssystem B1 in dieser Art und Weise, um die Temperatur des Katalysators des Abgasreinigungsabschnitts B13 anzuheben und die HC-Durchbruchsmenge auf einen gewünschten Wert einzustellen.
Im Allgemeinen wird in einem nicht selektiven katalytischen Reduktionsverfahren von Stickoxiden unter Verwendung einer Kohlenwasserstoffverbindung als einem Reduktionsmittel die Temperatur des Katalysators durch ein Verwenden der Reaktionswärme angehoben, die aufgrund der Oxidation des hinzugefügten Kraftstoffs erzeugt wird, der durch den Kraftstoffzugabeabschnitt eingespritzt wird, wenn die Temperatur des Katalysators des Abgasreinigungsabschnitts nicht die Solltemperatur erreicht hat.
Zu diesem Zeitpunkt, falls die Zugabemenge bzw. Zuführmenge des hinzugegebenen Kraftstoffs unangemessen ist, besteht eine Möglichkeit, dass der Temperaturanstieg des Katalysators unzureichend ist oder der Kohlenwasserstoff, der nicht oxidiert wurde, zu der Außenseite hin abgegeben wird.

(e) In der Steuervorrichtung B20 gemäß dem zweiten Beispiel, wenn die Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts B13 nicht die Solltemperatur erreicht hat, berechnet der Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B291 die obere Grenze der Kohlenwasserstoffzuführmenge unter Verwendung des Gesamt-HC-Reinigungsverhältnisses, das basierend auf dem HC-Reinigungsverhältniskennfeld für jede Art von Kohlenwasserstoff berechnet ist.

Die Steuereinheit B292 erhöht rasch die Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts B13 durch ein Zuführen von so viel Kohlenstoff wie möglich zu dem Abgas, während die Soll-HC-Durchbruchsmenge beibehalten wird.
Dementsprechend bietet das Abgasreinigungssystem B1, auf das die Steuervorrichtung B20 gemäß dem zweiten Beispiel angewendet ist, die Effekte (a) bis (c) des ersten Beispiels und reduziert die Menge von Kohlenwasserstoffen, die zu der Atmosphäre hin abgegeben wird, auf den regulierten Wert oder niedriger, während die Zeit verkürzt wird, während welcher Stickoxide nicht reduziert werden können aufgrund der Temperatur des Katalysators, die nicht die Temperatur innerhalb des Aktivierungstemperaturbereichs erreicht.
[Drittes Beispiel]
Als Nächstes wird eine Steuervorrichtung für ein Abgasreinigungssystem gemäß einem dritten Beispiel der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf 23 bis 26 beschrieben.
Das dritte Beispiel ist von dem ersten Beispiel darin verschieden, dass ein Reformationsabschnitt, der gestaltet ist, um Kohlenwasserstoffe zu reformieren, in dem Abgassystem vorgesehen ist.
Es sei vermerkt, dass Komponenten, die im Wesentlichen die gleichen wie jene in dem ersten Beispiel sind, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden und deren Beschreibung wird weggelassen.
Ein Abgasreinigungssystem B3 des dritten Beispiels wird auf eine Maschine 8 angewendet und weist einen Kraftstoffzugabeabschnitt 11, einen Abgasreinigungsabschnitt B13, einen Reformationsabschnitt B12, eine Steuervorrichtung B30 und dergleichen auf.
Es sollte vermerkt werden, dass in 23 eine Strömung des Abgases in dem Abgasreinigungssystem B3 durch durchgezogene Pfeile Fg angezeigt wird.
Der Reformationsabschnitt B12 ist auf einer stromabwärtigen Seite des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 des Abgassystems 6 vorgesehen.
Der Reformationsabschnitt B12 reformiert Kohlenwasserstoff, der in dem hinzugefügten Kraftstoff enthalten ist (bezugnehmend auf eine gepunktete Linie F3 in 23), der in den Abgasdurchgang 60 durch den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 basierend auf einem Steuerbefehl von einer Steuereinheit B39 der Steuervorrichtung B30 eingespritzt wird.
Der Kohlenwasserstoff, der in dem Reformationsabschnitt B12 reformiert wird, strömt in den Abgasreinigungsabschnitt B13 durch den Abgasdurchgang 60.
Der Reformationsabschnitt B12 ist mit einem Reformationsabschnittstemperatursensor B132 versehen, der die Temperatur des Reformationsabschnitts B12 erfasst, und mit einer Heizeinrichtung B131 versehen, die in der Lage ist, die Temperatur des Reformationsabschnitts B12 zu ändern, als zweite Erfassungsabschnitte.
Der Reformationsabschnittstemperatursensor B132 schickt ein Signal entsprechend der erfassten Temperatur des Reformationsabschnitts B12 an die Steuereinheit B39.
Die Steuervorrichtung B30 hat einen Strömungsratensensor B21, einen Sauerstoffkonzentrationssensor B23, einen NOx-Konzentrationssensor B113, einen Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor B28, einen Katalysatortemperatursensor B27 und die Steuereinheit B39.
In dem dritten Beispiel ist der Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor B28 auf einer stromabwärtigen Seite des Reformationsabschnitts B12 in dem Abgassystem 6 vorgesehen.
Die Steuereinheit B39 ist aus einem Mikrocomputer zusammengesetzt mit einer CPU als einer Berechnungseinrichtung, einem RAM als einer Speichereinrichtung, einem ROM und dergleichen.
Die Steuereinheit B39 ist elektrisch verbunden mit dem Kraftstoffzugabeabschnitt 11 und der Heizeinrichtung B131.
Die Steuereinheit B39 hat einen Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B391 und einen Steuerabschnitt B392.
Der Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B391 ist elektrisch verbunden mit dem Strömungsratensensor B21, dem Sauerstoffkonzentrationssensor B23, dem NOx-Konzentrationssensor B113, dem Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor B28, dem Katalysatortemperatursensor B27 und dem Reformationsabschnittstemperatursensor B132.
Der Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B391 berechnet eine Kohlenwasserstoffdurchbruchsmenge des Abgasreinigungsabschnitts B13 basierend auf den Signalen, die von dem Strömungsratensensor B21, dem Sauerstoffkonzentrationssensor B23, dem NOx-Konzentrationssensor B113, dem Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor B28, dem Katalysatortemperatursensor B27 und dem Reformationsabschnittstemperatursensor B132 ausgegeben werden.
Ferner berechnet der Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B391 eine NOx-Entfernungsrate von Kohlenwasserstoff in dem Abgasreinigungsabschnitt B13 und einen steuerbaren Bereich des Reformationsabschnitts B12.
Ein Berechnungsinhalt in dem Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B391 wird später beschrieben. Die Steuereinheit B392 ist elektrisch verbunden mit dem Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B391.
Ferner ist die Steuereinheit B392 elektrisch verbunden mit dem Kraftstoffzugabeabschnitt 11 und der Heizeinrichtung B131.
Die Steuereinheit B392 bestimmt einen Inhalt einer Einspritzsteuerung des hinzugefügten Kraftstoffs in dem Kraftstoffzugabeabschnitt 11 und einen Inhalt einer Wärmeerzeugungssteuerung der Heizeinrichtung B131 basierend auf dem Berechnungsergebnis in dem Durchschlagmengenberechnungsabschnitt B391.
Die Steuereinheit B392 gibt Steuerbefehlssignale entsprechend dem bestimmten Verfahren von Steuerungen des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 und der Heizeinrichtung B131 aus.
Auf diese Weise steuert die Steuereinheit B392 den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 und die Heizeinrichtung B131 basierend auf den Signalen, die von dem Strömungsratensensor B21, dem Sauerstoffkonzentrationssensor B23, dem NOx-Konzentrationssensor B113, dem Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor B28, dem Katalysatortemperatursensor B27 und dem Reformationsabschnittstemperatursensor B132 ausgegeben werden.
Als Nächstes wird ein Steuerprozess des Abgasreinigungssystems in der Steuervorrichtung B30 mit Bezug auf 24 bis 26 beschrieben.
24 zeigt ein Hauptflussdiagramm des Steuerprozesses des Abgasreinigungssystems in der Steuervorrichtung B30.
25 zeigt ein Nebenflussdiagramm bzw. Subflussdiagramm des Steuerprozesses des Abgasreinigungssystems der Steuervorrichtung B30.
Das Flussdiagramm, das in 24 gezeigt ist, wird immer ausgeführt, während die Maschine 8 angetrieben wird.
Zuerst wird in S301 wie in S101 des ersten Beispiels ein Zustand des Abgasreinigungsabschnitts B13 erfasst.
Als Nächstes werden in S302 wie in S102 des ersten Beispiels die Art und Konzentration des Gases erfasst, das in den Abgasreinigungsabschnitt B13 hineinströmt.
Als Nächstes wird in S303 der steuerbare Bereich des Reformationsabschnitts B12 berechnet.
In S303 berechnet der Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B391 den steuerbaren Bereich des Reformationsabschnitts B12 nach einem Berechnen der Sauerstoffkonzentration, der Temperatur und des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses basierend auf den Signalen, die von dem Strömungsratensensor B21, dem Sauerstoffkonzentrationssensor B23, dem Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor B28 und dem Reformationsabschnittstemperatursensor B132 ausgegeben sind.
Als Nächstes wird in S304 ein Reformations-HC-Kennfeld ausgewählt.
Im vorliegenden Fall ist das Reformations-HC-Kennfeld ein Kennfeld, das die Arten von Kohlenwasserstoffen, die in dem Reformationsabschnitt B12 erzeugt werden, und die Erzeugungsverhältnisse davon für jeden Zustand des Reformationsabschnittes B12 zusammenfasst.
Der Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B391 wählt das Reformations-HC-Kennfeld in dem steuerfähigen Bereich des Reformationsabschnitts B12 aus, der in S303 berechnet ist.
Im vorliegenden Fall werden die Arten von Kohlenwasserstoffen, die unter der Steuerung des Reformationsabschnitts B12 erzeugt werden, mit Bezug auf 26 beschrieben.
26 zeigt Arten von Kohlenwasserstoffen, die in einer Relation zwischen der Temperatur des Reformationsabschnitts B12 und dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Reformationsabschnitts B12 erzeugt sind.
In 26 ist ein Bereich, in dem hochaktivierter Kohlenwasserstoff mit einer relativ hohen Reduktionsrate für Stickoxide, wie zum Beispiel ein Aldehyd, erzeugt wird, in einem Bereich A101 gezeigt und ein Bereich, in dem ein relativ inaktiver Kohlenwasserstoff mit einer relativ niedrigen Reduktionsrate für Stickoxide, wie zum Beispiel eine aromatische Verbindung oder Naphthen erzeugt wird, ist in einem Bereich A102 gezeigt.
Ferner ist ein Bereich, in dem sich der Kohlenwasserstoff hauptsächlich zu Kohlenmonoxid und dergleichen durch eine Oxidation ändert, als A103 definiert.
Es sei vermerkt, dass Grenzen bzw. Grenzbereiche, die durch einfach gepunktete Strichlinien in 26 gezeigt sind, keine exakten Grenzen sind.
Wie in 26 gezeigt ist, ändert sich die Art von Kohlenwasserstoff, der in dem Reformationsabschnitt B12 erzeugt wird durch ein Ändern der Temperatur des Reformationsabschnitts B12 und des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Reformationsabschnittes B12.
Zum Beispiel in einem Fall, in dem eine relativ hohe Menge von relativ inaktivem Kohlenwasserstoff von dem Reformationsabschnitt B12 unter einer Bedingung abgegeben wird, in der das Luft-Kraftstoff-Verhältnis bei einer relativ niedrigen Temperatur fett ist und wenn die Temperatur des Reformationsabschnitts B12 angehoben ist bzw. wird und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis mager gemacht wird (durch einen Punktlinienpfeil F10 in 26 angezeigt), wird wahrscheinlich ein hochaktivierter Kohlenwasserstoff erzeugt werden.
Als Nächstes wird in Schritt S305 eine Kombination von einer Art und einer Konzentration von Kohlenwasserstoff, der erzeugt werden kann, ausgewählt.
In Schritt S305 wählt der Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B391 eine Art von Kohlenwasserstoff und eine Kombination der Konzentration, die in dem Reformationsabschnitt B12 erzeugt werden kann, basierend auf dem Reformations-HC-Kennfeld aus, das in Schritt S304 ausgewählt wird.
Als Nächstes wird in S306 wie in S103 des ersten Beispiels die Sollentfernungsrate der Stickoxide eingestellt.
Als Nächstes wird in S307 wie in S104 des ersten Beispiels ein NOx-Entfernungsratenkennfeld ausgewählt.
Als Nächstes wird in S308 eine Kombination der Kohlenwasserstoffart und deren Konzentration, die zum Erreichen der Sollentfernungsrate des Stickoxids zu erreichen, ausgewählt.
In S308 wählt der Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B391 eine Kombination aus, die die Sollentfernungsrate der Stickoxide erreichen kann, unter den Kombinationen der Kohlenwasserstoffart und deren Konzentration, die in S305 ausgewählt sind.
In einem Fall, in dem eine Vielzahl von Kombinationen, die in der Lage sind, die Sollentfernungsrate der Stickoxide zu erreichen, ausgewählt werden kann, wird die Vielzahl von Kombinationen ausgewählt wie sie sind.
Ferner wird in einem Fall, in dem die Sollentfernungsrate des Stickoxids in der Kombination der Art von Kohlenwasserstoff und dessen Konzentration, die in S305 ausgewählt sind, nicht erreicht werden kann, die Kombination in der die Stickoxidentfernungsrate das Maximum wird, ausgewählt.
Zu diesem Zeitpunkt speichert die Steuereinheit B392 die Temperatur des Reformationsabschnitts B12 entsprechend der Art von Kohlenwasserstoff und der Kombination der Konzentration, und berechnet die Zuführmenge des hinzugefügten Kraftstoffs entsprechend der Kombination.
Als Nächstes wird in S309 die Soll-HC-Durchbruchsmenge wie in S106 des ersten Beispiels eingestellt.
Als Nächstes wird in S310 die Gesamt-HC-Durchbruchsmenge für jede Kombination berechnet.
In S310 wird die Gesamt-HC-Durchbruchsmenge berechnet, die eine Summe von Durchbruchsmengen in einer einzelnen Zufuhr von hinzugefügtem Kraftstoff für jede Kombination basierend auf der Kombination der Art von Kohlenwasserstoff, der in S308 ausgewählt ist, und dessen Konzentration und der Zuführmenge von hinzugefügtem Kraftstoff ist, die berechnet wurde.
Ein Verfahren eines Berechnens der Gesamt-HC-Durchbruchsmenge für jede Kombination in S310 wird basierend auf dem Nebenflussdiagramm beschrieben, das in 25 gezeigt ist.
Zuerst wird in S3101 wie in S1071 des ersten Beispiels ein HC-Reinigungsverhältniskennfeld ausgewählt.
In S3101 wählt der Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B391 das HC-Reinigungsverhältniskennfeld für jede Kombination von der Art von Kohlenwasserstoff und dessen Konzentration, die in S308 ausgewählt sind.
Deshalb, wenn eine Vielzahl von Kombinationen, die in der Lage sind, eine Sollentfernungsrate der Stickoxide zu erreichen, in S308 ausgewählt wird, wird eine Vielzahl von HC-Reinigungsverhältniskennfeldern ausgewählt.
Als Nächstes wird in S3102 ein Gesamt-HC-Reinigungsverhältnis wie in S1072 des ersten Beispiels berechnet.
In S3102 berechnet der Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B391 das HC-Reinigungsverhältnis für jede Art von Kohlenwasserstoffen, die durch den Reformationsabschnitt B12 erzeugt werden, basierend auf dem HC-Reinigungsverhältniskennfeld, das in S3101 für jede Kombination von Kohlenwasserstoffen und deren Konzentrationen ausgewählt ist, die in S308 ausgewählt sind.
Der Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B391 berechnet das Gesamt-HC-Reinigungsverhältnis für jede Kombination durch ein Aufsummieren der berechneten HC-Reinigungsverhältnisse.
Deshalb, wenn eine Vielzahl von Kombinationen, die in der Lage sind, die Sollentfernungsrate des Stickoxids zu erreichen, in S308 ausgewählt wird, wird eine Vielzahl von Gesamt-HC-Reinigungsverhältnissen berechnet.
Als Nächstes wird in S3103 wie in S1073 des ersten Beispiels die Zuführmenge des hinzugefügten Kraftstoffs erlangt, die in S308 berechnet ist.
In S3103 erlangt der Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B391 die Zuführmenge des hinzugefügten Kraftstoffs, die jeder von den Arten von Kohlenwasserstoffen und Kombinationen der Konzentrationen der Kohlenwasserstoffe, die in S308 ausgewählt sind, entsprechend.
Als Nächstes wird in S3104 die Gesamt-HC-Durchbruchsmenge berechnet wie in S1074 des ersten Beispiels.
In S3104 berechnet der Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B391 die Gesamt-HC-Durchbruchsmenge für jede Kombination basierend auf der Gesamt-HC-Durchschlagsrate, die in S3102 berechnet ist, und die Zuführmenge des hinzugefügten Kraftstoffs, die in S3103 für jede Kombination der Kohlenwasserstoffart und deren Konzentration, die in S308 ausgewählt sind, berechnet ist.
Eine Berechnungsformel zum Berechnen der Gesamt-HC-Durchbruchsmenge ist die gleiche wie jene in dem ersten Beispiel.
Zurückkehrend zu dem Hauptflussdiagramm von 24 wird in S311 die Art von Kohlenwasserstoff und die Kombination von Konzentrationen davon, für welche die Gesamt-HC-Durchbruchsmenge gleich wie oder geringer als die Soll-HC-Durchbruchsmenge ist, ausgewählt.
In S311 vergleicht der Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B391 die Magnitudenrelation zwischen der Gesamt-HC-Durchbruchsmenge für jede Kombination, die in S310 berechnet ist, und der Soll-HC-Durchbruchsmenge, die in S309 eingestellt ist, und wählt die Kombination der Art von Kohlenwasserstoffen und deren Konzentration derart aus, dass die Gesamt-HC-Durchbruchsmenge gleich wie oder geringer als die Soll-HC-Durchbruchsmenge wird.
In einem Fall, in dem eine Vielzahl von Kombinationen ausgewählt wird, wird eine Kombination mit dem kleinsten Bereich einer Temperatursteuerung des Reformationsabschnitts B12 ausgewählt.
Als Nächstes wird in S312 der hinzugefügte Kraftstoff nach einem Steuern der Heizeinrichtung B131 eingespritzt.
In S312 steuert die Steuereinheit B392 die Heizeinrichtung B131 derart, dass die Temperatur des Reformationsabschnitts B12 die Temperatur wird, die derart vom Kohlenwasserstoff, die in S311 ausgewählt ist, und deren Konzentration entspricht, und gibt dann ein Steuerbefehlssignal zum Steuern des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 an den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 aus.
Der Kraftstoffzugabeabschnitt 11 führt den hinzugefügten Kraftstoff zu dem Abgas basierend auf diesem Steuerbefehlssignal zu.
Auf diese Weise steuert die Steuervorrichtung B30 das Abgasreinigungssystem B3, um die Entfernungsrate der Stickoxide und die HC-Durchbruchsmenge auf die gewünschten Werte einzustellen.

(f) Die Steuervorrichtung B30 gemäß dem dritten Beispiel ist in der Lage, die gewünschten Kohlenwasserstoffe durch den Reformationsabschnitt B12 zu erzeugen.

Die Steuereinheit B39 wählt die Art von Kohlenwasserstoff, die erzeugt werden kann, und die Kombination von deren Konzentration durch ein Steuern des Reformationsabschnitts B12 aus.
Der Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B391 berechnet die HC-Durchbruchsmenge in der ausgewählten Kombination basierend auf der Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts B13 und das HC-Reinigungsverhältnis für jede Art von Kohlenwasserstoff.
Die Steuereinheit B392 bestimmt die Inhalte der Temperatursteuerung des Reformationsabschnitts B12 durch die Heizeinrichtung B131 und den Inhalt der Einspritzsteuerung des hinzugefügten Kraftstoffs, der durch den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 basierend auf der berechneten HC-Durchbruchsmenge hinzugefügt wird, und steuert die Heizeinrichtung B131 und den Kraftstoffzugabeabschnitt 11.
Als ein Ergebnis bietet das Abgasreinigungssystem B3, auf das die Steuervorrichtung B30 gemäß dem dritten Beispiel angewendet ist, die Effekte (A) bis (C) des ersten Beispiels und es ist möglich, die Menge der Kohlenwasserstoffe zu reduzieren, die an die Atmosphäre abgegeben werden, während die Stickoxide effizient entfernt werden.

(g) Ferner werden in der Steuervorrichtung B30 gemäß dem dritten Beispiel, wenn eine Vielzahl von Kombinationen der Kohlenwasserstoffarten und Konzentrationen, von denen die Gesamt-HC-Durchbruchsmenge gleich wie oder geringer als die Soll-HC-Durchbruchsmenge ist, ausgewählt werden, wird eine Kombination mit dem kleinsten Bereich der Temperatursteuerung des Reformationsabschnitts B12 ausgewählt.

Dadurch ist es möglich, die Energie zu reduzieren, die für ein Einstellen der Stickoxidentfernungsrate und der HC-Durchbruchsmenge auf die gewünschten Werte erforderlich ist.
Deshalb kann die Steuervorrichtung B30 gemäß dem dritten Beispiel die Betriebskosten des Abgasreinigungssystems B3 reduzieren.
[Viertes Beispiel]
Als Nächstes wird eine Steuervorrichtung für ein Abgasreinigungssystem gemäß einem vierten Beispiel der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf 27 beschrieben.
Das vierte Beispiel ist von dem dritten Beispiel in dem Steuerprozess des Abgasreinigungssystems verschieden.
Es sei vermerkt, dass Komponenten, die im Wesentlichen die gleichen wie jene in dem dritten Beispiel sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden, und deren Beschreibung wird weggelassen.
Ein Steuerprozess des Abgasreinigungssystems in der Steuervorrichtung B30 gemäß dem vierten Beispiel wird mit Bezug auf 27 beschrieben.
27 zeigt ein Hauptflussdiagramm des Steuerprozesses des Abgasreinigungssystems in der Steuervorrichtung B30.
Das Flussdiagramm, das in 27 gezeigt ist, wird ausgeführt, wenn es gewünscht wird, die Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts B13 zu erhöhen, unmittelbar nachdem die Maschine 8 angetrieben wurde und die Temperatur des Katalysators des Abgasreinigungsabschnitts B13 den Aktivierungstemperaturbereich nicht erreicht hat, oder wenn der Katalysator regeneriert wird, dessen Aktivität aufgrund von Schwefelverbindungen herabgesetzt ist, die in dem Abgas enthalten sind.
Zuerst wird in Schritt S401 ein Zustand des Abgasreinigungsabschnitts B13 in der gleichen Art und Weise wie in Schritt S301 des dritten Beispiels erfasst.
Als Nächstes werden in S402 wie in S302 des dritten Beispiels die Art des Gases, das in den Abgasreinigungsabschnitt B13 strömt, und dessen Konzentration erfasst.
Als Nächstes wird es in Schritt S403 bestimmt, ob die Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts B13 gleich wie oder höher als die Minimumaktivierungstemperatur ist oder nicht.
Ein Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B291 bestimmt, ob die Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts B13, die durch einen Katalysatortemperatursensor B27 erfasst wird, gleich wie oder höher als die Minimumaktivierungstemperatur ist oder nicht.
Falls es bestimmt wird, dass die Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts B13 gleich wie oder höher als die Minimumaktivierungstemperatur ist, fährt der Prozess mit S404 fort.
Falls es bestimmt wird, dass die Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts B13 niedriger als die Minimumaktivierungstemperatur ist, wird der Steuerprozess des Abgasreinigungssystems in der vorliegenden Steuervorrichtung B30 zeitweilig beendet.
Falls es in S403 bestimmt wird, dass die Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts B13 gleich wie oder höher als die Minimumaktivierungstemperatur ist, wird es bestimmt, ob die Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts B13 niedriger als eine Solltemperatur in S404 ist.
Der Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B391 bestimmt, ob die Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts B13, die von dem Katalysatortemperatursensor B27 erfasst wird, niedriger als die Solltemperatur ist oder nicht.
Falls es bestimmt wird, dass die Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts B13 niedriger als die Solltemperatur ist, fährt der Prozess mit S405 fort.
Falls es bestimmt wird, dass die Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts B13 gleich wie oder höher als die Solltemperatur ist, wird der Steuerprozess des Abgasreinigungssystems in der vorliegenden Steuervorrichtung B30 beendet.
Falls es in S404 bestimmt wird, dass die Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts B13 niedriger als die Solltemperatur ist, wird ein steuerbarer Bereich des Reformationsabschnitts B12 in der gleichen Art und Weise wie in S303 des dritten Beispiels in S405 berechnet.
Als Nächstes wird in S406 ein Reformations-HC-Kennfeld wie in S304 des dritten Beispiels ausgewählt.
Als Nächstes wird in S407 wie in S405 des dritten Beispiels eine Kombination einer Art von Kohlenwasserstoff, die in dem Reformationsabschnitt B12 erzeugt werden kann, und dessen Konzentration ausgewählt.
Als Nächstes wird in S408 wie in S3101 des dritten Beispiels ein HC-Reinigungsverhältniskennfeld für jede Kombination von der Art von Kohlenwasserstoff und dessen Konzentration, die in S407 ausgewählt sind, ausgewählt.
Als Nächstes werden in S409 wie in S3102 des dritten Beispiels ein Gesamt-HC-Reinigungsverhältnis für jede Kombination von Kohlenwasserstoffart und dessen Konzentration in S407 berechnet.
Zu diesem Zeitpunkt wird eine Kombination, in der das Gesamt-HC-Reinigungsverhältnis gleich wie oder höher als ein vorbestimmter Wert ist, ausgewählt.
Ferner, wenn das Gesamt-HC-Reinigungsverhältnis kleiner als der vorbestimmte Wert ist, wird eine Kombination mit dem größten Gesamt-HC-Reinigungsverhältnis ausgewählt.
Als Nächstes wird in S410 wie in S309 des dritten Beispiels die Soll-HC-Durchbruchsmenge eingestellt.
Als Nächstes wird in S411 ein oberer Grenzwert einer Kohlenwasserstoffzuführmenge berechnet.
In S411 berechnet die Steuereinheit B392 den oberen Grenzwert der Kohlenwasserstoffzuführmenge basierend auf der Gesamt-HC-Durchschlagsrate, die in S409 berechnet ist, und die Soll-HC-Durchbruchsmenge, die in S410 eingestellt ist.
Eine Berechnungsformel zum Berechnen des oberen Grenzwerts der Kohlenwasserstoffzuführmenge ist die gleich wie jene in dem zweiten Beispiel.
Als Nächstes wird in S412 wie in S312 des dritten Beispiels der hinzugefügte Kraftstoff nach einem Steuern der Heizeinrichtung B131 eingespritzt.
In S412 gibt die Steuereinheit B392 ein Steuerbefehlssignal aus, um den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 nach einem Steuern der Heizeinrichtung B131 derart zu steuern, dass die Temperatur des Reformationsabschnitts B12 eine Kombination der Temperatur gemäß der Art von Kohlenwasserstoff, die in S411 ausgewählt ist, und deren Konzentration wird.
Der Kraftstoffzugabeabschnitt 11 gibt den hinzugefügten Kraftstoff zu dem Abgas basierend auf diesem Steuerbefehlssignal zu.
Die Steuervorrichtung B30 gemäß dem vierten Beispiel steuert das Abgasreinigungssystem B3 in dieser Art und Weise, um die Temperatur des Katalysators des Abgasreinigungsabschnitts B13 anzuheben und die HC-Durchbruchsmenge auf einen gewünschten Wert einzustellen.

(h) In der Steuervorrichtung B30 gemäß dem vierten Beispiel, wenn die Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts B13 die Solltemperatur nicht erreicht hat, berechnet der Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B391 die obere Grenze der Kohlenwasserstoffzuführmenge unter Verwendung des Gesamt-HC-Reinigungsverhältnisses, das basierend auf dem HC-Reinigungsverhältniskennfeld für jede Art von Kohlenwasserstoff berechnet ist.

Die Steuereinheit B392 erhöht rasch die Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts B13 durch ein Zuführen von so viel Kohlenwasserstoff wie möglich zu dem Abgas, während die Soll-HC-Durchbruchsmenge beibehalten wird.
Dementsprechend werden in dem Abgasreinigungssystem B3, auf das die Steuervorrichtung B30 gemäß dem vierten Beispiel angewendet ist, die Effekte (A) bis (C) des ersten Beispiels, die Effekte (b) des zweiten Beispiels und der Effekt (f) des dritten Beispiels geboten.
[Fünftes Beispiel]
Als Nächstes wird eine Steuervorrichtung für ein Abgasreinigungssystem gemäß einem fünften Beispiel der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf 28 beschrieben.
Das fünfte Beispiel ist von dem dritten Beispiel in der Position verschieden, an der der Reformationsabschnitt vorgesehen ist.
Es sei vermerkt, dass Komponenten, die im Wesentlichen die gleichen wie jene in dem dritten Beispiel sind, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden, und deren Beschreibung wird weggelassen.
Ein Abgasreinigungssystem B5 des fünften Beispiels wird auf eine Maschine 8 angewendet und weist einen Kraftstoffzugabeabschnitt 11, einen Abgasreinigungsabschnitt B13, einen Reformationsabschnitt B12, eine Zuführpumpe 14, eine Steuervorrichtung B30 und dergleichen auf.
Es sollte vermerkt werden, dass in 28 eine Strömung des Gases in dem Abgasreinigungssystem B5 durch durchgezogene Pfeile Fg dargestellt ist.
Das Abgasreinigungssystem B5 hat eine Reduktionsmittelzugabeleitung 111, die mit einem Abgassystem 6 auf einer stromaufwärtigen Seite des Abgasreinigungsabschnitts B13 verbunden ist.
Die Reduktionsmittelzugabeleitung 111 ist derart ausgebildet, dass Atmosphärenluft eingeleitet werden kann.
Der Kraftstoffzugabeabschnitt 11 ist vorgesehen, um den zugefügten Kraftstoff zu einem Reduktionsmittelzugabedurchgang 110 der Reduktionsmittelzugabeleitung 111 zuzuführen.
Der zugefügte Kraftstoff (bezugnehmend auf gepunktete Linie F5 in 28), der zu dem Reduktionsmittelzugabedurchgang 110 durch den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 zugeführt wird, strömt in den Reformationsabschnitt B12, der in der Reduktionsmittelzugabeleitung 111 vorgesehen ist, und wird reformiert.
Der Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor B28 ist auf einer stromabwärtigen Seite des Reformationsabschnitts B12 in der Reduktionsmittelzugabeleitung 111 angeordnet.
Die Zuführpumpe 14 ist auf einer stromaufwärtigen Seite des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 der Reduktionsmittelzugabeleitung 111 derart angeordnet, dass Atmosphärenluft in den Reduktionsmittelzugabedurchgang 110 eingeleitet werden kann. Die Zuführpumpe 14 ist elektrisch verbunden mit der Steuereinheit B39.
Die Zuführpumpe 14 stellt die Strömungsrate der Luft, die durch den Reduktionsmittelzugabedurchgang 110 strömt, in Erwiderung auf einen Steuerbefehl von der Steuereinheit B39 ein.
Ein Strömungsratensensor B141 und ein Sauerstoffkonzentrationssensor B143 als zweite Erfassungsabschnitte sind zwischen der Zuführpumpe 14 und dem Reformationsabschnitt B12 in der Reduktionsmittelzugabeleitung 111 angeordnet.
Der Strömungsratensensor B141 ist vorgesehen, um eine Strömungsrate eines Gemisches der Atmosphärenluft und des hinzugefügten Kraftstoffs in der Reduktionsmittelzugabeleitung 111 zu erfassen.
Der Strömungsratensensor B141 ist elektrisch mit der Steuereinheit B39 verbunden.
Der Strömungsratensensor B141 schickt ein Signal entsprechend der Strömungsrate des Gemisches der Luft und des hinzugefügten Kraftstoffs, der durch den Reduktionsmittelzugabedurchgang 110 strömt, an den Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B391.
Der Sauerstoffkonzentrationssensor B143 ist vorgesehen, um eine Sauerstoffkonzentration des Gemisches der Atmosphärenluft und des hinzugefügten Kraftstoffs in der Reduktionsmittelzugabeleitung 111 zu erfassen.
Der Sauerstoffkonzentrationssensor B143 ist elektrisch verbunden mit der Steuereinheit B39.
Der Sauerstoffkonzentrationssensor B143 schickt ein Signal entsprechend der Sauerstoffkonzentration des Gemisches der Luft und des hinzugefügten Kraftstoffs, die durch den Reduktionsmittelzugabedurchgang 110 strömen, an den Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B391.
In dem fünften Beispiel reformiert der Reformationsabschnitt B12 Kohlenwasserstoffe, die in dem Gemisch der Luft, die von der Atmosphäre aus einströmt, und dem hinzugefügten Kraftstoff enthalten sind.
In dem Abgasreinigungssystem B5 kann die Strömungsrate der Luft, die von der Atmosphäre aus einströmt, durch die Zuführpumpe 14 gesteuert werden, sodass ein steuerfähiger Bereich, der die Strömungsrate der Reformationsreaktion in dem Reformationsabschnitt B12 betrifft, aufgeweitet werden kann.
Entsprechend ist es möglich, mehrere Kombination von der Art von Kohlenwasserstoffen, die in dem Reformationsabschnitt B12 erzeugt werden, und deren Konzentration zusammen mit der Temperatursteuerung des Reformationsabschnitts B12 durch die Heizeinrichtung B131 und die Einspritzsteuerung des hinzugefügten Kraftstoffs, der durch den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 zugeführt wird, vorzusehen.
Deshalb bietet das Abgasreinigungssystem B5, auf das die Steuervorrichtung B30 gemäß dem fünften Beispiel angewendet ist, die Effekte (a) bis (c) des ersten Beispiels und die Effekte (f) und (g) des dritten Beispiels und es ist möglich, die Emissionsmenge bzw. den Emissionsbetrag von Kohlenwasserstoffen zu der Atmosphäre hin weiter zu reduzieren, während Stickoxide verglichen mit dem Abgasreinigungssystem B3 des dritten Beispiels noch effektiver entfernt werden.
[Sechstes Beispiel]
Als Nächstes wird eine Steuervorrichtung für ein Abgasreinigungssystem gemäß einem sechsten Beispiel der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf 29 beschrieben.
Das sechste Beispiel ist von dem dritten Beispiel in einer Position verschieden, an der ein Reformationsabschnitt angeordnet ist.
Es sei vermerkt, dass Komponenten, die im Wesentlichen die gleichen wie jene in der dritten Ausführungsform sind, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden und deren Beschreibung wird weggelassen.
Ein Abgasreinigungssystem B6 des sechsten Beispiels ist auf eine Maschine 8 angewendet und weist einen Kraftstoffzugabeabschnitt 11, einen Abgasreinigungsabschnitt B13, einen Reformationsabschnitt B12, ein Atmosphärenluftzuführventil 15, eine Steuervorrichtung B30 und dergleichen auf.
Es sollte vermerkt werden, dass in 29 eine Strömung des Gases in dem Abgasreinigungssystem B6 durch durchgezogene Pfeile Fg dargestellt ist.
Das Abgasreinigungssystem B6 hat eine Umgehungsleitung bzw. ein Umgehungsrohr 7, das mit einem Abgassystem 6 auf einer stromaufwärtigen Seite des Abgasreinigungsabschnitts B13 verbunden ist.
Die Umgehungsleitung 7 bzw. Bypassleitung 7 ist mit dem Kraftstoffzugabeabschnitt 11 und dem Reformationsabschnitt B12 versehen und beide Enden von dieser sind mit dem Abgassystem 6 verbunden.
Unter den Enden der Umgehungsleitung 7, die mit dem Abgassystem 6 verbunden sind, strömt das Abgas, das von der Maschine 8 abgegeben wird, in den Umgehungsdurchgang bzw. Bypassdurchgang 70, der Umgehungsleitung 7 von einem Ende 71 der Umgehungsleitung 7 auf einer Seite nahe der Maschine 8.
Der hinzugefügte bzw. zugefügte Kraftstoff, der durch den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 eingespritzt wird, wird zu dem Abgas zugegeben, das durch den Umgehungsdurchgang 70 strömt (bezugnehmend auf eine gepunktete Linie F6 in 29).
Die Mischung des Abgases und es zugefügten Kraftstoffs, die durch den Umgehungsdurchgang 70 strömt, wird in dem Reformationsabschnitt B12 reformiert, der in der Umgehungsleitung 7 vorgesehen ist.
Unter den Enden der Umgehungsleitung 7, die mit dem Abgassystem 6 verbunden sind, kehren die reformierten Kohlenwasserstoffe, die in dem Reformationsabschnitt B12 reformiert sind, zu dem Abgassystem 6 durch ein Ende 72 der Umgehungsleitung 7 auf einer Seite weiter entfernt von der Maschine 8 zurück.
Der Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor B28 ist auf der stromabwärtigen Seite des Reformationsabschnitts B12 in der Umgehungsleitung 7 angeordnet.
Das Atmosphärenluftzuführventil 15 ist auf der stromaufwärtigen Seite des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 der Umgehungsleitung 7 angeordnet.
Das Atmosphärenluftzuführventil 15 ist elektrisch verbunden mit der Steuereinheit B39.
Das Atmosphärenluftzuführventil 15 ist elektrisch verbunden mit der Steuereinheit B39.
Das Atmosphärenluftzuführventil 15 führt Luft zu dem Umgehungsdurchgang 70 durch ein Steuern eines Öffnungsgrads von diesem in Erwiderung auf einen Steuerbefehl von der Steuereinheit B39 zu.
Dies macht es möglich, die Sauerstoffkonzentration des Gases einzustellen, das durch den Umgehungsdurchgang 70 strömt.
Ein Strömungsratensensor B151 und ein Sauerstoffkonzentrationssensor B153 als zweite Erfassungsabschnitte sind zwischen dem Atmosphärenluftzuführventil 15 und dem Reformationsabschnitt B12 in der Umgehungsleitung 7 angeordnet.
Der Strömungsratensensor B151 ist vorgesehen, um eine Strömungsrate eines Teils des Abgases der Maschine 8, das auf der stromaufwärtigen Seite des Reformationsabschnitts B12 in der Umgehungsleitung 7 strömt, eine Strömungsrate der Luft, die von der Atmosphäre über das Atmosphärenluftzuführventil 15 einströmt, und eine Strömungsrate einer Mischung bzw. eines Gemisches der Luft und des hinzugefügten Kraftstoffs zu erfassen.
Der Strömungsratensensor B151 ist elektrisch verbunden mit der Steuereinheit B39.
Der Strömungsratensensor B151 schickt ein Signal entsprechend der Strömungsrate des Gemisches des Abgases, der Luft und des hinzugefügten Kraftstoffs, die durch den Umgehungsdurchgang 70 strömen, an einem Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B391.
Der Sauerstoffkonzentrationssensor B153 ist vorgesehen, um eine Sauerstoffkonzentration eines Gemisches des Abgases, der Luft und des zugefügten Kraftstoffs zu erfassen, die auf einer stromaufwärtigen Seite des Reformationsabschnitts B12 in der Umgehungsleitung 7 strömen.
Der Sauerstoffkonzentrationssensor B153 ist elektrisch verbunden mit der Steuereinheit B39.
Der Sauerstoffkonzentrationssensor B153 schickt ein Signal entsprechend der Sauerstoffkonzentration des Gemisches des Abgases, der Luft und des zugefügten Kraftstoffs, die durch den Umgehungsdurchgang 70 strömen, an den Durchbruchsmengenberechnungsabschnitt B391.
In dem sechsten Beispiel reformiert der Reformationsabschnitt B12 Kohlenwasserstoffe, die in dem Gemisch der Luft, die von der Atmosphäre durch das Atmosphärenluftzuführventil 15 strömt, Abgas und den zugefügten Kraftstoff enthalten sind.
In dem Abgasreinigungssystem B6 kann die Strömungsrate der Luft, die von der Atmosphäre aus über ein Atmosphärenzuführventil bzw. das Atmosphärenluftzuführventil 15 einströmt, durch den Öffnungsgrad des Atmosphärenluftzuführventils 15 gesteuert werden, sodass ein steuerbarer Bereich, der die Strömungsrate der Reformationsreaktion in dem Reformationsabschnitt B12 betrifft, aufgeweitet werden kann.
Entsprechend ist es möglich, Kombinationen der Art von Kohlenwasserstoffen, die in dem Reformationsabschnitt B12 erzeugt werden, und deren Konzentration zusammen mit der Temperatursteuerung des Reformationsabschnitts B12 durch die Heizeinrichtung B131 und die Einspritzsteuerung des zugefügten Kraftstoffs, der durch den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 zugeführt wird, zu erhöhen.
Deshalb bietet das Abgasreinigungssystem B6, auf das die Steuervorrichtung B30 gemäß dem sechsten Beispiel angewendet ist, die Effekte (a) bis (c) des ersten Beispiels und die Effekte (f) und (g) des dritten Beispiels und es ist möglich, den Emissionsbetrag von Kohlenwasserstoffen zur Atmosphäre hin weiter zu reduzieren, während Stickoxide verglichen mit dem Abgasreinigungssystem B3 des dritten Beispiels effektiver entfernt werden.
[Siebtes Beispiel bzw. siebte Ausführungsform]
Als Nächstes wird eine Steuervorrichtung für ein Abgasreinigungssystem gemäß einem siebten Beispiel der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf 30 beschrieben.
Das siebte Beispiel ist von dem sechsten Beispiel darin verschieden, dass ein Strömungsratensteuerventil in den Umgehungsdurchgang vorgesehen ist.
Es sei vermerkt, dass Komponenten, die im Wesentlichen die gleichen wie jene in dem sechsten Beispiel sind, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, und deren Beschreibung wird weggelassen.
Ein Abgasreinigungssystem B7 des siebten Beispiels ist auf eine Maschine 8 angewendet und weist einen Kraftstoffzugabeabschnitt 11, einen Abgasreinigungsabschnitt B13, einen Reformationsabschnitt B12, ein Strömungsratensteuerventil 16 als einen Steuerabschnitt, eine Steuervorrichtung B30 und dergleichen auf.
Es sollte vermerkt werden, dass in 30 eine Strömung des Gases in dem Abgasreinigungssystem B7 durch durchgezogene Pfeile Fg dargestellt ist.
Das Strömungsratensteuerventil 16 ist auf einer stromabwärtigen Seite des Informationsabschnitts B12 in einer Umgehungsleitung 7 angeordnet.
Das Strömungsratensteuerventil 16 ist elektrisch verbunden mit der Steuereinheit B39.
Das Strömungsratensteuerventil 16 führt die Luft zu dem Umgehungsdurchgang 70 durch ein Steuern eines Öffnungsgrads von diesem in Erwiderung auf einen Steuerbefehl von der Steuereinheit B39 zu.
In dem siebten Beispiel reformiert der Reformationsabschnitt B12 Kohlenwasserstoffe, die in einem Gemisch eines Abgases und des zugefügten Kraftstoffs enthalten sind, das durch den Umgehungsdurchgang 70 strömt.
In dem Abgasreinigungssystem B7 kann die Strömungsrate des Luftkraftstoffgemisches, das durch den Umgehungsdurchgang 70 strömt, durch einen Öffnungsgrad des Strömungsratensteuerventils 16 gesteuert werden, sodass ein steuerfähiger Bereich, der die Strömungsrate der Reformationsreaktion in dem Reformationsabschnitt B12 betrifft, aufgeweitet werden kann.
Entsprechend ist es möglich, Kombinationen der Art von Kohlenwasserstoffen, die in dem Reformationsabschnitt B12 erzeugt werden, und deren Konzentration zusammen mit der Temperatursteuerung des Reformationsabschnitts B12 durch die Heizeinrichtung B131 und die Einspritzsteuerung des hinzugefügten Kraftstoffs, der durch den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 zugeführt wird, zu erhöhen.
Deshalb bietet das Abgasreinigungssystem B7, auf das die Steuervorrichtung B30 gemäß dem siebten Beispiel angewendet ist, die Effekte (a) bis (c) des ersten Beispiels und die Effekte (f) und (g) des dritten Beispiels und es ist möglich, den Emissionsbetrag von Kohlenwasserstoffen zur Atmosphäre hin weiter zu reduzieren, werden Stickoxide verglichen mit dem Abgasreinigungssystem B3 des dritten Beispiels effektiver entfernt werden.
Ferner ist es in dem siebten Beispiel unnötig, Atmosphärenluft in den Umgehungsdurchgang 70 verglichen mit dem sechsten Beispiel einzuleiten.
Als ein Ergebnis kann das Abgasreinigungssystem B7 eine einfachere Konfiguration als jene des Abgasreinigungssystems B6 des sechsten Beispiels haben.
[Andere Ausführungsformen bzw. Beispiele]
In jedem von den vorangehend beschriebenen Beispielen gemäß der zweiten Ausführungsform sind die ersten Erfassungsabschnitte der Strömungsratensensor, der Sauerstoffkonzentrationssensor, der NOx-Konzentrationssensor und der Katalysatortemperatursensor.
Jedoch sind die ersten Erfassungsabschnitte nicht darauf begrenzt solange sie einen Zustand eines Katalysators des Abgasreinigungsabschnitts erfassen können.
In dem vorangehenden Beispiel wird die Gesamt-HC-Durchbruchsmenge basierend auf einem Kennfeld berechnet, das das HC-Reinigungsverhältnis und die Durchschnittskohlenstoffzahl von fünf Arten von Kohlenwasserstoffen zeigt, wie in 20 gezeigt ist.
Jedoch kann die Gesamt-HC-Durchbruchsmenge basierend auf einem Kennfeld berechnet werden, das das HC-Reinigungsverhältnis und die Durchschnittskohlenstoffzahl von zwei oder mehreren Arten von Kohlenwasserstoffen zeigt.
In den vorangehenden Beispielen werden die Art und die Konzentration von Kohlenwasserstoffen, die in den Abgasreinigungsabschnitt strömen, angenommen, um durch den Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor erfasst zu werden.
Jedoch ist das Verfahren eines Erlangens von Informationen bezüglich der Art von Kohlenwasserstoff und dessen Konzentration nicht darauf begrenzt.
Die Informationen können von einem Kennfeld erlangt werden, das in der Lage ist, die Art und Konzentration von Kohlenwasserstoffen, die in den Abgasreinigungsabschnitt strömen, basierend auf der Zugabemenge des zugegebenen Kraftstoffs, der durch den Kraftstoffzugabeabschnitt eingespritzt wird, und dem Betriebszustand der Maschine zu bestimmen.
In diesem Fall, da der Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor unnötig wird, können die Herstellungskosten der Steuervorrichtung reduziert werden.
Außerdem können in dem dritten bis siebten Beispiel Informationen bezüglich der Art und Konzentration von Kohlenwasserstoffen, die in den Abgasreinigungsabschnitt strömen, basierend auf dem Zustand des Reformationsabschnitts, der durch den Strömungsratensensor und den Sauerstoffkonzentrationssensor erfasst wird, die zwischen dem Reformationsabschnittstemperatursensor, der Zuführpumpe oder dem Atmosphärenluftzuführventil und dem Reformationsabschnitt angeordnet sind, und dem Verfahren von Steuerungen des Reformationsabschnitts durch den Steuerabschnitt geschätzt werden.
Selbst in diesem Fall, da der Kohlenwasserstoffkonzentrationssensor unnötig wird, können die Herstellungskosten der Steuervorrichtung reduziert werden.
In den vorangehend beschriebenen Beispielen ist der Anfangsinhalt der Kraftstoffeinspritzsteuerung des Kraftstoffzugabeabschnitts der Inhalt, der vorab eingestellt ist.
Jedoch ist der Inhalt der Kraftstoffeinspritzsteuerung des Kraftstoffzugabeabschnitts, der anfänglich in der Steuereinheit eingestellt ist, nicht darauf begrenzt.
In dem dritten bis siebten Beispiel ist die Heizeinrichtung als der Temperatursteuerabschnitt vorgesehen.
Jedoch ist der Temperatursteuerabschnitt nicht darauf begrenzt.
Der Reformationsabschnitt kann durch einen Kühler gekühlt werden.
In den vorangehenden Beispielen ist der Kraftstoffzugabeabschnitt als der Kohlenwasserstoffkonzentrationssteuerabschnitt vorgesehen.
Jedoch ist der Kohlenwasserstoffkonzentrationssteuerabschnitt nicht darauf begrenzt, und er kann weggelassen werden.
Es reicht, wenn es möglich ist, den Kraftstoff der Maschine zu dem Abgas als ein zugefügter Kraftstoff hinzuzuführen.
In dem fünften Beispiel ist die Zuführpumpe, die in der Lage ist, Atmosphärenluft zuzuführen, als der Strömungsratensteuerabschnitt vorgesehen.
Jedoch ist der Strömungsratensteuerabschnitt nicht darauf begrenzt.
Die Strömungsrate in dem Reformationsabschnitt kann durch ein Vorsehen eines Ventils anstelle der Zuführpumpe und ein Steuern des Öffnungsgrads des Ventils gesteuert werden.
In dem sechsten Beispiel ist als der Sauerstoffkonzentrationssteuerabschnitt das Luftzuführventil vorgesehen, das in der Lage ist, die Luft mit dem Abgas zu mischen.
Jedoch ist der Sauerstoffkonzentrationssteuerabschnitt nicht darauf begrenzt.
In dem dritten bis siebten Beispiel wird eine von der Strömungsrate, der Sauerstoffkonzentration, der Kohlenwasserstoffkonzentration und der Temperatur des Reformationsabschnitts, welche die Reformationsreaktion in dem Reformationsabschnitt beeinträchtigen bzw. betreffen, gesteuert.
Jedoch ist es nicht notwendig, den Reformationsabschnitt zu steuern.
Als Nächstes wird eine Vielzahl von Beispielen gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
[Dritte Ausführungsform]
[Erstes Beispiel]
Zuerst wird eine Konfiguration eines Abgasreinigungssystems C1 mit Bezug auf 31 beschrieben.
Das Abgasreinigungssystem C1 hat im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie das Abgasreinigungssystem A1 des ersten Beispiels, das in der ersten Ausführungsform gezeigt ist.
Das Abgasreinigungssystem C1 ist auf eine Maschine 8 angewendet, welche eine Brennkraftmaschine ist.
Die Maschine 8 ist eine Kompressionszündungsdieselmaschine und Leichtöl (Dieselöl), das eine Kohlenwasserstoffverbindung ist, wird als ein Kraftstoff verwendet, um für eine Verbrennung verwendet zu werden.
Der flüssige Kraftstoff in dem Kraftstofftank wird mit Druck beaufschlagt durch eine Hochdruckpumpe 53 und zu einer Vielzahl von Kraftstoffeinspritzventilen 51 über eine Commonrail 52 verteilt.
Der Kraftstoff, der von dem Kraftstoffeinspritzventil 51 eingespritzt wird, wird für eine Verbrennung der Maschine 8 verwendet. Die Maschine 8 wird im Wesentlichen betrieben, um in einem mageren Zustand zu verbrennen.
Das heißt, Kraftstoff wird in einem Zustand verbrannt, in dem ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis, welches ein Verhältnis des Kraftstoffs, der in eine Brennkammer eingespritzt wird, und Luft ist, die in die Brennkammer genommen wird, eingestellt ist, um einen Überschuss an Luft zu haben (das heißt, mager zu verbrennen).
Das Abgasreinigungssystem C1 reduziert und reinigt NOx, das in einem Abgas einer Maschine 8 enthalten ist, und weist einen Abgasreinigungsabschnitt C13 zum Reduzieren von NOx, einen Kraftstoffzugabeabschnitt 11 zum Zuführen einer Wasserstoffverbindung als ein Reduktionsmittel zu dem Abgasreinigungsabschnitt C13 und einen Reformationsabschnitt C12 zum Reformieren bzw. Umwandeln des Reduktionsmittels auf, das zu dem Abgasreinigungsabschnitt C13 zugeführt wird.
Es sollte vermerkt werden, dass in 31 eine Strömung des Gases in dem Abgasreinigungssystem C1 durch durchgezogene Pfeile Fg dargestellt ist.
Der Abgasreinigungsabschnitt C13, der Kraftstoffzugabeabschnitt 11 und der Reformationsabschnitt C12 sind an ein Abgassystem 6 angebracht, das einen Abgasdurchgang 60 der Maschine 8 ausbildet.
Der Abgasreinigungsabschnitt C13 hat ein Gehäuse C13a, das an dem Abgassystem 6 angebracht ist, einen Katalysatorträger C13b, der in dem Gehäuses C13a beherbergt ist, und einen Reduktionskatalysator C13c, der an dem Katalysatorträger C13b gestützt ist.
Das Reduktionsmittel, das durch den Reformationsabschnitt C13 reformiert wird, strömt in dem Katalysatorträger C13b zusammen mit dem Abgas.
Der Reduktionskatalysator C13c reagiert mit dem NOx in dem einströmenden Abgas mit dem Reduktionsmittel und reduziert es.
Der Kraftstoffzugabeabschnitt 11 weist ein Reduktionsmitteleinspritzventil 11a, das an einer stromaufwärtigen Seite des Abgasreinigungsabschnitts C13 in dem Abgassystem 6 montiert ist, und ein Druckregulierventil 11b zum Einstellen des Drucks des Reduktionsmittels auf, das zu dem Reduktionsmitteleinspritzventil 11a zugeführt wird.
Der Kraftstoff in einem Kraftstofftank wird als das Reduktionsmittel verwendet, das zu dem Kraftstoffzugabeabschnitt 11 zugeführt wird.
Insbesondere wird der Hochdruckkraftstoff in der Commonrail 52 durch das Druckregulierventil 11b reguliert und zu dem Reduktionsmitteleinspritzventil 11a verteilt.
Wenn das Reduktionsmitteleinspritzventil 11a geöffnet wird, wird das druckregulierte flüssige Reduktionsmittel von einem Einspritzloch (nicht gezeigt) des Reduktionsmitteleinspritzventils 11a in den Abgasdurchgang 60 eingespritzt.
Das eingespritzte Reduktionsmittel strömt in den Reformationsabschnitt C12 zusammen mit dem Abgas.
Der Reformationsabschnitt C12 weist ein Gehäuse C12a, das an dem Abgassystem 6 auf einer stromaufwärtigen Seite des Abgasreinigungsabschnitts C13 und auf einer stromabwärtigen Seite des Reduktionsmitteleinspritzventils 11a angebracht ist, einen Katalysatorträger C12b, der in dem Gehäuse C12a beherbergt ist, und einen Reformationskatalysator C12c auf, der durch den Katalysatorträger C12b gestützt ist.
Das Reduktionsmittel, das von dem Reduktionsmittel des Einspritzventils 11a eingespritzt wird, strömt in den Katalysatorträger C12b zusammen mit dem Abgas.
Der Reformationskatalysator C12c reagiert mit dem einströmenden Reduktionsmittel mit O₂ in dem Abgas und oxidiert es.
In dieser Oxidation wird eine molekulare Struktur der Kohlenwasserstoffverbindung derart geändert, dass die Kohlenwasserstoffverbindung teilweise oxidiert wird, sodass das Reduktionsmittel, das eine Kohlenwasserstoffverbindung ist, nicht vollständig verschwindet aufgrund der Oxidation.
Spezifische Beispiele einer Teiloxidation umfassen ein Ändern eines Substituenten der Kohlenwasserstoffverbindung und dergleichen.
Das Reduktionsmittel wird reformiert, um so die Reduktionsleistung durch ein teilweises Oxidieren des Reduktionsmittels auf diese Weise zu verbessern.
Ferner hat der Reformationsabschnitt C12 eine Heizeinrichtung C121 als einen Temperatursteuerabschnitt zum Regulieren der Temperatur des Katalysatorträgers C12b.
Die Heizeinrichtung C121 erwärmt den Katalysatorträger C12b (oder kann mit einem Kühler gekühlt werden), und ein Peltier-Element, eine elektrische Heizeinrichtung oder dergleichen wird als ein spezifisches Beispiel genannt.
Im Gegensatz zu dem vorliegenden Beispiel, wenn die Heizeinrichtung C121 nicht verwendet wird, wird die Temperatur des Reformationskatalysators C12c (die Reformationskatalysatortemperatur Ta) durch einen Betrag einer Wärme, die durch das Abgas erzeugt wird, und der Außenlufttemperatur bestimmt.
Dann kann die Reformationskatalysatortemperatur Ta übermäßig niedrig sein, unmittelbar nachdem die Maschine 8 gestartet wurde oder aufgrund einer niedrigen Außenlufttemperatur.
In diesem Fall, da der Reformationskatalysator C12c nicht ausreichend aktiviert ist und dessen Oxidationsleistung schwach ist, gibt es Bedenken, dass das Reduktionsmittel nicht ausreichend reduziert werden kann.
Andererseits kann die Reformationskatalysatortemperatur Ta übermäßig hoch sein aufgrund von zum Beispiel einem Betreiben der Maschine 8 unter einem hohen Lastzustand für eine lange Zeitdauer.
In diesem Fall oxidiert das Reduktionsmittel nicht teilweise, sondern wird komplett oxidiert und verschwindet, sodass es Bedenken gibt, dass die Menge des Reduktionsmittels, das zu dem Abgasreinigungsabschnitt C13 zugeführt ist, verringert wird.
In Erwiderung auf diese Bedenken kann in dem vorliegenden Beispiel der vorangehende Belang in einem Auftreten unterdrückt werden durch ein Anheben (oder Kühlen) des Katalysatorträgers C12b mit der Heizeinrichtung (oder Kühler) C121.
Eine Steuereinheit (ECU C80) hat einen Speicher, in dem ein vorbestimmtes Programm gespeichert ist, einen Prozessor, der eine arithmetische Verarbeitung gemäß dem Programm durchführt, einen Eingabeverarbeitungskreis bzw. eine Eingabeverarbeitungsschaltung und eine Ausgabeverarbeitungsschaltung.
Signale, die von jedem von einem NOx-Konzentrationssensor C113, einem Sauerstoffkonzentrationssensor C23, einem Reformationsabschnittstemperatursensor C26, einem Katalysatortemperatursensor C27 und einem stromabwärtigen NOx-Konzentrationssensor C114 erfasst werden, werden an die Eingabeverarbeitungsschaltung geschickt.
Der NOx-Konzentrationssensor C113 erfasst die NOx-Konzentration in dem Abgas, das in den Reformationsabschnitt C12 einströmt.
Der Sauerstoffkonzentrationssensor C23 erfasst die Konzentration von O₂ in dem Abgas, das in den Reformationsabschnitt C12 einströmt.
Der stromabwärtige NOx-Konzentrationssensor C114 erfasst die NOx-Konzentration in dem Abgas, das aus dem Abgasreinigungsabschnitt C13 ausströmt.
Der Reformationsabschnittstemperatursensor C36 erfasst die Temperatur, die stark mit der Reformationskatalysatortemperatur TA korreliert ist.
Zum Beispiel ist der Reformationsabschnittstemperatursensor C26 an dem Gehäuse C12a angebracht und die Abgastemperatur in dem Gehäuse C12a, das heißt die Umgebungsluft des Katalysatorträgers C12b wird als die Temperatur erfasst, die mit der Reformationskatalysatortemperatur Ta in hohem Maße korreliert ist.
Alternativ ist der Reformationsabschnittstemperatursensor C26 an dem Katalysatorträger C12b angebracht und die Temperatur des Katalysatorträgers C12b wird als die Temperatur erfasst, die mit der Reformationskatalysatortemperatur Ta in hohem Maße korreliert ist.
Der Katalysatortemperatursensor C12 erfasst die Temperatur, die stark mit der Temperatur des Reduktionskatalysators C13c korreliert ist (Reduktionskatalysatortemperatur Tb).
Zum Beispiel ist der Katalysatortemperatursensor C27 an dem Gehäuse C13a angebracht und die Abgastemperatur in dem Gehäuse C13a, d. h. die Umgebungstemperatur des Katalysatorträgers C13b wird als die Temperatur erfasst, die stark mit der Reduktionskatalysatortemperatur Tb korreliert ist.
Alternativ ist der Katalysatortemperatursensor C27 an dem Katalysatorträger C13b angebracht und die Temperatur des Katalysatorträgers C13b wird als die Temperatur erfasst, die stark mit der Reduktionskatalysatortemperatur Tb korreliert ist.
Der Prozessor gibt Steuersignale in Übereinstimmung mit den Werten, die durch diese Sensoren erfasst sind, aus, und die Antriebssignale werden von der Ausgabeverarbeitungsschaltung bzw. dem Ausgabeverarbeitungskreis ausgegeben an gesteuerte Objekte gemäß den Steuersignalen.
Die gesteuerten Objekte sind das Reduktionsmitteleinspritzventil 11a, das Druckregulierventil 11b und die Heizeinrichtung C121.
Kurzgesagt steuert die ECU C80 den Betrieb des Reduktionsmitteleinspritzventils 11a und steuert die Einspritzstartzeit und die Einspritzdauer des Reduktionsmittels.
Ferner steuert die ECU C80 den Betrieb des Druckregulierventils 11b, um den Druck des Reduktionsmittels zu steuern, das zu dem Reduktionsmitteleinspritzventil 11a zugeführt wird, d. h., den Einspritzdruck des Reduktionsmittels, das von dem Reduktionsmitteleinspritzventil 11a eingespritzt wird.
Ferner steuert die ECU C80 den Betrieb der Heizeinrichtung C121 und steuert die Reformationskatalysatortemperatur Ta durch ein Steuern eines Grads eines Heizens oder Kühlens.
Auf diese Weise steuert die ECU C80 den Betrieb des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 und des Reformationsabschnitts C12.
Die Details der Steuerung werden im Folgenden beschrieben.
Nachdem die Maschine 8 gestartet ist, wird in einem Anfangszustand, in dem eine NOx-Reinigungsratenverbesserungssteuerung, die später beschrieben wird, nicht ausgeführt wird, eine Anschaltung der Heizeinrichtung C121 gesteuert, um AUS zu sein, und der Einspritzdruck des Reduktionsmittels wird gesteuert, um ein anfänglich eingestellter Druck zu sein.
Außerdem wird in dem Anfangszustand die Ventilöffnungsdauer des Reduktionsmitteleinspritzventils 11a, d. h. die Reduktionsmitteleinspritzdauer, und eine Menge (Einspritzmenge), die durch eine einzelne Öffnung des Reduktionsmitteleinspritzventils 11a eingespritzt wird, in Übereinstimmung mit der Emissionsmenge von Stickoxid von der Maschine 8 gesteuert.
Insbesondere schätzt die ECU C80 die Abgasmenge, die von der Maschine 8 pro Einheitszeit abgegeben wird, basierend auf einem Betriebszustand, wie zum Beispiel einer Drehzahl und Last der Maschine 8.
Ferner berechnet die ECU C80 die NOx-Menge, die von der Maschine 8 pro Einheitszeit abgegeben wird, basierend auf der geschätzten Abgasmenge und der NOx-Konzentration, die durch den NOx-Konzentrationssensor C113 erfasst ist.
Zum Beispiel wird die NOx-Menge durch ein Multiplizieren der Abgasmenge mit der NOx-Konzentration und einem weiteren Multiplizieren oder Addieren eines Korrekturkoeffizienten berechnet.
Dann wird die Einspritzmenge des Reduktionsmittels, das zum Reduzieren der berechneten NOx-Menge erforderlich ist, ohne Übermaß oder Untermaß als eine Solleinspritzmenge eingestellt.
Dann wird die Ventilöffnungsdauer des Reduktionsmitteleinspritzventils 11a derart gesteuert, dass die Einspritzdauer der Solleinspritzmenge gemäß dem Einspritzdruck des Reduktionsmittels entspricht.
Es sei vermerkt, dass die Kohlenwasserstoffverbindung verschiedene Komponenten enthält, die unterschiedliche molekulare Strukturen haben.
Außerdem wird die Konzentration von jeder Komponente, die in dem Kraftstoff (Reduktionsmittel) enthalten ist, das zu dem Kraftstofftank zugeführt wird, als ein Wert innerhalb eines angenommenen Bereichs spezifiziert.
Jedoch unterscheidet sich die Konzentration von jeder Komponente, die in dem Reduktionsmittel enthalten ist nach einer Teiloxidation (Reformation) des Reduktionsmittels durch den Reformationsabschnitt C12 in großem Maße in Abhängigkeit von dem Zustand des Abgases, das in den Reformationsabschnitt C12 einströmt, und dem Zustand des Reformationsabschnitts C12.
Dann, falls die Konzentration in diesen Komponenten verschieden sind, variiert die NOx-Reinigungsrate, selbst wenn die Einspritzmenge des Reduktionsmittels die gleiche ist.
Die NOx-Reinigungsrate ist eine Rate der NOx-Menge, die durch den Abgasreinigungsabschnitt C12 reduziert wird, relativ zu der NOx-Menge, die in den Abgasreinigungsabschnitt C13 einströmt.
Dann, wenn der Kraftstoffzugabeabschnitt 11 und der Reformationsabschnitt 12 geeignet gesteuert werden gemäß dem Zustand des Abgases und dem Zustand des Reformationsabschnitts C12, kann die Komponentenkonzentration von jeder molekularen Struktur, nachdem diese reformiert ist, auf einen Wert eingestellt werden, der die NOx-Reinigungsrate verbessert.
Die NOx-Reinigungsratenverbesserungssteuerung, die vorangehend beschrieben ist, ist eine Steuerung, um die NOx-Reinigungsrate durch ein Einstellen der Komponentenkonzentrationen auf diese Weise zu verbessern.
Als Nächstes wird ein Steuerprozess eines Abgasreinigungssystems C1 mit Bezug auf 32 und 33 beschrieben.
32 und 33 zeigen Flussdiagramme des Steuerprozesses des Abgasreinigungssystems C1.
Falls es bestimmt wird, dass eine Ausführungsbedingung der NOx-Reinigungsratenverbesserungssteuerung in dem Prozess von 32 erfüllt ist, wird die NOx-Reinigungsratenverbesserungssteuerung in dem Prozess von 33 ausgeführt.
Es sei vermerkt, dass diese Prozesse durch den Prozessor der ECU C80 ausgeführt werden und wiederholt bei einem vorbestimmten Berechnungszyklus während einer Betriebsdauer der Maschine 8 wiederholt werden.
Zuerst wird eine Soll-NOx-Reinigungsrate in Schritt (hiernach lediglich als S bezeichnet) 10 in 32 eingestellt.
Zum Beispiel, wenn die Temperatur des Reduktionskatalysators C13c ein Wert ist, der nicht ausreichend aktiviert ist, wird die Soll-NOx-Reinigungsrate auf einen niedrigen Wert eingestellt.
Ferner, wenn eine große Menge von NOx in den Abgasreinigungsabschnitt C13 in einer kurzen Zeit strömt, wird die Soll-NOx-Reinigungsrate auf einen niedrigen Wert eingestellt.
In dem folgenden S11 wird ein erfasster Wert des NOx-Konzentrationssensors C113, das heißt die NOx-Konzentration in dem Abgas, das in den Abgasreinigungsabschnitt C13 einströmt, erlangt, und ein erfasster Wert des stromabwärtigen NOx-Konzentrationssensors C114, das heißt die NOx-Konzentration in dem Abgas, das aus dem Abgasreinigungsabschnitt C13 ausströmt, wird erlangt.
In dem folgenden S12 wird die NOx-Reinigungsrate basierend auf den Werten, die in S11 erlangt sind, berechnet, das heißt, die NOx-Konzentrationen auf der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite des Abgasreinigungsabschnitts C13.
In dem folgenden S13 wird es bestimmt, ob die NOx-Reinigungsrate, die in S12 berechnet ist, kleiner als die Soll-NOx-Reinigungsrate ist oder nicht, die in S10 eingestellt ist.
Falls es bestimmt wird, dass die NOx-Reinigungsrate kleiner als die Soll-NOx-Reinigungsrate ist, wird die NOx-Reinigungsratenverbesserungssteuerung in dem folgenden S14 ausgeführt.
Genauer gesagt wird ein Kennzeichen zum Ausführen der Verarbeitung in 33 auf AN eingestellt.
Andererseits, falls es bestimmt wird, dass die NOx-Reinigungsrate gleich wie oder höher als die Soll-NOx-Reinigungsrate ist, werden Verfahren von Steuerungen für den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 und den Reformationsabschnitt C12 unter den vorliegenden Inhalten beibehalten.
Deshalb wird zum Beispiel der Einspritzdruck des Reduktionsmittels bei dem anfänglich eingestellten Druck beibehalten und die Anschaltung der Heizeinrichtung C121 wird AUS gehalten, falls die NOx-Reinigungsratenverbesserungssteuerung nicht einmal nach einem Starten der Maschine 8 ausgeführt wurde.
Außerdem wird das Verfahren einer Steuerung durch die letzte NOx-Reinigungsratenverbesserungssteuerung beibehalten, falls es eine Historie gibt, dass die NOx-Reinigungsratenverbesserungssteuerung nach einem Starten der Maschine 8 ausgeführt wurde.
In der NOx-Reinigungsratenverbesserungssteuerung wird erstmals in S20 von 33 eine physikalische Menge erlangt, die einen Zustand des Abgases repräsentiert, das in den Reformationsabschnitt C12 einströmt.
Spezifische Beispiele der physikalischen Menge bzw. Quantität umfassen die O₂-Konzentration des Abgases, die NOx-Konzentration des Abgases, die Abgasströmungsrate, die Abgastemperatur und dergleichen.
Die O₂-Konzentration und die NOx-Konzentration werden aus den Erfassungswerten des Sauerstoffkonzentrationssensors C23 bzw. des NOx-Konzentrationssensors C113 erlangt.
Die Abgasströmungsrate und die Abgastemperatur werden bestimmt basierend auf den Betriebsbedingungen, wie zum Beispiel der Drehzahl und der Last der Maschine 8.
In dem folgenden S21 wird eine physikalische Menge erlangt, die einen Zustand des Reformationsabschnitts C12 repräsentiert.
Ein spezifisches Beispiel der physikalischen Menge bzw. des physikalischen Werts ist die Reformationskatalysatortemperatur Ta und die Reformationskatalysatortemperatur Ta wird aus dem Erfassungsergebnis des Reformationsabschnittstemperatursensors C26 erlangt.
Der Prozessor der ECU C80 während eines Ausführens der Prozesse von S20 und S21 entspricht einer Erlangungseinheit C80a (bezugnehmend auf 31), die zumindest einen von dem Zustand des einströmenden Abgases und dem Zustand des Reformationsabschnitts C12 erlangt.
In dem folgenden S22 wird die vorliegende Komponentenkonzentration für jede molekulare Struktur, die in dem Reduktionsmittel enthalten ist, nachdem es reformiert ist, basierend auf den physikalischen Mengen bzw. Werten berechnet, die in S20 und S21 erlangt sind.
Insbesondere wird eine Beziehung zwischen den Werten von der Vielzahl von physikalischen Mengen bzw. Werten und den Komponentenkonzentrationen für jede molekulare Struktur vorausgehend getestet und abgebildet bzw. kartographiert und das Kennfeld wird in dem Speicher gespeichert.
Dann wird die Komponentenkonzentration für jede molekulare Struktur mit Bezug auf das Kennfeld basierend auf den erlangten physikalischen Mengen berechnet.
Alternativ wird anstelle eines Verwendens des vorangehenden Kennfelds eine Gleichung zum Berechnen der Komponentenkonzentration unter Verwendung der physikalischen Menge als eine Variable in dem Speicher gespeichert und die erlangten physikalischen Mengen werden in einer Berechnungsformel substituiert bzw. ersetzt, um die Komponentenkonzentration für jede molekulare Struktur zu berechnen.
Ferner, unter Erwägung, dass die Komponentenkonzentration ebenfalls in Abhängigkeit von dem Einspritzdruck des Reduktionsmittels variiert, kann die Komponentenkonzentration für jede molekulare Struktur in Erwägung des vorliegenden Einspritzdrucks berechnet werden.
Zum Beispiel werden die Komponentenkonzentrationen für jede von diesen molekularen Strukturen durch ein Komponentenkonzentrationskennfeld Ma repräsentiert, das in 34 dargestellt ist.
Spezifische Beispiele von molekular strukturellen Arten umfassen geradekettige Paraffine, Nebenkettenparaffine, Naphthene, Aromen, Olefine, Aldehyde und dergleichen, und selbst wenn diese strukturellen Gattungen exakt die gleichen sind oder von der gleichen Art sind, werden unterschiedliche molekulare Komponentenkonzentrationen berechnet, solange strukturelle Gattungen wie die Kohlenstoffzahl verschieden ist.
Im vorliegenden Fall kann, wie vorangehend beschrieben ist, die Komponentenkonzentration, nachdem sie reformiert ist, durch ein Steuern des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 und des Reformationsabschnitts C12 eingestellt werden.
In S23 wird ein Bereich, in dem die Komponentenkonzentration für jede molekulare Struktur eingestellt werden kann, durch ein Ändern des vorliegenden Steuerverfahrens für den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 und es Reformationsabschnitts C12 berechnet.
Spezifische Beispiele von zu ändernden Steuerverfahren umfassen den Einspritzdruck des Druckregulierventils 11b, die Reformationskatalysatortemperatur Ta durch die Heizeinrichtung C121, die Einspritzmenge durch das Reduktionsmitteleinspritzventil 11a und dergleichen.
Insbesondere wird die Beziehung zwischen der Steuermenge bzw. dem Steuerbetrag gemäß dem Steuerverfahren und der Komponentenkonzentration für jede molekulare Struktur vorab getestet und abgebildet bzw. kartographiert und das Kennfeld wird in dem Speicher gespeichert.
Dann wird ein Bereich von Komponentenkonzentrationen, welche eingestellt werden können, hinsichtlich des vorliegenden Komponentenkonzentrationskennfelds Ma berechnet, das auf das vorangehende Kennfeld Bezug nimmt.
Es sei vermerkt, dass ein einstellbarer Bereich der Komponentenkonzentration unter Verwendung eines arithmetischen Ausdrucks anstelle des vorangehenden Kennfelds berechnet werden kann.
Zum Beispiel wird der Bereich der Komponentenkonzentration, der eingestellt werden kann, durch Komponentenkonzentrationskennfelder M1, M2 und M3 repräsentiert, wie in 35 dargestellt sind.
Das Komponentenkonzentrationskennfeld M1 drückt die Komponentenkonzentration für jede molekulare Struktur aus, wenn der vorliegende Einspritzdruck von P0 zu P1 geändert wird.
Gleichermaßen repräsentieren die Komponentenkonzentrationskennfelder M2 und M3 Komponentenkonzentrationen für jede molekulare Struktur, wenn der Einspritzdruck zu P2 bzw. P3 geändert wird.
In den folgenden S24, S25, S26 und S27 werden Evaluierungswerte bzw. Bewertungswerte, die nachfolgend beschrieben sind, für jede Kombination von Komponentenkonzentrationen in dem Bereich von einstellbaren Komponentenkonzentrationen berechnet, d. h. für jede von den Komponentenkonzentrationskennfeldern M1, M2 und M3.
Der Bewertungswert wird berechnet, um einen höheren Bewertungswert als die Kombination der Komponentenkonzentrationen zu haben, bei denen die NOx-Reinigungsrate höher wird.
Faktoren A, B, C und D, welche nachfolgend im Detail beschrieben werden, können als spezifische Beispiele von Faktoren genannt werden, die den Bewertungswert der NOx-Reinigungsrate hoch machen.
Da eine π-Bindung eine niedrigere Bindungsstärke als eine σ-Bindung hat, hat sie eine höhere Reaktivität und eine höhere Reduktionsfähigkeit als ein Reduktionsmittel.
Deshalb ist die Tatsache, dass die Konzentration der π-gebundenen Komponente hoch ist, einer der Faktoren (Faktor A), der den Bewertungswert bzw. Evaluierungswert hoch macht.
Zum Beispiel, da Ethan die σ-Bindung hat und Ethylen die π-Bindung hat, wird der Bewertungswert höher, wenn die Konzentration von Ethylen hoch ist, als wenn die Konzentration von Ethan hoch ist.
In einem Fall, in dem eine Komponente mit der π-Bindung mit einer Polarität eine polare π-Strukturkomponente genannt wird und eine Komponente mit der π-Bindung mit keiner Polarität eine apolare π-Strukturkomponente genannt wird, hat die polare π-Strukturkomponente eine höhere Reaktivität als die apolare π-Strukturkomponente und hat eine hohe Reduktionsfähigkeit als ein Reduktionsmittel.
Deshalb ist die Tatsache, dass die Konzentration der polaren π-Strukturkomponente hoch ist, einer von den Faktoren (Faktor B), der den Bewertungswert hoch macht.
Spezifische Beispiele der polaren π-Strukturkomponenten umfassen eine Komponente mit einer Struktur, die eine Carbonylgruppe hat, genauer gesagt eine Komponente eines Aldehyds.
Zum Beispiel, da Ethylen eine apolare Struktur hat und Acetaldehyd eine polare Struktur hat, wird der Bewertungswert höher, wenn die Konzentration von Acetaldehyd höher ist als die Konzentration von Ethylen.
Die Reaktivität ist hoch und die Reduktionsfähigkeit als ein Reduktionsmittel ist hoch, wenn die Komponente mit einer molekularen Struktur eine größere Elektronenspendeeigenschaft hat, das heißt, eine Komponente, die wahrscheinlich Radikale bildet.
Deshalb ist die Tatsache, dass die molekulare Struktur mit einer hohen Elektronenspendeeigenschaft einer von den Faktoren (Faktor C), der den Bewertungswert hoch macht.
Zum Beispiel, da die Elektronenspendeeigenschaft höher wird in der Ordnung von Methan, Ethan, Propan und Isobutan, wird der Bewertungswert höher, wenn die Komponentenkonzentration in dieser Reihenfolge höher ist.
Ferner gilt, je mehr die Komponente eine molekulare Struktur mit hoher Oxidationsreaktivität bei niedriger Temperatur hat, desto größer ist die Reduktionsfähigkeit als ein Reduktionsmittel.
Deshalb ist die Tatsache, dass die Niedertemperaturoxidationsreaktivität hoch ist, einer von den Faktoren (Faktor D), der den Bewertungswert hoch macht.
Zum Beispiel, in einem Fall einer geradekettigen Struktur ist die Reaktivität bei einer niedrigen Temperatur höher und die Reduktionsfähigkeit als ein Reduktionsmittel ist höher, wenn die molekulare Struktur eine größere Kohlenstoffzahl hat (bezugnehmend auf Ex. 1 in 36).
Jedoch, wenn sie die gleiche Kohlenstoffzahl haben, ist die Reaktivität in dem Fall niedrig, in dem sie keine Ringstruktur haben, als dann, wenn sie eine Ringstruktur haben.
Zum Beispiel, wenn ein Molekül mit einer aromatischen Struktur, ein Molekül mit einer Naphthen-Struktur, ein Molekül mit einer Nebenkettenstruktur und ein Molekül mit einer geradekettigen Struktur verglichen werden, da die Niedertemperaturoxidationsreaktivität in der Reihenfolge von Aroma, Naphthen, Nebenkette und gerader Kette steigt, wenn die Kohlenstoffzahl dieser Moleküle die gleiche ist, steigt der Bewertungswert in der gleichen Reihenfolge (bezugnehmend auf Ex. 2 in 36).
Mit anderen Worten, falls die Kohlenstoffkettenlänge die gleiche ist, ist die Niedertemperaturoxidationsreaktivität gleich, selbst wenn die Kohlenstoffzahl verschieden ist, und der Bewertungswert ist der gleiche.
Kurzgesagt je länger die Kohlenstoffkettenlänge ist, desto höher ist die Niedertemperaturoxidationsreaktivität und desto höher ist der Bewertungswert.
Es sei vermerkt, dass die Kohlenstoffkettenlänge die Kohlenstoffzahl selbst ist in einer Komponente mit einer geradekettigen Struktur, wie zum Beispiel einem geradekettigen Paraffin, jedoch in einer Komponente einer Ringstruktur, wie zum Beispiel einem Aroma, bedeutet die Kohlenstoffkettenlänge die Kohlenstoffzahl in einem Abschnitt mit Ausnahme eines Kohlenstoffs, der die Ringstruktur bildet (siehe Ex. 3 in 36).
In dem Test von 37 bis 42 wurde die Änderung in der Reinigungsrate überprüft, wenn die Komponentenkonzentrationen für jede molekulare Struktur verschieden gemacht waren, und eine vertikale Achse in der Figur stellt einen Messwert der Reinigungsrate dar.
Symbole L1 und L3 in 37 und 38 sind Testergebnisse in einem Fall, in dem ein Aldehyd, das in dem Reduktionsmittel enthalten ist, ein Aldehyd mit niedriger Kohlenstoffzahl ist, und Symbole L2 und L4 sind Testergebnisse in einem Fall, in dem es ein Aldehyd mit hoher Kohlenstoffzahl ist.
In diesen Tests ist, wie in den Strukturformeln in den Figuren gezeigt ist, die Kohlenstoffzahl des Aldehyds mit niedriger Kohlenstoffzahl 2 und die Kohlenstoffzahl des Aldehyds mit hoher Kohlenstoffzahl ist 4.
In dem Test von 37 wird die Reinigungsrate durch ein Ändern der Konzentration des Reduktionsmittels gemessen.
Wie durch die Symbole L1 und L2 dargestellt ist, ist es offensichtlich, dass die Reinigungsrate steigt, wenn die Konzentration des Reduktionsmittels steigt, jedoch ist es aus den Testergebnissen von 37 heraus klar, dass das Aldehyd mit niedriger Kohlenstoffzahl zu der Verbesserung der Reinigungsrate über das Aldehyd mit hoher Kohlenstoffzahl beiträgt.
Dieses Ergebnis zeigt, dass dann, wenn die Reduktionsmittelkonzentration die gleiche im Vergleich zwischen dem Fall, in dem das Aldehyd, das in dem Reduktionsmittel enthalten ist, eine niedrige Kohlenstoffzahl hat, und dem Fall die gleiche ist, in dem das Aldehyd, das in dem Reduktionsmittel enthalten ist, eine hohe Kohlenstoffzahl hat, das Aldehyd mit niedrigem Kohlenstoff mehr Aldehyd-Gruppen hat als das Aldehyd mit hoher Kohlenstoffzahl pro Einheit Masse.
Das heißt, da die Kohlenstoffzahl im Verhältnis zu der Reduktionsmittelkonzentration steigt, kann gesagt werden, dass eine horizontale Achse in 37 der Kohlenstoffzahl entspricht, die in dem Reduktionsmittel enthalten ist.
Falls diese Kohlenstoffzahl die gleiche ist, wird die Zahl von Aldehydmolekülen in der Kohlenstoffzahl höher als jene von der hohen Kohlenstoffzahl, sodass die Zahl von Aldehydgruppen ebenfalls steigt.
Deshalb bedeutet das Testergebnis in 37, dass die Reinigungsrate sich verbessert, wenn die Zahl von Aldehydgruppen steigt.
Als ein Ergebnis kann gesagt werden, dass es ein Testergebnis ist, das die Gültigkeit des vorangehend genannten Faktors B stützt, wie zum Beispiel, dass je höher die Anzahl von Aldehydgruppen ist, desto höher ist der Bewertungswert.
In dem Test von 38 wird die Reinigungsrate durch ein Ändern einer Aldehyd-Konzentration gemessen.
Da die Anzahl von Aldehydgruppen ebenfalls im Verhältnis zu der Aldehydkonzentration steigt, kann gesagt werden, dass eine horizontale Achse in 38 der Anzahl von Aldehydgruppen entspricht, die in dem Reduktionsmittel enthalten sind.
Wie durch die Symbole L3 und L4 gezeigt ist, scheint kein Unterschied in einer Reinigungsrate zwischen dem Aldehyd mit hoher Kohlenstoffzahl und dem Aldehyd mit niedriger Kohlenstoffzahl aufzutreten.
Aus diesem Ergebnis heraus kann gesehen werden, dass ein Erhöhen der Zahl von Aldehydgruppen durch ein Erhöhen der Zahl von Aldehydmolekülen signifikant zu der Verbesserung der Reinigungsrate beiträgt eher als der Unterschied in der Kohlenstoffzahl, die in einem einzelnen Aldehydmolekül enthalten ist.
Deshalb ist es auch aus den Testergebnissen von 38 heraus klar, dass sich die Reinigungsrate verbessert, wenn die Zahl von Aldehydgruppen erhöht wird, und es ist klar, dass es ein Testergebnis ist, das die Gültigkeit des vorangehenden Faktors B stützt, wie zum Beispiel, je höher die Zahl von Aldehydgruppen ist, desto höher ist der Bewertungswert.
In dem Test, der in 39 gezeigt ist, wird die Reinigungsrate für jeden Fall gemessen, in dem das Reduktionsmittel unter Verwendung von lediglich Paraffin, unter Verwendung von lediglich Olefin und unter Verwendung von lediglich Aldehyd zusammengesetzt ist.
In diesem Test ist die Reduktionskatalysatortemperatur Tb auf 500 °C oder höher eingestellt und die Reinigungsrate wird für die vorangehenden drei Arten von Reduktionsmitteln unter der Bedingung gemessen, dass die Kohlenstoffzahl die gleiche ist.
Aldehyd ist eine Komponente einer molekularen Struktur mit einer polaren π-Bindung (polare π-Strukturkomponente) und Olefin ist eine Komponente einer molekularen Struktur mit einer nicht-polaren π-Bindung (apolare π-Strukturkomponente).
Außerdem ist Paraffin eine Komponente einer molekularen Struktur mit einer σ-Bindung mit keinen π-Bindungen (σ-Strukturkomponente).
In dem Test von 40 wird die Bedingung der Reduktionskatalysatortemperatur Tb in den Testbedingungen von 39 auf 400 °C oder weniger geändert.
Aus den Testergebnissen von 39 und 40 heraus kann gesagt werden, dass ungeachtet der Reduktionskatalysatortemperatur Tb die polare π-Strukturkomponente mehr zu der Verbesserung der Reinigungsrate beiträgt als die apolare π-Strukturkomponente und σ-Strukturkomponente.
Außerdem, falls die Reduktionskatalysatortemperatur Tb 500 °C oder höher ist, kann gesagt werden, dass der Grad eines Beitrags der apolaren π-Strukturkomponente zu der Verbesserung der Reinigungsrate höher ist als jener der σ-Strukturkomponente.
Falls die Reduktionskatalysatortemperatur Tb 400 °C oder weniger ist, kann gesagt werden, dass der Grad eines Beitrags zu der Verbesserung der Reinigungsrate zwischen der apolaren π-Strukturkomponente und der σ-Strukturkomponente gleich ist.
In dem Test von 41 wird die Reinigungsrate durch jedes von den vorangehend beschriebenen Reduktionsmitteln mit verschiedenen Kohlenstoffkettenlängen gemessen, während die Reduktionskatalysatortemperatur Tb auf 400 °C oder weniger eingestellt ist.
In dem Test von 42 wird die Reinigungsrate durch jedes von den Reduktionsmitteln mit verschiedenen Kohlenstoffkettenlängen gemessen, während die Reduktionskatalysatortemperatur Tb auf 500 °C oder höher eingestellt ist.
Aus den Testergebnissen von den 41 und 42 heraus kann gesagt werden, dass dann, wenn die Reduktionskatalysatortemperatur Tb 400 °C oder weniger ist, gilt, je länger die Kohlenstoffkettenlänge ist, desto höher ist der Grad eines Beitrags zu einer Verbesserun der Reinigungsrate.
Falls die Reduktionskatalysatortemperatur Tb 500 °C oder höher ist, kann gesagt werden, dass der Grad eines Beitrags zu einer Verbesserung der Reinigungsrate der gleiche ist zwischen der Komponente mit einer langen Kohlenstoffkettenlänge und der Komponente mit einer kurzen Kohlenstofflänge.
Deshalb kann bei einer Temperatur, bei der die Reduktionskatalysatortemperatur Tb niedriger als die vorbestimmte Temperatur ist, gesagt werden, dass es ein Testergebnis ist, das eine Gültigkeit des vorangehend genannten Faktors D stützt, zum Beispiel, je länger die Kohlenstofflängenkomponente ist, desto höher ist die Niedertemperaturoxidationsreaktivität und desto höher ist der Bewertungswert.
Ferner kann außerdem gesagt werden, dass das Testergebnis die Gültigkeit bestätigt, dass die vorangehend genannte vorbestimmte Temperatur 400 °C oder höher und 500 °C oder niedriger ist.
In der folgenden Beschreibung wird eine Komponente mit einer Struktur mit einer Kohlenstoffkettenlänge eines vorbestimmten Werts oder höher als eine Niedertemperaturoxidationskomponente bezeichnet und wird eine Komponente mit einem Aufbau mit einer Kohlenstoffkettenlänge geringer als ein vorbestimmter Wert als eine Nicht-Niedertemperaturoxidationskomponente bezeichnet.
Als Nächstes wird eine Prioritätsreihenfolge in dem vorliegenden Beispiel von einer Vielzahl von Faktoren beschrieben, um den Bewertungswert der NOx-Reinigungsrate zu einem hohen Wert zu machen.
Ungeachtet der Reduktionskatalysatortemperatur Tb ist ein erster Prioritätsfaktor wie folgt.
Das heißt, da ein Erhöhen der Konzentration der polaren π-Strukturkomponente zum Verbessern der Reinigungsrate im großen Maße zu der Verbesserung der Reinigungsrate verglichen mit anderen Faktoren beiträgt, ist die höchste Priorität darauf gesetzt.
Deshalb ist es bei einem Ändern der Steuerungsinhalte des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 und des Reformationsabschnitts C12 in der Reinigungsratenverbesserungssteuerung wünschenswert, die Konzentration der polaren π-Strukturkomponente zu ändern, um sie so eher zu erhöhen als ein Erhöhen der Konzentration von anderen Komponenten.
Insbesondere wird die Reinigungsratenverbesserungssteuerung derart ausgeführt, dass der Konzentrationserhöhungsbetrag der polaren π-Strukturkomponente das Maximum wird oder der Konzentrationsverringerungsbetrag der polaren π-Strukturkomponente das Minimum wird.
Mit anderen Worten wird die Reinigungsratenverbesserungssteuerung derart ausgeführt, dass die Konzentration der polaren π-Strukturkomponente das Maximum innerhalb des Bereichs der einstellbaren Komponentenkonzentration wird.
In einem Fall, in dem die Reduktionskatalysatortemperatur Tb hoch ist, ist der zweite Prioritätsfaktor (der zweite Prioritätsfaktor bei einer hohen Temperatur) wie folgt.
Das heißt, da ein Erhöhen der Konzentration der apolaren π-Strukturkomponente zum Verbessern der Reinigungsrate in großem Maße zu der Verbesserung der Reinigungsrate über andere Faktoren verschieden zu dem ersten Prioritätsfaktor, der vorangehend beschrieben ist, beiträgt, ist die höchste Priorität unter den Faktoren mit Ausnahme des ersten Prioritätsfaktors darauf gesetzt.
Deshalb ist es bei einem Ändern der Steuerungsinhalte des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 und des Reformationsabschnitts C12 in der Reinigungsratenverbesserungssteuerung wünschenswert, die Konzentration der apolaren π-Strukturkomponente zu ändern, um sie eher zu erhöhen als ein Erhöhen der Konzentration von anderen Komponenten mit Ausnahme der polaren π-Strukturkomponente.
Insbesondere wird die Reinigungsratenverbesserungssteuerung ausgeführt, sodass der Konzentrationserhöhungsbetrag der apolaren π-Strukturkomponente das Maximum unter den anderen Komponenten mit Ausnahme der polaren π-Strukturkomponente wird, oder der Konzentrationsverringerungsbetrag der apolaren π-Strukturkomponente das Minimum unter den anderen Komponenten mit Ausnahme der polaren π-Strukturkomponente wird.
Mit anderen Worten wird die Reinigungsratenverbesserungssteuerung derart ausgeführt, dass die Konzentration der apolaren π-Strukturkomponente das Maximum innerhalb des Bereichs der einstellbaren Komponentenkonzentration und innerhalb eines Bereichs wird, der die Konzentrationserhöhung der polaren π-Strukturkomponente nicht beeinträchtigt.
In einem Fall, in dem die Reduktionskatalysatortemperatur Tb niedrig ist, ist der zweite Prioritätsfaktor (zweiter Prioritätsfaktor bei einer niedrigen Temperatur) wie folgt.
Das heißt, da ein Erhöhen der Konzentration der Niedertemperaturoxidationskomponente zum Verbessern der Reinigungsrate in großem Maße zu der Verbesserung der Reinigungsrate über andere Faktoren, die verschieden zu dem vorangehend beschriebenen ersten Prioritätsfaktor sind, beiträgt, wird die höchste Priorität unter den Faktoren mit Ausnahme des ersten Prioritätsfaktors darauf gesetzt.
Deshalb ist es bei einem Ändern der Steuerungsinhalte des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 und des Reformationsabschnitts C12 in der Reinigungsratenverbesserungssteuerung wünschenswert, die Konzentration der Niedertemperaturoxidationskomponente zu ändern, um sie eher als ein Erhöhen der Konzentration von anderen Komponenten mit Ausnahmen der polaren π-Strukturkomponente zu erhöhen.
Insbesondere wird die Reinigungsratenverbesserungssteuerung ausgeführt, sodass der Konzentrationserhöhungsbetrag der Niedertemperaturoxidationskomponente das Maximum unter den anderen Komponenten mit Ausnahme der polaren π-Strukturkomponente wird oder der Konzentrationsverringerungsbetrag der Niedertemperaturoxidationskomponente das Minimum unter den anderen Komponenten mit Ausnahme der polaren π-Strukturkomponente wird.
Mit anderen Worten wird die Reinigungsratenverbesserungssteuerung derart ausgeführt, dass die Konzentration der Niedertemperaturoxidationskomponente innerhalb des Bereichs der einstellbaren Komponentenkonzentration wird und innerhalb eines Bereichs das Maximum wird, der die Konzentrationserhöhung der polaren π-Strukturkomponente nicht beeinträchtigt.
Es sei vermerkt, dass der dritte Prioritätsfaktor (der dritte Prioritätsfaktor bei einer hohen Temperatur) in einem Fall, in dem die Reduktionskatalysatortemperatur Tb hoch ist, der gleiche wie der zweite Prioritätsfaktor bei einer niedrigen Temperatur ist und der dritte Prioritätsfaktor in einem Fall, in dem die Reduktionskatalysatortemperatur Tb niedrig ist (der dritte Prioritätsfaktor bei einer niedrigen Temperatur) der gleiche wie der zweite Prioritätsfaktor bei einer hohen Temperatur ist.
Zurückkehrend zu der Erläuterung von 33 ist in S24, S25, S26 und S27 die Berechnung des Bewertungswerts bzw. Evaluierungswerts für jede von den Komponentenkonzentrationskennfeldern M1, M2, M3 wie vorangehend beschrieben und eine Berechnungsprozedur wird nachfolgend beschrieben.
Zuerst wird es in S24 bestimmt, ob die Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts C13 (das heißt die Reduktionskatalysatortemperatur Tb) gleich wie oder höher als die vorbestimmte Temperatur Tth ist oder nicht.
Wie vorangehend beschrieben ist, kann die vorbestimmte Temperatur Tth innerhalb des Bereichs von 400 °C bis 500 °C eingestellt sein, und in dem Beispiel ist die vorbestimmte Temperatur Tth auf 450 °C eingestellt.
In S27, der S25 und S26 folgt, wird der Bewertungswert bzw. Evaluierungswert für jede von den Komponentenkonzentrationskennfeldern M1, M2 und M3 durch ein Addieren eines Werts, der durch ein Multiplizieren eines Gewichtungskoeffizienten zu der Konzentration von jeder Komponente berechnet.
Zum Beispiel werden ein Wert, der durch ein Multiplizieren einer Konzentration von Aldehyd entsprechend der Anzahl von Aldehydgruppen mit einem Koeffizienten α erlangt wird, und ein Wert, der durch ein Multiplizieren einer Olefin-Konzentration gemäß der Anzahl von Olefinen mit einem Koeffizienten β erlangt wird, addiert.
Ferner wird ein Wert, der durch ein Multiplizieren der Konzentration von jeder Komponente mit verschiedenen Kohlenstoffkettenlängen mit einem Koeffizienten γ geeignet für jede Komponente erlangt wird, des Weiteren hinzugefügt.
In dieser Weise wird die Konzentration von jeder Komponente durch die Gewichtungskoeffizienten, wie zum Beispiel α, β, γ und dergleichen multipliziert und all die multiplizierten Werte werden addiert, um den Bewertungswert zu berechnen.
Die Gewichtungskoeffizienten, die durch die Koeffizienten α, β, γ und dergleichen beispielhaft dargestellt sind, werden in S25, S26 gemäß der Reduktionskatalysatortemperatur Tb berechnet.
Das heißt, falls es in S24 bestimmt ist, dass die Temperatur gleich wie oder höher als die vorbestimmte Temperatur Tth ist, wird ein Gewichtungskoeffizient für eine hohe Temperatur in S25 berechnet.
Insbesondere werden die drei Koeffizienten α, β und γ, die vorangehend beschrieben sind, berechnet, um eine Magnitudenbeziehung von α > β > γ zu haben.
Falls es bestimmt ist, dass die Temperatur niedriger als die vorbestimmte Temperatur Tth ist, wird ein Gewichtungskoeffizient für eine niedrige Temperatur in S26 berechnet.
Insbesondere werden die drei Koeffizienten α, β und γ, die vorangehend beschrieben sind, berechnet, um eine Magnitudenbeziehung von α > γ > β zu haben.
Der erste Prioritätsfaktor, der vorangehend beschrieben ist, wird ermöglicht durch ein Einstellen des Koeffizienten α größer als die anderen Koeffizienten β und γ ungeachtet der Temperatur.
Selbst bei irgendwelchen Koeffizienten für eine hohe Temperatur und eine niedrige Temperatur wird der Koeffizient α auf den maximalen Wert unter den Koeffizienten eingestellt, die für jede Komponente berechnet werden.
Der zweite Prioritätsfaktor bei einer hohen Temperatur und der dritte Prioritätsfaktor bei einer hohen Temperatur werden ermöglicht durch ein Einstellen des Koeffizienten β größer als der Koeffizient α bei einer hohen Temperatur.
Der zweite Prioritätsfaktor bei einer niedrigen Temperatur und der dritte Prioritätsfaktor bei einer niedrigen Temperatur werden ermöglicht durch ein Einstellen des Koeffizienten γ größer als der Koeffizient β bei einer niedrigen Temperatur.
Außerdem, obwohl voreingestellte feste Werte für die Koeffizienten α, β und γ für eine hohe Temperatur und die Koeffizienten α, β und γ für eine niedrige Temperatur verwendet werden können, werden die Koeffizienten α, β und γ variabel eingestellt in dem vorliegenden Beispiel, wie in 43 bis 45 gezeigt ist.
Insbesondere, wie in 43 gezeigt ist, wenn die Zahl von Aldehydgruppen steigt, steigt der Wert des Koeffizienten α.
Ferner, wie in 44 gezeigt ist, wenn die Zahl von Olefinen steigt, steigt der Wert des Koeffizienten β.
Ferner, wie in 45 gezeigt ist, wenn der Kohlenstoffkettenlängenindex steigt, steigt der Wert des Koeffizienten γ.
In S28, der S27 folgt, wird ein Komponentenkonzentrationskennfeld mit dem maximalen Bewertungswert, der in S27 berechnet ist, von den Komponentenkonzentrationskennfeldern M1, M2 und M3 ausgewählt.
Dann wird die Konzentration von jeder Komponente, die durch das ausgewählte Komponentenkonzentrationskennfeld spezifiziert ist, als die Sollkonzentration von jeder Konzentration ausgewählt.
In dem folgenden S29 werden die Betriebe bzw. Betätigungen des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 und des Reformationsabschnitts C12 basierend auf der Sollkonzentration von jeder Komponente gesteuert, die in S28 ausgewählt ist.
Zum Beispiel, wenn das ausgewählte Komponentenkonzentrationskennfeld das Komponentenkonzentrationskennfeld M3 ist, das in 35 dargestellt ist, wird der Betrieb des Druckregulierventils 11b derart gesteuert, dass der Einspritzdruck des Reduktionsmittels P3 wird.
Es sollte vermerkt werden, dass der Prozessor der ECU C80 während eines Ausführens der Prozesse von S20 und S21 einer Erlangungseinheit C80a (bezugnehmend auf 31) entspricht, die zumindest einen von dem Zustand des einströmenden Abgases und dem Zustand des Reformationsabschnitts C12 erlangt.
Ferner entspricht der Prozessor der ECU C80 während eines Ausführens der Prozesse von S24 bis S29 einer Steuereinheit C80b (bezugnehmend auf 31), die die Betriebe bzw. Betätigungen des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 und des Reformationsabschnitts C12 steuert, sodass die Komponentenkonzentration von jeder molekularen Struktur, die in dem reformierten Reduktionsmittel enthalten ist, gemäß den vorangehenden Informationen eingestellt wird.
Hiernach werden Effekte des Abgasreinigungssystems, das durch die ECU C80 gemäß dem vorliegenden Beispiel vorgesehen ist, beschrieben.
Die ECU C80 gemäß dem vorliegenden Beispiel weist die Erlangungseinheit C80a und die Steuereinheit C80b auf.
Die Erlangungseinheit C80a erlangt den Zustand des Abgases, das in den Reformationsabschnitt C12 strömt, und den Zustand des Reformationsabschnitts C12, wie zum Beispiel die Reformationskatalysatortemperatur Ta, die O₂-Konzentration in dem Abgas, die NOx-Konzentration und die Abgasströmungsrate.
Die Steuereinheit C80b steuert die Betätigungen bzw. Betriebe des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 und des Reformationsabschnitts C12, um die Komponentenkonzentration von jeder molekularen Struktur, die in dem reformierten Reduktionsmittel enthalten ist, gemäß den erlangten Informationen bezüglich der vorangehenden Zustände einzustellen.
Wie vorangehend beschrieben ist, haben die Erfinder die Kenntnis erlangt, dass der Zustand des Abgases und der Zustand der Reformationskatalysatortemperatur Ta in großem Maße die Komponentenkonzentration von jeder molekularen Struktur beeinflussen, die in dem Reduktionsmittel enthalten ist, nachdem dieses reformiert ist.
Genauer gesagt, falls die Reformationskatalysatortemperatur Ta verschieden ist, wird das Komponentenkonzentrationskennfeld Ma verschieden werden, selbst wenn der Einspritzdruck und die Einspritzmenge des Reduktionsmittels die Gleichen sind.
Ferner, falls die O₂-Konzentration, die NOx-Konzentration oder die Strömungsrate in dem Abgas verschieden ist, wird das Komponentenkonzentrationskennfeld Ma verschieden werden, selbst wenn der Einspritzdruck und die Einspritzmenge des Reduktionsmittel die Gleichen sind.
Wie vorangehend beschrieben ist, haben die Erfinder der vorliegenden Offenbarung die Kenntnis erlangt, dass die Komponentenkonzentration von jeder molekularen Struktur, die in dem Reduktionsmittel enthalten ist, nachdem dieses reformiert ist, in Abhängigkeit von den Steuerverfahren des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 und des Reformationsabschnitts C12 variiert.
Genauer gesagt kann das Komponentenkonzentrationskennfeld Ma eingestellt werden durch ein Einstellen des Einspritzdrucks des Reduktionsmittels mit dem Druckregulierventil 11b, was die Einspritzmenge mit dem Reduktionsmitteleinspritzventil 11a einstellt oder was die Reformationskatalysatortemperatur Ta mit der Heizeinrichtung C121 einstellt.
Deshalb ist es gemäß dem vorliegendem Beispiel einschließlich der Erlangungseinheit C80a und der Steuereinheit C80b möglich, die Komponentenkonzentration für jede molekulare Struktur einzustellen, nachdem sie reformiert ist, sodass eine große Menge von NOx mit einer kleinen Menge von Reduktionsmittel reduziert werden kann.
Deshalb ist es möglich, die NOx-Durchbruchsmenge darin zu unterdrücken, zu steigen, während ein unnötiger Energieverbrauch unterdrückt wird.
Ferner führt in dem vorliegenden Beispiel die Steuereinheit C80b die vorangehende Einstellung mit einer Präferenz zu einem Erhöhen der Konzentration der polaren π-Strukturkomponente über die Konzentration der Komponenten verschieden zu der π-Strukturkomponente durch.
Insbesondere, wenn die entsprechenden Gewichtungskoeffizienten in S25 und S26 berechnet werden, wird der Koeffizient α, der die Konzentration der polaren π-Strukturkomponente, wie zum Beispiel Aldehyd, betrifft, größer als die anderen Koeffizienten gemacht.
Wie auch aus den Testergebnissen in 39 und 40 bestätigt wird, trägt ein Erhöhen der Konzentration der polaren π-Strukturkomponente (zum Beispiel Aldehyd) in großem Maße zu der Verbesserung der NOx-Reinigungsrate mehr als ein Erhöhen der Konzentration von anderen Komponenten bei.
Ferner, wie auch aus den Testergebnissen in 37 und 38 bestätigt wird, verbessert ein Erhöhen der Aldehydgruppe in großem Maße die NOx-Reinigungsrate.
Deshalb kann gemäß dem vorliegenden Beispiel, das eine Priorität auf ein Erhöhen der Konzentration der polaren π-Strukturkomponente gibt, der Effekt eines Verbesserns der NOx-Reinigungsrate mit einer kleinen Menge von Reduktionsmittel gefördert werden.
Ferner wird in dem vorliegenden Beispiel, wie vorangehend beschrieben ist, das eine Priorität auf ein Erhöhen der Konzentration der polaren π-Strukturkomponente wie bei der ersten Priorität gegeben wird, die Einstellung durchgeführt, um so die Kohlenstoffzahl der polaren π-Strukturkomponente zu erhöhen.
Insbesondere wird bei einem Berechnen der entsprechenden Gewichtungskoeffizienten in S25 und S26 unter den Koeffizienten, die die Konzentration der polaren π-Strukturkomponente, wie zum Beispiel Aldehyd betreffen, der Koeffizient erhöht, wenn die polare π-Strukturkomponente eine größere Kohlenstoffzahl hat.
Mit anderen Worten wird in dem Fall des Komponentenkonzentrationskennfelds Ma, das in 34 beispielhaft gezeigt ist, der Gewichtskoeffizient bzw. Gewichtungskoeffizient für die Elemente in den unteren Reihen bzw. Zeilen des Kennfelds größer gemacht, selbst wenn die Spalten des Kennfelds die gleichen sind.
Ferner, da die Reduktionsfähigkeit höher ist, wenn die Kohlenstoffzahl größer ist, kann der Effekt eines Verbesserns der NOx-Reinigungsrate mit einer kleinen Menge von Reduktionsmittel befördert bzw. gefördert werden gemäß dem vorliegenden Beispiel, in dem die vorangehende Einstellung durchgeführt wird, um die Kohlenstoffzahl der polaren π-Strukturkomponente zu erhöhen.
Ferner wird es in dem vorliegenden Beispiel in Erwägung gezogen, dass ein Erhöhen der Konzentration der apolaren π-Strukturkomponente als der ersten Priorität, wie vorangehend beschrieben ist, und die vorangehende Einstellung mit Bevorzugung auf die Konzentrationserhöhung der polaren π-Strukturkomponente über den Anstieg in der Konzentration der Komponenten der Struktur mit keine π-Bindung durchgeführt.
Insbesondere wird bei einem Berechnen der entsprechenden Gewichtungskoeffizienten in S25, der Koeffizient β, der die Konzentration der apolaren π-Strukturkomponenten, wie zum Beispiel Olefine betrifft, kleiner gemacht als der Koeffizient α, während er größer gemacht wird als die anderen Koeffizienten.
Wie außerdem aus den Testergebnissen in 39 bestätigt wird, trägt ein Erhöhen der Konzentration der apolaren π-Strukturkomponente (zum Beispiel Olefin) im großen Maße zu einer Verbesserung der NOx-Reinigung bei eher als ein Erhöhen der Konzentration der Komponente der molekularen Struktur mit keiner π-Bindung.
Deshalb kann gemäß dem vorliegenden Beispiel, das eine Priorität auf ein Erhöhen der Konzentration der apolaren π-Strukturkomponente gibt, der Effekt eines Verbesserns der NOx-Reinigungsrate mit einer kleinen Menge des Reduktionsmittels befördert bzw. gefördert werden.
Ferner wird in dem vorliegenden Beispiel, wie vorangehend beschrieben ist, das eine Priorität auf die Konzentrationserhöhung der polaren π-Strukturkomponente gibt und eine Priorität auf die Konzentrationserhöhung der apolaren π-Strukturkomponente gibt, welche als die ersten Prioritäten angesehen werden, die vorangehende Einstellung durchgeführt, um die Kohlenstoffzahl der apolaren π-Strukturkomponente zu erhöhen.
Insbesondere wird bei einem Berechnen der entsprechenden Gewichtungskoeffizienten in S25 und S26 der Koeffizient für die apolaren π-Strukturkomponenten mit einer großen Kohlenstoffzahl unter den Koeffizienten, die die Konzentration der apolaren π-Strukturkomponenten, wie zum Beispiel Olefine, betreffen, erhöht.
Ferner, da die Reduktionsfähigkeit höher ist, wenn die Kohlenstoffzahl größer ist, kann gemäß dem vorliegenden Beispiel, in dem die vorangehende Einstellung durchgeführt wird, um die Kohlenstoffzahl der apolaren π-Strukturkomponente zu erhöhen, der Effekt eines Verbesserns der NOx-Reinigungsrate mit einer kleinen Menge des Reduktionsmittels gefördert werden.
Ferner wird in dem vorliegenden Beispiel, wie vorangehend beschrieben ist, ein Prioritätsgeben auf die Konzentrationserhöhung der polaren π-Strukturkomponente als die ersten Prioritäten angesehen, wobei die vorangehende Einstellung durchgeführt wird, um die Konzentration der Niedertemperaturoxidationskomponente bevorzugt zu einem Erhöhen der Nichtniedertemperaturoxidationskomponente zu erhöhen.
Insbesondere wird bei einem Berechnen der entsprechenden Gewichtungskoeffizienten in S26 der Koeffizient γ, der die Kohlenstoffkettenlängen betrifft, kleiner gemacht als der Koeffizient α, während dieser größer gemacht wird als die anderen Koeffizienten.
Wie aus den Testergebnissen in 41 heraus bestätigt ist, trägt die lange Kohlenstoffkettenlänge in großem Maße zu der Verbesserung der NOx-Reinigungsrate bei, solange die Kohlenstoffkettenlänge die Niedertemperaturoxidationskomponente ist, die die Kohlenstoffkettenlänge einer vorbestimmten Zahl N oder länger hat.
Deshalb kann gemäß dem vorliegenden Beispiel, das Priorität auf ein Erhöhen der Konzentration der Niedertemperaturoxidationskomponente legt, der Effekt eines Verbesserns der NOx-Reinigungsrate mit einer kleinen Menge des Reduktionsmittels gefördert werden.
Darüber hinaus wird in dem vorliegenden Beispiel, wie vorangehend beschrieben ist, das Priorität auf ein Erhöhen der Konzentration der polaren π-Strukturkomponente als die erste Priorität legt, die vorangehende Einstellung durchgeführt, um die Konzentration der Komponente mit der Priorität für die molekulare Struktur mit einer hohen Elektronenspendeeigenschaft zu erhöhen.
Insbesondere wird bei einem Berechnen der entsprechenden Gewichtungskoeffizienten in S25 und S26, da die Molekularstruktur mit einer hohen Elektronenspendeeigenschaft verwendet wird, der Koeffizient erhöht, der die Komponente betrifft.
Außerdem, wie in dem vorangehenden Faktor C beschrieben ist, da die Elektronenspendeeigenschaft höher ist, ist die Reduktionsfähigkeit höher, sodass der Effekt eines Verbesserns der NOx-Reinigungsrate mit einer kleinen Menge von Reduktionsmittel gefördert werden kann.
Ferner wird in dem vorliegenden Beispiel die vorangehende Einstellung durchgeführt unter Verwendung einer Komponente mit einer Carbonylgruppe als einer polaren π-Strukturkomponente.
Da die Komponente mit einer Carbonylgruppe, wie zum Beispiel ein Aldehyd oder ein Keton, eine Komponente mit einer hohen Reduktionsfähigkeit unter den polaren π-Strukturkomponenten ist, kann eine kleine Menge eines Reduktionsmittels den Effekt eines Verbesserns der NOx-Reinigungsrate gemäß dem vorliegenden Beispiel befördern, das eine Priorität auf eine Erhöhung in einer Konzentration einer Komponente mit einer Carbonylgruppe gibt.
Ferner wird in dem vorliegenden Beispiel, wenn die Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts C13 (Reduktionskatalysatortemperatur Tb) höher als die vorbestimmte Temperatur Tth ist, die vorangehende Einstellung durchgeführt, um die Konzentration der apolaren π-Strukturkomponente vor einer Erhöhung der Konzentration der Niedertemperaturoxidationskomponente erhöht.
Ferner, wenn die Temperatur niedriger als die vorbestimmte Temperatur Tth ist, wird die vorangehende Einstellung durchgeführt, um die Konzentration der Niedertemperaturoxidationskomponente bevorzugt zu einer Erhöhung der Konzentration der apolaren π-Strukturkomponente zu erhöhen.
Insbesondere wird bei hohen Temperaturen bei einem Berechnen der entsprechenden Gewichtungskoeffizienten in S25 der Koeffizient β, der die Konzentration der apolaren π-Strukturkomponente, wie zum Beispiel Olefin, betrifft, kleiner als der Koeffizient α gemacht, während dieser größer als die anderen Koeffizienten gemacht wird.
Bei niedrigen Temperaturen wird bei einem Berechnen der entsprechenden Gewichtungskoeffizienten in S26 der Koeffizient γ, der die Kohlenstoffkettenlänge betrifft, kleiner als der Koeffizient α gemacht, während dieser größer als die anderen Koeffizienten gemacht wird.
Wie auch aus den Testergebnissen in 39 bis 42 bestätigt wird, wird befunden, dass ein Erhöhen der Konzentration der apolaren π-Strukturkomponente bei der hohen Temperatur zu der Verbesserung der NOx-Reinigungsrate verglichen mit dem Verlängern der Kohlenstoffkettenlänge beiträgt.
Jedoch, wenn die Temperatur niedrig ist, ist der Beitrag zu der Verbesserung der NOx-Reinigungsrate höher als wenn die Kohlenstoffkettenlänge verlängert wird, wenn verglichen mit einem Erhöhen der Konzentration der apolaren π-Strukturkomponente.
Deshalb kann gemäß dem vorliegenden Beispiel, in dem die Prioritätsreihenfolge zwischen einer niedrigen Temperatur und einer hohen Temperatur umgeschaltet bzw. umgedreht wird, wie vorangehend beschrieben ist, der Effekt eines Verbesserns der NOx-Reinigungsrate mit einer kleinen Menge von Reduktionsmittel gefördert werden.
Ferner ist in dem vorliegenden Beispiel die vorbestimmte Temperatur Tth, die für ein Bestimmen der Prioritätsumschaltung verwendet wird, 400 °C oder höher und 500 °C oder niedriger.
Es wurde aus den Testergebnissen in 40 und 41 bestätigt, dass die Kohlenstoffkettenlänge mehr zu einer Verbesserung der NOx-Reinigungsrate beiträgt als es die apolare π-Strukturkomponente bei 400 °C oder weniger tut.
Ferner ist es aus den Testergebnissen von 39 und 42 heraus bestätigt, dass die apolare π-Strukturkomponente höher zu der NOx-Reinigungsrate beiträgt als es die Kohlenstoffkettenlänge bei 500 °C oder höher tut.
Deshalb kann gemäß dem vorliegenden Beispiel, in dem die Prioritätsreihenfolge bei der vorbestimmten Temperatur Tth, die bei 400 °C oder höher und 500 °C oder niedriger eingestellt ist, die Bestimmtheit bzw. Zuverlässigkeit eines Verbesserns der NOx-Reinigungsrate mit einer kleinen Menge von Reduktionsmittel verbessert werden.
[Zweites Beispiel]
In dem ersten Beispiel gemäß der dritten Ausführungsform, wenn es bestimmt wird, dass die NOx-Reinigungsrate gleich wie oder höher als die Soll-NOx-Reinigungsrate ist in S13 von 32, werden die Inhalte der Steuerung auf den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 und den Reformationsabschnitt C12 bei den Inhalten der vorliegenden Situation beibehalten.
Im Gegensatz dazu, in einem zweiten Beispiel gemäß der dritten Ausführungsform, falls es bestimmt wird, dass die NOx-Reinigungsrate gleich wie oder höher als die Soll-NOx-Reinigungsrate in S13 ist, wird eine Kraftstoffverbrauchsverbesserungssteuerung, die nachfolgend beschrieben wird, ausgeführt, wie in 46 gezeigt ist.
In der Kraftstoffverbrauchsverbesserungssteuerung, wie in S20 bis S23 in 33 gezeigt ist, werden ein Zustand eines einströmenden Abgases und ein Zustand des Reformationsabschnitts C12 erlangt.
Dann wird die Konzentration von jeder Komponente wie vorliegend basierend auf den erlangten Informationen berechnet und ferner wird ein steuerbarer Konzentrationsbereich berechnet.
Dann wird in S15 innerhalb eines Bereichs, in dem die NOx-Reinigungsrate nicht geringer als die Soll-NOx-Reinigungsrate ist, eine Kombination von Komponentenkonzentrationen, die einen Energieverbrauch minimiert unter steuerbaren Konzentrationsbereichen als eine Sollkonzentration für jede Komponente ausgewählt.
Der Energieverbrauch umfasst einen Energieverbrauch durch ein Einspritzen eines Reduktionsmittels (Kraftstoff) und einen elektrischen Stromverbrauch durch ein Zuführen von Leistung zu der Heizeinrichtung C121.
Wie vorangehend beschrieben ist, ist es gemäß dem vorliegenden Beispiel möglich, den Energieverbrauch zu reduzieren, während die Soll-NOx-Reinigungsrate durch ein Einstellen der Konzentration von jeder der Komponente gewährleistet wird.
[Drittes Beispiel]
Der Reformationskatalysator C12c wird in dem Reformationsabschnitt C12 des ersten Beispiels gemäß der dritten Ausführungsform verwendet und das Reduktionsmittel wird durch eine Teiloxidation des Reformationskatalysators C12c reformiert.
Im Gegensatz dazu wird in einem Abgasreinigungssystem C2 eines dritten Beispiels gemäß der dritten Ausführungsform, wie in 47 gezeigt ist, eine Vorrichtung zum Erzeugen und Zuführen von Ozon als ein Reformationsabschnitt C22 verwendet.
Insbesondere hat der Reformationsabschnitt C22 eine Luftpumpe C22a, einen Ozonisator C22b, ein Unterteilungsbauteil C22c und einen Strömungsrateneinstellabschnitt C22f.
Die Luftpumpe C22a treibt elektrisch einen Ventilator an, um Luft (Außenluft) zu dem Ozonisator C22b zu blasen.
Durch eine Entladung zwischen einem Paar von Elektroden (nicht gezeigt) wandelt der Ozonisator C22b Sauerstoff in der Luft, die zwischen den Elektroden geblasen wird, in Ozon um.
Deshalb kann durch ein Steuern der elektrischen Leistung, die zu den Elektroden zugeführt wird oder, eine Menge an Ozon, die produziert wird, gesteuert werden.
Das Unterteilungsbauteil C22c ist innerhalb des Abgassystems 6 angeordnet und unterteilt den Abgasdurchgang 60 in einen Reformationsdurchgang C22d und einen Umgehungsdurchgang C22e.
Ein Reduktionsmittel wird in den Reformationsdurchgang C22d eingespritzt. Ferner wird das Ozon, das in dem Ozonisator C22b erzeugt wird, zu dem Reformationsdurchgang C22d durch die Luftpumpe C22a geblasen.
Deshalb reagiert in dem Reformationsdurchgang C22d das Reduktionsmittel mit Ozon und wird teilweise oxidiert. Der Strömungsrateneinstellabschnitt C22f stellt eine Einströmmenge des Abgases ein, das von dem Abgasdurchgang in den Reformationsdurchgang C22d einströmt.
Zum Beispiel wird eine Plattentür zum Einstellen eines Öffnungsgrads des Einströmanschlusses des Reformationsdurchgangs C22d als der Strömungsrateneinstellabschnitt C22f verwendet und der Öffnungsgrad der Plattentür wird eingestellt, um die Einströmmenge des Abgases zu steuern.
Es sei vermerkt, dass Betriebe bzw. Betätigungen der Luftpumpe C22a, des Ozonisators C22b und des Strömungsrateneinstellabschnitts C22f durch die ECU C80 gesteuert werden.
Als ein Ergebnis werden die einströmende Menge des Abgases in den Reformationsdurchgang C22d und der Betrag einer Ozonzufuhr gesteuert.
Außerdem ist ein Temperatursensor C26a in dem Reformationsdurchgang C22d angeordnet und die Temperatur (Reformationstemperatur) des Reformationsdurchgangs C22d wird erfasst.
Die Erlangungseinheit C80a erlangt Zustände des Abgases, das in dem Reformationsdurchgang C22d einströmt, wie zum Beispiel die O₂-Konzentration, die NOx-Konzentration und die Abgasströmungsrate in dem Abgas, und einen Zustand des Reformationsabschnitts C22, wie zum Beispiel die Reformationstemperatur.
Die Steuereinheit C80b steuert die Betätigungen des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 und des Reformationsabschnitts C12, um so die Komponentenkonzentration von jeder Molekularstruktur, die in dem reformierten Reduktionsmittel enthalten ist, gemäß den erlangten Informationen bezüglich der vorangehenden Zustände einzustellen.
Zum Beispiel wird der Betrieb bzw. die Betätigung des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 durch ein Einstellen des Einspritzdrucks des Reduktionsmittels durch das Druckregulierventil 11b oder durch ein Einstellen der Einspritzmenge durch das Reduktionsmitteleinspritzventil 11a gesteuert.
Ferner wird der Betrieb des Reformationsabschnitts C22 gesteuert durch ein Einstellen der Abgasströmungsrate durch den Strömungsrateneinstellabschnitt C22f und durch ein Einstellen der Ozonzuführmenge bzw. des Ozonzuführbetrags durch den Ozonisator C22b und die Luftpumpe C22a.
Dann kann das Komponentenkonzentrationskennfeld Ma durch diese Einstellungen eingestellt werden.
Wie vorangehend beschrieben ist, ist es auch in der Konfiguration des vorliegenden Beispiels, in dem die Reformation durch das Ozon erledigt wird, da die ECU C80 die vorangehend beschriebene Konzentrationserlangungseinheit C80a und die Steuereinheit C80b aufweist, möglich, die Komponentenkonzentration für jede strukturelle Art derart einzustellen, dass eine große Menge von NOx mit einer kleinen Menge von Reduktionsmittel reduziert werden kann.
Deshalb ist es möglich, die NOx-Durchbruchsmenge an einem Steigen zu hindern, während ein unnötiger Energieverbrauch unterdrückt wird.
[Andere Ausführungsformen]
Obwohl die bevorzugten Beispiele der dritten Ausführungsform vorangehend beschrieben wurden, ist die Ausführungsform nicht auf die vorangehend beschriebenen Beispiele in irgendeiner Weise begrenzt und verschiedenartige Modifikationen können vorgenommen werden, wie nachfolgend veranschaulicht wird.
Nicht lediglich Kombinationen der Komponenten, die klar diese Kombinationen angeben, sind in jedem Beispiel möglich, sondern auch ein Kombinieren der Beispiele teilweise, selbst wenn nicht offensichtlich, insbesondere, wenn die Kombination keine Probleme verursacht, ist ebenfalls möglich.
In dem ersten Beispiel gemäß der dritten Ausführungsform, wie in 31 gezeigt ist, ist der Reformationsabschnitt C12 an das Abgassystem 6 angebracht und der Reformationskatalysator C12c ist in dem Abgasdurchgang angeordnet.
Im Gegensatz dazu, wie in 47 gezeigt ist, kann der Reformationsdurchgang C22d separat von dem Abgasdurchgang vorgesehen sein und der Reformationskatalysator 12c kann in dem Reformationsdurchgang C22d angeordnet sein.
Demgemäß ist die Komponentenkonzentration von jeder Molekularstrukturart, die in dem Reduktionsmittel enthalten ist, nachdem es reformiert ist, weniger anfällig bezüglich dem Einfluss des Zustands von Abgas, wie zum Beispiel einer NOx-Konzentration und einer NOx-Strömungsrate, sodass dann, wenn die vorangehende Komponentenkonzentration auf einen gewünschten Wert eingestellt wird, die Einstellgenauigkeit verbessert werden kann.
Ein Beispiel eines Prioritätsgebens an ein Erhöhen der Konzentration von polaren π-Strukturkomponenten, ist offenbart, dass ein Konzentrationserhöhungsbetrag der polaren π-Strukturkomponente, wenn sich die erlangte Information ändert, größer ist als der Konzentrationserhöhungsbetrag der anderen Komponenten.
Alternativ ist es offenbart, dass der Konzentrationsverringerungsbetrag der polaren π-Strukturkomponente, wenn sich die erlangte Information ändert, kleiner ist als der Konzentrationsverringerungsbetrag der anderen Komponenten.
Alternativ ist es offenbart, dass die Konzentration der polaren π-Strukturkomponente so stark wie möglich erhöht wird.
In jedem Beispiel gemäß der dritten Ausführungsform wird die NOx-Reinigungsrate unter Verwendung der NOx-Konzentrationssensoren C113 und C114 berechnet.
Andererseits kann die NOx-Reinigungsrate basierend auf dem Betriebszustand der Maschine 8, dem Reduktionsmittelzuführzustand durch den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 und den Reformationszustand des Reformationsabschnitts C12 geschätzt werden.
In jedem von den vorangehenden Beispielen wird die Reformationskatalysatortemperatur Ta unter Verwendung des Reformationsabschnittstemperatursensors C26 erfasst und die Reduktionskatalysatortemperatur Tb wird unter Verwendung des Katalysatortemperatursensors C27 erfasst.
Andererseits kann die Reformationskatalysatortemperatur Ta und die Reduktionskatalysatortemperatur Tb basierend auf dem Betriebszustand der Maschine 8, dem Betriebszustand der Heizeinrichtung C121 und dergleichen geschätzt werden.
In jedem von den vorangehenden Beispielen werden die Prozesse von 32 und 33 immer ausgeführt während der Betriebsdauer der Maschine 8.
Andererseits, selbst während der Betriebsdauer können die Prozesse von 32 und 33 gestoppt werden, falls die vorbestimmte Bedingung, wie zum Beispiel die Temperatur des Reduktionskatalysators C13c ist gleich wie oder höher als die Aktivierungstemperatur oder dergleichen, nicht erfüllt ist.
In jedem von den vorangehend beschriebenen Beispielen wird das Reduktionsmittel von dem Reduktionsmitteleinspritzventil 11a zugeführt.
Andererseits kann das Reduktionsmitteleinspritzventil 11a weggelassen werden und die Kohlenwasserstoffverbindung, die in dem Abgas enthalten ist, kann als das Reduktionsmittel durch eine fette Verbrennung in der Maschine 8 verwendet werden.
In diesem Fall entspricht eine Vorrichtung zum Steuern der Verbrennung der Maschine 8 einem Kraftstoffzugabeabschnitt zum Zuführen der Kohlenwasserstoffverbindung (Reduktionsmittel) zu dem Abgasreinigungsabschnitt C13.
In dem Beispiel, das in 31 gezeigt ist, wird der Kraftstoff von der Commonrail 52 zu dem Reduktionsmitteleinspritzventil 11a zugeführt.
Andererseits kann der Kraftstoff von einem stromaufwärtsseitigen Teil der Commonrail 52 zu dem Reduktionsmitteleinspritzventil 11a zugeführt werden oder kann zu dem Reduktionsmitteleinspritzventil 11a unter Verwendung einer Pumpe zugeführt werden, die separat von der Hochdruckpumpe 53 vorgesehen ist.
[Vierte Ausführungsform]
Als Nächstes wird eine Vielzahl von Beispielen gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
[Erstes Beispiel]
Zuerst wird eine Konfiguration eines Abgasreinigungssystems D1 mit Bezug auf 48 beschrieben.
Das Abgasreinigungssystem D1 hat im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie das Abgasreinigungssystem C1 des ersten Beispiels, das in der dritten Ausführungsform gezeigt ist.
Das Abgasreinigungssystem D1 weist einen Abgasreinigungsabschnitt D13, der NOx reduziert, einen Kraftstoffzugabeabschnitt 11, der eine Kohlenwasserstoffverbindung als ein Reduktionsmittel zu dem Abgasreinigungsabschnitt D13 zuführt, und einen Reformationsabschnitt D12 auf, der das Reduktionsmittel reformiert, das zu dem Abgasreinigungsabschnitt D13 zugeführt wird.
Der Abgasreinigungsabschnitt D13, der Kraftstoffzugabeabschnitt 11 und der Reformationsabschnitt D12 sind an ein Abgassystem 6 angebracht, das einen Abgasdurchgang der Maschine 8 ausbildet.
Der Abgasreinigungsabschnitt D13 hat ein Gehäuse D13a, das an dem Abgassystem 6 angebracht ist, ein Substrat (nicht gezeigt), das in dem Gehäuse D13a beherbergt ist, einen Katalysatorträger D13b, der auf das Substrat beschichtet ist, und einen Reduktionskatalysator D13c, der von dem Katalysatorträger D13b gestützt wird.
Das Reduktionsmittel, das von dem Reformationsabschnitt D12 reformiert wird, strömt in das Gehäuse D13a zusammen mit dem Abgas.
Der Reduktionskatalysator D13c fördert eine Reduktionsreaktion des NOx und des Reduktionsmittels in dem Abgas, das eingeströmt ist.
Das Substrat ist in einer Honigwabenform mit zum Beispiel Cordierit oder dergleichen ausgebildet.
Aluminiumoxid (Al₂O₃ (hiernach als Tonerde bezeichnet)) wird als ein Material für den Katalysatorträger D13b verwendet.
Beispiele von anderen Materialien für den Katalysatorträger D13b umfassen Zeolith, Titandioxid, Cerdioxid, Zirkon, etc. zusätzlich zu der Tonerde, die vorangehend genannt ist, und es ist außerdem möglich, eine Vielzahl von diesen zu verwenden.
Silber (Ag) wird als das Material für den Reduktionskatalysator D13c verwendet.
Ein anderes Beispiel des Materials für den Reduktionskatalysator D13c ist Kupfer (Cu), Platin (Pt), Palladium (Pd), Nickel (Ni), Iridium (Ir), Radium (Ra) oder dergleichen zusätzlich zu dem vorangehenden Silber.
Außerdem können Kobalt (Co), Osmium (Os), Ruthenium (Ru), Eisen (Fe), Rhenium (Re), Technetium (Te), Mangan (Mn), Titan (Ti) etc. ebenfalls für das katalytische Metall 33 verwendet werden.
Außerdem kann das vorangehende Metall auf dem Katalysatorträger D13b in der Form eines Oxids getragen bzw. gestützt werden.
Ferner kann eine Vielzahl von Arten der vorangehenden Metalle als eine einfache Substanz oder ein Oxid auf dem Katalysatorträger D13b getragen werden.
Der Kraftstoffzugabeabschnitt 11 weist ein Reduktionsmitteleinspritzventil 11a, das auf einer stromaufwärtigen Seite des Abgasreinigungsabschnitts D13 in dem Abgassystem 6 montiert ist, und ein Druckregulierventil 11b zum Einstellen des Drucks des Reduktionsmittels auf, das zu dem Reduktionsmitteleinspritzventil 11a zugeführt wird.
Das Reduktionsmittel, das in den Abgasdurchgang eingespritzt wird, strömt in den Reformationsabschnitt D12 zusammen mit dem Abgas.
Die andere Konfiguration ist die gleiche wie jene des Abgasreinigungssystems C1 des ersten Beispiels, das in der dritten Ausführungsform gezeigt ist.
Der Reformationsabschnitt D12 weist ein Gehäuse D12a, das an dem Abgassystem 6 an einer stromaufwärtigen Seite des Abgasreinigungsabschnitts D13 und an einer stromabwärtigen Seite des Reduktionsmitteleinspritzventils 11a angebracht ist, ein Substrat (nicht gezeigt), das in dem Gehäuse D12a beherbergt ist, einen Katalysatorträger D12b, der auf das Substrat beschichtet ist, und einen Reformationskatalysator D12c auf, der von dem Katalysatorträger D12b gestützt wird.
Das Reduktionsmittel, das von dem Reduktionsmitteleinspritzventil 11a eingespritzt wird, strömt in das Gehäuse D12a zusammen mit dem Abgas.
Der Reformationskatalysator D12c reagiert mit dem einströmenden Reduktionsmittel mit O₂ in dem Abgas und oxidiert dieses.
In dieser Oxidation wird die molekulare Struktur der Kohlenwasserstoffverbindung derart geändert, dass die Kohlenwasserstoffverbindung teilweise oxidiert wird, sodass das Reduktionsmittel, das eine Kohlenwasserstoffverbindung ist, nicht vollständig durch die Oxidation verschwindet.
Spezifische Beispiele einer Teiloxidation umfassen ein Ändern eines Substituenten der Kohlenwasserstoffverbindung, und dergleichen.
Das Reduktionsmittel wird reformiert, um so die Reduktionsleistung durch ein teilweises Oxidieren des Reduktionsmittels auf diese Weise zu verbessern.
Ferner hat der Reformationsabschnitt D12 eine Heizeinrichtung D121 als einen Temperatursteuerabschnitt zum Regulieren der Temperatur des Katalysatorträgers D12b.
Die andere Konfiguration ist die gleiche wie jene des Abgasreinigungssystems C1 des ersten Beispiels, das in der dritten Ausführungsform gezeigt ist.
Eine Steuereinheit (ECU D80) hat eine Konfiguration ähnlich zu jener des ersten Beispiels, das in der dritten Ausführungsform gezeigt ist.
Signale, die von jedem von einem NOx-Konzentrationssensor D113, einem Sauerstoffkonzentrationssensor D23, einem Reformationsabschnittstemperatursensor D26, einem Katalysatortemperatursensor D27 und einem stromabwärtigen NOx-Konzentrationssensor D114 erfasst werden, werden an den Eingabeverarbeitungskreis bzw. die Eingabeverarbeitungsschaltung geschickt.
Der NOx-Konzentrationssensor D113 erfasst die NOx-Konzentration in dem Abgas, das von der Maschine 8 abgegeben wird.
Der Sauerstoffkonzentrationssensor D23 erfasst die O₂-Konzentration in dem Abgas, das von der Maschine 8 abgegeben wird.
Der stromabwärtige NOx-Konzentrationssensor D114 erfasst die NOx-Konzentration in dem Abgas, das aus dem Abgasreinigungsabschnitt D13 ausströmt.
Der Reformationsabschnittstemperatursensor D26 erfasst die Temperatur, die in hohem Maße mit der Reformationskatalysatortemperatur Ta korreliert ist.
Zum Beispiel ist der Reformationsabschnittstemperatursensor D26 an dem Gehäuse D12a angebracht und die Abgastemperatur in dem Gehäuse D12a, das heißt die Umgebungstemperatur des Katalysatorträgers D12b wird als die Temperatur erfasst, die in hohem Maße mit der Reformationskatalysatortemperatur Ta korreliert ist.
Alternativ ist der Reformationsabschnittstemperatursensor D26 an dem Katalysatorträger D12b angebracht und die Temperatur des Katalysatorträgers D12b wird als die Temperatur erfasst, die in hohem Maße mit der Reformationskatalysatortemperatur Ta korreliert ist.
Der Katalysatortemperatursensor D27 erfasst die Temperatur, die in hohem Maße mit der Temperatur des Reduktionskatalysators D13c korreliert ist (Reduktionskatalysatortemperatur Tb).
Zum Beispiel ist der Katalysatortemperatursensor D27 an dem Gehäuse D13a angebracht und die Abgastemperatur in dem Gehäuse D13a, d. h. die Umgebungstemperatur des Katalysatorträgers D13b wird als die Temperatur erfasst, die in hohem Maße mit der Reduktionskatalysatortemperatur Tb korreliert ist.
Alternativ ist der Katalysatortemperatursensor D27 an dem Katalysatorträger D13b angebracht und die Temperatur des Katalysatorträgers D13b wird als die Temperatur erfasst, die in hohem Maße mit der Reduktionskatalysatortemperatur Tb korreliert ist.
Verschiedene Steuerungen gemäß den Werten, die durch diese Sensoren erfasst werden, sind ähnlich zu dem Abgasreinigungssystem C1 des ersten Beispiels, das in der dritten Ausführungsform gezeigt ist.
Der Betrieb des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 und des Reformationsabschnitts D12, die durch die ECU D80 gesteuert werden, ist ebenfalls ähnlich zu jenem des Abgasreinigungssystems C1 des ersten Beispiels, das in der dritten Ausführungsform gezeigt ist.
Hiernach wird eine Prozedur der NOx-Reinigungsratenverbesserungssteuerung, die durch den Prozessor der ECU D80 ausgeführt wird, im Detail beschrieben.
Zuerst stellt der Prozessor eine Soll-NOx-Reinigungsrate ein.
Zum Beispiel, wenn die Abgasströmungsrate niedrig ist, wird die Soll-NOx-Reinigungsrate auf einen hohen Wert eingestellt.
Außerdem, wenn eine große Menge von NOx in den Abgasreinigungsabschnitt D13 in einer kurzen Zeit einströmt, wird die Soll-NOx-Reinigungsrate auf einen niedrigen Wert eingestellt.
Als Nächstes wird eine Ist-NOx-Reinigungsrate (Ist-Reinigungsrate) basierend auf einer stromaufwärtsseitigen NOx-Konzentration des Abgasreinigungsabschnitts D13, die durch den NOx-Konzentrationssensor D113 erfasst wird, und einer stromabwärtsseitigen NOx-Konzentration des Abgasreinigungsabschnitts D13 berechnet, die durch den stromabwärtigen NOx-Konzentrationssensor D114 erfasst ist.
Als Nächstes, wenn die berechnete Ist-Reinigungsrate kleiner als die Soll-NOx-Reinigungsrate ist, wird die NOx-Reinigungsratenverbesserungssteuerung ausgeführt.
Falls die Ist-Reinigungsrate gleich wie oder höher als die Soll-NOx-Reinigungsrate ist, werden die Steuerungsverfahren bzw. das Verfahren von Steuerungen für den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 und den Reformationsabschnitt 12 unter den vorliegenden Inhalten beibehalten.
Deshalb wird zum Beispiel der Einspritzdruck des Reduktionsmittels bei dem anfänglich eingestelltem Druck beibehalten und die Anschaltung der Heizeinrichtung D121 bleibt AUS, falls die NOx-Reinigungsratenverbesserungssteuerung nicht einmal nach einem Starten der Maschine 8 ausgeführt wurde.
Außerdem wird das Steuerungsverfahren durch die zuletzt bzw. jüngst durchgeführte NOx-Reinigungsratenverbesserungssteuerung beibehalten, falls es eine Historie gibt, dass die NOx-Reinigungsratenverbesserungssteuerung nach einem Starten der Maschine 8 ausgeführt wurde.
Es sei vermerkt, dass dann, wenn die Ist-Reinigungsrate gleich wie oder höher als die Soll-NOx-Reinigungsrate ist, die Menge von Reduktionsmittel verringert werden kann, um den Grad einer Reformation anstelle eines Beibehaltens des Verfahrens der Steuerung, wie sie ist, zu optimieren.
In der NOx-Reinigungsratenverbesserungssteuerung erlangt der Prozessor zuerst eine Komponentenkonzentration für jede molekulare Struktur, nachdem diese reformiert ist.
Diese Komponentenkonzentrationen werden durch das Komponentenkonzentrationskennfeld Ma repräsentiert, das in 51 veranschaulicht ist.
Eine Prozedur eines Erlangens des Komponentenkonzentrationskennfelds Ma ist die gleiche wie eine Prozedur, die später im Detail mit Bezug auf 50 und 57 beschrieben wird, und die Erläuterung wird angeführt.
Als Nächstes wird ein Bereich, in dem die Komponentenkonzentration für jede molekulare Struktur eingestellt werden kann, durch ein Ändern des vorliegenden Verfahrens von Steuerungen des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 und des Reformationsabschnitts D12 berechnet.
Spezifische Beispiele von zu ändernden Steuerverfahren umfassen den Einspritzdruck durch das Druckregulierventil 11b, die Reformationskatalysatortemperatur Ta durch die Heizeinrichtung D121, die Einspritzmenge durch das Reduktionsmitteleinspritzventil 11a und dergleichen.
Als Nächstes werden Kombinationen der Konzentrationen der entsprechenden Komponenten mit der maximalen NOx-Reinigungsrate innerhalb des einstellbaren Bereichs, der vorangehend beschrieben ist, berechnet und die berechnete Konzentration von jeder Komponente wird als eine Soll-Konzentration eingestellt.
Als Nächstes werden Betätigungen des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 und des Reformationsabschnitts D12 basierend auf der eingestellten Soll-Konzentration gesteuert.
Zum Beispiel wird durch ein Steuern des Betriebs des Druckregulierventils 11b der Einspritzdruck des Reduktionsmittels eingestellt, um die Konzentration von jeder Komponente auf die Soll-Konzentration einzustellen.
Deshalb, falls die vorangehend beschriebene NOx-Reinigungsratenverbesserungssteuerung ausgeführt wird, wird die Konzentration von jeder Komponente derart eingestellt, dass die NOx-Reinigungsrate die Maximale in dem Bereich wird, in dem die Komponentenkonzentration für jede molekulare Struktur eingestellt werden kann. Deshalb wird die NOx-Reinigungsrate verbessert.
Übrigens weist das Abgas, das in den Abgasreinigungsabschnitt D13 einströmt, HC (Kohlenwasserstoffverbindung), der von der Maschine 8 abgegeben wird, und HC, das von dem Kraftstoffzugabeabschnitt 11 zugeführt wird, auf und ein Teil des einströmenden HC adsorbiert an dem Reduktionskatalysator D13c.
Obwohl ein Teil des adsorbierten HC von dem Reduktionskatalysator D13c desorbiert, gibt es außer dem HC, der ohne desorbiert zu werden akkumuliert.
Da der adsorbierte HC die NOx-Reinigungsrate verringert, gilt, je größer die HC-Adsorptionsmenge (HC-Vergiftungsmenge) an dem Reduktionskatalysator D13c ist, desto größer ist der Grad der HC-Vergiftung und desto schlechter wird die NOx-Reinigungsrate.
Deshalb, wenn der Grad der HC-Vergiftung gleich wie oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, wird eine Vergiftungswiederherstellungssteuerung ausgeführt, wie zum Beispiel ein Erhöhen der Temperatur des Reduktionskatalysators D13c.
Durch ein Anheben der Temperatur auf diese Weise wird eine Desorption von HC, der an dem Reduktionskatalysator D13c adsorbiert ist, gefördert, kann die HC-Adsorptionsmenge reduziert werden und die NOx-Reinigungsrate kann wieder hergestellt werden.
Jedoch, falls die Komponentenkonzentrationen der molekularen Strukturen, die in dem HC enthalten sind, das in den Abgasreinigungsabschnitt D13 einströmt, unterschiedlich sind, variiert die HC-Adsorptionsmenge selbst dann, wenn die HC-Einströmmenge die gleiche ist.
Deshalb wird in dem vorliegenden Beispiel der Vergiftungsgrad, welcher ein Index ist, der den Vergiftungsgrad des Reduktionskatalysators D13c repräsentiert, gemäß der Komponentenkonzentration von jeder molekularen Struktur berechnet, die in dem HC enthalten ist, das in den Abgasreinigungsabschnitt D13 einströmt, und führt die Vergiftungswiederherstellungssteuerung durch, wenn der Vergiftungsgrad gleich wie oder größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Insbesondere wird die Vergiftungswiederherstellungssteuerung in einer Prozessprozedur ausgeführt, die in 49 gezeigt ist.
Es sei vermerkt, dass der Prozess von 49 durch den Prozessor der ECU D80 ausgeführt wird und ist ein Prozess, der wiederholt bei einem vorbestimmten Berechnungszyklus während der Betriebsdauer der Maschine 8 ausgeführt wird.
Zuerst wird in S10 von 49 durch ein Ausführen eines subroutinen Prozesses, der in 50 gezeigt ist, die HC-Adsorptionsmenge, die pro Einheitszeit erzeugt wird, das heißt, die HC-Vergiftungsgeschwindigkeit für jede Komponente berechnet.
In dem folgenden S20 wird der HC-Vergiftungsgrad basierend auf der HC-Vergiftungsgeschwindigkeit für jede Komponente durch ein Ausführen eines subroutinen Prozesses, der in 58 gezeigt ist, berechnet.
In dem folgenden S30 wird die Vergiftungswiederherstellungssteuerung ausgeführt, um die NOx-Reinigungsrate durch ein Ausführen eines subroutinen Prozesses, der in 59 gezeigt ist, wiederherzustellen.
Jeder Subroutine-Prozess, der vorangehend beschrieben ist, wird nachfolgend beschrieben.
50 ist ein Prozess eines Berechnens der HC-Vergiftungsgeschwindigkeit für jede Komponente und zuerst wird in S11 von 50 eine physikalische Menge bzw. ein physikalischer Wert erlangt, der einen Zustand des Abgases repräsentiert, das von der Maschine 8 abgegeben wird.
Spezifische Beispiele der physikalischen Quantität umfassen die O₂-Konzentration des Abgases, die NOx-Konzentration des Abgases, die Abgasströmungsrate, die Abgastemperatur und dergleichen.
Die O₂-Konzentration und die NOx-Konzentration werden aus den Erfassungswerten des Sauerstoffkonzentrationssensors D23 und des NOx-Konzentrationssensors D113 jeweils erlangt.
Die Abgasströmungsrate und die Abgastemperatur werden geschätzt basierend auf den Betriebsbedingungen, wie z. B. der Drehzahl und der Last der Maschine 8.
In dem folgenden S12 wird eine physikalische Menge erlangt, die einen Zustand des Reformationsabschnitts D12 repräsentiert.
Ein spezifisches Beispiel der physikalischen Menge bzw. physikalischen Quantität ist die Reformationskatalysatortemperatur Ta und die Reformationskatalysatortemperatur Ta wird aus dem Erfassungswert des Reformationsabschnittstemperatursensors D26 erlangt.
In dem folgenden S13 wird die vorliegende Komponentenkonzentration für jede molekulare Struktur, die in dem Reduktionsmittel enthalten ist, nachdem es reformiert ist, basierend auf den physikalischen Quantitäten berechnet, die in S11 und S12 erlangt werden.
Insbesondere ist eine Beziehung zwischen den Werten von der Vielzahl von physikalischen Quantitäten und den Komponentenkonzentrationen für jede molekulare Struktur vorab getestet und aufgezeichnet bzw. kartographiert, und das Kennfeld ist in dem Speicher gespeichert.
Dann wird die Komponentenkonzentration für jede molekulare Struktur mit Bezug auf das Kennfeld basierend auf den erlangten physikalischen Quantitäten berechnet.
Alternativ wird anstelle eines Verwendens des vorangehenden Kennfelds eine Gleichung zum Berechnen der Komponentenkonzentration und der Verwendung der physikalischen Quantität als eine Variable in dem Speicher gespeichert und die erlangten physikalischen Quantitäten werden in einer Berechnungsformel ersetzt, um die Komponentenkonzentration für jede Molekularstruktur zu berechnen.
Ferner, unter Erwägung, dass die Komponentenkonzentration ebenfalls in Abhängigkeit von dem Einspritzdruck des Reduktionsmittels, variiert, kann die Komponentenkonzentration für jede Molekularstruktur in Erwägung des vorliegenden Einspritzdrucks berechnet werden.
Zum Beispiel sind die Komponentenkonzentrationen für jede von diesen Molekularstrukturen durch ein Komponentenkonzentrationskennfeld Ma repräsentiert, das in 51 dargestellt ist.
Spezifische Beispiele von Molekularstrukturarten bzw. -gattungen umfassten geradekettiges Paraffin, Nebenkettenparaffin, Naphthen, Aroma, Olefin, Aldehyd und dergleichen, und selbst wenn diese strukturellen Gattungen die gleichen sind, werden verschiedene Molekülkomponentenkonzentrationen berechnet als unterschiedliche strukturelle Gattungen, solange die Kohlenstoffzahl verschieden ist.
Es sollte vermerkt werden, dass der Prozessor der ECU D80 während eines Ausführens der Prozesse von S11, S12 und S13 einer Konzentrationserlangungseinheit D80a (bezugnehmend auf 48) zum Erlangen der Komponentenkonzentration für jede Molekularstruktur entspricht, die in HC enthalten ist, das in den Abgasreinigungsabschnitt D13 einströmt.
In dem folgenden S14 wird die Vergiftungsrate für jede Molekularstruktur (das heißt für jede Komponente) berechnet.
Zum Beispiel wird eine Vergiftungsrate für jede Komponente berechnet, die dem Komponentenkonzentrationskennfeld Ma entspricht, das in 51 gezeigt ist.
Die Vergiftungsrate unterscheidet sich von Komponente zu Komponente.
Zum Beispiel, selbst wenn die Moleküle die gleiche Molekularstruktur, jedoch unterschiedliche Zahlen von Kohlenstoff haben, sind die Vergiftungsraten unterschiedlich.
Ferner, selbst mit der gleichen Komponente variiert die Vergiftungsratenabhängigkeit von der Reduktionskatalysatortemperatur Tb, wenn die Kohlenwasserstoffverbindung in den Abgasreinigungsabschnitt D13 einströmt.
Deshalb wird der Wert der Vergiftungsrate für jede Komponente gemäß der Molekularstruktur, der Kohlenstoffzahl und der Reduktionskatalysatortemperatur Tb variiert.
Zum Beispiel wird die Vergiftungsrate für jede Komponente basierend auf Vergiftungsratenkennfeldern M1 und M2 berechnet, die in 52 gezeigt sind.
Diese Vergiftungsratenkennfelder M1 und M2 werden bei einer Bedingung verwendet, dass die Reduktionskatalysatortemperatur Tb in einem vorbestimmten Bereich T1 bis T3 ist.
Dann, wenn die Reduktionskatalysatortemperatur Tb geringer als die untere Grenztemperatur T1 ist, welche der untere Grenzwert des vorbestimmten Bereichs ist, wird es erwogen, dass alle Komponenten nicht an dem Reduktionskatalysator D13c adsorbiert (vergiftet) werden, und die Vergiftungsrate wird für alle Komponenten auf 0 gesetzt.
Ferner, wenn die Reduktionskatalysatortemperatur Tb gleich wie oder höher als die obere Grenztemperatur T3 ist, welche der obere Grenzwert des vorbestimmten Bereichs ist, wird es erwogen, dass alle Komponenten nicht an dem Reduktionskatalysator D13c adsorbiert werden (vergiftet werden) und die Vergiftungsrate ist für alle Komponenten 0.
Die Vergiftungsratenkennfelder M1 und M2 werden basierend auf den Ergebnissen des Tests eingestellt, der durch die Erfinder ausgeführt wird, und die untere Grenztemperatur T1 wird auf 250 °C eingestellt und die obere Grenztemperatur T3 wird auf 350 °C eingestellt basierend auf den Ergebnissen des Tests.
In einem Fall, in dem die Reduktionskatalysatortemperatur Tb in dem vorbestimmten Bereich T1 bis T3 ist, wird die Vergiftungsrate von jeder Komponente unter Verwendung des ersten Vergiftungsratenkennfelds M1 berechnet, wenn die Temperatur niedriger als die vorbestimmte Temperatur T2 ist, und wenn die Temperatur höher als die vorbestimmte Temperatur T2 ist, wird das Vergiftungsratenkennfeld M2 verwendet.
Eine vertikale Achse des Kennfelds zeigt die Vergiftungsrate und eine horizontale Achse zeigt die Kohlenstoffzahl.
Eine durchgezogene Linie in dem Kennfeld zeigt die Vergiftungsrate für die Komponenten einer geradekettigen Struktur, wie zum Beispiel einem geradekettigen Paraffin und einem geradekettigen Olefin.
Diese Komponente wird hiernach als eine Komponente, wie zum Beispiel ein geradekettiges Paraffin, bezeichnet.
Eine gepunktete Linie in dem Kennfeld stellt die Vergiftungsrate für die Komponenten einer Ringstruktur, wie zum Beispiel Aroma und Naphthen, und einer Nebenkettenstruktur dar.
Diese Komponente wird hiernach als eine aromatische Komponente bezeichnet.
Eine einfach gepunktete Strichlinie in dem Kennfeld stellt die Vergiftungsrate der Komponente einer Molekularstruktur mit einer Polarität, wie zum Beispiel Aldehyd, dar.
Diese Komponente wird hiernach als eine Komponente, wie zum Beispiel Aldehyd, bezeichnet.
Hinsichtlich der Vergiftungsratenkennfelder M1, M2, wird bezüglich der Komponenten, wie zum Beispiel geradekettigem Paraffin und dem Aroma die Vergiftungsrate groß, wenn die Kohlenstoffzahl groß wird. Die Testergebnisse in 53 sind die Ergebnisse von Tests zum Bestätigen der Gültigkeit davon, und sind die Ergebnisse eines Messens der Reinigungsrate, wenn jede von drei Arten von geradekettigen Paraffinen, die sich in der Kohlenstoffzahl unterscheiden, in den Abgasreinigungsabschnitt D13 geströmt wurden.
Das Symbol L1 stellt das Testergebnis von geradekettigem Paraffin mit 8 Kohlenstoffen dar, das Symbol L2 stellt das Testergebnis von geradekettigem Paraffin mit 12 Kohlenstoffen dar und das Symbol L3 stellt das Testergebnis von geradekettigem Paraffin mit 16 Kohlenstoffen dar.
In Beliebigen von den Tests sank die Reinigungsrate aufgrund des Fortschritts einer Vergiftung mit dem Verlauf der Zeit, jedoch kann es ersehen werden, dass eine Abnahmerate der Reinigungsrate schneller ist, wenn die Kohlenstoffzahl höher ist.
Das heißt, für geradekettiges Paraffin gilt, je größer die Kohlenstoffzahl ist, desto größer ist die Vergiftungsrate.
Die Erfinder betrachten diese Testergebnisse wie folgt.
In geradekettigem Paraffin, wenn die Kohlenstoffzahl steigt, wird eine Radikalenerzeugung durch eine Extraktion von Wasserstoffatomen leichter.
Dann ist in dem radikalen Zustand die Adsorptionsfähigkeit an dem Reduktionskatalysator D13c hoch, sodass adsorbiertes geradekettiges Paraffin weniger wahrscheinlich desorbiert wird und die Vergiftungsrate wird erhöht.
Deshalb gilt, je höher die Kohlenstoffzahl ist, desto höher wird die Vergiftungsrate.
Es sollte vermerkt werden, dass dann, wenn die Reduktionskatalysatortemperatur Tb in dem vorbestimmten Bereich T1 bis T3 ist, gilt, je höher die Temperatur ist, desto höher wird die Adsorptivität bzw. Adsorptionsfähigkeit und desto höher wird die Vergiftungsrate, jedoch, wenn die Reduktionskatalysatortemperatur Tb höher als die obere Grenztemperatur T3 ist, wird die Desorptionsnatur hoch, sodass die Vergiftungsrate fast 0 ist.
In dem Test von 53 wird die Reinigungsrate gemessen, währen die Reduktionskatalysatortemperatur Tb bei 375 °C beibehalten wird, jedoch zeigt der Test von 54 Ergebnisse eines Messens der Reinigungsrate durch ein Ändern der Reduktionskatalysatortemperatur Tb für das geradekettige Paraffin mit 16 Kohlenstoffen.
Das Symbol L4 zeigt das Testergebnis bi 275 °C, das Symbol L5 zeigt das Testergebnis bei 500 °C und das Symbol L6 zeigt das Testergebnis bei 375 °C.
In einem bestimmten Temperaturbereich sinkt die Reinigungsrate mit dem Verlauf der Zeit, jedoch ergibt sich, dass die Reinigungsrate kaum sinkt in einem Fall einer hohen Temperatur, die die obere Grenze des Temperaturbereichs übersteigt, oder in einem Fall einer niedrigen Temperatur, die die untere Grenze übersteigt.
Das heißt, in den Fällen einer hohen Temperatur oder einer niedrigen Temperatur, die den vorbestimmten Bereich T1 bis T3 übersteigt, bedeutet dies, dass eine Vergiftung kaum auftritt.
Dementsprechend, wenn die Reduktionskatalysatortemperatur Tb außerhalb des vorbestimmten Bereichs ist, ist die Vergiftungsrate auf 0 eingestellt für all die Komponenten basierend auf den Testergebnissen.
In einem Beliebigen von den Vergiftungsratenkennfeldern M1 und M2 ist die Vergiftungsrate von Komponenten, wie zum Beispiel Aroma, auf einen Wert eingestellt, der größer ist als die Vergiftungsrate von Komponenten, wie zum Beispiel geradekettigem Paraffin, solange die Kohlenstoffzahl die gleiche ist.
Die Testergebnisse von 55 sind die Ergebnisse eines Tests, in dem die Reinigungsraten gemessen wurden für geradekettiges Paraffin und Aroma mit der gleichen Kohlenstoffzahl, welche in den Abgasreinigungsabschnitt D13 geströmt wurden.
Das Symbol L7 ist das Testergebnis für geradekettige Paraffine und das Symbol L8 ist das Testergebnis von aromatischen Verbindungen.
In Beliebigen von den Tests sinkt die Reinigungsrate aufgrund eines Fortschritts einer Vergiftung mit der Zeit, jedoch kann es ersehen werden, dass eine Reinigungsrate in aromatischen Verbindungen schneller fällt als für geradekettiges Paraffin.
Das heißt, es bedeutet, dass die Reinigungsrate von Aroma größer ist als jene von geradekettigem Paraffin.
Dieses Testergebnis wird wie folgt betrachtet.
Da Komponenten, wie zum Beispiel Aroma, in einer Reaktivität niedriger als Komponenten, wie zum Beispiel geradekettiges Paraffin und dergleichen sind, neigen sie dazu, an dem Reduktionskatalysator D13c zu verbleiben.
Deshalb ist die Vergiftungsrate von Komponenten, wie zum Beispiel Aroma, höher als die Vergiftungsrate von Komponenten, wie zum Beispiel geradekettigem Paraffin.
In dem Vergiftungsratenkennfeld M1 ist der Wert der Vergiftungsrate, die für die Komponenten, wie zum Beispiel Aldehyd, unter den Komponenten mit der gleichen Kohlenstoffzahl eingestellt ist, höher als die Vergiftungsrate von Komponenten, wie zum Beispiel geradekettiges Paraffin und Aroma.
Andererseits ist in dem zweiten Vergiftungsratenkennfeld M2 der Wert der Vergiftungsrate, der für Aldehyd und dergleichen unter den Komponenten mit der gleichen Kohlenstoffzahl eingestellt ist, kleiner als die Vergiftungsrate, die für Komponenten, wie zum Beispiel geradekettiges Paraffin und einer Komponente, wie zum Beispiel Aroma, eingestellt ist.
Kurz gesagt, in einem Fall, in dem die Reduktionskatalysatortemperatur Tb in dem vorbestimmten Bereich T1 bis T3 ist, ist die Adsorptivität bzw. Adsorptionsfähigkeit gering und die Vergiftungsrate ist gering bei einer geringen Temperatur in dem Fall von Komponenten, wie zum Beispiel geradekettigem Paraffin und Aroma.
Andererseits, in einem Fall einer Komponente, wie zum Beispiel Aldehyd, da sie eine hohe Reaktivität hat und ein bestimmtes Niveau von Adsorptivität selbst bei geringer Temperatur, ist dementsprechend die Vergiftungsrate hoch.
Das Testergebnis in 56 ist das Ergebnis des Tests, in dem die Reinigungsrate mit der Reduktionskatalysatortemperatur Tb gemessen ist, die für das Aldehyd mit der gleichen Kohlenstoffzahl verschieden ist.
Das Symbol L9 ist das Testergebnis bei 375 °C, das Symbol L10 ist das Testergebnis bei 500 °C und das Testergebnis L11 ist das Testergebnis bei 225 °C.
Dementsprechend, selbst bei einer geringen Temperatur von 275 °C schreitet die Vergiftung mit dem Verlauf der Zeit fort und die Reinigungsrate sinkt.
Andererseits, in dem Fall von geradekettigem Paraffin, das in 54 gezeigt ist, schreitet die Vergiftung kaum voran bei einer geringen Temperatur von 275 °C.
Das heißt, in dem niedrigen Temperaturbereich (erster Bereich), in dem das erste Vergiftungsratenkennfeld M1 verwendet wird, bedeutet es, dass die Vergiftungsrate von Komponenten, wie zum Beispiel Aldehyd, höher ist als die Vergiftungsrate von geradekettigem Paraffin, Aroma und dergleichen.
Andererseits, in dem hohen Temperaturbereich (zweiter Bereich), in dem das zweite Vergiftungsratenkennfeld M2 verwendet wird, bedeutet es, dass die Vergiftungsrate von Komponenten, wie zum Beispiel Aldehyd, kleiner ist als die Vergiftungsrate von geradekettigem Paraffin, Aroma und dergleichen.
In dem ersten Vergiftungsratenkennfeld M1 wird die Vergiftungsrate erhöht, wenn die Komponenten eine größere Kohlenstoffzahl haben, ungeachtet der Art von molekularer Struktur.
Darüber hinaus wird hinsichtlich von Komponenten, wie zum Beispiel geradekettigem Paraffin, Aroma, etc. in dem zweiten Vergiftungsratenkennfeld M2 die Vergiftungsrate für die Komponenten mit größerer Kohlenstoffzahl erhöht.
Andererseits wird für Komponenten, wie Aldehyde, in dem niedrigen Temperaturbereich (ersten Bereich), in dem das erste Vergiftungsratenkennfeld M1 verwendet wird, die Vergiftungsrate erhöht, wenn die Komponenten eine kleinere Kohlenstoffzahl haben.
Das Testergebnis in 57 ist das Ergebnis des Tests zum Bestätigen von dessen Validität bzw. Gültigkeit und ist das Ergebnis für zwei Arten von Aldehyden mit unterschiedlicher Kohlenstoffzahl, das die Reinigungsrate mit der Reduktionskatalysatortemperatur Tb misst, die auf die niedrige Temperatur in dem ersten Bereich eingestellt ist.
Das Symbol L12 zeigt das Testergebnis von Aldehyd mit einer großen Kohlenstoffzahl an und das Symbol L13 zeigt das Testergebnis von Aldehyd mit einer kleinen Kohlenstoffzahl an.
Diese Testergebnisse zeigen an, dass in dem Fall von Aldehyd gilt, je niedriger die Kohlenstoffzahl bei niedriger Temperatur ist, desto größer wird die Vergiftungsrate.
Zurückkehrend zu der Erläuterung von 50 wird in S14, wie vorangehend beschrieben ist, die Vergiftungsrate für jede Komponente basierend auf der Reduktionskatalysatortemperatur Tb berechnet und in dem folgenden S15 wird die Vergiftungsgeschwindigkeit für jede Komponente berechnet.
Die Vergiftungsgeschwindigkeit betrifft eine Adsorptionsmenge (Vergiftungsbetrag), die pro einer vorbestimmten Zeit erhöht wird, wenn HC an dem Reduktionskatalysator D13c adsorbiert.
Die Vergiftungsgeschwindigkeit wird berechnet basierend auf einem Wert, der durch ein Multiplizieren der Konzentration von jeder Komponente, die in S13 berechnet ist, mit der Vergiftungsrate für jede Komponente, die in S14 berechnet ist, erlangt wird.
Zum Beispiel kann der multiplizierte Wert für die Vergiftungsgeschwindigkeit verwendet werden, so wie er ist, und die Vergiftungsrate kann berechnet werden durch ein Multiplizieren des multiplizierten Werts mit einem Korrekturkoeffizienten oder durch ein Addieren einer Korrekturkonstante.
58 ist ein Prozess eines Berechnens des Grads der HC-Vergiftung basierend auf der HC-Vergiftungsgeschwindigkeit für jede Komponente und zuerst wird in S21 von 58 der Vergiftungsbetrag bzw. die Vergiftungsmenge für jede Komponente berechnet basierend auf einer Vergiftungsrate für jede Komponente, die in dem Prozess von 50 berechnet ist.
Zum Beispiel, wenn eine Vergiftungsgeschwindigkeit einer bestimmten Komponente ΔX ist und ein Vergiftungsbetrag bzw. eine Vergiftungsmenge HCx ist, wird ein Wert, der durch ein Addieren der Vergiftungsgeschwindigkeit ΔX zu dem vorangehenden Vergiftungsbetrag HCx erlangt wird, als der vorliegende Vergiftungsbetrag HCx eingestellt.
In dem folgenden S22 wird der Vergiftungsbetrag für jede Komponente, der in S21 berechnet ist, integriert, um den Gesamtvergiftungsbetrag zu berechnen.
Der Gesamtvergiftungsbetrag, der dementsprechend berechnet wird, wird als ein Vergiftungsgrad verwendet, welcher ein Index ist, der den Vergiftungsgrad des Reduktionskatalysators D13c repräsentiert.
Es sollte vermerkt werden, dass der Prozessor der ECU D80 während eines Ausführens der Verarbeitung von S21 einer Vergiftungsbetragsberechnungseinheit entspricht, die den Vergiftungsbetrag des Reduktionskatalysators D13c für jede molekulare Struktur berechnet.
Der Prozessor von ECU D80 während einer Ausführung der Verarbeitung von S22 entspricht einer Vergiftungsgradberechnungseinheit D80b (bezugnehmend auf 48), die den Vergiftungsgrad gemäß der Komponentenkonzentration berechnet, die durch die Konzentrationserlangungseinheit D80a erlangt wird.
59 ist ein Prozess einer Wiederherstellung der NOx-Reinigungsrate durch ein Ausführen der Vergiftungswiederherstellungssteuerung und zuerst wird bei S31 von 59 bestimmt, ob die Vergiftungswiederherstellungssteuerung, die bei S35 gestartet ist, ausgeführt wird oder nicht.
Die Vergiftungswiederherstellungssteuerung ist eine Steuerung, um eine HC-Vergiftung des Reduktionskatalysators D13c durch ein Erhöhen der Reduktionskatalysatortemperatur Tb zu entfernen.
In der Vergiftungswiederherstellungssteuerung wird die Temperatur des Reformationskatalysators D12c auf eine vorbestimmte Temperatur oder höher durch die Heizeinrichtung D121 angehoben.
Diese vorbestimmte Temperatur wird auf eine Temperatur höher als eine obere Grenztemperatur zu der Zeit einer Teiloxidation und einer Reformation eingestellt.
Als ein Ergebnis wird das Abgas durch die Heizeinrichtung D121 erwärmt, um dessen Temperatur anzuheben.
Außerdem, da die Oxidation des Reduktionsmittels in dem Reformationsabschnitt D12 gefördert wird, wird die Wärme einer Oxidationsreaktion des Reduktionsmittels erhöht, wobei schließlich das Abgas erwärmt wird und die Temperatur steigt.
Durch ein Anheben der Abgastemperatur auf diese Weise steigt die Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts D13, der sich auf der stromabwärtigen Seite des Reformationsabschnitts D12 befindet.
Mit anderen Worten steigt die Reduktionskatalysatortemperatur Tb, um eine Desorption des adsorbierten HC zu beschleunigen, und erholt sich von einer Vergiftung.
Der Kraftstoffzugabeabschnitt 11 und der Reformationsabschnitt D12 entsprechen einer Temperaturerhöhungsvorrichtung, die die Temperatur des Reduktionskatalysators D13c anhebt, wenn die Vergiftungswiederherstellungssteuerung ausgeführt wird.
Falls es bestimmt wird, dass die Vergiftungswiederherstellungssteuerung bei S31 ausgeführt wird, wird es bei S32 bestimmt, ob der Gesamtvergiftungsbetrag (Vergiftungsgrad), der bei S22 berechnet wird, geringer als der Sollbetrag ist oder nicht.
Falls es bestimmt wird, dass der Gesamtvergiftungsbetrag geringer als der Sollbetrag ist, wird die Vergiftungswiederherstellungssteuerung in dem Folgenden S33 gestoppt, und falls die Bestimmung negativ ist, dass der Gesamtvergiftungsbetrag nicht geringer als der Sollbetrag ist, wird die Vergiftungswiederherstellungssteuerung fortgesetzt.
Falls eine negative Bestimmung bei S31 gemacht wird, dass die Vergiftungswiederherstellungssteuerung nicht im Gange ist, dann wird es bei dem folgenden S34 bestimmt, ob der Gesamtvergiftungsbetrag (Vergiftungsgrad), der bei S22 berechnet ist, gleich wie oder höher als der Sollbetrag ist.
Falls es bestimmt wird, dass der Gesamtvergiftungsbetrag gleich wie oder höher als der Sollbetrag ist, wird die Vergiftungswiederherstellungssteuerung in dem folgenden S35 gestartet, und wenn eine negative Bestimmung gemacht wird, dass der Sollbetrag nicht den Sollbetrag überschreitet, wird der Zustand fortgesetzt, in dem die Vergiftungswiederherstellungssteuerung nicht ausgeführt wird.
Hiernach werden Effekte des Abgasreinigungssystems beschrieben, die durch die ECU D80 gemäß dem vorliegenden Beispiel geboten werden.
Die ECU D80 gemäß dem vorliegenden Beispiel weist eine Vergiftungswiederherstellungssteuerungseinheit D80c, die Konzentrationserlangungseinheit D80a und eine Startzeitbestimmungseinheit D80d auf.
Deshalb wird die Zeit bzw. Zeitgebung eines Startens der Vergiftungswiederherstellungssteuerung gemäß der Komponentenkonzentration von jeder molekularen Struktur bestimmt, die in dem HC enthalten ist, das in den Abgasreinigungsabschnitt D13 einströmt.
Dadurch, da die Vergiftungswiederherstellungssteuerung in Erwägung der Differenz in einem HC-Vergiftungsbetrag bzw. einer HC-Vergiftungsmenge gemäß der Differenz in einer Komponentenkonzentration für jede molekulare Struktur gestartet wird, kann ein Energieverbrauch aufgrund eines zu frühen Starts eines Temperaturanstiegs unterdrückt werden, und es ist möglich, eine schlechte NOx-Reinigung aufgrund eines zu späten Starts eines Temperaturanstiegs zu unterdrücken.
Ferner ist in dem vorliegenden Beispiel die Vergiftungsgradberechnungseinheit D80b vorgesehen. Die Vergiftungsgradberechnungseinheit D80b ist für ein Berechnen eines Vergiftungsgrads, welcher ein Index ist, der den Vergiftungsgrad des Reduktionskatalysators D13c repräsentiert, gemäß der Komponentenkonzentration, die durch die Konzentrationserlangungseinheit D80a erlangt wird.
Dann bestimmt die Startzeitbestimmungseinheit D80d die Zeit bzw. Zeitgebung, um die Vergiftungswiederherstellungssteuerung zu starten, basierend auf der Tatsache, dass der Vergiftungsgrad, der durch die Vergiftungsgradberechnungseinheit D80b berechnet ist, gleich wie oder größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Dann berechnet die Vergiftungsgradberechnungseinheit D80b den Vergiftungsgrad, um ein größerer Wert zu sein, wenn der Wert größer ist, der durch ein Multiplizieren der Komponentenkonzentration, die durch die Konzentrationserlangungseinheit D80a erlangt ist, mit der Vergiftungsrate erlangt wird, die für jede molekulare Struktur eingestellt ist.
Insbesondere gilt, wenn der Vergiftungsbetrag für jede Komponente, der in S21 von 58 berechnet ist, größer ist, wird der Vergiftungsgrad größer, der in S22 berechnet wird.
Außerdem macht die Vergiftungsgradberechnungseinheit D80b den Wert einer Vergiftungsrate gemäß der Reduktionskatalysatortemperatur Tb verschieden, wenn der HC in dem Abgasreinigungsabschnitt D13 einströmt.
Insbesondere wird in S14 von 50 die Vergiftungsrate gemäß der Reduktionskatalysatortemperatur Tb variiert.
Demgemäß, da der Vergiftungsgrad in Übereinstimmung mit der Differenz in einer Vergiftungsrate gemäß der Reduktionskatalysatortemperatur Tb zu der Zeit einer HC-Einströmung berechnet wird, ist es möglich, den Grad einer Vergiftung auf einen Wert zu berechnen, der den Grad einer Verringerung der Ist-NOx-Reinigungsrate mit einer hohen Genauigkeit reflektiert.
Deshalb ist es möglich, die Temperatur an einem zu frühen oder zu späten Anstiegsstart zu hindern.
Ferner berechnet in dem vorliegenden Beispiel die Vergiftungsgradberechnungseinheit D80b die Vergiftungsrate für den HC, der einströmt, wenn die Reduktionskatalysatortemperatur Tb außerhalb des vorbestimmten Bereichs von T1 bis T3 ist, auf einen kleinen Wert verglichen mit dem HC, das einströmt, wenn sie innerhalb des vorbestimmten Bereichs ist.
Insbesondere, wie in 52 dargestellt ist, wird die Vergiftungsrate des HC, das einströmt, wenn sie außerhalb des vorbestimmten Bereichs ist, auf 0 eingestellt.
Demgemäß, da der Vergiftungsgrad berechnet wird durch ein Einstellen der Vergiftungsrate auf einen kleinen Wert für den HC bzw. das HC, das außerhalb des vorbestimmten Bereichs einströmt, wenn eine Vergiftung kaum auftritt, ist es möglich, die Vergiftungsrate mit dem Wert, der den Grad einer Reduktion bzw. den Verringerungsgrad in der Ist-NOx-Reinigungsrate reflektiert, mit einer hohen Genauigkeit zu berechnen.
Ferner berechnet in dem vorliegenden Beispiel die Vergiftungsgradberechnungseinheit D80b die Vergiftungsrate, die für das HC, das einströmt, wenn die Reduktionskatalysatortemperatur Tb kleiner als die vorbestimmte Temperatur T2 ist, und für das HC bzw. den HC verschieden ist, der einströmt, wenn die Temperatur Tb höher als die vorbestimmte Temperatur T2 ist.
Das heißt, mit Hinblick auf das HC bei niedriger Temperatur wird die Vergiftungsrate für Komponenten, wie zum Beispiel Aldehyd, unter den Komponenten mit der gleichen Kohlenstoffzahl auf einen Wert eingestellt, der höher ist als die Vergiftungsrate für Komponenten, wie zum Beispiel geradekettiges Paraffin.
Für das HC bei hoher Temperatur wird die Vergiftungsrate für Komponenten, wie zum Beispiel Aldehyd, unter den Komponenten mit gleicher Kohlenstoffzahl, auf einen Wert eingestellt, der kleiner ist als die Vergiftungsrate, die für Komponenten, wie zum Beispiel geradekettiges Paraffin eingestellt ist.
Demgemäß wird der Vergiftungsgrad unter einer Erwägung berechnet, dass die Vergiftungsrate von Komponenten, wie zum Beispiel Aldehyd, geringer ist als von anderen Komponenten in dem niedrigen Temperaturbereich und kleiner als die anderen Komponenten in dem hohen Temperaturbereich unter den Eigenschaften, die in den Vergiftungsratenkennfeldern M1 und M2 gezeigt sind.
Deshalb ist es möglich, eine hochakkurate Berechnung des Vergiftungsgrads auf einen Wert zu ermöglichen, der den Grad einer Verringerung der Ist-NOx-Reinigungsrate reflektiert.
Ferner stellt in dem vorliegenden Beispiel die Vergiftungsgradberechnungseinheit D80b den Vergiftungsgrad auf einen kleinen Wert für die Komponente, wie zum Beispiel Aldehyd, ein, wenn die Komponente mit einer größeren Kohlenstoffzahl einströmt, wenn die Reduktionskatalysatortemperatur Tb in dem ersten Bereich T1 bis T2 ist.
Ferner wird die Vergiftungsrate auf einen größeren Wert für die Komponente, wie zum Beispiel Aldehyd, eingestellt, wenn die Komponente mit einer größeren Kohlenstoffzahl einströmt, wenn die Reduktionskatalysatortemperatur Tb in dem zweiten Bereich T2 bis T3 ist, dessen Temperatur höher ist als in dem ersten Bereich.
Demgemäß wird der Vergiftungsgrad unter einer Erwägung berechnet, dass die Eigenschaften der Vergiftungsrate von Komponenten, wie zum Beispiel Aldehyd, kleiner ist, wenn die Kohlenstoffzahl größer ist, in dem niederen Temperaturbereich, und größer ist, wenn die Kohlenstoffzahl höher ist in dem hohen Temperaturbereich, unter den Eigenschaften der Vergiftungsratenkennfelder M1 und M2.
Deshalb ist es möglich, eine hochakkurate Berechnung des Vergiftungsgrads auf einen Wert zu ermöglichen, der den Grad einer Verringerung der Ist-NOx-Reinigungsrate reflektiert.
Ferner stellt in dem vorliegenden Beispiel die Vergiftungsgradberechnungseinheit D80b die Vergiftungsrate auf einen größeren Wert für die Komponenten der geradekettigen Struktur unter den Komponenten von jeder molekularen Struktur mit einer größeren Kohlenstoffzahl ein.
Demgemäß wird der Vergiftungsgrad unter Einbeziehung einer Erwägung berechnet, dass die Eigenschaften der Vergiftungsrate von Komponenten, wie zum Beispiel geradekettigem Paraffin, steigt, wenn die Kohlenstoffzahl steigt, unter den Eigenschaften der Vergiftungsratenkennfelder M1 und M2.
Deshalb ist es möglich, eine hochakkurate Berechnung des Vergiftungsgrads auf einen Wert zu ermöglichen, der den Grad einer Verringerung in der Ist-NOx-Reinigungsrate reflektiert.
Ferner stellt in dem vorliegenden Beispiel die Vergiftungsgradberechnungseinheit D80b die Vergiftungsrate, die für Ringstrukturen oder Nebenkettenstrukturen unter den Komponenten mit der gleichen Kohlenstoffzahl eingestellt ist, auf einen Wert ein, der größer ist als die Vergiftungsrate, die für geradekettige Strukturen eingestellt ist.
Demgemäß wird der Vergiftungsgrad unter Einbeziehung einer Erwägung berechnet, dass die Eigenschaften der Vergiftungsrate der Komponente, wie zum Beispiel Aroma, größer ist als die Vergiftungsrate von geradekettigem Paraffin oder dergleichen, falls die Kohlenstoffzahl die gleiche ist, und den Eigenschaften von den Vergiftungsratenkennfeldern M1 und M2.
Deshalb ist es möglich, eine hochakkurate Berechnung des Vergiftungsgrads auf einen Wert zu ermöglichen, der den Grad einer Verringerung in der Ist-NOx-Reinigungsrate reflektiert.
Ferner wird in dem vorliegenden Beispiel die ECU D80 auf das Abgasreinigungssystem D1 angewendet, das mit dem Reformationsabschnitt D12 versehen ist.
Der Konzentrationserlangungsabschnitt D80a schätzt die Konzentration von Komponenten von jeder molekularen Struktur, die in dem Reduktionsmittel enthalten ist, das in den Abgasreinigungsabschnitt D13 einströmt, basierend auf zumindest einer Information des Zustands des Abgases, das in den Reformationsabschnitt D12 einströmt, und dem Zustand des Reformationsabschnitts D12.
Unter den Informationen, die durch die Konzentrationserlangungseinheit D80a erlangt werden, kann als ein spezifisches Beispiel des Zustands des Abgases, das in den Reformationsabschnitt D12 einströmt, die O₂-Konzentration in dem Abgas, die NOx-Konzentration, die Abgasströmungsrate oder dergleichen genannt werden.
Ferner kann als ein spezifisches Beispiel des Zustands des Reformationsabschnitts D12 die Reformationskatalysatortemperatur Ta oder dergleichen genannt werden.
Die Erfinder haben herausgefunden, dass der Zustand des Abgases und der Zustand des reformierten Abschnitts bzw. des Reformationsabschnitts D12 in großem Maße die Konzentration der Komponenten für jede molekulare Struktur beeinflussen, die in dem Reduktionsmittel enthalten ist, nachdem dieses reformiert ist.
In Anbetracht dieser Tatsache ist es in dem vorliegenden Beispiel möglich, die Konzentrationsschätzung für jede Komponente ohne ein Verwenden eines zugeordneten Sensors zu ermöglichen, der für eine Erfassung der Komponentenkonzentration zugeordnet ist, da die Komponentenkonzentration für jede molekulare Struktur basierend auf zumindest einem von dem Zustand des Abgases, das in den Reformationsabschnitt D12 einstimmt, und dem Zustand des Reformationsabschnitts D12 geschätzt wird.
[Zweites Beispiel]
In der Vergiftungswiederherstellungssteuerung gemäß dem ersten Beispiel der vierten Ausführungsform wird die Reduktionskatalysatortemperatur Tb angehoben durch ein Anheben der Reformationskatalysatortemperatur Ta auf eine vorbestimmte Temperatur oder höher durch ein Anheben der Temperatur der Heizeinrichtung D121 auf eine vorbestimmte Temperatur oder höher.
Dann wird die vorbestimmte Temperatur fest auf einen voreingestellten Wert eingestellt.
Im Gegensatz dazu wird in einer Vergiftungswiederherstellungssteuerung gemäß dem vorliegenden Beispiel die Maximaltemperatur der zu erhöhenden Reduktionskatalysatortemperatur Tb in Übereinstimmung mit einem Berechnungsergebnis einer Vergiftungsgradberechnungseinheit D80b geändert.
Insbesondere wird die Vergiftungswiederherstellungssteuerung gemäß der Prozedur von 60 ausgeführt.
Zuerst wird in S41 ein Vergiftungsbetrag für jede Komponente, der in S21 von 58 berechnet ist, erlangt und ein Solltemperaturerhöhungswert, das ist eine Solltemperatur einer Reduktionskatalysatortemperatur Tb, wird basierend auf dem Vergiftungsbetrag bzw. der Vergiftungsmenge für jede erlangte Komponente eingestellt.
Insbesondere wird unter den Vergiftungsbeträgen für jede Komponente ein Vergiftungsbetrag von Komponenten, wie zum Beispiel geradekettigem Paraffin, als ein Vergiftungsbetrag einer ersten Art betrachtet, ein Vergiftungsbetrag von Komponenten, wie zum Beispiel Aroma als ein Vergiftungsbetrag einer zweiten Art betrachtet und ein Vergiftungsbetrag von Komponenten, wie zum Beispiel Aldehyd, als ein Vergiftungsbetrag einer dritten Art betrachtet.
Dann, wenn das Verhältnis des Vergiftungsbetrags der zweiten Art hinsichtlich des Vergiftungsbetrags der ersten Art größer ist, wird der Solltemperaturerhöhungswert höher eingestellt.
Zum Beispiel in einem Fall einer Komponente, wie zum Beispiel einem geradekettigem Paraffin, da die Temperatur, die für eine Desorption erforderlich ist, höher ist als jene von anderen Komponenten, wird der Solltemperaturerhöhungswert höher eingestellt, wenn der Vergiftungsbetrag von Komponenten, wie zum Beispiel geradekettigem Paraffin, steigt.
Außerdem, wenn das Verhältnis des Vergiftungsbetrags der dritten Art hinsichtlich dem Vergiftungsbetrag der ersten Art größer ist, wird der Solltemperaturerhöhungswert niedriger eingestellt.
Zum Beispiel in einem Fall einer Komponente, wie zum Beispiel Aldehyd, da die Komponente bei einer niedrigeren Temperatur als die anderen Komponenten desorbiert wird, wird der Solltemperaturerhöhungswert niedriger eingestellt, wenn der Vergiftungsbetrag von Komponenten, wie zum Beispiel Aldehyd, höher ist.
Im vorliegenden Fall werden ein Einstellen der Sollkonzentration von jeder Komponente, nachdem diese reformiert ist, sodass die NOx-Reinigungsrate das Maximum wird, und ein Ausführen einer Steuerung, wie zum Beispiel ein Einstellen des Einspritzdrucks etc. des Reduktionsmittels, um so die Sollkonzentration zu erreichen (Reinigungsreformationssteuerung) in dem ersten Beispiel gemäß der vierten Ausführungsform beschrieben.
Andererseits wird in S42 des zweiten Beispiels gemäß der vierten Ausführungsform die Sollkonzentration, die durch die Reinigungsreformationssteuerung eingestellt ist, wie folgt geändert.
Das heißt, die Sollkonzentration wird hinsichtlich der Konzentration von jeder Komponente eingestellt, die in dem Reduktionsmittel enthalten ist, das in den Reformationsabschnitt D12 einströmt, und die Sollkonzentration wird geändert, sodass die Reaktionswärme, die durch die Oxidationsreaktion des Reduktionsmittels erzeugt wird, höher wird als zu der Zeit, wenn die Reinigungsreformationssteuerung ausgeführt wird.
Zum Beispiel, da dann, wenn die Konzentration von Komponenten, zum Beispiel Aldehyd, höher ist, die Reaktionswärme steigt, wird der Einspritzdruck derart eingestellt, dass die Konzentration von Komponenten, wie zum Beispiel Aldehyd, höher wird.
In dem folgenden S43 werden die Betätigungen bzw. Betriebe des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 und des Reformationsabschnitts D12 gesteuert, um der Solltemperaturerhöhungswert, der in S41 eingestellt ist, und die Sollkonzentration, die in S42 eingestellt ist, zu sein.
Zum Beispiel werden der Einspritzdruck, die Einspritzmenge des Reduktionsmittels oder der Grad einer Erwärmung durch die Heizeinrichtung D121 und dergleichen gesteuert, um der Temperaturerhöhungswert und die Sollkonzentration zu sein.
Es soll vermerkt werden, dass der Prozessor während eines Ausführens der Verarbeitung bei S43 einem Temperaturerhöhungsreformationssteuerabschnitt entspricht, der steuert, um die Reaktionswärme des Reaktionsmittels verglichen mit einem Fall eines Nichtausführens der Vergiftungswiederherstellungssteuerung zu erhöhen.
In dem folgenden S44 wird der Betrieb der Maschine 8 gesteuert, um die Abgastemperatur anzuheben bzw. zu erhöhen.
Zum Beispiel werden durch ein Verzögern der Kraftstoffeinspritzzeit in die Brennkammer, der Zündzeit und der Verbrennungsdauer des Kraftstoffs von einem Anheben der Abgastemperatur verzögert.
Eine Steuervorrichtung, wenn die Abgastemperatur durch ein Steuern der Maschine in dieser Art und Weise angehoben wird, entspricht einer Temperaturerhöhungsvorrichtung, die die Temperatur des Reduktionskatalysators D13c anhebt.
Wie vorangehend beschrieben ist, wird gemäß dem vorliegenden Beispiel der Vergiftungsbetrag des Reduktionskatalysators D13c für jede molekulare Struktur gemäß der Komponentenkonzentration berechnet, die durch die Konzentrationserlangungseinheit D80a erlangt wird, und entsprechend dem berechneten Ergebnis wird der Solltemperaturerhöhungswert, welcher die Maximaltemperatur ist, wenn die Temperatur von D13c angehoben wird, dadurch geändert.
Demgemäß, selbst wenn der Gesamtvergiftungsbetrag der gleiche ist, da der Solltemperaturerhöhungswert gemäß der Differenz in einem Vergiftungsbetrag für jede Komponente geändert wird, wird die Temperaturerhöhung geeignet für den Vergiftungsbetrag für jede Komponente ausgeführt und daher ist es möglich, ein übermäßiges oder unzureichendes Temperaturerhöhen zu verringern.
Ferner gilt in dem vorliegenden Beispiel, wenn das Verhältnis des Vergiftungsbetrags von Komponenten, wie zum Beispiel Aroma (Vergiftungsbetrag der zweiten Art) hinsichtlich dem Vergiftungsbetrag von Komponenten, wie zum Beispiel geradekettigem Paraffin (Vergiftungsbetrag der ersten Art) größer ist, wird der Solltemperaturerhöhungswert angehoben.
Mit anderen Worten wird die Maximaltemperatur der Reduktionskatalysatortemperatur Tb zu der Zeit eines Anhebens der Temperatur des Reduktionskatalysators D13c, welche eine Temperaturerhöhung ist, die die Vergiftungswiederherstellungssteuerung betrifft, angehoben.
Da die Temperatur, die für eine Desorption von Komponenten, wie zum Beispiel Aroma, erforderlich ist, hoch ist, kann gemäß dem vorliegenden Beispiel, in dem der Solltemperaturerhöhungswert angehoben wird, wenn das Verhältnis des Vergiftungsbetrags von Komponenten, wie zum Beispiel Aroma, erhöht wird, das Risiko eines unzureichenden Temperaturanstiegs reduziert werden.
Ferner wird in dem vorliegenden Beispiel der Solltemperaturerhöhungswert abgesenkt, wenn das Verhältnis des Vergiftungsbetrags der Komponente, wie zum Beispiel Aldehyd (Vergiftungsbetrag der dritten Art) hinsichtlich dem Vergiftungsbetrag der ersten Art größer ist.
Da die Temperatur, die für eine Desorption von Komponenten, wie zum Beispiel Aldehyd, erforderlich ist, gering sein kann, kann gemäß dem vorliegenden Beispiel, in dem der Solltemperaturerhöhungswert abgesenkt wird, wenn das Verhältnis des Vergiftungsbetrags der Komponenten, wie zum Beispiel Aldehyd, groß ist, der übermäßige Energieverbrauch aufgrund eines übermäßigen Temperaturanstiegs reduziert werden.
Ferner ist in dem vorliegenden Beispiel, wenn die Vergiftungswiederherstellungssteuerung ausgeführt wird durch ein Betätigen der Temperaturerhöhungsvorrichtung durch die Vergiftungswiederherstellungssteuereinheit D80c, der Temperaturerhöhungsreformationssteuerabschnitt (S43), der die Reaktionswärme des Reduktionsmittels steuert, um zu steigen, verglichen mit einem Fall, in dem die Vergiftungswiederherstellungssteuerung nicht ausgeführt wird, vorgesehen.
Demgemäß, da die Reduktionskatalysatortemperatur Tb angehoben wird durch ein Anheben der Abgastemperatur unter Verwendung der Reaktionswärme des Reduktionsmittels, ist es möglich, eine Verschlechterung eines Kraftstoffverbrauchs in einem Auftreten niederzuhalten durch ein Anheben der Abgastemperatur durch die Maschinensteuerung in S44.
Außerdem, da die Wärme der Reaktion erhöht werden kann durch ein Erhöhen der Konzentration der Komponente, um wahrscheinlich die Reaktionswärme zu erzeugen, ist es möglich, eine Unterdrückung einer Verschlechterung einer Kraftstoffökonomie zu fördern.
[Drittes Beispiel]
In dem vorliegenden Beispiel werden die Prozesse von 60 des zweiten Beispiels gemäß der vierten Ausführungsform zu den Prozessen von 61 hin geändert.
Genauer gesagt wird S41 in 60 zu S41a in 61 geändert und S45 und S46 werden hinzugefügt.
In S41a von 61 wird der Vergiftungsbetrag für jede Komponente erlangt, der in S21 von 58 berechnet wird, und ein Solltemperaturerhöhungswert, welcher die Solltemperatur der Reduktionskatalysatortemperatur Tb ist, wird eingestellt basierend auf dem erlangten Vergiftungsbetrag für jede Komponente.
Ferner wird eine Solltemperaturerhöhungszeit, welche eine Sollzeit für ein Fortsetzen der Vergiftungswiederherstellungssteuerung ist, eingestellt basierend auf dem Vergiftungsbetrag für jede Komponente.
Insbesondere wird die Solltemperaturerhöhungszeit verlängert, wenn das Verhältnis des Vergiftungsbetrags von Komponenten, wie zum Beispiel Aroma (Vergiftungsbetrag der zweiten Art) hinsichtlich dem Vergiftungsbetrag von Komponenten, wie zum Beispiel geradekettigem Paraffin (Vergiftungsbetrag der ersten Art) unter dem Vergiftungsbetrag für jede Komponente groß ist.
Zum Beispiel wird in dem Fall einer Komponente, wie zum Beispiel geradekettigem Paraffin, da die Temperatur, die für eine Desorption erforderlich ist, höher ist als jene von anderen Komponenten, die Solltemperaturerhöhungszeit länger eingestellt, wenn der Vergiftungsbetrag von Komponenten, wie zum Beispiel geradekettigem Paraffin, steigt.
Außerdem wird die Solltemperaturerhöhungszeit kürzer eingestellt, wenn das Verhältnis des Vergiftungsbetrags der Komponente, wie zum Beispiel Aldehyd (Vergiftungsbetrag der dritten Art) hinsichtlich dem Vergiftungsbetrag der ersten Art größer wird.
Zum Beispiel in dem Fall einer Komponente, wie zum Beispiel Aldehyd, da sie bei einer niedrigeren Temperatur als den anderen Komponenten desorbiert, wird die Solltemperaturerhöhungszeit kürzer eingestellt, wenn der Vergiftungsbetrag von Komponenten, wie zum Beispiel Aldehyd, größer ist.
In den folgenden S42, S43 und S44, wie in 60, wird die Sollkonzentration von jeder Komponente auf einen Wert zum Anheben der Temperatur erhöht, die Betätigungen des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 und des Reformationsabschnitts D12 werden gesteuert basierend auf der geänderten Sollkonzentration und dem Solltemperaturerhöhungswert und die Maschine wird gesteuert, um so die Abgastemperatur anzuheben.
In dem folgenden S45 wird es bestimmt, ob die Solltemperaturerhöhungszeit verstrichen ist oder nicht, seit die Vergiftungswiederherstellungssteuerung gestartet wurde.
Falls das Ergebnis der Bestimmung positiv ist, wird die Vergiftungswiederherstellungssteuerung in dem folgenden S46 gestoppt, und falls die negative Bestimmung gemacht wird, dass die Zeit nicht verstrichen ist, wird die Vergiftungswiederherstellungssteuerung fortgeführt.
Wie vorangehend beschrieben ist, wird gemäß dem vorliegenden Beispiel der Vergiftungsbetrag an dem Reduktionskatalysator D13c für jede molekulare Struktur gemäß der Komponentenkonzentration berechnet, die durch die Konzentrationserlangungseinheit D80a erlangt ist, und in Übereinstimmung mit dem Berechnungsergebnis wird die Solltemperaturerhöhungszeit zum Anheben der Temperatur des Reduktionskatalysators D13c durch die Vergiftungswiederherstellungssteuerung geändert.
Demgemäß, selbst wenn der Gesamtvergiftungsbetrag der gleiche ist, da die Temperaturerhöhungszeit geändert wird gemäß dem Unterschied in einem Vergiftungsbetrag zwischen Komponenten, ist es möglich, die Temperaturerhöhungszeitdauer geeignet für den Vergiftungsbetrag von jeder Komponente einzustellen, und es ist möglich, das Übermaß oder Mangel der Temperaturerhöhungszeitdauer zu reduzieren.
Ferner wird in dem vorliegenden Beispiel die Temperaturerhöhungszeit verlängert, wenn das Verhältnis des Vergiftungsbetrags von Komponenten, wie zum Beispiel Aroma (Vergiftungsbetrag der zweiten Art) hinsichtlich dem Vergiftungsbetrag von Komponenten, wie zum Beispiel geradekettigem Paraffin (Vergiftungsbetrag der ersten Art) groß ist.
Da die Zeit, die für ein ausreichendes Desorbieren von Komponenten, wie zum Beispiel Aroma, erforderlich ist, lang ist, kann gemäß dem vorliegenden Beispiel, in dem die Temperaturerhöhungszeit verlängert wird, wenn das Verhältnis des Vergiftungsbetrags der Komponenten, wie zum Beispiel Aroma, vergrößert wird, das Risiko einer unzureichenden Temperaturerhöhung reduziert werden.
Ferner wird in dem vorliegenden Beispiel die Temperaturerhöhungszeit kürzer gemacht, wenn das Verhältnis des Vergiftungsbetrags (Vergiftungsbetrag der dritten Art) von Komponenten, wie zum Beispiel Aldehyd, zu einem Vergiftungsbetrag der ersten Art groß ist.
Da die Zeit, die erforderlich ist für ein ausreichendes Desorbieren der Komponenten, wie zum Beispiel Aldehyd, verkürzt werden kann, wird gemäß dem vorliegenden Beispiel die Temperaturerhöhungszeit verkürzt, wenn das Verhältnis des Vergiftungsbetrags von Komponenten, wie zum Beispiel Aldehyd, erhöht wird, weshalb es möglich ist, die Möglichkeit eines übermäßigen Energieverbrauchs zu reduzieren.
[Vierte Ausführungsform]
Der Reformationskatalysator D12c wird in dem Reformationsabschnitt D12 des ersten Beispiels gemäß der vierten Ausführungsform verwendet und der Reformationskatalysator D12c wird durch eine Teiloxidation des Reduktionsmittels reformiert.
Im Gegensatz dazu wird in einem Abgasreinigungssystem D2 eines vierten Beispiels gemäß der vierten Ausführungsform, wie in 62 gezeigt ist, eine Vorrichtung zum Erzeugen und Zuführen von Ozon als ein Reformationsabschnitt D22 verwendet.
Insbesondere hat der Reformationsabschnitt D22 eine Luftpumpe D22a, einen Ozonisator D22b, ein Unterteilungsbauteil D22c und einen Strömungsrateneinstellabschnitt D22f.
Die Luftpumpe D22a treibt elektrisch einen Ventilator an, um Luft (Außenluft) zu dem Ozonisator D22b zu blasen.
Durch ein Entladen zwischen einem Paar von Elektroden (nicht gezeigt), ändert der Ozonisator D22b Sauerstoff in der Luft, die zwischen die Elektroden geblasen wird, in Ozon um.
Deshalb kann durch ein Steuern der elektrischen Leistung, die zu den Elektroden zugeführt wird, eine Menge von Ozon, die erzeugt wird, gesteuert werden.
Das Unterteilungsbauteil D22c ist innerhalb des Abgassystems 6 angeordnet und unterteilt den Abgasdurchgang 60 in einen Reformationsdurchgang D22d und einen Umgehungsdurchgang bzw. Bypassdurchgang D22e.
Ein Reduktionsmittel wird in den Reformationsdurchgang D22d eingespritzt. Ferner wird das Ozon, das in dem Ozonisator D22b erzeugt wird, zu dem Reformationsdurchgang D22d durch die Luftpumpe D22a geblasen.
Deshalb reagiert in dem Reformationsdurchgang D22d das Reduktionsmittel mit Ozon und wird teilweise oxidiert. Der Strömungsrateneinstellabschnitt D22f stellt eine Einströmmenge des Abgases ein, das von dem Abgasdurchgang in den Reformationsdurchgang D22d einströmt.
Zum Beispiel wird eine Plattentür zum Einstellen eines Öffnungsgrads des Einströmanschlusses des Reformationsdurchgangs D22d verwendet als der Strömungsrateneinstellabschnitt D22f und der Öffnungsgrad der Plattentür wird eingestellt, um den Einströmbetrag bzw. die Einströmmenge des Abgases zu steuern.
Es sei vermerkt, dass Betriebe bzw. Betätigungen der Luftpumpe D22a, des Ozonisators D22b und des Strömungsrateneinstellabschnitts D22f durch die ECU D80 gesteuert werden.
Als ein Ergebnis werden die Einströmmenge des Abgases in den Reformationsdurchgang D22d und der Betrag einer Ozonzufuhr gesteuert.
Außerdem ist ein Temperatursensor 85 in dem Reformationsdurchgang D22d angeordnet und die Temperatur (Reformationstemperatur) des Reformationsdurchgangs D22d wird erfasst.
Dann werden Prozesse ähnlich zu jenen von 49 des ersten Beispiels gemäß der vierten Ausführungsform ebenfalls in dem vorliegenden Beispiel ausgeführt.
Wie vorangehend beschrieben ist, weist auch in der Konfiguration des vorliegenden Beispiels, in dem die Reformation durch das Ozon erledigt wird, die ECU D80 die vorangehend beschriebene Konzentrationserlangungseinheit D80a, die Vergiftungsgradberechnungseinheit D80b und die Vergiftungswiederherstellungssteuerungseinheit D80c auf.
Deshalb ist es ähnlich zu dem ersten Beispiel möglich, die Vergiftungswiederherstellungssteuerung in Erwägung der Differenz in dem HC-Vergiftungsbetrag gemäß der Differenz in einer Komponentenkonzentration für jede molekulare Struktur zu ermöglichen.
[Andere Ausführungsformen]
Obwohl die bevorzugten Beispiele der vierten Ausführungsform vorangehend beschrieben wurden, ist die Ausführungsform nicht auf die vorangehend beschriebenen Beispiele in irgendeiner Weise begrenzt und verschiedenartige Modifikationen können vorgenommen werden, wie nachfolgend veranschaulicht wird.
Nicht lediglich Kombinationen der Komponenten, die klar darstellen, dass Kombinationen in jedem Beispiel möglich sind, sondern auch ein teilweises kombinieren der Beispiele, selbst wenn es nicht offensichtlich ist, insbesondere, wenn die Kombination keine Probleme verursacht, ist ebenfalls möglich.
In dem ersten Beispiel gemäß der vierten Ausführungsform, wie in 48 gezeigt ist, ist der Reformationsabschnitt D12 an dem Abgassystem 6 angebracht und der Reformationskatalysator D12c ist in dem Abgasdurchgang angeordnet.
Im Gegensatz dazu, kann wie in dem Ozongenerator des Abgasreinigungssystems D3, das in 63 gezeigt ist, der Reformationsabschnitt D12 außerhalb des Abgassystems 6 vorgesehen sein und die Frischluft oder ein Abgas wird zu der Luftpumpe D22a zugeführt, um betrieben zu werden.
In dem ersten Beispiel wird der Vergiftungsgrad gemäß der Komponentenkonzentration berechnet, die durch die Konzentrationserlangungseinheit D80a erlangt ist, und die Zeit, bei der die Vergiftungswiederherstellungssteuerung gestartet wird, wird basierend auf dem berechneten Vergiftungsgrad bestimmt.
Andererseits kann die Vergiftungsgradberechnungseinheit D80b weggelassen werden und die Zeit kann gemäß der Komponentenkonzentration bestimmt werden, ohne den Vergiftungsgrad zu berechnen.
In dem ersten Beispiel, wenn die Reduktionskatalysatortemperatur Tb gleich wie oder höher als die Aktivierungstemperatur ist, wird die ECU D80 (Abgasreinigungssystem) auf das Abgasreinigungssystem angewendet, das konstant das Reduktionsmittel zuführt, ungeachtet des Verbrennungszustands der Maschine 8, um kontinuierlich NOx zu reduzieren.
Andererseits kann das Abgasreinigungssystem auf das Abgasreinigungssystem angewendet werden, indem der Abgasreinigungsabschnitt D13 NOx adsorbiert, wenn die Maschine 8 den Kraftstoff in einem Zustand verbrennt, der magerer als das stöchiometrische Luftkraftstoffverhältnis ist, und reduziert NOx, wenn es keine magere Verbrennung ist.
Ferner kann in dem ersten Beispiel, obwohl das HC als ein Reduktionsmittel verwendet wird, das zu dem Abgas zugegeben wird, ein Abgasreinigungssystem auf ein Abgasreinigungssystem angewendet werden, das Ammoniak als ein Reduktionsmittel verwendet durch ein Zugeben von Harnstoffwasser.
In dem Beispiel, das in 52 gezeigt ist, obwohl die Vergiftungsrate auf 0 eingestellt wird, wenn die Reduktionskatalysatortemperatur Tb außerhalb des vorbestimmten Bereichs T1 bis T3 ist, kann sie auf einen Wert größer als 0 eingestellt werden.
In diesem Fall ist es jedoch notwendig, die Vergiftungsrate niedriger als in einem Fall einzustellen, in dem die Reduktionskatalysatortemperatur Tb innerhalb des vorbestimmten Bereichs T1 bis T3 ist.
In dem Beispiel, das in 61 gezeigt ist, kann, obwohl beide von dem Solltemperaturerhöhungswert und der Solltemperaturerhöhungszeit gemäß dem Vergiftungsbetrag für jede Komponente eingestellt sind, irgendeiner von dem Solltemperaturerhöhungswert und der Solltemperaturerhöhungszeit gemäß dem Vergiftungsbetrag für jede Komponente eingestellt werden.
In dem Beispiel, das in 48 gezeigt ist, ist die Temperaturerhöhungsvorrichtung zum Anheben der Temperatur des Reduktionskatalysators D13c durch den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 und den Reformationsabschnitt D12 vorgesehen, wenn die Vergiftungswiederherstellungssteuerung ausgeführt wird.
Andererseits kann die Temperatur des Reduktionskatalysators D13c durch ein Steuern des Betriebs der Maschine 8 (Abgastemperaturerhöhungssteuerung), um so die Abgastemperatur anzuheben, und durch ein Einströmenlassen des Hochtemperaturabgases in den Abgasreinigungsabschnitt D13 angehoben werden.
In diesem Fall sieht der Prozessor der ECU D80 während eines Ausführens der Abgastemperaturerhöhungssteuerung die Temperaturerhöhungsvorrichtung vor.
Ferner kann in dem Abgasreinigungssystem ohne die Heizeinrichtung D121, die in 48 gezeigt ist, die Temperatur des Reduktionskatalysators D13c angehoben werden durch ein Erhöhen der Abgastemperatur durch ein Erhöhen der Reaktionswärme an dem Reformationskatalysator D12, und durch ein Einströmenlassen des Hochtemperaturabgases in den Abgasreinigungsabschnitt D13.
In diesem Fall sieht der Reformationsabschnitt D12 die Temperaturerhöhungsvorrichtung vor.
Ferner kann eine Temperaturerhöhungsvorrichtung durch ein beliebiges Kombinieren der vorangehend beschriebenen verschiedenartigen Verfahren zum Anheben der Temperatur des Reduktionskatalysators D13c vorgesehen werden.
Zum Beispiel können ein Verfahren eines Erhöhens der Reaktionswärme an dem Reformationskatalysator D12c, um die Temperatur des Reduktionskatalysators D13c anzuheben, oder ein Verfahren eines Anhebens der Temperatur des Reduktionskatalysators D13c durch ein Anheben der Abgastemperatur durch die Abgastemperaturerhöhungssteuerung der Maschine 8 als ein spezifisches Beispiel genannt werden.
Als ein spezifisches Beispiel eines Verfahrens eines Erhöhens der Reaktionswärme können ein Verfahren eines Erwärmens durch die Heizeinrichtung D121, ein Verfahren eines Erhöhens der Menge des HC, ein Verfahren eines Erhöhens der Konzentration von Aldehyd oder dergleichen, das dazu neigt, eine Reaktionswärme steigen zu lassen, und dergleichen genannt werden.
Ein spezifisches Beispiel eines Verfahrens eines Erhöhens der Konzentration von Aldehyd oder dergleichen umfasst ein Verfahren eines Einspritzens eines Reduktionsmittels bei einem Einspritzdruck, bei dem Reaktionswärme dazu neigt, hoch zu werden, oder ein Verfahren eines Erhöhens der Zuführmenge von Ozon durch den Reformationsabschnitt D22 kann genannt werden.
In jedem Beispiel gemäß der vierten Ausführungsform wird die NOx-Reinigungsrate unter Verwendung der NOx-Konzentrationssensoren D113 und D114 berechnet.
Andererseits kann die NOx-Reinigungsrate basierend auf dem Betriebszustand der Maschine 8, dem Reduktionsmittelzuführzustand des Kraftstoffzugabeabschnitts 11 und dem Reformationszustand des Reformationsabschnitts D12 geschätzt werden.
In jedem von den vorangehenden Beispielen wird die Reformationskatalysatortemperatur Ta unter Verwendung des Reformationsabschnittstemperatursensors D26 erfasst und die Reduktionskatalysatortemperatur Tb wird unter Verwendung des Katalysatortemperatursensors D27 erfasst.
Andererseits können die Reformationskatalysatortemperatur Ta und die Reduktionskatalysatortemperatur Tb basierend auf dem Betriebszustand der Maschine 8, dem Betriebszustand der Heizeinrichtung D121 und dergleichen geschätzt werden.
In jedem von den vorangehenden Beispielen wird der Prozess von 49 immer ausgeführt während der Betriebsdauer der Maschine 8. Andererseits, selbst während der Betriebsdauer, kann der Prozess von 49 gestoppt werden, falls die vorbestimmte Bedingung, dass die Temperatur des Reduktionskatalysators D13c gleich wie oder höher als die Aktivierungstemperatur ist oder dergleichen, nicht erfüllt ist.
In jedem von den vorangehend beschriebenen Beispielen wird das Reduktionsmittel von dem Reduktionsmitteleinspritzventil 11a zugeführt.
Andererseits kann das Reduktionsmitteleinspritzventil 11a eliminiert werden und das unverbrannte HC kann in der Maschine 8 erzeugt werden, sodass das HC, das in dem Abgas enthalten ist, als das Reduktionsmittel verwendet werden kann.
In diesem Fall entspricht eine Vorrichtung zum Steuern der Verbrennung der Maschine 8 einem Kraftstoffzugabeabschnitt zum Zuführen der Kohlenwasserstoffverbindung (Reduktionsmittel) zu dem Abgasreinigungsabschnitt D13.
In dem Beispiel, das in 48 gezeigt ist, wird der Kraftstoff von der Commonrail 52 zu dem Reduktionsmitteleinspritzventil 11a zugeführt.
Andererseits kann der Kraftstoff von einem stromaufwärtigen Teil der Commonrail 52 zu dem Reduktionsmitteleinspritzventil 11a zugeführt werden oder kann zu dem Reduktionsmitteleinspritzventil 11a unter Verwendung einer Pumpe zugeführt werden, die separat von der Hochdruckpumpe 53 vorgesehen ist.
Mittel und/oder Funktionen, die durch die ECU D80 (Steuervorrichtung) vorgesehen werden, können durch Software, die auf einem wesentlichen Speichermedium gespeichert sind vorgesehen werden und einen Computer, der sie ausführt, lediglich Software, alleine Hardware oder eine Kombination davon.
Zum Beispiel, wenn eine Steuervorrichtung durch einen elektronischen Kreis bzw. eine Elektronikschaltung geboten wird, welche Hardware ist, kann sie durch digitale Schaltungen vorgesehen werden, die eine Anzahl von logischen Schaltungen aufweist, oder eine analoge Schaltung.
Wie vorangehend beschrieben ist, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf solche Beispiele begrenzt und kann in verschiedenartigen Formen ohne einem Abweichen von dem Schutzumfang der Erfindung implementiert werden.
Eine Steuervorrichtung für ein Abgasreinigungssystem A1 weist einen Kraftstoffzugabeabschnitt 11, einen Reformationsabschnitt A12, einen Abgasreinigungsabschnitt A13 und eine Steuervorrichtung A20 auf. Der Kraftstoffzugabeabschnitt 11 gibt Kraftstoff zu einem Gas zu, das durch den Abgasreinigungsabschnitt A13 strömt. Der Reformationsabschnitt A12 reformiert Kohlenwasserstoffverbindungen, die in dem hinzugefügten Kraftstoff enthalten sind, der durch den Kraftstoffzugabeabschnitt 11 zugegeben wird. Der Abgasreinigungsabschnitt A13 reduziert Stickoxide, die in dem Abgas enthalten sind, durch ein Verwenden der Kohlenwasserstoffverbindungen als ein Reduktionsmittel. Die Steuervorrichtung A20 weist einen Strömungsratensensor A22, einen Sauerstoffkonzentrationssensor A24 und einen Katalysatortemperatursensor A27 auf, die Signale entsprechend einem Zustand des Abgasreinigungssystems A13, der Kohlenwasserstoffverbindung, die in dem Abgas enthalten ist, das von dem Reformationsabschnitt A12 abgegeben wird, und einem Reformationssteuerabschnitt A29 zum Steuern einer Reformationsreaktion der Kohlenwasserstoffverbindung in dem Reformationsabschnitt A12 ausgibt, sodass eine Kohlenstoffzahl pro Molekül eine gewünschte Kohlenstoffzahl wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 5465361 [0003, 0004, 0005]
JP 2009-156168 [0004]
JP 54655361 [0006]
JP 2009-156168 A [0011]

Claims

Steuervorrichtung für ein Abgasreinigungssystem, das Folgendes aufweist: einen Katalysator (A13), der in einem Abgassystem (6) einer Maschine (8) vorgesehen ist und in der Lage ist, Stickoxide, die in einem Abgas enthalten sind, unter Verwendung einer Kohlenwasserstoffkomponente als einem Reduktionsmittel zu reduzieren; einen Kraftstoffzugabeabschnitt (11), der Kraftstoff der Maschine zu dem Abgas als hinzugefügten Kraftstoff zugibt; einen Reformationsabschnitt (A12, A32, A42), der zwischen dem Kraftstoffzugabeabschnitt und dem Katalysator vorgesehen ist, der gestaltet ist, um Kohlenwasserstoffverbindungen zu reformieren, die in dem hinzugefügten Kraftstoff enthalten sind; einen ersten Ausgabeabschnitt (A22, A24, A27) zum Ausgeben eines Signals entsprechend einem Zustand des Katalysators; und einen Reformationssteuerabschnitt (A29, A39, A49), der elektrisch verbunden ist mit dem ersten Ausgabeabschnitt, welcher eine Reformationsreaktion der Kohlenwasserstoffverbindung in dem Reformationsabschnitt derart steuert, dass eine anfängliche Durchschnittskohlenstoffzahl von einem Kohlenwasserstoff, der von der Maschine abgegeben wird, eine gewünschte Durchschnittskohlenstoffzahl wird.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach Anspruch 1, wobei der Reformationssteuerabschnitt die Reformationsreaktion der Kohlenwasserstoffverbindung in dem Reformationsabschnitt derart steuert, dass die reformierte Kohlenstoffzahl kleiner als eine reformierte Kohlenstoffzahl in dem Reformationsabschnitt in einem niedrigen Temperaturbereich und einem hohen Temperaturbereich eines aktiven Temperaturbereichs des Katalysators wird, wenn der erste Ausgabeabschnitt ausgibt, dass die Temperatur des Katalysators in einem mittleren Temperaturbereich in dem aktiven Temperaturbereich des Katalysators ist.
Steuervorrichtung des Abgasreinigungssystems nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Reformationsabschnitt die Reformationsreaktion der Kohlenwasserstoffverbindung in dem Reformationsabschnitt derart steuert, dass die reformierte Kohlenstoffzahl sinkt, wenn eine Strömungsrate des Gases in dem Katalysator steigt.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach einem von Ansprüchen 1 bis 3, wobei der Reformationssteuerabschnitt die Reformationsreaktion der Kohlenwasserstoffverbindung in dem Reformationsabschnitt derart steuert, dass die reformierte Kohlenstoffzahl steigt, wenn eine Sauerstoffkonzentration in dem Katalysator steigt.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuervorrichtung ferner einen zweiten Ausgabeabschnitt (A21, A23, A26, A28, A31, A33, A36, A38) zum Ausgeben eines Signals entsprechend einem Zustand des Reformationsabschnitts an den Reformationssteuerabschnitt aufweist; und der Reformationssteuerabschnitt die Reformationsreaktion der Kohlenwasserstoffverbindung in dem Reformationsabschnitt gemäß dem Signal steuert, das von dem zweiten Ausgabeabschnitt ausgegeben wird.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Reformationssteuerabschnitt einen Strömungsratensteuerabschnitt (14) steuert, der eine Strömungsrate des Gases in dem Reformationsabschnitt steuert, und die Reformationsreaktion der Kohlenwasserstoffverbindung in dem Reformationsabschnitt derart steuert, dass die reformierte Kohlenstoffzahl steigt, wenn die Strömungsrate des Gases in dem Reformationsabschnitt durch den Strömungsratensteuerabschnitt erhöht wird.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Reformationssteuerabschnitt einen Temperatursteuerabschnitt (A121, A321, A421) steuert, der die Temperatur des Reformationsabschnitts steuert, und die Reformationsreaktion der Kohlenwasserstoffverbindung in dem Reformationsabschnitt derart steuert, dass die reformierte Kohlenstoffzahl reduziert wird, wenn die Temperatur des Reformationsabschnitts durch den Temperatursteuerabschnitt erhöht wird.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach Anspruch 7, wobei der Reformationssteuerabschnitt die Reformationsreaktion der Kohlenwasserstoffverbindung in dem Reformationsabschnitt derart steuert, dass die reformierte Kohlenstoffzahl konstant wird oder steigt, wenn die Temperatur des Reformationsabschnitts durch den Temperatursteuerabschnitt erhöht wird, wenn ein Grad eines Fortschritts der Reformationsreaktion der Kohlenwasserstoffverbindung in dem Reformationsabschnitt sinkt.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Reformationssteuerabschnitt den Temperatursteuerabschnitt derart steuert, dass die Temperatur des Reformationsabschnitts in einem Temperaturbereich niedrig wird, in dem die Reformationsreaktion der Kohlenwasserstoffverbindung in dem Reformationsabschnitt durchgeführt werden kann.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach einem von Ansprüchen 1 bis 9, wobei der Reformationssteuerabschnitt einen Sauerstoffkonzentrationssteuerabschnitt (15) steuert, der eine Sauerstoffkonzentration in dem Reformationsabschnitt steuert, und die Reformationsreaktion der Kohlenwasserstoffverbindung in dem Reformationsabschnitt derart steuert, dass die reformierte Kohlenstoffzahl reduziert wird, wenn die Sauerstoffkonzentration in dem Reformationsabschnitt durch den Sauerstoffkonzentrationssteuerabschnitt erhöht wird.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach Anspruch 10, wobei der Reformationssteuerabschnitt den Sauerstoffkonzentrationssteuerabschnitt derart steuert, dass die Sauerstoffkonzentration des Reformationsabschnitts eine hohe Sauerstoffkonzentration in einem Sauerstoffkonzentrationsbereich wird, in dem die Reformationsreaktion der Kohlenwasserstoffverbindung in dem Reformationsabschnitt durchgeführt werden kann.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Reformationssteuerabschnitt einen Kohlenwasserstoffkonzentrationssteuerabschnitt (11) aufweist, der die Konzentration einer Kohlenwasserstoffverbindung in dem Reformationsabschnitt steuert, und die Reformationsreaktion derart steuert, dass die reformierte Kohlenstoffzahl sinkt, wenn die Konzentration der Kohlenwasserstoffverbindung in dem Reformationsabschnitt durch den Kohlenwasserstoffkonzentrationssteuerabschnitt erhöht wird.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Reformationssteuerabschnitt die Reformationsreaktion der Kohlenwasserstoffverbindung in der Reformationsabschnittssteuerung derart steuert, dass die reformierte Kohlenstoffzahl sinkt, wenn ein Gas, das von dem Reformationsabschnitt abgegeben wird, eine größere Menge von sauerstoffenthaltenden Kohlenwasserstoffverbindungen als ein Referenzgas enthält.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Reformationssteuerabschnitt die Reformationsreaktion der Kohlenwasserstoffverbindungen in der Reformationsabschnittssteuerung derart steuert, dass die reformierte Kohlenstoffzahl sinkt, wenn ein Gas, das von dem Reformationsabschnitt abgegeben wird, eine größere Menge von Kohlenwasserstoffverbindungen, die Kohlenstoffdoppelbindungen enthalten, als ein Referenzgas enthält.
Steuervorrichtung für ein Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der Reformationssteuerabschnitt die Reformationsreaktion der Kohlenwasserstoffverbindung in der Reformationsabschnittssteuerung derart steuert, dass die reformierte Kohlenstoffzahl sinkt, wenn ein Gas, das von dem Reformationsabschnitt abgegeben wird, eine größere Anzahl von niederreaktiven Kohlenwasserstoffen als ein Referenzgas enthält.
Steuervorrichtung für ein Abgasreinigungssystem, das Folgendes aufweist: einen Katalysator (B13), der in einem Abgassystem (6), einer Maschine (8) vorgesehen ist und in der Lage ist, Stickoxide, die in einem Abgas enthalten sind, mit einer Kohlenwasserstoffverbindung als einem Reduktionsmittel zu reduzieren; einen Kraftstoffzugabeabschnitt (11), der Kraftstoff der Maschine zu dem Abgas als einen hinzugefügten Kraftstoff zugibt; einen ersten Erfassungsabschnitt (B21, B23, B113, B27), der vorgesehen ist, um einen Zustand des Katalysators zu erfassen und ein Signal gemäß dem Zustand des Katalysators auszugeben; einen Kohlenwasserstoffinformationserlangungsabschnitt (B28), der Informationen bezüglich einer Art und der Konzentration der Kohlenwasserstoffverbindungen erlangt, die in den Katalysator strömen, und ein Signal entsprechend der Art und der Konzentration der Kohlenwasserstoffverbindung ausgibt; einen Durchschlagsmengenberechnungsabschnitt (B291, B391), der elektrisch mit dem ersten Erfassungsabschnitt und dem Kohlenwasserstoffinformationserlangungsabschnitt verbunden ist und eine Kohlenwasserstoffdurchschlagsmenge berechnet, welche eine Ausströmmenge der Kohlenwasserstoffverbindungen ist, die aus dem Katalysator ausströmen, basierend auf den Signalen, die von dem ersten Erfassungsabschnitt und dem Kohlenwasserstoffinformationserlangungsabschnitt ausgegeben werden; und eine Steuereinheit (B292, B392), die den Kraftstoffzugabeabschnitt basierend auf einem Berechnungsergebnis des Durchschlagsmengenberechnungsabschnitts steuert.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach Anspruch 16, wobei der Durchschlagsmengenberechnungsabschnitt ein Kennfeld hat, das eine Kohlenwasserstoffreinigungsrate zeigt, welche ein Verhältnis einer Menge einer Kohlenwasserstoffverbindung, die in dem Katalysator verbraucht wird, zu einer Einströmmenge der Kohlenwasserstoffkomponenten ist, die in den Katalysator strömen, für jede von einer Vielzahl von Arten von Kohlenwasserstoffverbindungen, bezüglich welchen der Kohlenwasserstoffinformationserlangungsabschnitt in der Lage ist, Informationen zu erlangen.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach Anspruch 17, wobei der Durchschlagsmengenberechnungsabschnitt ein Kennfeld hat, das ein geradekettiges Paraffin betrifft, das anzeigt, dass die Kohlenwasserstoffreinigungsrate steigt, wenn eine Kohlenstoffzahl eines geradekettigen Paraffins steigt.
Steuervorrichtung für ein Abgasreinigungssystem nach Anspruch 17 oder 18, wobei der Durchschlagsmengenberechnungsabschnitt ein Kennfeld hat, das sich auf Olefine bezieht, das anzeigt, dass die Kohlenwasserstoffreinigungsrate höher ist als jene von den geradekettigen Paraffinen mit der gleichen Kohlenstoffzahl.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei der Durchschlagsmengenberechnungsabschnitt ein Kennfeld hat, das sich auf eine sauerstoffenthaltende Kohlenwasserstoffverbindung bezieht, das anzeigt, dass die Kohlenwasserstoffreinigungsrate höher ist als jene von den Olefinen mit der gleichen Kohlenstoffzahl.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 17 bis 20, wobei der Durchschlagsmengenberechnungsabschnitt ein Kennfeld hat, das sich auf eine sauerstoffenthaltende Kohlenwasserstoffverbindung mit der gleichen Kohlenstoffzahl und einer unterschiedlichen Magnitude einer Molekularspannung in einem Molekül bezieht; und das Kennfeld zeigt, dass die Kohlenwasserstoffreinigungsrate der sauerstoffenthaltenden Kohlenwasserstoffverbindung mit einer relativ großen Konformationsspannung in dem Molekül höher ist als die Kohlenwasserstoffreinigungsrate der sauerstoffenthaltenden Kohlenwasserstoffverbindung mit einer relativ spannungslosen Konformation in dem Molekül.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 17 bis 21, wobei der Durchschlagsmengenberechnungsabschnitt ein Kennfeld hat, das sich auf eine Kohlenwasserstoffverbindung mit relativ niedriger Reaktivität bezieht, das anzeigt, dass die Kohlenwasserstoffreinigungsrate niedriger ist als jene von geradekettigen Paraffinen, Olefinen und den sauerstoffenthaltenden Kohlenwasserstoffverbindungen mit der gleichen Kohlenstoffzahl.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 16 bis 22, wobei die Steuereinheit eine Reformationsreaktion der Kohlenwasserstoffverbindung in dem hinzugefügten Kraftstoff in einem Reformationsabschnitt (B12) steuert, der zwischen dem Kraftstoffzugabeabschnitt und dem Katalysator angeordnet ist, und der Reformationsabschnitt die Kohlenwasserstoffverbindung reformiert, die in dem hinzugefügten Kraftstoff enthalten ist.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach Anspruch 23, wobei die Steuervorrichtung ferner einen zweiten Erfassungsabschnitt (B132, B143, B151, B153) aufweist, der angeordnet ist, um einen Zustand des Reformationsabschnitts zu erfassen, und ein Signal entsprechend dem Zustand des Reformationsabschnitts an den Durchschlagsmengenberechnungsabschnitt ausgibt; und die Steuereinheit die Reformationsreaktion der Kohlenwasserstoffverbindung in dem Reformationsabschnitt gemäß dem Signal steuert, das von dem zweiten Erfassungsabschnitt ausgegeben wird.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach Anspruch 24, wobei der Kohlenwasserstoffinformationserlangungsabschnitt Informationen hinsichtlich der Art und der Konzentration der Kohlenwasserstoffverbindungen schätzt, die in den Katalysator strömen, basierend auf dem Zustand des Reformationsabschnitts, der durch den zweiten Erfassungsabschnitt erfasst wird, und einem Verfahren einer Steuerung des Reformationsabschnitts von der Steuereinheit.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 23 bis 25, wobei die Steuereinheit einen Kohlenwasserstoffkonzentrationssteuerabschnitt (11) steuert, der die Konzentration der Kohlenwasserstoffverbindung in dem Reformationsabschnitt steuert.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 23 bis 26, wobei die Steuereinheit einen Temperatursteuerabschnitt (B131) steuert, der die Temperatur des Reformationsabschnitts steuert.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 23 bis 27, wobei die Steuereinheit einen Strömungsratensteuerabschnitt (14) steuert, der eine Strömungsrate eines Gases in dem Reformationsabschnitt steuert.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 23 bis 28, wobei die Steuereinheit einen Sauerstoffkonzentrationssteuerabschnitt (15) steuert, der eine Sauerstoffkonzentration in dem Reformationsabschnitt steuert.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 16 bis 29, wobei der Durchschlagsmengenberechnungsabschnitt eine NOx-Entfernungsrate der Kohlenwasserstoffverbindung basierend auf einem Kennfeld berechnet, das die NOx-Entfernungsrate anzeigt, welche eine Reduktionsrate von Stickoxiden in jeder Art von Kohlenwasserstoffverbindungen ist, der in der Lage ist, Informationen bezüglich der Konzentration durch den Kohlenwasserstoffinformationserlangungsabschnitt zu erlangen.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach einem von Ansprüchen 16 bis 29, wobei der Durchschlagsmengenberechnungsabschnitt eine Zuführmenge des hinzugefügten Kraftstoffs berechnet, sodass die Temperatur des Katalysators eine Solltemperatur wird aufgrund einer Reaktionswärme der Kohlenwasserstoffverbindung in dem Katalysator.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach Anspruch 31, wobei der Durchschlagsmengenberechnungsabschnitt eine obere Grenze der Zuführmenge des hinzugefügten Kraftstoffs basierend auf einem Kennfeld berechnet, das die Kohlenwasserstoffreinigungsrate und eine Sollkohlenwasserstoffdurchschlagsmenge zeigt, wenn die Temperatur des Katalysators durch die Reaktionswärme der Kohlenwasserstoffverbindung erhöht wird.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 16 bis 32, wobei der Kohlenwasserstoffinformationserlangungsabschnitt Informationen bezüglich der Art und der Konzentration der Kohlenwasserstoffverbindungen schätzt, die in den Katalysator strömen, basierend auf der Menge des hinzugefügten Kraftstoffs, der zu dem Abgas durch den Kraftstoffzugabeabschnitt hinzugefügt wird, und Informationen bezüglich eines Betriebszustands der Maschine.
Steuervorrichtung für ein Abgasreinigungssystem, das Folgendes aufweist: einen Abgasreinigungsabschnitt (C13), der einen Reduktionskatalysator zum Reduzieren von NOx hat, das in einem Abgas einer Maschine (8) enthalten ist; einen Kraftstoffzugabeabschnitt (11), der eine Kohlenwasserstoffverbindung als ein Reduktionsmittel zu dem Abgasreinigungsabschnitt zuführt; einen Reformationsabschnitt (C12, C22), der das Reduktionsmittel, das zu dem Abgasreinigungsabschnitt zugeführt wird, reformiert; eine Erlangungseinheit (C80a), die Informationen bezüglich zumindest einem von einem Zustand des Abgases, das in den Reformationsabschnitt einströmt, und einem Zustand des Reformationsabschnitts erlangt; und eine Steuereinheit (C80b), die zumindest einen Betrieb des Kraftstoffzugabeabschnitts und des Reformationsabschnitts steuert, um die Konzentration von jeder Komponente, die in dem Reduktionsmittel enthalten ist, nachdem es reformiert ist, basierend auf den Informationen einstellt, die durch die Erlangungseinheit erlangt werden.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach Anspruch 34, wobei in einem Fall, in dem eine Komponente einer Molekularstruktur mit einer polaren π-Bindung als eine polare π-Strukturkomponente unter Komponenten von jeder Molekularstruktur bezeichnet wird, die in dem Reduktionsmittel enthalten ist, das durch den Reformationsabschnitt reformiert ist, die Steuereinheit einen Anstieg in der Konzentration der polaren π-Strukturkomponente bevorzugt zu einem Anstieg in einer Konzentration von Komponenten verschieden zu der polaren π-Strukturkomponente durchführt.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach Anspruch 35, wobei die Steuereinheit Priorität auf ein Erhöhen der Konzentration der polaren π-Strukturkomponente über ein Ändern der Molekularstruktur gibt, um die Kohlenstoffzahl der polaren π-Strukturkomponente zu erhöhen, und daraufhin die Einstellung gemacht wird, um die Kohlenstoffzahl der polaren π-Strukturkomponente zu erhöhen.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach Anspruch 35 oder 36, wobei in einem Fall, in dem eine Komponente einer Molekularstruktur mit π-Bindungen mit keiner Polarität unter den Komponenten von jeder Molekularstruktur, die in dem Reduktionsmittel enthalten ist, das durch den Reformationsabschnitt modifiziert ist, als eine apolare π-Strukturkomponente bezeichnet wird, die Steuereinheit Priorität auf ein Erhöhen der Konzentration der polaren π-Strukturkomponente über ein Ändern der Molekularstruktur gibt, um die apolare π-Strukturkomponente zu erhöhen, und daraufhin die Einstellung gemacht wird, um die Konzentration der apolaren π-Strukturkomponente zu erhöhen.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach Anspruch 37, wobei die Steuereinheit Priorität auf ein Erhöhen der Konzentration der apolaren π-Strukturkomponente über ein Ändern der Molekularstruktur gibt, um die Kohlenstoffzahl der apolaren π-Strukturkomponente zu erhöhen, und daraufhin die Einstellung gemacht wird, um die Kohlenstoffzahl der apolaren π-Strukturkomponente zu erhöhen.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 35 bis 38, wobei in einem Fall, in dem eine Komponente mit einer Molekularstruktur mit keiner π-Bindung und mit einer Struktur mit einer Kohlenstoffkettenlänge eines vorbestimmten Werts oder höher unter Komponenten von jeder Molekularstruktur, die in dem Reduktionsmittel enthalten ist, das durch den Reformationsabschnitt modifiziert ist, als eine Niedertemperaturoxidationskomponente bezeichnet wird, die Steuereinheit Priorität auf ein Erhöhen der Konzentration der polaren π-Strukturkomponente über ein Erhöhen der Konzentration der Niedertemperaturoxidationskomponente gibt, und daraufhin die Einstellung gemacht wird, die Konzentration der Niedertemperaturoxidationskomponente zu erhöhen.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 35 bis 39, wobei die Steuereinheit Priorität gibt auf ein Erhöhen der Konzentration der polaren π-Strukturkomponente über ein Erhöhen der Konzentration der Komponente als die Komponente mit einer Molekularstruktur mit einer hohen Elektronenspendeeigenschaft, und daraufhin die Einstellung gemacht wird, um die Konzentration der Komponente zu erhöhen.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 35 bis 40, wobei die Steuereinheit die Einstellung der Komponente mit einer Carbonylgruppe als der polaren π-Strukturkomponente durchführt.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 34 bis 41, wobei in einem Fall, in dem eine Komponente mit einer Molekularstruktur mit keiner π-Bindung und mit einer Struktur mit einer Kohlenstoffkettenlänge eines vorbestimmten Werts oder höher unter Komponenten von jeder Molekularstruktur, die in dem Reduktionsmittel enthalten ist, das durch den Reformationsabschnitt modifiziert ist, als eine Niedertemperaturoxidationskomponente bezeichnet wird, und eine Komponente einer Molekularstruktur mit einer π-Bindung mit keiner Polarität als eine apolare π-Strukturkomponente bezeichnet wird, die Steuereinheit Priorität gibt auf ein Erhöhen der Konzentration der apolaren π-Strukturkomponente über den Anstieg in der Konzentration der Niedertemperaturoxidationskomponente bei einer hohen Temperatur, wenn die Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts eine vorbestimmte Temperatur oder höher ist; und in einem Fall, in dem die Temperatur des Abgasreinigungsabschnitts niedriger als die vorbestimmte Temperatur ist, die Einstellung gemacht wird, die Konzentration der Niedertemperaturoxidationskomponente bevorzugt zu einer Erhöhung der Konzentration der apolaren π-Strukturkomponente bei einer niedrigen Temperatur zu erhöhen.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach Anspruch 42, wobei die vorbestimmte Temperatur eine Temperatur in einem Bereich von 400 °C bis 500 °C ist.
Steuervorrichtung für ein Abgasreinigungssystem, das Folgendes aufweist: einen Abgasreinigungsabschnitt (D13), der einen Reduktionskatalysator zum Reduzieren von NOx hat, das in einem Abgas einer Maschine (8) enthalten ist; eine Temperaturerhöhungsvorrichtung (D12, D13c) zum Anheben der Temperatur des Reduktionskatalysators; eine Vergiftungswiederherstellungssteuereinheit (D80c), die eine Vergiftungswiederherstellungssteuerung ausführt, die die Kohlenwasserstoffkomponente, die den Reduktionskatalysator vergiftet, durch einen Betrieb der Temperaturerhöhungsvorrichtung entfernt; eine Konzentrationserlangungseinheit (D80a), die eine Konzentration von jeder chemischen Komponente erlangt, die in den Kohlenwasserstoffverbindungen enthalten ist, welche in den Abgasreinigungsabschnitt einströmen; und eine Startzeitbestimmungseinheit (D80d), die eine Zeit bestimmt, um die Vergiftungswiederherstellungssteuerung in Übereinstimmung mit der Komponentenkonzentration zu starten, die durch die Konzentrationserlangungseinheit erlangt wird.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach Anspruch 44, wobei die Steuervorrichtung eine Vergiftungsgradberechnungseinheit (D80b) aufweist, die einen Vergiftungsgrad berechnet, welcher ein Index ist, der einen Grad repräsentiert, zu dem der Reduktionskatalysator vergiftet ist gemäß der Komponentenkonzentration, die durch die Konzentrationserlangungseinheit erlangt wird; und die Startzeitbestimmungseinheit eine Zeit bestimmt, um die Vergiftungswiederherstellungssteuerung basierend auf dem Vergiftungsgrad zu starten, der durch die Vergiftungsgradberechnungseinheit berechnet ist, welcher ein vorbestimmter Wert oder höher ist.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach Anspruch 45, wobei die Vergiftungsgradberechnungseinheit den berechneten Vergiftungsgrad erhöht, wenn der Wert größer wird, der erlangt wird durch ein Multiplizieren der Komponentenkonzentration, die durch die Konzentrationserlangungseinheit erlangt ist, mit der Vergiftungsrate, die für jede Molekularstruktur eingestellt ist; und ein Wert der Vergiftungsrate gemäß der Temperatur des Reduktionskatalysators unterschiedlich gemacht wird, wenn die Kohlenwasserstoffverbindung in den Abgasreinigungsabschnitt einströmt.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach Anspruch 46, wobei der Vergiftungsgradberechnungsabschnitt die Vergiftungsrate auf einen kleinen Wert für die Kohlenwasserstoffverbindungen einstellt, die einströmen, wenn die Temperatur des Reduktionskatalysators niedriger oder höher als der vorbestimmte Bereich (T1 bis T3) ist, verglichen mit den Kohlenwasserstoffverbindungen, die in dem vorbestimmten Bereich einströmen.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach Anspruch 46 oder 47, wobei der Vergiftungsgradberechnungsabschnitt die Vergiftungsrate für die Komponente mit einer polaren Molekülstruktur unter den Komponenten mit der gleichen Kohlenstoffzahl auf einen Wert größer als eine Vergiftungsrate einstellt, die für die Komponenten mit geradekettiger Struktur für die Kohlenwasserstoffverbindungen eingestellt ist, die einströmen, wenn die Temperatur des Reduktionskatalysators niedriger als die vorbestimmte Temperatur (T2) ist; und der Vergiftungsgradberechnungsabschnitt die Vergiftungsrate berechnet, die für die Komponente mit einer polaren Molekularstruktur unter den Komponenten mit der gleichen Kohlenstoffzahl auf einen Wert kleiner als eine Vergiftungsrate einstellt, die für die Komponenten mit einer geradekettigen Struktur für die Kohlenwasserstoffverbindungen eingestellt ist, die einströmen, wenn die Temperatur des Reduktionskatalysators höher als die vorbestimmte Temperatur (T2) ist.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 46 bis 48, wobei die Vergiftungsgradberechnungseinheit die Vergiftungsrate auf einen kleineren Wert für eine Komponente mit einer Polarität unter den Komponenten von jeder von dem Molekularstrukturen einstellt, wenn die Temperatur des Reduktionskatalysators in dem ersten Bereich (T1 bis T2) ist, wenn die Kohlenstoffzahl der Komponente größer wird; und die Vergiftungsrate auf einen größeren Wert eingestellt wird, wenn sie in dem zweiten Bereich (T2 bis T3) einströmt, dessen Temperatur höher als in dem ersten Bereich ist, wenn die Kohlenstoffzahl der Komponente größer wird.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 45 bis 49, wobei die Vergiftungsgradberechnungseinheit den Vergiftungsgrad auf einen größeren Wert für die Komponentenkonzentration einstellt, die durch die Konzentrationserlangungseinheit erlangt wird, wenn ein Wert, der erlangt wird durch ein multipliziert Werden mit der Vergiftungsrate, die für jede Molekularstruktur eingestellt ist, größer wird; und für geradekettige Strukturen die Vergiftungsgradberechnungseinheit die Vergiftungsrate erhöht, wenn die Kohlenstoffzahl davon größer wird.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 45 bis 50, wobei die Vergiftungsgradberechnungseinheit den Vergiftungsgrad auf einen größeren Wert für die Komponentenkonzentration einstellt, die durch die Konzentrationserlangungseinheit erlangt wird, wenn ein Wert, der durch ein Multiplizieren mit der Vergiftungsrate erlangt wird, die für jede Molekularstruktur eingestellt ist, größer wird; und die Vergiftungsgradberechnungseinheit die Vergiftungsrate, die in der Komponente der Ringstruktur oder der Nebenkettenstruktur unter den Komponenten mit der gleichen Kohlenstoffzahl eingestellt ist, auf einen Wert größer als die Vergiftungsrate einstellt, die in der Komponente für die geradekettige Struktur eingestellt ist.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach einem von Ansprüchen 44 bis 51, wobei die Steuervorrichtung eine Vergiftungsbetragsberechnungseinheit (S21) aufweist, die einen Vergiftungsbetrag an dem Reduktionskatalysator für jede Molekularstruktur gemäß der Komponentenkonzentration berechnet, die durch die Konzentrationserlangungseinheit erlangt ist; und die Vergiftungswiederherstellungssteuereinheit zumindest eine von der Maximaltemperatur, auf die der Reduktionskatalysator erwärmt wird, und einer Temperaturerhöhungszeit, bei der der Reduktionskatalysator erwärmt wird, gemäß dem Berechnungsergebnis der Vergiftungsbetragsberechnungseinheit ändert.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach Anspruch 52, wobei unter dem Vergiftungsbetrag, der durch den Vergiftungsbetragsberechnungsabschnitt berechnet ist, einem Vergiftungsbetrag einer Komponente der geradekettigen Struktur als ein Vergiftungsbetrag einer ersten Art definiert ist und ein Vergiftungsbetrag einer Komponente der Ringstruktur und der Nebenkettenstruktur als ein Vergiftungsbetrag einer zweiten Art definiert ist; und die Vergiftungswiederherstellungssteuereinheit die maximale Temperatur erhöht oder die Temperaturerhöhungszeit verlängert, wenn ein Verhältnis des Vergiftungsbetrags der zweiten Art hinsichtlich dem Vergiftungsbetrag der ersten Art steigt.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach Anspruch 52 oder 53, wobei unter dem Vergiftungsbetrag, der durch die Vergiftungsbetragsberechnungseinheit berechnet ist, ein Vergiftungsbetrag einer Komponente mit einer geradekettigen Struktur als ein Vergiftungsbetrag einer ersten Art definiert ist und ein Vergiftungsbetrag einer Komponente mit einer polaren Struktur als ein Vergiftungsbetrag einer dritten Art definiert ist; und die Vergiftungswiederherstellungssteuereinheit die maximale Temperatur verringert oder die Temperaturerhöhungszeit verkürzt, wenn ein Verhältnis des Vergiftungsbetrags der dritten Art hinsichtlich dem Vergiftungsbetrag der ersten Art steigt.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 44 bis 54, wobei das Abgasreinigungssystem einen Reformationsabschnitt (40, 50) aufweist, der die Kohlenwasserstoffverbindung als ein Reduktionsmittel reformiert, das zu dem Abgasreinigungsabschnitt zugeführt wird; und die Konzentrationserlangungseinheit die Konzentration von Komponenten für jede Molekularstruktur, die in dem Reduktionsmittel enthalten ist, das in den Abgasreinigungsabschnitt einströmt, basierend auf zumindest einer Information bezüglich eines Zustands des Abgases, das in den Reformationsabschnitt einströmt, und einem Zustand des Reformationsabschnitts schätzt.
Steuervorrichtung für das Abgasreinigungssystem nach einem der Ansprüche 44 bis 55, wobei das Abgasreinigungssystem einen Reformationsabschnitt (D12, D22) aufweist, der die Kohlenwasserstoffverbindung als ein Reduktionsmittel reformiert, das zu dem Abgasreinigungsabschnitt zugeführt wird; und das Abgasreinigungssystem einen Temperaturerhöhungsreformationssteuerabschnitt (S43) aufweist, der steuert, um eine Reaktionswärme des Reduktionsmittels verglichen mit einem Fall zu erhöhen, in dem die Vergiftungswiederherstellungssteuerung nicht ausgeführt wird.