DE102017208897A1

DE102017208897A1 - Abgassteuersystem für Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102017208897A1
Application number: DE102017208897.4A
Authority: DE
Inventors: Shinya Asaura; Masaaki Sato; Ryohei ONO
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-06-03
Filing date: 2017-05-26
Publication date: 2017-12-07
Anticipated expiration: 2037-05-27
Also published as: CN107461248B; US10221741B2; US20170350294A1; DE102017208897B4; JP2017218917A; CN107461248A; JP6436132B2

Abstract

Es wird eine Abgassteuervorrichtung offenbart, die ein Abgassteuerelement aufweist, welches von einem SCR-Katalysator verschieden ist. Eine Temperaturerhöhungsbehandlungseinheit führt eine Temperaturerhöhungsbehandlung durch, bei der die Temperatur des in die Abgassteuervorrichtung strömenden Abgases so erhöht, dass die Temperatur des Abgassteuerelements auf eine festgelegte Zieltemperatur erhöht wird. In diesem Fall wird, wenn der Betrieb des Verbrennungsmotors gestoppt wird während die Temperaturerhöhungsbehandlungseinheit keine Temperaturerhöhungsbehandlung durchführt, nach dem Betriebsstop des Verbrennungsmotors eine Zugabe eines Additivs aus einem Zugabeventil zu dem SCR-Katalysator durchgeführt. Wenn der Betrieb des Verbrennungsmotors gestoppt wird während die Temperaturerhöhungsbehandlungseinheit die Temperaturerhöhungsbehandlung durchführt, wird nach dem Betriebsstop des Verbrennungsmotors keine Zugabe des Additivs aus einem Zugabeventil zu dem SCR-Katalysator durchgeführt.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abgassteuersystem für einen Verbrennungsmotor.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Herkömmlicherweise ist ein Abgassteuersystem bekannt, das derart konfiguriert ist, dass es einen Katalysator zur selektiven NOx-Reduktion (der nachfolgend auch als ein „SCR-Katalysator” bezeichnet wird) in einer Abgasleitung eines Verbrennungsmotors einschließt. Der SCR-Katalysator besitzt die Funktion zum selektiven Reduzieren von NOx im Abgas mittels Ammoniak als einem Reduktionsmittel. In einem derartigen Abgassteuersystem wird ein Additiv (das Ammoniak oder ein Vorläufer von Ammoniak ist) von einem in der Abgasleitung vorgesehenen Zugabeventil zugegeben. Demzufolge wird dem SCR-Katalysator Ammoniak zugeführt, so dass im SCR-Katalysator durch Verwendung von Ammoniak als ein Reduktionsmittel NOx im Abgas reduziert wird.
Die japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2013-113267 offenbart ein Abgassteuersystem, das derart konfiguriert ist, dass es ein Zugabeventil zur Zugabe von Harnstoffwasser (d. h., einer wässrigen Lösung von Harnstoff, welcher ein Vorläufer von Ammoniak ist), das in einer Abgasleitung stromaufwärts des SCR-Katalysators vorgesehen ist, einschließt. In dem Abgassteuersystem ist eine Technik offenbart zur Zugabe von Harnstoffwasser durch das Zugabeventil nach dem Stopp des Betriebs des Verbrennungsmotors.
Zusammenfassung der Erfindung
In einigen der Abgassteuersysteme mit einem SCR-Katalysator kann das Zugabeventil, welches ein Additiv wie Ammoniak oder einen Vorläufer von Ammoniak zugibt, in der Abgasleitung derart vorgesehen sein, dass das Additiv dem SCR-Katalysator zugeführt wird. In einem Abgassteuersystem mit einer derartigen Konfiguration kann nach einem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors das Additiv durch das Zugabeventil zugegeben werden.
Wenn bei der oben genannten Konfiguration ein Additiv durch das Zugabeventil zugegeben wird, wird Ammoniak dem SCR-Katalysator auch nach dem Stopp des Betriebs des Verbrennungsmotors zugegeben (d. h., in einem Zustand, bei dem kein Abgas durch die Abgasleitung strömt). Daher wird nach dem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors Ammoniak auf den SCR-Katalysator adsorbiert. Der auf dem SCR-Katalysator adsorbierte Ammoniak wird verwendet zur Reduktion von NOx im SCR-Katalysator unmittelbar nach dem erneuten Start des Verbrennungsmotors (unmittelbar nachdem der SCR-Katalysator nach dem Start des Verbrennungsmotors aktiviert ist, in dem Fall, bei dem der Verbrennungsmotor mit einem inaktiven SCR-Katalysator gestartet wird). Demgemäß wird es möglich, unmittelbar nach dem erneuten Start des Verbrennungsmotors die NOx-Reinigungsrate mit dem SCR-Katalysator (das Verhältnis der Menge an im SCR-Katalysator reduziertem NOx zu der Menge an in den SCR-Katalysator strömendem NOx) zu erhöhen.
In der Abgasleitung kann jedoch zusätzlich zu dem SCR-Katalysator ein Abgassteuerelement vorgesehen sein, das eine von dem SCR-Katalysator verschiedene Abgassteuerfunktion aufweist. In einer Konfiguration mit dem in der Abgasleitung vorgesehenen Abgassteuerelement kann für einen derartigen Zweck wie einem Regenerieren der Abgassteuerfunktion des Abgassteuerelements eine Temperaturerhöhungsbehandlung zur Erhöhung der Temperatur des Abgassteuerelements durchgeführt werden. In diesem Fall kann bei der Ausführung der Temperaturerhöhungsbehandlung nicht nur die Temperatur des Abgassteuerelements sondern ebenfalls die Temperatur des SCR-Katalysators erhöht werden. Wenn in einem derartigen Fall die Temperaturerhöhungsbehandlung unmittelbar nach dem erneuten Start des Verbrennungsmotors ausgeführt wird, bewirkt dies eine abrupte Temperaturerhöhung des SCR-Katalysators. Wenn zu diesem Zeitpunkt an dem SCR-Katalysator Ammoniak adsorbiert ist, kann der Ammoniak von dem SCR-Katalysator desorbiert werden, ohne dessen Verwendung für eine Reduktion von NOx, und kann an die Atmosphäre abgegeben werden.
Die vorliegende Erfindung verringert die Menge an in die Atmosphäre abgegebenem Ammoniak während eine Verbesserung der NOx-Reinigungsrate im SCR-Katalysator unmittelbar nach dem Start des Verbrennungsmotors erreicht wird.
Das Abgassteuersystem für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Abgassteuervorrichtung, die in einer Abgasleitung des Verbrennungsmotors vorgesehen ist, und Folgendes aufweist: eine Abgassteuervorrichtung mit einem Katalysator zur selektiven NOx-Reduktion mit einer Funktion zum selektiven Reduzieren von NOx im Abgas mit Ammoniak als einem Reduktionsmittel und einem Abgassteuerelement mit einer von dem Katalysator zur selektiven NOx-Reduktion verschiedenen Abgassteuerfunktion; ein Zugabeventil, das in der Abgasleitung vorgesehen ist, wobei das Zugabeventil konfiguriert ist zum Zuführen eines Additivs, welches Ammoniak oder ein Vorläufer von Ammoniak ist, zu dem Katalysator zur selektiven NOx-Reduktion; eine Zugabesteuereinheit, die die Zugabe des Additivs durch das Zugabeventil steuert; und eine Temperaturerhöhungsbehandlungseinheit, die konfiguriert ist, um eine Temperaturerhöhungsbehandlung, welche die Temperatur des in die Abgassteuervorrichtung strömenden Abgases erhöht, um so die Temperatur des Abgassteuerelements auf eine spezifische Zieltemperatur zu erhöhen, durchzuführen, wenn eine festgelegte Bedingung für die Durchführung der Temperaturerhöhung erfüllt ist, wobei die Temperaturerhöhungsbehandlungseinheit derart konfiguriert ist, dass, wenn während der Durchführung der Temperaturerhöhung der Betrieb des Verbrennungsmotors gestoppt wird, die Temperaturerhöhungsbehandlung unterbrochen wird, und dann, wenn der Verbrennungsmotor erneut gestartet wird, die Temperaturerhöhungsbehandlung fortgesetzt wird. Wenn der Betrieb des Verbrennungsmotors gestoppt wird, während die Temperaturerhöhungsbehandlungseinheit keine Temperaturerhöhungsbehandlung durchführt, führt die Zugabesteuereinheit eine Zugabe des Additivs durch das Zugabeventil durch, nachdem der Betrieb des Verbrennungsmotors gestoppt ist, und wenn der Betrieb des Verbrennungsmotors gestoppt wird während einer Durchführung der Temperaturerhöhung durch die Temperaturerhöhungsbehandlungseinheit, unterbricht die Temperaturerhöhungsbehandlungseinheit die Temperaturerhöhungsbehandlung und führt die Zugabesteuereinheit keine Zugabe des Additivs durch das Zugabeventil nach einem Stopp des Betriebs des Verbrennungsmotors durch. Die vorliegende Ausführungsform kann auch wie folgt definiert werden. Ein Abgassteuersystem umfasst: eine Abgassteuervorrichtung, die in einer Abgasleitung eines Verbrennungsmotors vorgesehen ist, wobei die Abgassteuervorrichtung einen Katalysator zu selektiven NOx-Reduktion mit einer Funktion zum selektiven Reduzieren von NOx im Abgas mit Ammoniak als einem Reduktionsmittel und ein Abgassteuerelement mit einer Abgassteuerfunktion, die von dem Katalysator zu selektiven NOx-Reduktion verschieden ist, einschließt; ein Zugabeventil, das in der Abgasleitung vorgesehen ist, wobei das Zugabeventil konfiguriert ist zum Zuführen eines Additivs, welches Ammoniak oder ein Vorläufer von Ammoniak ist, zu dem Katalysator zur selektiven NOx-Reduktion; und eine elektronische Steuereinheit, die derart konfiguriert ist, dass: i) wenn eine festgelegte Bedingung für die Durchführung der Temperaturerhöhung erfüllt ist, eine Temperaturerhöhungsbehandlung durchgeführt wird, welche die Temperatur des in die Abgassteuervorrichtung strömenden Abgases derart erhöht, dass die Temperatur des Abgassteuerelements auf eine festgelegte Zieltemperatur erhöht wird, ii) wenn der Betrieb des Verbrennungsmotors der Durchführung der Temperaturerhöhung gestoppt wird während, die Temperaturerhöhungsbehandlung unterbrochen wird und die Temperaturerhöhungsbehandlung dann fortgesetzt wird, wenn der Verbrennungsmotor erneut gestartet wird, iii) wenn der Betrieb des Verbrennungsmotors gestoppt wird, während keine Temperaturerhöhungsbehandlung durchgeführt wird, eine Zugabe des Additivs durch das Zugabeventil durchgeführt wird, nachdem der Betrieb des Verbrennungsmotors gestoppt ist, und iv) wenn der Betrieb des Verbrennungsmotors während der Durchführung der Temperaturerhöhung gestoppt wird, die Durchführung einer Zugabe des Additivs durch das Zugabeventil nach dem Stopp des Betriebs des Verbrennungsmotors verhindert wird.
In der vorliegenden Erfindung weist die Abgassteuervorrichtung ein Abgassteuerelement auf, das von dem SCR-Katalysator verschieden ist. Die Abgassteuervorrichtung kann derart konfiguriert sein, dass das Abgassteuerelement den SCR-Katalysator trägt. Wenn eine festgelegte Bedingung für die Durchführung der Temperaturerhöhung erfüllt ist, führt die Temperaturerhöhungsbehandlungseinheit die Temperaturerhöhungsbehandlung zum Erhöhen der Temperatur des Abgassteuerelements durch. Die Bedingung für die Durchführung der Temperaturerhöhung wird entsprechend der Typen des Abgassteuerelements voreingestellt. Wenn die Temperaturerhöhungsbehandlungseinheit die Temperaturerhöhungsbehandlung durchführt, wird hierbei die Temperatur des in die Abgassteuervorrichtung strömenden Abgases erhöht. Demgemäß wird nicht nur die Temperatur des Abgassteuerelements erhöht, sondern auch unvermeidbar die Temperatur des SCR-Katalysators. Wenn der Betrieb des Verbrennungsmotors während der Durchführung der Temperaturerhöhung mittels der Temperaturerhöhungsbehandlungseinheit gestoppt wird, wird die Temperaturerhöhungsbehandlung unterbrochen, und wenn der Verbrennungsmotor erneut gestartet wird, wird die Temperaturerhöhungsbehandlung fortgesetzt. In diesem Fall erhöht sich die Temperatur des SCR-Katalysators schnell unmittelbar nach dem Start des Verbrennungsmotors und kann die Temperatur des SCR-Katalysators höher sein als während der normalen Zeit (d. h., der Zeit, wenn die Temperaturerhöhungsbehandlung nicht durchgeführt wird). Wenn in einem derartigen Fall nach dem Stopp des Verbrennungsmotors das Additiv durch das Zugabeventil dem SCR-Katalysator zugegeben wird, wird daher Ammoniak auf den SCR-Katalysator adsorbiert. Wenn nach dem erneuten Start des Verbrennungsmotors die Temperaturerhöhungsbehandlung fortgesetzt wird, neigt demgemäß der Ammoniak dazu, von dem SCR-Katalysator desorbiert und in die Atmosphäre abgeben zu werden ohne für eine Reduktion von NOx verwendet zu werden.
Wenn gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Betrieb des Verbrennungsmotors gestoppt wird, während die Temperaturerhöhungsbehandlungseinheit keine Temperaturerhöhungsbehandlung durchführt, führt die Zugabesteuereinheit nach dem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors eine Zugabe des Additivs durch das Zugabeventil durch. Dies ermöglicht es, die NOx-Reinigungsrate im SCR-Katalysator unmittelbar nach dem Start des Verbrennungsmotors zu erhöhen. In dem Fall, bei dem der Betrieb des Verbrennungsmotors gestoppt wird, während die Temperaturerhöhungsbehandlungseinheit die Temperaturerhöhungsbehandlung durchführt, führt die Zugabesteuereinheit nach dem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors keine Zugabe des Additivs durch das Zugabeventil durch. In diesem Fall wird nach dem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors kein Ammoniak auf dem SCR-Katalysator adsorbiert. Daher wird es möglich, die Menge an von dem SCR-Katalysator desorbierten Ammoniak in dem Fall zu reduzieren, bei dem die Temperatur des SCR-Katalysators aufgrund einer Fortsetzung der Temperaturerhöhungsbehandlung durch die Temperaturerhöhungsbehandlungseinheit unmittelbar nach dem Start des Verbrennungsmotors schnell ansteigt. Dies macht es möglich, die Menge an unmittelbar nach dem Start des Verbrennungsmotors in die Atmosphäre abgegebenen Ammoniak zu verringern.
Wenn in der vorliegenden Ausführungsform eine ausreichende Menge an Ammoniak auf dem SCR-Katalysator adsorbiert ist zu dem Zeitpunkt, bei dem der Betrieb des Verbrennungsmotors gestoppt wird, ist es nicht notwendig, nach dem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors das Additiv durch das Zugabeventil zuzugeben. In der vorliegenden Ausführungsform kann demgemäß in dem Fall, bei dem der Betrieb des Verbrennungsmotors gestoppt wird, während keine Temperaturerhöhungsbehandlung durch die Temperaturerhöhungsbehandlungseinheit durchgeführt wird, basierend auf der Menge an auf dem SCR-Katalysator adsorbiertem Ammoniak zu dem Zeitpunkt, bei dem der Betrieb des Verbrennungsmotors gestoppt wird, bestimmt werden, ob nach dem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors eine Zugabe des Additivs durch das Zugabeventil durchzuführen ist oder nicht. Das heißt, wenn die Menge an auf dem SCR-Katalysator adsorbiertem Ammoniak zu dem Zeitpunkt, bei dem der Verbrennungsmotor gestoppt wird, geringer ist als eine festgelegte Zieladsorptionsmenge, kann die Zugabesteuereinheit nach dem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors eine Zugabe des Additivs durch das Zugabeventil durchführen. Wenn die Menge an auf dem SCR-Katalysator adsorbierten Ammoniak zu dem Zeitpunkt, bei dem der Betrieb des Verbrennungsmotors gestoppt wird, gleich oder größer als die Zieladsorptionsmenge ist, kann die Zugabesteuereinheit nach dem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors eine Zugabe des Additivs durch das Zugabeventil unterbinden. Hierbei kann die Zieladsorptionsmenge definiert werden als eine Adsorptionsmenge von Ammoniak, die als notwendig angesehen wird für eine ausreichende Reduktion von NOx im SCR-Katalysator unmittelbar nach dem erneuten Start des Verbrennungsmotors. Eine derartige Steuerung kann eine unnötige Zugabe des Additivs durch das Zugabeventil unterbinden.
In der vorliegenden Ausführungsform kann das Abgassteuerelement ein Filter mit einer Funktion zum Sammeln von Partikeln im Abgas sein. In diesem Fall kann die durch die Temperaturerhöhungsbehandlungseinheit durchgeführte Temperaturerhöhungsbehandlung eine Filterregenerationsbehandlung sein, welche die auf dem Filter angesammelten Partikel oxidiert und entfernt. Die Bedingung für die Durchführung der Temperaturerhöhung kann eine Bedingung für die Durchführung der Filterregenerationsbehandlung sein.
In der vorliegenden Ausführungsform kann das Abgassteuerelement ein NOx-Speicher-Reduktions-Katalysator sein. In diesem Fall kann die durch die Temperaturerhöhungsbehandlungseinheit durchgeführte Temperaturerhöhungsbehandlung eine SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung sein, welche eine SOx-Vergiftung des NOx-Speicher-Reduktions-Katalysators rückgängig macht. Die Bedingung für die Temperaturerhöhungsbehandlung kann eine Bedingung für die Durchführung der SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung sein.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird es möglich, die Menge an an die Atmosphäre abgegebem Ammoniak zu verringern während unmittelbar nach dem Start des Verbrennungsmotors die NOx-Reinigungsrate im SCR-Katalysator verbessert wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend werden Merkmale, Vorteile und technische und industrielle Besonderheiten von beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung beschrieben unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen, in denen gleiche Ziffern gleichartige Elemente bezeichnen, und wobei:
1 eine schematische Konfiguration eines Verbrennungsmotors und eines Einlass- und Auslasssystems davon gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt;
2 ein Flussdiagramm ist, das den Ablauf einer Filterregenerationsbehandlung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
3 ein Flussdiagramm ist, das den Ablauf einer Harnstoffwasserzugabesteuerung nach einem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
4 die zeitlich Entwicklung eines Filterregenerationsflags, eines Zündschalters, der SCR-Temperatur, der Menge an durch das Harnstoffwasserzugabeventil zugegebenen Harnstoffwassers, der NOx-Reinigungsrate in einem SCR-Katalysator, der Menge an auf dem SCR-Katalysator adsorbiertem Ammoniak und der Menge an in die Atmosphäre abgegebenem Ammoniak darstellt in dem Fall, bei dem zum Zeitpunkt des Betriebsstopps und des erneuten Starts des Verbrennungsmotors eine herkömmliche Harnstoffwasserzugabesteuerung durchgeführt wird;
5 die zeitliche Entwicklung eines Filterregenerationsflags, eines Zündschalters, der SCR-Temperatur, der Menge an durch das Harnstoffwasserzugabeventil zugegebenen Harnstoffwassers, der NOx-Reinigungsrate in einem SCR-Katalysator, der Menge an auf dem SCR-Katalysator adsorbiertem Ammoniak und der Menge an in die Atmosphäre abgegebenem Ammoniak darstellt in dem Fall, bei dem zum Zeitpunkt des Betriebsstopps und des erneuten Starts des Verbrennungsmotors die Harnstoffwasserzugabesteuerung gemäß der ersten Ausführungsform durchgeführt wird;
6 ein Flussdiagramm ist, das den Ablauf der Harnstoffwasserzugabesteuerung nach einem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors gemäß eines modifizierten Beispiels der ersten Ausführungsform darstellt;
7 eine schematische Konfiguration eines Verbrennungsmotors und eines Einlass- und Auslasssystems davon gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt;
8 ein Flussdiagramm ist, das den Ablauf einer SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt; und
9 ein Flussdiagramm ist, das den Ablauf der Harnstoffwasserzugabesteuerung nach einem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
Ausführliche Beschreibung der Ausführungsformen
Nachfolgend werden unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es sei angemerkt, dass Größen, Materialien, Formgebung und relative Anordnungen der in den Ausführungsformen offenbarten Komponenten bzw. Bauelementen nicht dazu gedacht sind, den technischen Umfang der vorliegenden Erfindung auf diese einzuschränken, soweit dies nicht anderweitig angegeben ist.
Erste Ausführungsform
1 zeigt eine schematische Konfiguration eines Verbrennungsmotors und eines Einlass- und Auslasssystems davon gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Der in 1 dargestellte Verbrennungsmotor 1 ist ein Verbrennungsmotor mit Kompressionszündung (Dieselmotor), der als Kraftstoff Gasöl verwendet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch auch auf einen Ottomotor anwendbar, der als Kraftstoff Benzin verwendet.
Der Verbrennungsmotor 1 schließt ein Kraftstoffeinspritzventil 3 ein, das in einen Zylinder 2 Kraftstoff einspritzt. Wenn der Verbrennungsmotor ein Ottomotor ist, kann das Kraftstoffeinspritzventil 3 so konfiguriert sein, dass es Kraftstoff in eine Einlassöffnung einspritzt.
Der Verbrennungsmotor 1 ist mit einem Ansaugkanal 4 verbunden. Der Ansaugkanal 4 ist mit einem Luftmassenmesser 40 und einem Drosselventil 41 ausgestattet. Der Luftmassenmesser 40 gibt ein elektrisches Signal aus, das der Menge (Masse) an durch den Ansaugkanal 4 strömendem Ansauggas (Luft) entspricht. Das Drosselventil 41 ist in dem Ansaugkanal 4 stromabwärts des Luftmassenmessers 40 angeordnet. Das Drosselventil 41 verändert die Querschnittfläche des Durchgangs im Ansaugkanal 4, um die Menge an in den Verbrennungsmotor 1 eingebrachter Luft zu regulieren.
Der Verbrennungsmotor 1 ist mit einer Abgasleitung 5 verbunden. Die Abgasleitung 5 ist mit einem Oxidationskatalysator 50, einem Filter 51, einem SCR-Katalysator 52, einem Kraftstoffzugabeventil 53 und einem Harnstoffwasserzugabeventil 54 ausgestattet. Der Filter 51 ist ein mit einem porösen Substrat ausgebildeter Wandstromfilter, der eine Funktion zum Sammeln von PM (partikelförmiges Material) im Abgas aufweist. Der SCR-Katalysator 52 besitzt eine Funktion zum Reduzieren von NOx im Abgas unter Verwendung von Ammoniak als einem Reduktionsmittel. Der Oxidationskatalysator 50 ist in einem Abschnitt der Abgasleitung 5 stromaufwärts des Filters 51 vorgesehen. Nachfolgend können der Filter 51 und der SCR-Katalysator 52 integral als eine Abgassteuervorrichtung 60 bezeichnet werden.
In der vorliegenden Ausführungsform entspricht der Filter 51 dem „Abgassteuerelement” und entspricht der SCR-Katalysator 52 dem „Katalysator zur selektiven NOx-Reduktion”. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht die aus dem Filter 51 und dem SCR-Katalysator 52 gebildete Abgassteuervorrichtung 60 der „Abgassteuervorrichtung”. Die vorliegende Ausführungsform kann eine Konfiguration aufweisen, bei der der Filter 51 den SCR-Katalysator 52 trägt.
Das Kraftstoffzugabeventil 53 ist in einem Anschnitt der Abgasleitung 5 weiter stromaufwärts des Oxidationskatalysators 50 vorgesehen. Das Kraftstoffzugabeventil 53 gibt Kraftstoff dem Abgas zu, das durch das Innere der Abgasleitung 5 strömt. Das Harnstoffwasserzugabeventil 54 ist in einem Abschnitt der Abgasleitung 5 unmittelbar stromaufwärts des SCR-Katalysators 52 vorgesehen. Das Harnstoffwasserzugabeventil 54 führt dem SCR-Katalysator 52 Harnstoffwasser zu. Das heißt, das Harnstoffwasserzugabeventil 54 ist derart angeordnet, dass das zugegebene Harnstoffwasser den SCR-Katalysator 52 auch dann erreicht, wenn das Abgas nicht durch die Abgasleitung 5 strömt. Wenn Harnstoffwasser durch das Harnstoffwasserzugabeventil 54 zugegeben wird, wird, das Harnstoffwasser zu Ammoniak hydrolysiert. Als Folge davon wird dem SCR-Katalysator 52 Ammoniak zugeführt. In dem SCR-Katalysator 52 wird unter Verwendung des Ammoniaks als Reduktionsmittel NOx im Abgas reduziert.
In der vorliegenden Ausführungsform entspricht das Harnstoffwasserzugabeventil 54 dem „Zugabeventil”. In der vorliegenden Ausführungsform kann das Harnstoffwasserzugabeventil 54 durch ein Ammoniakzugabeventil ersetzt werden, welches dem SCR-Katalysator 52 Ammoniak zuführt. In diesem Fall entspricht das Ammoniakzugabeventil dem „Zugabeventil”.
In einem Abschnitt der Abgasleitung 5 stromabwärts des Oxidationskatalysators 50 und stromaufwärts des Filters 51 ist ein O₂-Sensor 55 vorgesehen. Der O₂-Sensor 55 gibt ein elektrisches Signal aus, das der O₂-Konzentration im Abgas entspricht. In einem Abschnitt der Abgasleitung 5 stromabwärts des Filters 51 und stromaufwärts des Harnstoffwasserzugabeventils 54 sind ein stromaufwärts angeordneter Temperatursensor 56 und ein stromaufwärts angeordneter NOx-Sensor 57 vorgesehen. In einem Abschnitt der Abgasleitung 5 stromabwärts des SCR-Katalysators 52 sind ein stromabwärts angeordneter Temperatursensor 58 und ein stromabwärts angeordneter NOx-Sensor 59 vorgesehen. Der stromaufwärts angeordnete Temperatursensor 56 und der stromabwärts angeordnete Temperatursensor 58 geben elektrische Signale aus, welche der Temperatur des Abgases entsprechen. Der stromaufwärts angeordnete NOx-Sensor 57 und der stromabwärts angeordnete NOx-Sensor 59 geben elektrische Signale aus, welche der NOx-Konzentration im Abgas entsprechen.
Dem Verbrennungsmotor 1 ist eine elektrische Steuereinheit (ECU) 10 beigeordnet. Die ECU 10 ist eine Einheit mit einem Prozessor, welche den Betriebszustand und dergleichen des Verbrennungsmotors 1 steuert. Die ECU 10 ist elektrisch mit verschiedenen Sensoren wie dem Luftmassenmesser 40, dem O₂-Sensor 55, dem stromaufwärts angeordneten Temperatursensor 56, dem stromaufwärts angeordneten NOx-Sensor 57, dem stromabwärts angeordneten Temperatursensor 58 und dem stromabwärts angeordneten NOx-Sensor 59 ebenso wie mit einem Zündschalter 6, einem Gaspedalpositionssensor 7 und einem Kurbelwellensensor 8 verbunden. Der Gaspedalpositionssensor 7 ist ein Sensor, der ein elektrisches Signal ausgibt, welches den Betätigungsbetrag (Gaspedalöffnung) eines Gaspedals eines Fahrzeugs mit dem Verbrennungsmotor 1 entspricht. Der Kurbelwellensensor 8 ist ein Sensor, der ein elektrisches Signal ausgibt, welches der Drehposition einer Motorausgangswelle (Kurbelwelle) des Verbrennungsmotors 1 entspricht. Die von diesen Sensoren ausgegebenen Signale werden in die ECU 10 eingegeben.
Die ECU 10 schätzt auf Basis des Ausgabewerts des Luftmassenmessers 40 die Durchflussmenge des durch die Abgasleitung 5 strömenden Abgases (welche auch als „Abgasdurchflussmenge” bezeichnet werden kann) ab. Die ECU 10 schätzt auf Basis des Ausgabewerts des stromaufwärts angeordneten Temperatursensors 56 die Temperatur des Filters 51 (welche auch als „Filtertemperatur” bezeichnet werden kann) ab. Die ECU 10 schätzt zudem auf Basis des Ausgabewerts des stromabwärts liegenden Temperatursensors 58 die Temperatur des SCR-Katalysators 52 (welche auch als „SCR-Temperatur” bezeichnet werden kann) ab.
Die ECU 10 ist zudem elektrisch mit verschiedenen Einrichtungen verbunden, wie mit dem Kraftstoffeinspritzventil 3, dem Drosselventil 41, dem Kraftstoffzugabeventil 53 und dem Harnstoffwasserzugabeventil 54. Die ECU 10 steuert die verschiedenen Einrichtungen auf Basis des Ausgabesignals eines jeden der zuvor beschriebenen Sensoren.
Filterregenerationsbehandlung
In der vorliegenden Ausführungsform berechnet die ECU 10 wiederholt eine PM-Ansammlungsmenge (welche auch als „Filter-PM-Ansammlungsmenge” bezeichnet werden kann) in dem Filter 51 zu vorbestimmten Zeiten während des Betriebs des Verbrennungsmotors 1. Bei dieser Berechnung werden eine PM-Ansammlungsmenge, d. h., die in dem Filter 51 angesammelte Menge an PM, und eine PM-Oxidationsmenge, d. h., die in dem Filter 51 oxidierte Menge an PM, integriert, um eine aktuelle Filter-PM-Ansammlungsmenge zu berechnen. Die PM-Ansammlungsmenge kann berechnet werden durch Multiplizieren einer festgelegten PM-Ansammlungseffizienz (ein Verhältnis der Menge an mit dem Filter 51 gesammeltem PM zu der Menge an in den Filter 51 strömendem PM) mit der Menge an PM, die von dem Verbrennungsmotor 1 abgegeben wird, welche abgeschätzt wird auf Basis des Betriebszustands des Verbrennungsmotors 1. Die PM-Oxidationsmenge kann berechnet werden auf Basis der Filtertemperatur, der mittels des O₂-Sensors 55 erfassten O₂-Konzentration im Abgas (d. h., der O₂-Konzentration des in den Filter 51 strömenden Abgases) und der bei der vorherigen Berechnung berechneten Filter-PM-Ansammlungsmenge (welche auch als „vorheriger Wert der Ansammlungsmenge” bezeichnet werden kann). Dann wird die PM-Ansammlungsmenge, welche ein Inkrement ist, zu dem vorherigen Ansammlungswert addiert und wird eine PM-Oxidationsmenge, welche ein Dekrement ist, von dem vorherigen Ansammlungswert subtrahiert, um eine gegenwärtige Filter-PM-Ansammlungsmenge (aktuelle Filter-PM-Ansammlungsmenge) zu berechnen.
Wenn in der vorliegenden Ausführungsform die wie oben beschrieben berechnete Filter-PM-Ansammlungsmenge eine erste festgelegte Ansammlungsmenge erreicht, führt die ECU 10 die Filterregenerationsbehandlung durch. Die Filterregenerationsbehandlung wird implementiert durch Zugabe von Kraftstoff durch das Kraftstoffzugabeventil 53. Wenn der Kraftstoff von dem Kraftstoffzugabeventil 53 zugegeben wird, wird der Kraftstoff im Oxidationskatalysator 50 oxidiert. Die durch die Oxidation erzeugte Oxidationswärme erhöht die Temperatur des in die Abgassteuervorrichtung 60 strömenden Abgases, d. h., die Temperatur des in den Filter 51 strömenden Abgases. Mit einer Erhöhung der Abgastemperatur erhöht sich die Filtertemperatur. Zu diesem Zeitpunkt wird die Menge an von dem Kraftstoffzugabeventil 53 zugegebenem Kraftstoff derart geregelt, dass die Filtertemperatur eine festgelegte Filterregenerationstemperatur erreicht. Hierbei ist die Filterregenerationstemperatur eine Temperatur in einem Bereich, bei dem das auf dem Filter angesammeltes PM oxidiert werden kann und ein Überhitzen des Filters 51 unterbunden werden kann. Diese Filterregenerationstemperatur wird auf Basis eines Experiments oder dergleichen vorgegeben und in der ECU 10 gespeichert. Wenn die Temperatur des Filters 51 auf die Filterregenerationstemperatur erhöht wird, wird auf dem Filter 51 angesammeltes PM oxidiert und entfernt.
Wenn nach dem Beginn der Durchführung der Filterregenerationsbehandlung die Filter-PM-Ansammlungsmenge auf eine zweite festgelegte Ansammlungsmenge abnimmt, dann stoppt die ECU 10 die Filterregenerationsbehandlung. Hierbei ist die zweite festgelegte Ansammlungsmenge geringer als die erste festgelegte Ansammlungsmenge und ist verwendbar als ein Anhaltspunkt, der eine ausreichende Abnahme der Filter-PM-Ansammlungsmenge anzeigt. Die erste festgelegte Ansammlungsmenge und die zweite festgelegte Ansammlungsmenge werden basierend auf einem Experiment und dergleichen vorgegeben und in der ECU 10 gespeichert. In dem Verbrennungsmotor 1 kann anstelle einer Kraftstoffzugabe durch das Kraftstoffventil 53 eine Kraftstoffnebeneinspritzung (Kraftstoffnacheinspritzung) durch das Kraftstoffeinspritzventil 3 durchgeführt werden, um dem Oxidationskatalysator 50 Kraftstoff zuzuführen, zu einem Zeitpunkt im Anschluss an die Kraftstoffhaupteinspritzung, so dass eine Filterregenerationsbehandlung implementiert werden kann.
In einigen Fällen wird der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 während der Durchführung der Filterregenerationsbehandlung gestoppt. In einem solchen Fall unterbricht die ECU 10 die Filterregenerationsbehandlung. Das heißt, die Filterregenerationsbehandlung wird gestoppt bevor die Filter-PM-Ansammlungsmenge auf die zweite festgelegte Ansammlungsmenge verringert ist. Wenn in einem solchen Fall der Verbrennungsmotor 1 erneut gestartet wird, setzt die ECU 10 die Filterregenerationsbehandlung fort. Kurzum, die Filterregenerationsbehandlung wird auch in dem Zustand durchgeführt, bei dem die Filter-PM-Ansammlungsmenge geringer ist als die erste festgelegte Ansammlungsmenge. Auch in diesem Fall wird die Filterregenerationsbehandlung gestoppt, wenn die Filter-PM-Ansammlungsmenge auf die zweite festgelegte Ansammlungsmenge abgenommen hat.
Es wird nun der Ablauf der Filterregenerationsbehandlung gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezug auf das in 2 dargestellte Flussdiagramm beschrieben. Der Ablauf wird vorab in der ECU 10 gespeichert und wird von der ECU 10 während des Betriebs des Verbrennungsmotors 1 (einschließlich Startzeitpunkt und Stoppzeitpunkt des Verbrennungsmotors 1) durchgeführt.
Bei diesem Ablauf wird als erstes in S101 bestimmt, ob das in der ECU 10 gespeicherte Filterregenerationsflag auf AUS gesetzt ist. Hierbei wird das Filterregenerationsflag auf EIN gesetzt, wenn eine Bedingung zur Durchführung der Filterregenerationsbehandlung erfüllt ist, und wird auf AUS gesetzt, wenn die Bedingung zur Durchführung der Filterregenerationsbehandlung nicht erfüllt ist. Wie zuvor beschrieben, wird die Filterregenerationsbehandlung unterbrochen, wenn der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 während einer Durchführung der Filterregenerationsbehandlung gestoppt wird. In diesem Fall bleibt jedoch das in der ECU 10 gespeicherte Filterregenerationsflag auf EIN gesetzt. Wenn in S101 eine positive Feststellung getroffen wird, d. h., das in der ECU 10 gespeicherte Filterregenerationsflag auf AUS gesetzt ist, wenn der Ablauf beim Start des Verbrennungsmotors 1 zum ersten Mal ausgeführt wird, kann daher bestimmt werden, dass die Filterregenerationsbehandlung nicht durchgeführt wurde, wenn der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 zuvor gestoppt wurde. In diesem Fall wird die Verarbeitung von S102 als nächstes ausgeführt.
Wie zuvor beschrieben, berechnet hier in der vorliegenden Ausführungsform die ECU 10 während des Betriebs des Verbrennungsmotors 1 periodisch die Filter-PM-Ansammlungsmenge. Bei jeder Berechnung wird die in der ECU 10 gespeicherte Filter-PM-Ansammlungsmenge aktualisiert. In S102 wird die in der ECU 10 gespeicherte Filter-PM-Ansammlungsmenge Qpm, d. h., die aktuelle Filter-PM-Ansammlungsmenge Qpm, gelesen.
Als nächstes wird in S103 bestimmt, ob die in S102 gelesene Filter-PM-Ansammlungsmenge Qpm gleich oder größer ist als eine erste festgelegte Ansammlungsmenge Qpm1, welche ein Grenzwert für den Beginn der Durchführung der Filterregenerationsbehandlung ist. Wenn die in S103 durchgeführte Bestimmung positiv ist, dann wird das in der ECU 10 gespeicherte Filterregenerationsflag in S104 auf EIN gesetzt. Dann wird in S105 die Filterregenerationsbehandlung durchgeführt. Das heißt, es wird eine Kraftstoffzugabe durch das Kraftstoffzugabeventil 53 durchgeführt und die Filtertemperatur auf eine Filterregenerationstemperatur gesteuert.
Wenn die in S101 durchgeführte Bestimmung negativ ist, d. h., das in der ECU 10 gespeicherte Filterregenerationsflag auf EIN gesetzt ist, wenn der Ablauf zum Zeitpunkt des Starts des Verbrennungsmotors 1 zum ersten Mal durchgeführt wird, kann festgestellt werden, dass die Filterregenerationsbehandlung unterbrochen wurde, wenn der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 zuvor gestoppt wurde. In diesem Fall wird die Verarbeitung von S105 durchgeführt ohne dass die Verarbeitung von S102–S104 durchgeführt wird. Das heißt, auch in dem Zustand, bei dem die Filter-PM-Ansammlungsmenge Qpm zum gegenwärtigen Zeitpunkt geringer ist als die erste festgelegte Ansammlungsmenge Qpm1, wird die Filterregenerationsbehandlung dennoch fortgesetzt.
Nach der Verarbeitung von S105 wird die Verarbeitung von S106 durchgeführt. In S106 wird die in der ECU 10 gespeicherte aktuelle Filter-PM-Ansammlungsmenge Qpm gelesen. Es wird eine periodische Berechnung der Filter-PM-Ansammlungsmenge durch die ECU 10 auch während der Durchführung der Filterregenerationsbehandlung durchgeführt. In S106 wird die aktuelle Filter-PM-Ansammlungsmenge Qpm während der Durchführung der Filterregenerationsbehandlung gelesen.
Als Nächstes wird in S107 bestimmt, ob die in S106 gelesene Filter-PM-Ansammlungsmenge Qpm gleich oder geringer ist als eine zweite festgelegte Ansammlungsmenge Qpm2, welche ein Grenzwert für den Stopp der Durchführung der Filterregenerationsbehandlung ist. Im Speziellen wird bestimmt, ob die Filter-PM-Ansammlungsmenge Qpm sich aufgrund der Durchführung der Filterregenerationsbehandlung auf die zweite festgelegte Ansammlungsmenge Qpm2 oder weniger verringert hat. Wenn die in S107 durchgeführte Bestimmung positiv ist, dann wird in S108 das in der ECU gespeicherte Filterregenerationsflag auf AUS gesetzt. In S109 wird dann die Filterregenerationsbehandlung gestoppt. Das heißt, es wird die Kraftstoffzugabe durch das Kraftstoffzugabeventil 53 gestoppt. Die Abarbeitung des Ablaufs wird dann vorübergehend beendet.
Wenn allerdings die in S107 durchgeführte Bestimmung negativ ist, d. h., wenn die Filter-PM-Ansammlungsmenge Qpm sich noch nicht auf die zweite festgelegte Ansammlungsmenge Qpm2 verringert hat, dann wird die Abarbeitung von S110 durchgeführt. In S110 wird bestimmt, ob der Zündschalter 6 auf AUS (IG OFF) gestellt ist, d. h., ob der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 gestoppt ist. Wenn die in S110 durchgeführte Bestimmung negativ ist, d. h., wenn der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 andauert, dann wird erneut die Abarbeitung von S105 bis S107 durchgeführt. Das heißt, die Durchführung der Filterregenerationsbehandlung wird fortgeführt. Wenn demgegenüber die in S110 durchgeführte Bestimmung positiv ist, dann wird die Abarbeitung von S109 durchgeführt. Das heißt, in dem Zustand, bei dem die Filter-PM-Ansammlungsmenge Qpm größer als die zweite festgelegte Ansammlungsmenge Qpm2 ist, wird die Filterregenerationsbehandlung unterbrochen. In diesem Fall wird das in der ECU 10 gespeicherte Filterregenerationsflag wie zuvor beschrieben auf EIN gesetzt beibehalten. Die Abarbeitung des Ablaufs wird dann beendet.
Wenn die in S103 durchgeführte Bestimmung negativ ist, d. h. wenn während des Betriebs des Verbrennungsmotors die Filter-PM-Ansammlungsmenge noch nicht die erste festgelegte Ansammlungsmenge Qpm1 erreicht hat, wird das in der ECU 10 gespeicherte Filterregenerationsflag dann in S111 auf AUS gesetzt beibehalten. Die Abarbeitung des Ablaufs wird dann vorübergehend beendet. In diesem Fall wird, wenn der Ablauf das nächste Mal durchgeführt wird, die in S101 durchgeführte Bestimmung positiv sein.
Wenn gemäß dem in 2 dargestellten Ablauf der Betrieb des Verbrennungsmotors während der Durchführung der Filterregenerationsbehandlung gestoppt wird, wird die Filterregenerationsbehandlung unterbrochen und wird dann, wenn der Verbrennungsmotor 1 erneut gestartet wird, die Filterregenerationsbehandlung fortgesetzt.
In der vorliegenden Ausführungsform entspricht die Filterregenerationsbehandlung der „Temperaturerhöhungsbehandlung”. In der vorliegenden Ausführungsform ist die „Temperaturerhöhungsbehandlungseinheit” durch die ECU 10 implementiert, welche den in 2 dargestellten Ablauf abarbeitet.
Steuerung der Harnstoffwasserzugabe
Es wird nun die Steuerung der Harnstoffwasserzugabe gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Wie zuvor beschrieben, wird in der vorliegenden Ausführungsform dem SCR-Katalysator 52 Ammoniak zugeführt durch die Zugabe von Harnstoffwasser durch das Harnstoffwasserzugabeventil 54. Der Ammoniak wird dann auf dem SCR-Katalysator 52 adsorbiert. In der vorliegenden Ausführungsform berechnet die ECU 10 wiederholt die Menge an auf dem SCR-Katalysator 52 adsorbierten Ammoniak (welche der Einfachheit halber auch als „Ammoniakadsorptionsmenge” bezeichnet werden kann) zu vorbestimmten Zeitpunkten während des Betriebs des Verbrennungsmotors 1. Bei der Berechnung wird eine aktuelle Ammoniakadsorptionsmenge berechnet durch Integrieren einer Ammoniakzuführmenge, welches die Menge an dem SCR-Katalysator 52 zugeführtem Ammoniak ist, einer Ammoniakverbrauchsmenge, welches die Menge an durch die Reduktion von NOx im SCR-Katalysator 52 verbrauchtem Ammoniak ist, und einer Ammoniakdesorptionsmenge, welches die Menge an von dem SCR-Katalysator 52 desorbiertem Ammoniak ist. Die Ammoniakzuführmenge ist berechenbar auf Basis der Menge an Harnstoffwasser, die durch das Harnstoffwasserzugabeventil 54 zugegeben wird. Die Ammoniakverbrauchsmenge ist berechenbar auf Basis der NOx-Konzentration im Abgas, die durch den stromaufwärts angeordneten NOx-Sensor 57 erfasst wird (d. h., die NOx-Konzentration in dem in den SCR-Katalysator 52 strömenden Abgas), der Abgasströmungsrate, der SCR-Temperatur und der Menge an auf dem SCR-Katalysator 52 adsorbiertem Ammoniak, die in der vorherigen Berechnung berechnet wurde (welche nachfolgend auch als „vorheriger Wert der Adsorptionsmenge” bezeichnet werden kann). Im Speziellen kann die NOx-Reinigungsrate des SCR-Katalysators 52 zum aktuellen Zeitpunkt abgeschätzt werden auf Basis der Abgasströmungsrate, SCR-Temperatur und des vorherigen Werts der Adsorptionsmenge. Darüber hinaus kann die Menge an in den SCR-Katalysator 52 strömendem NOx abgeschätzt werden auf Basis der NOx-Konzentration in dem in den SCR-Katalysator 52 strömenden Abgas und auf Basis der Abgasströmungsrate. Basierend auf diesen abgeschätzten Werten kann die Ammoniakverbrauchsmenge berechnet werden. Die Ammoniakdesorptionsmenge ist berechenbar auf Basis der SCR-Temperatur und des vorherigen Werts der Adsorptionsmenge. Die gegenwärtige Ammoniakadsorptionsmenge (die aktuelle Ammoniakadsorptionsmenge) wird berechnet, indem zu dem vorherigen Wert der Adsorptionsmenge die Ammoniakzuführmenge, welche ein Inkrement ist, addiert wird und indem von dem vorherigen Wert der Adsorptionsmenge die Ammoniakverbrauchsmenge und die Ammoniakdesorptionsmenge, welche Dekremente sind, subtrahiert werden.
Während des Betriebs des Verbrennungsmotors 1 steuert in der vorliegenden Ausführungsform die ECU 10 normalerweise die Harnstoffwasserzugabemenge durch das Harnstoffwasserzugabeventil 54 derart, dass die wie zuvor beschrieben berechnete Ammoniakadsorptionsmenge aufrecht erhalten oder auf eine festgelegte Zieladsorptionsmenge geregelt wird. Hierbei ist die festgelegte Zieladsorptionsmenge ein Wert, der basierend auf einem Experiment und dergleichen als ein Wert vorab festgelegt wird, der eine gewünschte NOx-Reinigungsrate im SCR-Katalysator 52 sicherstellen kann und der die Menge an Ammoniak, die von dem SCR-Katalysator 52 desorbiert und in die Atmosphäre abgegeben wird, in einem zulässigen Bereich halten kann.
Unmittelbar nach dem Start des Verbrennungsmotors 1 (unmittelbar nachdem der SCR-Katalysator 52 nach dem Start des Verbrennungsmotors 1 aktiviert wird in dem Fall, bei dem der Verbrennungsmotor 1 mit einem inaktiven SCR-Katalysator 52 gestartet wird) kann es jedoch eine gewisse Zeit dauern bevor die Menge an auf dem SCR-Katalysator 52 adsorbiertem Ammoniak eine Zieladsorptionsmenge erreicht. In einem derartigen Fall kann es schwierig werden, unmittelbar nach dem Start des Verbrennungsmotors 1 eine gewünschte NOx-Reinigungsrate im SCR-Katalysator 52 sicherzustellen. Folglich wird in der vorliegenden Ausführungsform nach einem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors 1 eine Zugabe von Harnstoffwasser durch das Harnstoffwasserzugabeventil 56 durchgeführt.
Wie zuvor beschrieben, ist in der vorliegenden Ausführungsform das Harnstoffwasserzugabeventil 54 derart angeordnet, dass das zugegebene Harnstoffwasser den SCR-Katalysator 52 auch in dem Zustand erreicht, bei dem Abgas nicht durch die Abgasleitung 5 strömt. Auch wenn die Zugabe des Harnstoffwassers durch das Harnstoffwasserzugabeventil 54 nach einem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors 1 durchgeführt wird, kann demgemäß Ammoniak dennoch dem SCR-Katalysator 52 zugeführt werden. Als Folge davon wird nach dem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors 1 der Ammoniak auf dem SCR-Katalysator 52 adsorbiert. Unmittelbar nach dem erneuten Start des Verbrennungsmotors 1 wird dann der auf dem SCR-Katalysator 52 adsorbierte Ammoniak zur Reduktion von NOx im SCR-Katalysator 52 verwendet. Dies ermöglicht eine Verbesserung der NOx-Reinigungsrate im SCR-Katalysator 52 unmittelbar nach einem erneuten Start des Verbrennungsmotors.
Wie zuvor beschrieben wird in der vorliegenden Ausführungsform jedoch die Filterregenerationsbehandlung unterbrochen, wenn der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 während der Durchführung der Filterregenerationsbehandlung gestoppt wird. Wenn der Verbrennungsmotor 1 erneut gestartet wird, wird dann die Filterregenerationsbehandlung fortgesetzt. Wenn die Filterregenerationsbehandlung durchgeführt wird, erhöht sich hierbei die Temperatur des in die Abgassteuervorrichtung 60 strömenden Abgases. Demgemäß erhöht sich nicht nur die Temperatur des Filters 51 sondern erhöht sich auch unvermeidbar die Temperatur des SCR-Katalysators 52. Wenn bei dem erneuten Start des Verbrennungsmotors 1 die Filterregenerationsbehandlung fortgesetzt wird, steigt daher die Temperatur des SCR-Katalysators 52 unmittelbar nach dem Start des Verbrennungsmotors 1 schnell an, so dass die Temperatur des SCR-Katalysators 52 höher werden kann als während der regulären Zeit (d. h., der Zeit, bei welcher keine Filterregenerationsbehandlung durchgeführt wird).
Wenn die Temperatur des SCR-Katalysators 52 hoch ist, wird die maximale Menge (Sättigungsadsorption) von Ammoniak, die auf dem SCR-Katalysator 52 adsorbiert werden kann, geringer als die zum Zeitpunkt, bei dem die Temperatur des SCR-Katalysators 52 niedrig ist. Wenn die Temperatur des SCR-Katalysators 52 in dem Zustand, bei dem Ammoniak auf dem SCR-Katalysator 52 adsorbiert ist, zunimmt und dadurch die Sättigungsadsorption geringer wird als die Menge an auf dem SCR-Katalysator 52 adsorbierten Ammoniak, desorbiert demgemäß ein Teil des adsorbierten Ammoniaks von dem SCR-Katalysator 52.
Wenn die Filterregenerationsbehandlung nach dem erneuten Start des Verbrennungsmotors 1 fortgesetzt wird in dem Zustand, bei dem Ammoniak auf dem SCR-Katalysator 52 adsorbiert ist aufgrund der Durchführung der Zugabe von Harnstoffwasser durch das Harnstoffwasserzugabeventil 54 nach dem Stopp des Verbrennungsmotors 1, wie zuvor beschrieben, erhöht sich daher die Temperatur des SCR-Katalysators 52 mit dem erneuten Start der Filterregenerationsbehandlung, so dass der Ammoniak vom SCR-Katalysator 52 desorbiert werden kann und ohne für eine Reduktion von NOx verwendet zu werden in die Atmosphäre abgegeben wird. Wenn in der vorliegenden Ausführungsform der Betrieb des Verbrennungsmotors während der Durchführung der Filterregenerationsbehandlung gestoppt wird, d. h., wenn die Filterregenerationsbehandlung im Zusammenhang mit dem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors 1 unterbrochen wird, wird demgemäß die Zugabe des Harnstoffwassers durch das Harnstoffwasserzugabeventil 54 nach dem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors 1 nicht durchgeführt.
Es wird nun unter Bezug auf 3 der Ablauf der Harnstoffwasserzugabesteuerung nach einem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform gegeben. 3 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf darstellt, der zum Zeitpunkt des Betriebsstopps des Verbrennungsmotors 1 durchgeführt wird. Der Ablauf wird vorab in der ECU 10 gespeichert und durch die ECU 10 ausgeführt.
In S201 des Ablaufs wird bestimmt, ob der Zündschalter 6 auf AUS (IG OFF) gestellt ist, d. h., ob der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 gestoppt ist. Wenn die in S201 durchgeführte Bestimmung negativ ist, wird die Abarbeitung des Ablaufs vorübergehend beendet. Wenn die in S201 durchgeführte Bestimmung positiv ist, dann wird in S202 bestimmt, ob das in der ECU 10 gespeicherte Filterregenerationsflag auf EIN gesetzt ist. Wenn die in S202 durchgeführte Bestimmung negativ ist, d. h., wenn das in der ECU 10 gespeicherte Filterregenerationsflag auf AUS gesetzt ist, kann bestimmt werden, dass der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 gestoppt wurde, während keine Filterregenerationsbehandlung durchgeführt wurde. In diesem Fall wird im nachfolgenden S203 eine Zugabe des Harnstoffwassers durch das Harnstoffwasserzugabeventil 54 durchgeführt. Die Zugabe des Harnstoffwassers durch das Harnstoffwasserzugabeventil 54 zu diesem Zeitpunkt (d. h., die Zugabe von Harnstoffwasser nach dem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors 1) wird durchgeführt, wenn die Temperatur des SCR-Katalysators 52 in einem Temperaturbereich liegt, bei dem Harnstoff hydrolysiert werden kann und durch die Hydrolyse erzeugtes Ammoniak auf dem SCR-Katalysator 52 adsorbiert werden kann. Die Abarbeitung des Ablaufs wird dann beendet. Wenn demgegenüber die in S202 durchgeführte Bestimmung positiv ist, kann bestimmt werden, dass der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 während der Durchführung der Filterregenerationsbehandlung gestoppt wurde und die Filterregenerationsbehandlung aufgrund des Betriebsstopps des Verbrennungsmotors 1 unterbrochen wurde. In diesem Fall wird die Durchführung des Ablaufs beendet ohne dass eine Zugabe des Harnstoffwassers durch das Harnstoffwasserzugabeventil 54 durchgeführt wird.
Gemäß dem in 3 dargestellten Ablauf wird in dem Fall, bei dem der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 gestoppt wird während keine Filterregenerationsbehandlung durchgeführt wird, die Zugabe des Harnstoffwassers durch das Harnstoffwasserzugabeventil 54 nach dem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors 1 durchgeführt. Als Folge davon wird nach dem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors 1 Ammoniak auf dem SCR-Katalysator adsorbiert. Dies ermöglicht eine Verbesserung der NOx-Reinigungsrate im SCR-Katalysator 52 unmittelbar nach dem Start des Verbrennungsmotors 1. In dem Fall, bei dem der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 während der Durchführung der Filterregenerationsbehandlung gestoppt wird, wird die Zugabe des Harnstoffwassers durch das Harnstoffwasserzugabeventil 54 nach dem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors 1 nicht durchgeführt. In diesem Fall wird nach dem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors 1 kein Ammoniak auf dem SCR-Katalysator adsorbiert. Es wird daher möglich, die Menge an von dem SCR-Katalysator 52 desorbierten Ammoniak zu verringern, wenn die Temperatur des SCR-Katalysators 52 aufgrund der Wiederaufnahme der Temperaturerhöhungsbehandlung unmittelbar nach dem Start des Verbrennungsmotors 1 schnell ansteigt. Dies ermöglicht eine Verringerung der Menge an unmittelbar nach dem Start des Verbrennungsmotors 1 in die Atmosphäre abgegebenem Ammoniak.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die „Zugabesteuereinheit” durch die ECU 10 implementiert, welche den in 3 dargestellten Ablauf abarbeitet.
Zeitdiagramm
Die 4 und 5 stellen die zeitliche Entwicklung des Filterregenerationsflags, des Zündschalters 6, der SCR-Temperatur, der Menge an durch das Harnstoffwasserzugabeventil 54 zugegebenem Harnstoffwasser, der NOx-Reinigungsrate im SCR-Katalysator 52, der Menge an auf dem SCR-Katalysator 52 adsorbiertem Ammoniak und der Menge an in die Atmosphäre abgegebenem Ammoniak zum Zeitpunkt des Betriebsstopps und des erneuten Starts des Verbrennungsmotors 1 dar. 4 veranschaulicht die Veränderung eines jeden Werts zum Zeitpunkt der Durchführung einer herkömmlichen Harnstoffwasserzugabesteuerung. 5 veranschaulicht die Veränderung eines jeden Werts zum Zeitpunkt der Durchführung einer Harnstoffwasserzugabesteuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
In den 4 und 5 wird zum Zeitpunkt t1 das Filterregenerationsflag auf EIN gesetzt und wird die Durchführung der Filterregenerationsbehandlung gestartet. Mit der Durchführung der Filterregenerationsbehandlung nimmt die SCR-Temperatur zu. Zum Zeitpunkt t2 wird der Zündschalter 6 auf AUS gestellt und wird der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 gestoppt. Obwohl die Filterregenerationsbehandlung zu diesem Zeitpunkt gestoppt wird, wird das Filterregenerationsflag auf EIN gesetzt beibehalten. Wenn der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 zum Zeitpunkt t2 gestoppt wird, fällt die SCR-Temperatur allmählich ab. Zum Zeitpunkt t3 wird dann der Schalter 6 auf EIN geschaltet und wird der Verbrennungsmotor 1 erneut gestartet. Da zu diesem Zeitpunkt das Filterregenerationsflag auf EIN gesetzt ist, wird auch die Filterregenerationsbehandlung fortgesetzt. Mit dem erneuten Start des Verbrennungsmotors 1 und der Fortsetzung der Filterregenerationsbehandlung steigt die SCR-Temperatur an. Wie in 4 dargestellt, wird, auch wenn Ammoniak auf dem SCR-Katalysator 52 adsorbiert, ist zu dem Zeitpunkt, bei dem der Verbrennungsmotor 1 erneut gestartet wird (Zeitpunkt t3), NOx nicht im SCR-Katalysator 52 reduziert bis die SCR-Temperatur eine Aktivierungstemperatur erreicht. Zum Zeitpunkt t4 wird das Filterregenerationsflag auf AUS gesetzt und wird die Filterregenerationsbehandlung gestoppt. Mit dem Stopp der Filterregenerationsbehandlung nimmt die SCR-Temperatur ab.
In 4 wie auch in 5 wird die Zugabe von Harnstoffwasser durch das Harnstoffwasserzugabeventil 54 während des Betriebs des Verbrennungsmotors 1 auf ähnliche Weise gesteuert. Da die SCR-Temperatur aufgrund der Durchführung der Filterregenerationsbehandlung ansteigt, ist es hierbei schwierig, das Ammoniak auf dem SCR-Katalysator 52 adsorbiert wird. Demgemäß wird während der Durchführung der Filterregenerationsbehandlung die Zugabemenge von Harnstoffwasser durch das Harnstoffwasserzugabeventil 54 so gesteuert, dass die Menge an durch die Hydrolyse von Harnstoff erzeugtem Ammoniak der Menge an in den SCR-Katalysator 52 strömendem NOx entspricht.
In dem Fall, bei dem die herkömmliche Harnstoffwasserzugabesteuerung durchgeführt wird, wird, wie in 4 dargestellt, während des Betriebsstopps des Verbrennungsmotors 1 nach dem Stopp des Verbrennungsmotors 1 (nach dem Zeitpunkt t2) eine Zugabe von Harnstoffwasser durch das Harnstoffwasserzugabeventil 54 durchgeführt. Als Folge davon nimmt die Menge an auf dem SCR-Katalysator 52 adsorbiertem Ammoniak während des Betriebsstopps des Verbrennungsmotors 1 zu. Wenn der Verbrennungsmotor 1 zum Zeitpunkt t3 erneut gestartet wird, wird jedoch auch die Filterregenerationsbehandlung fortgesetzt, so dass die SCR-Temperatur schnell ansteigt. Als Folge davon wird der auf dem SCR-Katalysator 52 adsorbierte Ammoniak desorbiert. Folglich wird die Menge an Ammoniak, die unmittelbar nach dem Start des Verbrennungsmotors 1 in die Atmosphäre abgegeben wird, erhöht, was in 4 in dem Bereich dargestellt ist, der mittels einer strichpunktierten Linie umgrenzt ist.
Wenn demgegenüber die Harnstoffwasserzugabesteuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform durchgeführt wird, wird während des Betriebsstopps des Verbrennungsmotors 1 nach dem Stopp des Betriebs des Verbrennungsmotors 1 (nach dem Zeitpunkt t2), wie in 5 gezeigt, keine Zugabe von Harnstoffwasser durch das Harnstoffwasserzugabeventil 54 durchgeführt. Daher wird während des Betriebsstopps des Verbrennungsmotors 1 kein Ammoniak erneut auf dem SCR-Katalysator 52 adsorbiert. Auch wenn die SCR-Temperatur aufgrund der Fortsetzung der Filterregenerationsbehandlung bei dem erneuten Start des Verbrennungsmotors 1 schnell ansteigt, kann folglich die Menge an von dem SCR-Katalysator 52 desorbiertem Ammoniak gesteuert werden. Es wird daher möglich, die Menge an Ammoniak, die unmittelbar nach dem Start des Verbrennungsmotors 1 in die Atmosphäre abgegeben wird, zu verringern, was in 5 in dem Bereich dargestellt ist, der mit einer strichpunktierten Linie umgrenzt ist.
Modifiziertes Beispiel
Es wird nun unter Bezug auf 6 der Ablauf einer Harnstoffwasserzugabesteuerung nach einem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors 1 gemäß eines modifizierten Beispiels der ersten Ausführungsform beschrieben. 6 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf darstellt, der zum Zeitpunkt des Betriebsstopps des Verbrennungsmotors 1 abgearbeitet wird. Der Ablauf ist vorab in der ECU 10 gespeichert und wird durch die ECU 10 abgearbeitet. Die Verarbeitung von S201 bis S203 in dem Ablauf ist dieselbe wie die Verarbeitung von S201 bis S203 in dem in 3 dargestellten Ablauf. Demgemäß wird auf die Beschreibung der Abarbeitung dieser Schritte verzichtet.
Auch wenn der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 gestoppt wird während keine Filterregenerationsbehandlung durchgeführt wird, ist es nicht notwendig, nach dem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors 1 erneut Ammoniak auf dem SCR-Katalysator 52 zu adsorbieren, wenn bereits eine ausreichende Menge an Ammoniak auf dem SCR-Katalysator 52 adsorbiert ist zu dem Zeitpunkt, bei dem der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 gestoppt wird. Das heißt, es ist nicht notwendig, nach dem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors 1 Harnstoffwasser durch das Harnstoffwasserzugabeventil 54 zuzugeben.
Wenn demgemäß in diesem Ablauf in S202 eine negative Bestimmung gemacht wird, d. h., wenn der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 gestoppt wird während keine Filterregenerationsbehandlung durchgeführt wird, dann wird die Verarbeitung von S303 durchgeführt. Wie zuvor beschrieben, berechnet in der vorliegenden Ausführungsform die ECU 10 periodisch die Menge an auf dem SCR-Katalysator 52 adsorbiertem Ammoniak während des Betriebs des Verbrennungsmotors 1. Bei jeder Berechnung wird die in der ECU 10 gespeicherte Menge an auf dem SCR-Katalysator 52 adsorbiertem Ammoniak aktualisiert. In S303 wird eine in der ECU 10 gespeicherte Ammoniakadsorptionsmenge Qu, d. h., die Ammoniakadsorptionsmenge Qu zu dem Zeitpunkt, bei dem der Verbrennungsmotor 1 gestoppt wird, gelesen.
Als Nächstes wird in S304 bestimmt, ob die in S303 gelesene Ammoniakadsorptionsmenge Qu kleiner ist als eine festgelegte Zieladsorptionsmenge Qut. Hierbei kann die Zieladsorptionsmenge Qut definiert sein als eine Adsorptionsmenge von Ammoniak, die als notwendig angesehen wird für eine ausreichende Reduktion von NOx im SCR-Katalysator 52 unmittelbar nach dem erneuten Start des Verbrennungsmotors 1. Eine derartige Zieladsorptionsmenge Qut wird vorab festgelegt auf Basis eines Experiments und dergleichen und wird in der ECU 10 gespeichert. Wenn die in S304 durchgeführte Bestimmung positiv ist, dann wird die Verarbeitung von S203 durchgeführt. Zu diesem Zeitpunkt kann eine Gesamtadditionsmenge von Harnstoffwasser durch das Harnstoffwasserzugabeventil 54 bestimmt werden auf Basis einer Differenz zwischen der Ammoniakadsorptionsmenge Qu und der in S303 gelesenen Zieladsorptionsmenge Qut. Das heißt, die Gesamtzugabemenge des Harnstoffwassers durch das Harnstoffwasserzugabeventil 54 kann derart bestimmt werden, dass die Menge an auf dem SCR-Katalysator 52 adsorbiertem Ammoniak gleich der Zieladsorptionsmenge Qut wird. Wenn die in S304 durchgeführte Bestimmung negativ ist, d. h., die in S303 gelesene Ammoniakadsorptionsmenge Qu gleich oder größer ist als die Zieladsorptionsmenge Qut, kann bestimmt werden, dass bereits eine ausreichende Menge an Ammoniak auf dem SCR-Katalysator 52 adsorbiert ist. Folglich wird in diesem Fall die Abarbeitung des Ablaufs beendet, ohne dass die Zugabe von Harnstoffwasser durch das Harnstoffwasserzugabeventil 54 durchgeführt wird.
Gemäß der Harnstoffwasserzugabesteuerung, wie sie in dem Ablauf in 6 dargestellt ist, wird, wenn der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 gestoppt wird während keine Filterregenerationsbehandlung durchgeführt wird, die Zugabe des Harnstoffwassers durch das Harnstoffwasserzugabeventil nach dem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors 1 nur dann durchgeführt, wenn die Ammoniakadsorptionsmenge Qu zum Zeitpunkt, bei dem der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 gestoppt wird, geringer ist als die Zieladsorptionsmenge Qut. Als Folge davon wird es möglich, eine unnötige Zugabe von Harnstoffwasser durch das Harnstoffwasserzugabeventil 54 zu unterbinden. In dem vorliegenden modifizierten Beispiel ist die „Zugabesteuereinheit” durch die ECU 10 implementiert, welche den in 6 dargestellten Ablauf ausführt.
Zweite Ausführungsform
7 zeigt eine schematische Konfiguration eines Verbrennungsmotors und eines Einlass- und Auslasssystems davon gemäß der Ausführungsform. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Filter 51 in der ersten Ausführungsform durch einen NOx-Speicher-Reduktions-Katalysator 71 (welcher nachfolgend auch als „NSR-Katalysator 71” bezeichnet werden kann) ersetzt, der stromabwärts des Oxidationskatalysators 50 und stromaufwärts des stromaufwärts angeordneten Temperatursensors 56 in der Abgasleitung 5 vorgesehen ist. Der NSR-Katalysator 71 besitzt die Funktion zum Speichern von NOx im Abgas, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der umgebenden Atmosphäre ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, und zum Reduzieren von gespeichertem NOx, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in der umgebenden Atmosphäre ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist. Hierbei bedeutet der Begriff „Speichern” eine temporäre „Adsorption” von NOx auf dem NSR-Katalysator 71. Nachfolgend können der NSR-Katalysator 71 und der SCR-Katalysator 52 integral als eine Abgassteuervorrichtung 70 bezeichnet werden. In der vorliegenden Ausführungsform schätzt die ECU 10 auch die Temperatur des NSR-Katalysators 71 (welche auch als „NSR-Temperatur” bezeichnet werden kann) basierend auf einem Ausgabewert des stromaufwärts angeordneten Temperatursensors 56 ab. Die weiteren Aspekte der Konfiguration sind vergleichbar mit denen der in 1 dargestellten Ausführungsform.
In der vorliegenden Ausführungsform entspricht der NSR-Katalysator 71 dem „Abgassteuerelement” und entspricht der SCR-Katalysator 52 dem „Katalysator zur selektiven NOx-Reduktion”. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht die Abgassteuervorrichtung 70, welche durch den NSR-Katalysator 71 und den SCR-Katalysator 52 gebildet ist, der „Abgassteuervorrichtung”.
Steuerung der SOx-Vergiftungsregeneration
Der NSR-Katalysator 71 speichert nicht nur NOx im Abgas sondern auch SOx im Abgas. In dem Maße, wie sich die gespeicherte Menge (welche der Einfachheit halber auch als „SOx-Speichermenge” bezeichnet werden kann) in dem NSR-Katalysator 71 erhöht, verschlechtert sich die NOx-Speicherkapazität des NSR-Katalysators 71. Demgemäß berechnet in der vorliegenden Ausführungsform die ECU 10 zu vorbestimmten Zeitpunkten während des Betriebs des Verbrennungsmotors 1 wiederholt die Menge an im NSR-Katalysator 71 gespeichertem SOx. Bei dieser Berechnung wird die Menge an von dem Verbrennungsmotor 1 abgegebenem SOx integriert, um eine aktuelle SOx-Speichermenge zu berechnen. Die Menge an von dem Verbrennungsmotor 1 abgegebenem SOx wird berechnet auf Basis einer Kraftstoffeinspritzmenge in den Verbrennungsmotor 1 und dergleichen.
Wenn in der vorliegenden Ausführungsform die Menge an in dem NSR-Katalysator 71 gespeichertem SOx, die wie zuvor beschrieben berechnet wird, eine festgelegte Speichermenge erreicht, führt die ECU 10 eine SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung durch. Die SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung ist implementiert durch eine periodische Zugabe von Kraftstoff durch das Kraftstoffzugabeventil 53. Wenn durch das Kraftstoffzugabeventil 53 periodisch Kraftstoff zugegeben wird, erhöht sich die Temperatur des in den NSR-Katalysator strömenden Abgases, so dass die NSR-Temperatur ansteigt, während das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Atmosphäre um den NSR-Katalysator 71 herum periodisch abnimmt. Wenn in diesem Fall die NSR-Temperatur eine festgelegte SOx-Vergiftungsregenerationstemperatur erreicht und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Atmosphäre um den NSR-Katalysator 71 herum abnimmt, wird die Menge an durch das Kraftstoffzugabeventil 53 zugegebenem Kraftstoff so geregelt, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis gleich einem festgelegten Luft-Kraftstoff-Verhältnis für die SOx-Vergiftungsregeneration wird, welches ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist. Hierbei ist die SOx-Vergiftungsregenerationstemperatur eine Temperatur in einem Bereich, bei dem das im NSR-Katalysator 71 gespeicherte SOx reduziert werden kann und eine Überhitzung des NSR-Katalysators 71 vermieden werden kann. Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis für die SOx-Vergiftungsregeneration ist ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das in dem NSR-Katalysator 71 gespeichertes SOx reduzieren kann. Eine derartige SOx-Vergiftungsregenerationstemperatur und ein derartiges Luft-Kraftstoff-Verhältnis zur SOx-Vergiftungsregeneration werden vorab auf Basis eines Experiments und dergleichen festgelegt und in der ECU 10 gespeichert. Wenn die Temperatur des NSR-Katalysators 71 auf die SOx-Vergiftungsregenerationstemperatur erhöht wird und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der den NSR-Katalysator 71 umgebenden Atmosphäre auf das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zur SOx-Vergiftungsregeneration abnimmt, wird das im NSR-Katalysator 71 gespeicherte SOx reduziert.
Wenn nach dem Start der Durchführung einer SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung ein festgelegter Regenerationsbehandlungszeitraum verstrichen ist, stoppt die ECU 10 die SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung. Hierbei ist der Regenerationsbehandlungszeitraum ein Zeitraum, in welchem das in dem NSR-Katalysator 71 gespeicherte SOx in zufriedenstellendem Maße reduziert werden kann (d. h., ein Zeitraum, in welchem die Funktion zur NOx-Speicherung des NSR-Katalysators 71 in zufriedenstellendem Maße wiederhergestellt werden kann). Ein derartiger Regenerationsbehandlungszeitraum wird vorab auf Basis eines Experiments und dergleichen festgelegt und in der ECU 10 gespeichert. Die SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung kann implementiert werden, indem kein Kraftstoff durch das Kraftstoffzugabeventil 53 zugegeben wird, sondern indem eine Kraftstoffnebeneinspritzung (Nacheinspritzung) durch das Kraftstoffeinspritzventil 3 zu einem Zeitpunkt nach einer Kraftstoffhaupteinspritzung in den Verbrennungsmotor 1 durchgeführt wird.
In einigen Fällen wird der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 während der Durchführung der SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung gestoppt. In einem derartigen Fall unterbricht die ECU 10 die SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung. Das heißt, die SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung wird gestoppt bevor der Regenerationsbehandlungszeitraum nach dem Beginn der Durchführung der SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung verstrichen ist. Wenn in einem derartigen Fall der Verbrennungsmotor 1 erneut gestartet wird, setzt die ECU 10 die SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung fort. Das heißt, die SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung wird auch in dem Zustand durchgeführt, bei dem die Menge an im NSR-Katalysator 71 gespeicherte SOx geringer ist als die festgelegte Speichermenge. Auch in einem derartigen Fall wird die SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung gestoppt, wenn ein Wert, der erhalten wird durch Integrieren von Zeiträumen der Durchführung der SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung (d. h., ein Gesamtwert eines Zeitraums der Durchführung der SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung vor einem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors 1 und ein Zeitraum der Durchführung der SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung nach einem erneuten Start des Verbrennungsmotors 1), den Regenerationsbehandlungszeitraum erreicht.
Auf Basis des in 8 dargestellten Flussdiagramms wird nun der Ablauf der SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Der Ablauf wird vorab in der ECU 10 gespeichert und wird während des Betriebs des Verbrennungsmotors 1 (einschließlich der Startzeit und der Stoppzeit des Verbrennungsmotors 1) durch die ECU 10 ausgeführt.
Bei diesem Ablauf wird zuerst in S401 bestimmt, ob ein in der ECU 10 gespeichertes SOx-Vergiftungsregenerationsflag auf AUS gesetzt ist. Hierbei wird das SOx-Vergiftungsregenerationsflag auf EIN gesetzt, wenn eine Bedingung zur Durchführung der SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung erfüllt ist, und wird auf AUS gesetzt, wenn die Bedingung zur Durchführung der SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung nicht erfüllt ist. Wie zuvor beschrieben, wird die SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung unterbrochen, wenn der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 während der Durchführung der SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung gestoppt wird. In diesem Fall wird jedoch das in der ECU 10 gespeicherte SOx-Vergiftungsregenerationsflag auf EIN gesetzt beibehalten. In dem Fall, bei dem die in S101 durchgeführte Bestimmung positiv ist, wenn der Ablauf das erste Mal beim Start des Verbrennungsmotors 1 durchgeführt wird, d. h., wenn das in der ECU 10 gespeicherte Flag auf AUS gesetzt ist, kann daher bestimmt werden, dass die SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung nicht durchgeführt wurde, als der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 zuvor gestoppt wurde. In diesem Fall wird als Nächstes S402 abgearbeitet.
Wie zuvor beschrieben, berechnet in der vorliegenden Ausführungsform die ECU 10 periodisch die während des Betriebs des Verbrennungsmotors 1 in dem NSR-Katalysator 71 gespeicherte Menge an SOx. Die in der ECU 10 gespeicherte Menge an gespeichertem SOx wird bei jeder Berechnung aktualisiert. In S402 wird eine in der ECU 10 gespeicherte Menge Qsox an in dem NSR-Katalysator 71 gespeichertem SOx, d. h., eine aktuelle SOx-Speichermenge Qsox, gelesen.
Als Nächstes wird in S403 bestimmt, ob die in S402 gelesene SOx-Speichermenge Qsox gleich oder größer ist als eine festgelegte Speichermenge Qsox0, welches ein Grenzwert für den Beginn der Durchführung der SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung ist. Wenn die in S403 durchgeführte Bestimmung positiv ist, dann wird in S404 das in der ECU 10 gespeicherte SOx-Vergiftungsregenerationsflag auf EIN gesetzt. In S405 wird dann die SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung durchgeführt. Das heißt, es wird eine periodische Kraftstoffzugabe durch das Kraftstoffzugabeventil 53 durchgeführt, so dass die NSR-Temperatur auf die SOx-Vergiftungsregenerationstemperatur gesteuert wird.
In dem Fall, bei dem die in S401 durchgeführte Bestimmung negativ ist, wenn der Ablauf zum ersten Mal beim Start des Verbrennungsmotors 1 durchgeführt wird, d. h., wenn das in der ECU 10 gespeicherte SOx-Vergiftungsregenerationsflag auf EIN gesetzt ist, kann bestimmt werden, dass die SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung unterbrochen wurde als der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 zuvor gestoppt wurde. In diesem Fall wird die Abarbeitung von S405 durchgeführt ohne eine Durchführung von S402 bis S404. Das heißt, auch in dem Zustand, bei dem die SOx-Speichermenge Qsox zum gegenwärtigen Zeitpunkt geringer ist als die festgelegte Speichermenge Qsox0, wird dennoch die SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung fortgesetzt.
Nach dem Abarbeiten von S405 wird die Abarbeitung von S406 durchgeführt. In S406 wird bestimmt, ob nach dem Beginn der Durchführung der SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung ein Regenerationsbehandlungszeitraum dt0 verstrichen ist. Hierbei wird der Fall angenommen, bei dem die Abarbeitung von S405 durchgeführt wird infolge einer in S401 durchgeführten negativen Bestimmung, d. h., dem Fall, bei dem die SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung fortgesetzt wird, da das in der ECU 10 gespeicherte SOx-Vergiftungsregenerationsflag auf EIN gesetzt ist, wenn der Ablauf zum ersten Mal beim Start des Verbrennungsmotors 1 durchgeführt wird. In diesem Fall wird in S406 bestimmt, ob der Gesamtwert eines Durchführungszeitraums der SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung vor einem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors 1 und ein Durchführungszeitraum der SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung nach einem erneuten Start des Verbrennungsmotors 1 zusammen den Regenerationsbehandlungszeitraum dt0 ergeben. Wenn die in S406 durchgeführte Bestimmung positiv ist, dann wird in S407 das in der ECU 10 gespeicherte SOx-Vergiftungsregenerationsflag auf AUS gesetzt. In S408 wird dann die SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung gestoppt. Das heißt, es wird die periodische Kraftstoffzugabe durch das Kraftstoffzugabeventil 53 gestoppt. Die Abarbeitung des Ablaufs wird dann vorübergehend beendet.
Wenn demgegenüber die in S406 durchgeführte Bestimmung negativ ist, d. h., wenn der Durchführungszeitraum der SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung noch nicht den Regenerationsbehandlungszeitraum dt0 erreicht hat, dann wird die Abarbeitung von S409 durchgeführt. In S409 wird bestimmt, ob der Zündschalter 6 auf AUS (IG OFF) gestellt ist, d. h., ob der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 gestoppt ist. Wenn die in S409 durchgeführte Bestimmung negativ ist, d. h., wenn der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 andauert, dann wird die Abarbeitung von S405 bis S406 erneut durchgeführt. Das heißt, es wird die Durchführung der SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung fortgeführt. Wenn die in S409 durchgeführte Bestimmung positiv ist, dann wird die Abarbeitung von S408 durchgeführt. Das heißt, die SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung wird bei dem Zustand unterbrochen, bei dem der Durchführungszeitraum der SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung kürzer ist als der Regenerationsbehandlungszeitraum dt0. In diesem Fall wird, wie zuvor beschrieben, das in der ECU 10 gespeicherte SOx-Vergiftungsregenerationsflag auf EIN gesetzt beibehalten. Dann wird die Abarbeitung des Ablaufs beendet.
Wenn die in S403 durchgeführte Bestimmung negativ ist, d. h., wenn die SOx-Speichermenge Qsox im NSR-Katalysator 71 während des Betriebs des Verbrennungsmotors 1 noch nicht die festgelegte Speichermenge Qsox0 erreicht hat, dann wird in S410 das in der ECU 10 gespeicherte SOx-Vergiftungsregenerationsflag auf AUS gesetzt. Die Abarbeitung des Ablaufs wird dann vorübergehend beendet. Wenn in diesem Fall die Abarbeitung das nächste Mal durchgeführt wird, wird in S401 eine positive Bestimmung durchgeführt.
Wenn gemäß dem in 8 dargestellten Ablauf der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 während der Durchführung der SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung gestoppt wird, wird die SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung unterbrochen und wird dann, wenn der Verbrennungsmotor 1 erneut gestartet wird, die SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung fortgesetzt.
In der vorliegenden Ausführungsform entspricht die SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung der „Temperaturerhöhungsbehandlung”. In der vorliegenden Ausführungsform ist die „Temperaturerhöhungsbehandlungseinheit” durch die ECU 10 implementiert, welche den in 8 dargestellten Ablauf ausführt.
Harnstoffwasserzugabesteuerung
Es wird nun die Harnstoffwasserzugabesteuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Auch in der vorliegenden Ausführungsform wird die Harnstoffwasserzugabe durch das Harnstoffwasserzugabeventil 54 während des Betriebs des Verbrennungsmotors 1 auf eine ähnliche Weise wie in der ersten Ausführungsform gesteuert. Wenn in der vorliegenden Ausführungsform wie zuvor beschrieben der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 während der Durchführung der SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung gestoppt wird, wird die SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung unterbrochen. Wenn dann der Verbrennungsmotor 1 erneut gestartet wird, wird die SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung fortgesetzt. Wenn hierbei die SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung durchgeführt wird, nimmt die Temperatur des in die Abgassteuervorrichtung 70 strömenden Abgases zu. Folglich wird nicht nur die Temperatur des NSR-Katalysators 71 sondern auch unvermeidbar die Temperatur des SCR-Katalysators 52 erhöht. Wenn die SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung mit dem erneuten Start des Verbrennungsmotors 1 fortgesetzt wird, wie in dem Fall, bei dem die Filterregenerationsbehandlung in der ersten Ausführungsform fortgesetzt wird, steigt daher die Temperatur des SCR-Katalysators 52 unmittelbar nach dem Start des Verbrennungsmotors 1 schnell an. Als Folge davon kann die Temperatur des SCR-Katalysators 52 höher werden als in der üblichen Zeit (d. h., der Zeit, bei der keine SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung durchgeführt wird).
Wenn demgemäß die SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung nach dem erneuten Start des Verbrennungsmotors 1 fortgesetzt, wird in dem Zustand, bei dem Ammoniak auf den SCR-Katalysator 52 adsorbiert ist aufgrund der Durchführung der Zugabe von Harnstoffwasser durch das Harnstoffwasserzugabeventil 54 nach dem Stopp des Verbrennungsmotors 1, nimmt die Temperatur des SCR-Katalysators 52 mit dem erneuten Start der SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung schnell zu, so dass der Ammoniak von dem SCR-Katalysator 52 desorbiert und in die Atmosphäre abgegeben werden kann ohne für eine Reduktion von NOx verwendet zu werden. Wenn folglich in der vorliegenden Ausführungsform der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 während der Durchführung der SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung gestoppt wird, d. h., wenn die SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung mit dem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors 1 unterbrochen wird, wird nach dem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors 1 keine Zugabe von Harnstoffwasser durch das Harnstoffwasserzugabeventil 54 durchgeführt.
Unter Bezug auf 9 wird nun der Ablauf der Harnstoffwasserzugabesteuerung nach dem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. 9 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf darstellt, der zum Zeitpunkt des Betriebsstopps des Verbrennungsmotors 1 abgearbeitet wird. Der Ablauf wird vorab in der ECU 10 gespeichert und durch die ECU 10 ausgeführt.
In S501 des Ablaufs wird bestimmt, ob der Zündschalter 6 auf AUS (IG OFF) gestellt ist, d. h., ob der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 gestoppt ist. Wenn die in S501 durchgeführte Bestimmung negativ ist, wird die Abarbeitung des Ablaufs vorübergehend beendet. Wenn die in S501 durchgeführte Bestimmung positiv ist, dann wird in S502 bestimmt, ob das in der ECU 10 gespeicherte SOx-Vergiftungsregenerationsflag auf EIN gesetzt ist. Wenn die in S502 durchgeführte Bestimmung negativ ist, d. h., wenn das in der ECU 10 gespeicherte SOx-Vergiftungsregenerationsflag auf AUS gesetzt ist, kann bestimmt werden, dass der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 gestoppt wurde, während keine Regeneration der SOx-Vergiftung durchgeführt wurde. In diesem Fall wird im nachfolgenden S503 die Zugabe des Harnstoffwassers durch das Harnstoffwasserzugabeventil 54 durchgeführt. Die Zugabe des Harnstoffwassers durch das Harnstoffwasserzugabeventil 54 zu diesem Zeitpunkt (d. h., die Zugabe von Harnstoffwasser nach dem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors 1) wird durchgeführt, wenn die Temperatur des SCR-Katalysators 52 innerhalb eines Temperaturbereichs liegt, bei dem Harnstoff hydrolysiert und durch die Hydrolyse erzeugter Ammoniak auf dem SCR-Katalysator 52 adsorbiert werden kann. Die Abarbeitung des Ablaufs wird dann beendet. Wenn demgegenüber in S502 eine positive Bestimmung durchgeführt wird, kann bestimmt werden, dass der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 während der Durchführung SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung gestoppt wurde und die SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung aufgrund des Betriebsstopps der Verbrennungsmotors 1 unterbrochen wurde. In diesem Fall wird die Abarbeitung des Ablaufs beendet ohne der Durchführung einer Zugabe des Harnstoffwassers durch das Harnstoffwasserzugabeventil 54.
Gemäß dem in 9 dargestellten Ablauf wird in dem Fall, bei dem der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 gestoppt wird, während keine SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung durchgeführt wird, eine Zugabe von Harnstoffwasser durch das Harnstoffwasserzugabeventil 54 nach dem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors 1 durchgeführt. Als Folge davon wird nach dem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors 1 Ammoniak auf dem SCR-Katalysator 52 adsorbiert. Dies ermöglicht eine Verbesserung der NOx-Reinigungsrate im SCR-Katalysator 52 unmittelbar nach dem Start des Verbrennungsmotors 1. In dem Fall, bei dem der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 während der Durchführung der SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung gestoppt wird, wird nach dem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors 1 keine Zugabe des Harnstoffwassers durch das Harnstoffwasserzugabeventil 54 durchgeführt. In diesem Fall wird nach dem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors 1 kein Ammoniak auf dem SCR-Katalysator 52 adsorbiert. Daher wird es möglich, die Menge an von dem SCR-Katalysator 52 desorbierten Ammoniak zu verringern, wenn die Temperatur des SCR-Katalysators 52 aufgrund der Fortsetzung der SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung unmittelbar nach dem Start des Verbrennungsmotors 1 schnell ansteigt. Dies ermöglicht eine Verringerung der Menge an in die Atmosphäre abgegebenem Ammoniak unmittelbar nach dem Start des Verbrennungsmotors 1.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die „Zugabesteuereinheit” durch die ECU 10 implementiert, welche den in 9 dargestellten Ablauf durchführt.
Modifiziertes Beispiel
Auch in dem Fall, bei dem der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 gestoppt wird, während keine SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung durchgeführt wird, ist es in der vorliegenden Ausführungsform nicht notwendig, nach dem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors 1 erneut Ammoniak auf dem SCR-Katalysator 52 zu adsorbieren, wenn bereits eine ausreichende Menge an Ammoniak auf dem SCR-Katalysator 52 adsorbiert ist zu dem Zeitpunkt, bei dem der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 gestoppt wird. Kurz gesagt, es ist nicht notwendig, Harnstoffwasser durch das Harnstoffwasserzugabeventil 54 nach dem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors 1 zuzuführen.
In dem Fall, bei dem der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 gestoppt wird, während keine SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung durchgeführt wird, wie in dem modifizierten Beispiel der ersten Ausführungsform, kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Zugabe des Harnstoffwassers durch das Harnstoffwasserzugabeventil 54 nach dem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors 1 nur dann durchgeführt werden, wenn die Ammoniakadsorptionsmenge Qu zum Zeitpunkt des Betriebsstopps des Verbrennungsmotors 1 geringer ist als die Zieladsorptionsmenge Qut. In dem Fall, bei dem der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 gestoppt wird, während keine SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung durchgeführt wird, kann insbesondere die Zugabe des Harnstoffwassers durch das Harnstoffwasserzugabeventil 54 nach dem Betriebsstopp des Verbrennungsmotors 1 unterbunden werden, wenn die Ammoniakadsorptionsmenge Qu zum Zeitpunkt des Betriebsstopps des Verbrennungsmotors 1 gleich oder größer ist als die Zieladsorptionsmenge Qut. Gemäß der obigen Konfiguration kann eine unnötige Zugabe von Harnstoffwasser durch das Harnstoffwasserzugabeventil 54 wie in dem modifizierten Beispiel der ersten Ausführungsform unterbunden werden.
In jeder der zuvor beschriebenen Ausführungsformen ist der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 gestoppt, wenn der Zündschalter 6 auf AUS gestellt ist, und ist der Verbrennungsmotor gestartet, wenn der Zündschalter 6 auf EIN gestellt ist. Das Abgassteuersystem kann jedoch auch bei einem Verbrennungsmotor angewendet werden, der mit einer sogenannten automatischen Start-Stopp-Steuerung ausgestattet ist, bei welcher der Betrieb des Verbrennungsmotors automatisch gestoppt wird, wenn eine festgelegte automatische Stoppbedingung erfüllt ist, und der Verbrennungsmotor dann erneut gestartet wird, wenn eine festgelegte automatische Startbedingung erfüllt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2013-113267 [0003]

Claims

Abgassteuersystem für einen Verbrennungsmotor, wobei das Abgassteuersystem umfasst: eine Abgassteuervorrichtung (60), die in einer Abgasleitung des Verbrennungsmotors vorgesehen ist, wobei die Abgassteuervorrichtung einen Katalysator zur selektiven NOx-Reduktion (52) mit einer Funktion zum selektiven Reduzieren von NOx im Abgas mit Ammoniak als einem Reduktionsmittel und ein Abgassteuerelement (51) mit einer von dem Katalysator zur selektiven NOx-Reduktion verschiedenen Abgassteuerfunktion einschließt; ein Zugabeventil (54), das in der Abgasleitung vorgesehen ist, wobei das Zugabeventil (54) konfiguriert ist zum Zuführen eines Additivs, das Ammoniak oder ein Vorläufer von Ammoniak ist, zu dem Katalysator zur selektiven NOx-Reduktion; und eine elektronische Steuereinheit (10), die konfiguriert ist, um i) eine Temperaturerhöhungsbehandlung durchzuführen, die die Temperatur des in die Abgassteuervorrichtung strömenden Abgases derart erhöht, dass die Temperatur des Abgassteuerelements auf eine festgelegte Zieltemperatur erhöht wird, wenn eine festgelegte Bedingung für die Durchführung der Temperaturerhöhung erfüllt ist, ii) die Temperaturerhöhungsbehandlung zu unterbrechen, wenn der Betrieb des Verbrennungsmotors während der Durchführung der Temperaturerhöhungsbehandlung gestoppt wird, und die Temperaturerhöhungsbehandlung fortzusetzen, wenn der Verbrennungsmotor erneut gestartet wird, iii) nach dem Betriebsstop des Verbrennungsmotors eine Zugabe des Additivs durch das Zugabeventil durchzuführen, wenn der Betrieb des Verbrennungsmotors gestoppt wird während keine Temperaturerhöhungsbehandlung durchgeführt wird, und iv) nach dem Betriebsstop des Verbrennungsmotors die Durchführung der Zugabe des Additivs durch das Zugabeventil zu unterbinden, wenn der Betrieb des Verbrennungsmotors während der Durchführung der Temperaturerhöhungsbehandlung gestoppt wird.
Abgassteuersystem nach Anspruch 1, wobei die elektronische Steuereinheit konfiguriert ist, um, wenn der Betrieb des Verbrennungsmotors gestoppt wird während keine Temperaturerhöhungsbehandlung durchgeführt wird, i) nach dem Betriebsstop des Verbrennungsmotors die Zugabe des Additivs durch das Zugabeventil durchzuführen, wenn zu dem Zeitpunkt bei dem der Betrieb des Verbrennungsmotors gestoppt wird die Menge an auf dem Katalysator zur selektiven NOx-Reduktion adsorbiertem Ammoniak geringer als eine festgelegte Zieladsorptionsmenge ist, und ii) nach dem Betriebsstop des Verbrennungsmotors die Durchführung der Zugabe des Additivs durch das Zugabeventil zu unterbinden, wenn zu dem Zeitpunkt bei dem der Betrieb des Verbrennungsmotors gestoppt wird die Menge an auf dem Katalysator zur selektiven NOx-Reduktion adsorbiertem Ammoniak gleich oder größer als die Zieladsorptionsmenge ist.
Abgassteuersystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Abgassteuerelement ein Filter mit einer Funktion zum Sammeln von Partikeln im Abgas ist, die Temperaturerhöhungsbehandlung eine Filterregenerationsbehandlung ist, die die auf dem Filter angesammelten Partikel oxidiert und entfernt, und die Bedingung für die Durchführung der Temperaturerhöhung eine Bedingung für die Durchführung der Filterregenerationsbehandlung ist.
Abgassteuersystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Abgassteuerelement ein NOx-Speicher-Reduktions-Katalysator ist, die Temperaturerhöhungsbehandlung eine SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung ist, die den NOx-Speicher-Reduktions-Katalysator von einer SOx-Vergiftung regeneriert, und die Bedingung für die Durchführung der Temperaturerhöhung eine Bedingung für die Durchführung der SOx-Vergiftungsregenerationsbehandlung ist.