DE10243370B4

DE10243370B4 - Verfahren zum Reinigen von Abgas einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10243370B4
Application number: DE10243370A
Authority: DE
Inventors: Satoshi Wachi; Hiromichi Kobe Hisato
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-09-19
Filing date: 2002-09-18
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2022-09-19
Also published as: DE10243370A1; JP3810663B2; JP2003090246A; US20030051464A1; US6763657B2

Abstract

Verfahren zum Reinigen von Abgas einer Brennkraftmaschine mit einem NOx-Absorptions-Katalysator (7), welcher NOx absorbiert, wenn die Sauerstoff-Konzentration des einströmenden Abgases übermäßig zunimmt, und das absorbierte NOx freisetzt und gleichzeitig reduziert, wenn die Sauerstoff-Konzentration des Abgases abnimmt, wobei das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des in den NOx-Katalysator (7) strömenden Abgases vorübergehend von der mageren Seite zur Anreicherungsseite geändert wird, um das absorbierte NOx freizusetzen und gleichzeitig zu reduzieren, und wobei der Absorptions-Katalysator (7)
– in einem Temperaturbereich zwischen einer vorbestimmten niedrigeren Temperatur TO und einer ersten vorbestimmten Temperatur T1 (T1 > TO) NOx absorbiert, aber das absorbierte NOx nicht freisetzt, und
– in einem Temperaturbereich zwischen der ersten vorbestimmten Temperatur T1 und einer zweiten vorbestimmten Temperatur T2 (T2 > T1) NOx hinreichend absorbiert, aber das absorbierte NOx nicht hinreichend freisetzt;
wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
in einer Zeit einer vorübergehenden Änderung eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des in den Katalysator (7)...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Abgas einer Brennkraftmaschine mit einem NOx-Absorptions-Katalysator.

Aus der DE 199 12 833 A1 ist ein System zur Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses für eine Brennkraftmaschine mit einem NOx-Absorptions-Katalysator bekannt, bei welchem zum Freisetzen von größeren Mengen von NOx die Kraftstoffverbrennung bei hoher Anreicherung auf längere Dauer eingestellt und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis mehr als üblich angereichert wird.

Auch die DE 197 47 222 C1 offenbart ein System zur Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses für eine Brennkraftmaschine mit einem NOx-Absorptions-Katalysator.

Ferner ist ein System zur Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses für eine Brennkraftmaschine mit einem NOx-Absorptions-Katalysator auch aus der JP 26-00 492 B bekannt.

4 zeigt Diagramme zur bekannten Abhängigkeit der Vorgänge des Absorbierens und Freisetzens von NOx von der Temperatur für C-NOx (4(a)), die Absorptionsgeschwindigkeit Vo (4(b)) und die Freisetzgeschwindigkeit Ve (4(c)).

Diese Diagramme zeigen, dass in einem Temperaturbereich von T0 bis T1 NOx absorbiert, aber nicht freigesetzt werden kann, und dass in einem Temperaturbereich von T1 bis T2 NOx hinreichend absorbiert, aber nicht hinreichend freigesetzt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abgasreinigung vor allem auch im Bereich niedrigerer Temperaturen auf vergleichsweise einfache, trotzdem aber wirkungsvolle Weise zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Verfahren nach dem Patentanspruch 1, 3 oder 7 gelöst.

Weiterbildungen dieser Verfahren ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen zu den vorgenannten Patentansprüchen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Die Zeichnungen zeigen folgendes:
1 zeigt ein System zur Abgasreinigung in einer Brennkraftmaschine (im folgenden auch Verbrennungsmotor genannt) gemäß einer Ausführungsform 1 der Erfindung.
2 zeigt ein Flussdiagramm zu dem in der Ausführungsform 1 ablaufenden Verfahren zur Abgasreinigung.
3 ist eine Abbildung zum Einstellen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zur Zeit einer Reinigung von NOx gemäß den Ausführungsformen der Erfindung.
4 ist ein grafisches Diagramm, das Temperaturcharakteristika eines NOx-Absorptionskatalysators zeigt, der in den Ausführungsformen der Erfindung verwendet wird.
5 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Reinigen von Abgas eines Verbrennungsmotors gemäß Ausführungsform 2 der Erfindung.
6 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Reinigen von Abgas eines Verbrennungsmotors gemäß Ausführungsform 3 der Erfindung.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Ausführungsform 1
Es wird hierin nachstehend ein Abgasreinigungsverfahren eines Verbrennungsmotors gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine schematische Ansicht eines Abgasreinigungssystems eines Verbrennungsmotors gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung.
Ein in 1 gezeigter Verbrennungsmotor 1 ist einer aus Zylindern einer Kraftstoffsteuervorrichtung eines Mehrzylinder-Verbrennungsmotors. Ein Ansaugrohr 30, das mit diesen Verbrennungsmotor 1 verbunden ist, wird mit einem Ansaugluftmengensensor 2 zum Messen einer Menge von Luft, die in den Verbrennungsmotor 1 angesaugt wird, und einem Drosselventil 3 zum Steuern der Menge von Luft, die in den Verbrennungsmotor 1 angesaugt wird, versehen.
Die angesaugte Luft, deren Flussrate durch den Ansaugluftmengensensor 2 gemessen wird, wird in eine Verbrennungskammer 4 des Verbrennungsmotors 1 eingeführt, und die Luft wird mit einem Kraftstoff, der von einem Kraftstoffinjektor 5 zugeführt wird, gemischt, wobei somit ein Luft-Kraftstoff-Gemisch zusammengesetzt wird. Danach zündet und verbrennt eine Zündkerze 11 das Luft-Kraftstoff-Gemisch.
Ein Zylinder mit der Verbrennungskammer 4 ist mit einem Kolben 14 versehen, der sich auf und ab bewegt, und eine Kurbelwelle 12 wird durch eine Kolbenstange 15 angetrieben und gedreht. Eine Kurbelwinkelsensor 13 ist in der Nähe der Kurbelwelle 12 angeordnet und erfasst eine Motorgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors.
Andererseits ist die Verbrennungskammer 4 des Verbrennungsmotors 1 mit einem Abgasrohr 40 verbunden, und ein Drei-Wege-Katalysator 6 zum Reinigen von Abgas und ein NOx-Absorptionskatalysator 7 sind in dem Abgasrohr 40 angeordnet. Ferner ist ein Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 8 zum Erfassen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in dem Abgas stromaufwärts des Drei-Wege-Katalysators 6 angeordnet und ein Abgastemperatursensor 9 ist stromabwärts des Drei-Wege-Katalysators 6 angeordnet.
Eine Motorsteuervorrichtung 20 besteht aus einer Mikrocomputereinheit und liest Signale von den Sensoren wie etwa dem Ansaugluftmengensensor 2, dem Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 8, dem Abgastemperatursensor 9 und dem Kurbelwinkelsensor 13 ein. Dann steuert die Motorsteuervorrichtung 20 den Kraftstoffinjektor 5, die Zündkerze 11 etc. auf der Basis dieser Signale an.
In dem erwähnten NOx-Absorptionskatalysator 7 wird z.B. Aluminiumoxid als ein Träger verwendet. Ein beliebiges Edelmetall wie etwa Platin und mindestens eines von Alkalimetallen wie etwa Kalium K, Natrium Na, Lithium Li oder Cäsium Cs, Erdalkali wie etwa Barium Ba oder Kalzium Ca und seltene Erden wie etwa Lanthan La oder Yttrium Y werden auf diesem Träger getragen. Dieser NOx-Absorptionskatalysator 7 absorbiert NOx, wenn eine Sauerstoffkonzentration von einströmendem Abgas übermäßig hoch ist, und setzt NOx frei und reduziert das NOx zur gleichen Zeit, wenn die Sauerstoffkonzentration des Abgases abgesenkt ist.
Nun wird hierin nachstehend ein Abgasreinigungsverfahren eines Verbrennungsmotors gemäß dieser Ausführungsform 1 mit Bezug auf 2 beschrieben. 2 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb des Abgasreinigungsverfahrens eines Verbrennungsmotors gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung zeigt.
Das Flussdiagramm in 2 zeigt einen Prozess zum Bestimmen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, mit dem der Verbrennungsmotor gemäß den Betriebsbedingungen (Motorgeschwindigkeit, Motorlast, Wassertemperatur, Gaspedalöffnung usw.) des Verbrennungsmotors betrieben wird, und dieser Prozess wird bei vorbestimmten Perioden wiederholt ausgeführt, z.B. zu jeder vorbestimmten Zeit (10 ms) oder jedem vorbestimmten Kurbelwinkel (alle 180° im Kurbelwinkel).
Zuerst werden in Schritt S01 Signale von den verschiedenen Sensoren eingelesen. Als nächstes wird in Schritt S02 die Temperatur (Tcat) des NOx-Absorptionskatalysators 7 auf der Basis des Signals von dem Abgastemperatursensor 9, das in Schritt S01 gelesen wird, geschätzt. Nachfolgend wird in Schritt S03 zum Beurteilen eines Betriebsbereichs auf der Basis von Eingaben von den Sensoren, die in Schritt S01 gelesen werden, beurteilt, ob der Verbrennungsmotor gegenwärtig in einem Betriebsbereich (A), wo das Luft-Kraftstoff-Verhältnis mager ist, einem Betriebsbereich (B), wo das Luft-Kraftstoff-Verhältnis stöchiometrisch ist, oder einem Betriebsbereich (C), wo das Luft-Kraftstoff-Verhältnis reich ist, betrieben wird.
Wenn in dem vorangehenden Schritt S03 beurteilt wird, dass der Motor in dem Betriebsbereich (A) betrieben wird, wo das Luft-Kraftstoff-Verhältnis mager ist, wird der Prozess in und nach Schritt S04 ausgeführt. Wenn beurteilt wird, dass der Motor in dem Betriebsbereich (B) betrieben wird, wo das Luft-Kraftstoff-Verhältnis stöchiometrisch ist, wird der Prozess in und nach Schritt S20 ausgeführt. Wenn beurteilt wird, dass der Motor in dem Betriebsbereich (C) betrieben wird, wo das Luft-Kraftstoff-Verhältnis reich ist, rückt der Prozess zu Schritt S30 vor, der Motor wird bei einem reichen Luft-Kraftstoff-Verhältnis gemäß den Betriebsbedingungen des Motors betrieben und der Prozess kommt zu einem Ende.
Nun wird nachstehend der Prozess in jedem Betriebsbereich beschrieben.
Es wird eine Beschreibung mit einem Fall begonnen, wo in Schritt S03 beurteilt wird, dass der Motor in dem Betriebsbereich (A) betrieben wird, wo das Luft-Kraftstoff-Verhältnis mager ist. Zuerst wird in Schritt S04 beurteilt, ob die Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators (Tcat) höher als die vorbestimmte Temperatur TO ist oder nicht. Wenn beurteilt wird, dass die Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators niedriger als die vorbestimmte Temperatur TO ist (im Fall von NEIN), bedeutet dies, dass die Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators unterhalb der Aktivierungstemperatur des NOx-Absorptionskatalysators 7 ist (d.h. erreicht sie nicht) und in einem Temperaturbereich ist, wo weder Einschluss noch Emission von NOx möglich ist, und in diesem Fall wird ein Magerbetrieb verhindert und ein stöchiometrischer Betrieb wird ausgeführt (der Prozess rückt zu Schritt S21 vor). Wenn andererseits in Schritt S04 beurteilt wird, dass die Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators (Tcat) höher als die vorbestimmte Temperatur TO ist (im Fall von JA), bedeutet dies, dass die Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators in einem Temperaturbereich ist, wo der NOx-Absorptionskatalysator 7 NOx absorbieren kann und in diesem Fall wird ein Magerbetrieb gestattet und der Prozess in und nach Schritt S05 wird ausgeführt.
In Schritt S05 wird eine Zeiteinstellung zum Ausführen einer NOx-Reinigungssteuerung beurteilt. Spezieller wird beurteilt, ob die akkumulierte Magerbetriebszeit bis jetzt über eine vorbestimmten Zeit ist oder nicht, und wenn beurteilt wird, dass der Magerbetrieb bei Überschreitung der vorbestimmten Zeit fortgesetzt wurde (im Fall von JA), wird beurteilt, dass eine Zeiteinstellung zum Ausführen einer NOx-Reinigungssteuerung gekommen ist, und der Prozess in und nach Schritt S08 wird ausgeführt. Wenn andererseits die vorbestimmte Zeit noch nicht vergangen ist (im Fall von NEIN), wird beurteilt, dass eine Zeiteinstellung zum Ausführen einer NOx-Reinigungssteuerung noch nicht gekommen ist, der Prozess rückt zu Schritt S06 vor und der Motor wird mit dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis betrieben, ein Zeitgeber für einen Magerbetrieb wird in Schritt S07 inkrementiert und der Prozess kommt zu einem Ende.
In Schritt S08 wird beurteilt, ob die Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators (Tcat) höher als die vorbestimmte Temperatur T1 ist oder nicht, wobei dadurch bestimmt wird, ob eine NOx-Reinigungssteuerung möglich ist oder nicht. Wenn die Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators (Tcat) höher ist als die vorbestimmte Temperatur T1, ist es möglich, NOx freizusetzen und es wird beurteilt, dass die NOx-Reinigungssteue rung ausgeführt werden kann (JA), und der Prozess rückt zu Schritt S09 vor, wo eine NOx-Reinigungssteuerung ausgeführt wird. Wenn die Katalysatortemperatur nicht höher als die vorbestimmte Temperatur T1 ist, ist es nicht möglich, NOx aus dem NOx-Absorptionskatalysator 7 freizusetzen, und deshalb wird beurteilt, dass es unmöglich ist, eine NOx-Reinigungssteuerung auszuführen (NEIN), der Prozess rückt zu Schritt S06 vor und der Magerbetrieb wird fortgesetzt, ohne das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu ändern.
Schritte S09 bis S12 zeigen den Prozess einer NOx-Reinigungssteuerung.
Zuerst wird in Schritt S09 das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (A/F) zu der Zeit einer Ausführung einer NOx-Reinigungssteuerung abhängig von der Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators 7 eingestellt. In der Praxis wird das eingestellte Luft-Kraftstoff-Verhältnis (A/F) zur Zeit einer NOx-Reinigungssteuerung unter Verwendung der gegenwärtigen Temperatur T des NOx-Absorptionskatalysators als einen Parameter auf der Basis einer Abbildung, wie in 3 gezeigt, eingelesen. In dieser Abbildung wird das eingestellte Luft-Kraftstoff-Verhältnis (A/F) als reicher angezeigt, da die Katalysatortemperatur höher ist, solange wie die Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators in dem Temperaturbereich von T1 bis T2 ist. In dem Temperaturbereich des Katalysators von T1 bis T2 ist eine Emission von NOx möglich, aber nicht ausreichend, und deshalb wird das eingestellte Luft-Kraftstoff-Verhältnis in Übereinstimmung mit den NOx-Emissionscharakteristika des NOx-Absorptionskatalysators 7 allmählich reicher.
Als nächstes wird in Schritt S10 der Motor bei dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis (A/F) betrieben, das in Schritt S09 eingestellt wird, und NOx, das in dem NOx-Absorptionskatalysator 7 absorbiert wird, wird freigesetzt, und das NOx wird zur gleichen Zeit reduziert. Danach rückt der Prozess zu Schritt S11 vor und es wird ein Ende einer NOx-Reinigungssteuerung beurteilt.
In Schritt S11 wird beurteilt, ob in dem NOx-Absorptionskatalysator absorbiertes NOx ausreichend freigesetzt wurde oder nicht und es wird bestimmt, ob die NOx-Reinigungssteuerung beendet oder fortgesetzt werden sollte. Spezieller wird eine geschätzte NOx-Einschlussmenge, die als eine Menge von NOx, das während des Magerbetriebs absorbiert wird, geschätzt wird, mit einer Menge eines Reduktors (Reduktionsmittel wie etwa Kohlenwasserstoff oder Kohlenmonoxid), der während der NOx-Reinigungssteuerung zugeführt wird, verglichen. Wenn die geschätzte NOx-Einschlussmenge der Reduktormenge stöchiometrisch gleich ist, wird beurteilt, dass NOx ausreichend freigesetzt und reduziert wurde. Wenn in diesem Schritt bestimmt wird, dass die NOx-Reinigungssteuerung beendet werden sollte (JA), rückt der Prozess zu Schritt S12 vor und der Zeitgeber für eine Magerbetriebszeit wird zurückgesetzt, und der Prozess kommt somit zu einem Ende. Wenn beurteilt wird, dass die NOx-Reinigungssteuerung nicht beendet werden sollte (NEIN), wird Schritt S12 übergangen und der Prozess kommt zu einem Ende.
Nun wird nachstehend der Fall beschrieben, wo in Schritt S03 beurteilt wird, dass der Motor in dem Betriebsbereich (B) betrieben wird, wo das Luft-Kraftstoff-Verhältnis stöchiometrisch ist.
In Schritt S20 wird beurteilt, ob der Zeitgeber für eine Magerbetriebszeit 0 liest oder nicht. Wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (A/F) in das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis mit NOx, das in dem NOx-Absorptionskatalysator 7 absorbiert wird, geändert wird, kommt es vor, dass das absorbierte NOx in die Luft freigesetzt wird, ohne reduziert zu werden. Um eine derartige Situation zu verhindern, ist es notwendig zu beurteilen, ob NOx in dem NOx-Absorptionskatalysator absorbiert wird oder nicht. Wenn beurteilt wird, dass NOx absorbiert wird, ist es notwendig, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (A/F) zwangsweise auf die Anreicherungsseite zu ändern und eine NOx-Reinigungssteuerung auszuführen. Wenn der Zeitgeber für einen Magerbetrieb nicht 0 anzeigt, wurde irgendein Magerbetrieb ausgeführt, bevor in den stöchiometrischen Betriebsbereich gelangt wurde, und NOx, das während des Magerbetriebs absorbiert wird, verbleibt in dem NOx-Absorptionskatalysator, ohne von dem NOx-Absorptionskatalysator ausreichend freigesetzt zu werden. Deshalb ist es notwendig, NOx zu reduzieren.
Wenn mit anderen Worten beurteilt wird, dass der Zeitgeber in Schritt S20 für eine Magerbetriebszeit 0 anzeigt (JA), bedeutet dies, dass irgendein Magerbetrieb nicht ausgeführt wurde, bevor in den stöchiometrischen Betriebsbereich gelangt wurde, und NOx in dem NOx-Absorptionskatalysator nicht absorbiert wird. Entsprechend rückt der Prozess zu Schritt S21 vor und der Motor wird bei dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis betrieben und der Prozess kommt zu einem Ende. Wenn andererseits beurteilt wird, dass der Zeitgeber für eine Magerbetriebszeit nicht 0 anzeigt (NEIN), bedeutet dies, dass irgendein Magerbetrieb ausgeführt wurde, bevor in den stöchiometrischen Betriebsbereich gelangt wurde, und NOx, das während des Magerbetriebs absorbiert wird, verbleibt in dem NOx-Absorptionskatalysator, ohne von dem NOx-Absorptionskatalysator ausreichend freigesetzt zu werden. Entsprechend rückt der Prozess zu Schritt S22 vor und eine NOx-Reinigungssteuerung wird ausgeführt.
In Schritt S22 wird auf dem gleichen Weg wie in Schritt S08 beurteilt, ob die Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators höher als die vorbestimmte Temperatur T1 ist oder nicht, und es wird bestimmt, ob eine NOx-Reinigungssteuerung möglich ist oder nicht. Wenn die Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators höher als T1 ist (JA), rückt der Prozess zu Schritt S23 vor und eine NOx-Reinigungssteuerung wird ausgeführt. Wenn die Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators nicht höher als T1 ist (NEIN), rückt der Prozess zu Schritt S21 vor und der Motor wird bei dem stöchiometrischen Luft-KraftstoffVerhältnis betrieben und der Prozess kommt zu einem Ende.
Wenn wie oben beschrieben das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (A/F) in das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis geändert wird, wobei NOx in dem NOx-Absorptionskatalysator 7 absorbiert wird, wird das absorbierte NOx in die Luft freigesetzt, ohne reduziert zu werden. Wenn jedoch der Prozess von Schritt S22 zu Schritt S21 vorrückt, ist eine Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators nicht höher als die vorbestimmte Temperatur T1 und deshalb wird NOx unter dieser Bedingung nicht freigesetzt. Entsprechend gibt es keine Möglichkeit, dass das absorbierte NOx an die Luft freigesetzt wird, ohne reduziert zu werden. Wenn der Betrieb bei dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis fortgesetzt wird, steigt die Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators und kommt dazu, die vorbestimmte Temperatur T1 zu erreichen. In einem derartigen Fall wird in Schritt S22 JA beurteilt und es wird eine NOx-Reinigungssteuerung ausgeführt, und in dieser Stufe absorbiertes NOx wird freigesetzt und zur gleichen Zeit reduziert und deshalb erhöht das Abgas toxische Komponenten nicht.
In Schritt S23 wird auf die gleiche Art und Weise wie in Schritt S09 das eingestellte Luft-Kraftstoff-Verhältnis (A/F) zur Zeit einer NOx-Reinigungssteuerung eingelesen. Auf die gleiche Art und Weise, wie in 3 gezeigt, wird auch das eingestellte Luft-Kraftstoff-Verhältnis (A/F) reicher, da die Katalysatortemperatur höher ist, solange wie die Katalysator temperatur in dem Bereich von T1 bis T2 ist. Danach rückt der Prozess zu Schritt S10 vor und der Motor wird mit dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis (A/F) betrieben, das in Schritt S22 eingestellt wird. Danach geht der Prozess zu einer Beurteilung des Endes einer NOx-Reinigungssteuerung weiter und der Prozess kommt zu einem Ende.
Wie oben beschrieben, ist es in dieser Ausführungsform 1 möglich, eine NOx-Reinigungssteuerung zu verhindern, wenn die Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators niedriger als die vorbestimmte Temperatur T1 ist. Es ist auch möglich zu erreichen, dass eine NOx-Reinigungssteuerung entsprechend zu den NOx-Emissionscharakteristika des NOx-Absorptionskatalysators allmählich reicher wird, wenn die Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators höher als die vorbestimmte Temperatur T1 und niedriger als die vorbestimmte Temperatur T2 ist. Als ein Ergebnis ist es möglich den Magerbetriebsbereich sicherzustellen und einen günstigen Kraftstoffverbrauch beibehalten, ohne toxische Komponenten in dem Abgas zu erhöhen.
Ausführungsform 2
Hierin nachstehend wird ein Abgasreinigungsverfahren eines Verbrennungsmotors gemäß Ausführungsform 2 der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Das System in dieser Ausführungsform ist von der gleichen Beschaffenheit wie in der vorangehenden Ausführungsform 1 (1) und dessen weitere Erläuterung wird hierin weggelassen.
5 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb des Abgasreinigungsverfahrens eines Verbrennungsmotors gemäß Ausführungsform 2 der Erfindung zeigt, und hierin nachstehend wird ein Betrieb dieser Ausführungsform in Bezug auf diese Zeichnung detailliert beschrieben.
Das Flussdiagramm in 5 ist eine Modifikation des Flussdiagramms von 2, und gemeinsamen Schritten in beiden Flussdiagrammen sind die gleiche Bezugszeichen zugeordnet. 5 unterscheidet sich von 2 nur in der Hinsicht, dass Schritt S08 und Schritt S22 zum Beurteilen der Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators in 2 beide weggelassen werden und Schritt S09 und Schritt S23 zum Einstellen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (A/F) zur Zeit einer NOx-Reinigungssteuerung in Schritte S109 und S123 geändert sind. Diese Unterschiede werden nun beschrieben und eine Beschreibung der unverändert gebliebenen Abschnitte wird weggelassen.
Der erste Unterschied kommt in dem Prozess zum Beurteilen, ob sich die Magerbetriebszeit in Schritt S05 über eine vorbestimmte Zeit erstreckt hat oder nicht und Bestimmen, dass sich der Magerbetrieb für mehr als die vorbestimmte Zeit fortgesetzt hat (JA). In 2 wird die Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators in Schritt S08 beurteilt. In dem Flussdiagramm von 5 rückt der Prozess andererseits ohne Beurteilung der Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators zu Schritt S109 vor und es wird eine NOx-Reinigungssteuerung ausgeführt.
In Schritt S109 wird das eingestellte Luft-Kraftstoff-Verhältnis (A/F) zur Zeit einer NOx-Reinigungssteuerung auf der Basis der Abbildung, die in 3 gezeigt wird, unter Verwendung der gegenwärtigen Temperatur T des NOx-Absorptionskatalysators als einen Parameter eingelesen. In dieser Abbildung ist das eingestellte Luft-Kraftstoff-Verhältnis (A/F) ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem Temperaturbereich, wo die Katalysatortemperatur niedriger als die vorbestimmte Temperatur T1 ist.
Da das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt ist, wie in der Abbildung von 3 gezeigt, ist der Betrieb, wenn die Tem peratur des NOx-Absorptionskatalysators höher als die vorbestimmte Temperatur T1 ist, der gleiche wie in der in 2 gezeigten vorangehenden Ausführungsform 1. Wenn die Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators niedriger als die vorbestimmte Temperatur T1 ist, wird das eingestellte Luft-Kraftstoff-Verhältnis (A/F) zur Zeit einer NOx-Reinigungssteuerung in das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis geändert. In diesem Fall wird, wie in Schritt S22 von Ausführungsform 1 in Bezug auf 2 beschrieben, in dem NOx-Absorptionskatalysator absorbiertes NOx nicht in die Luft freigesetzt, ohne reduziert zu werden, und die Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators wird durch sich fortsetzenden Betrieb bei dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis effektiv angehoben. Wenn die Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators ansteigt und dazu kommt, die vorbestimmte Temperatur T1 zu überschreiten, wird das absorbierte NOx allmählich freigesetzt. Des weiteren wird gemäß der Einstellung der Abbildung in 3 das eingestellte Luft-Kraftstoff-Verhältnis (A/F) in dem Temperaturbereich, wo die Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators höher als die vorbestimmte Temperatur T1 ist, allmählich reicher. Folglich wird der Reduktor (wie etwa Kohlenwasserstoff oder Kohlenmonoxid) abhängig von der freigesetzten Menge von NOx zugeführt, um das Abgas zu reduzieren.
Der zweite Unterschied kommt in dem Prozess in Schritt S20 zum Beurteilen, dass sich der Betrieb von den Magerbetriebsbereich in den Bereich eines stöchiometrischen Betriebs geändert hat und NOx in dem NOx-Absorptionskatalysator absorbiert wird. In diesem Fall rückt auf die gleiche Art und Weise wie bei dem ersten Unterschied ohne Beurteilung der Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators der Prozess zu Schritt S123 vor und es wird eine NOx-Reinigungssteuerung ausgeführt.
In Schritt S123 wird auf die gleiche Art und Weise wie in Schritt S109 das eingestellte Luft-Kraftstoff-Verhältnis (A/F) zur Zeit einer NOx-Reinigungssteuerung auf der Basis der Abbildung unter Verwendung der gegenwärtigen Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators als einen Parameter eingelesen. In dieser Abbildung wird auf die gleiche Art und Weise wie in der Abbildung von 3 das eingestellte Luft-Kraftstoff-Verhältnis (A/F) in das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem Temperaturbereich geändert, wo die Katalysatortemperatur niedriger als die vorbestimmte Temperatur T1 ist. Als ein Ergebnis ist es möglich, den gleichen Betrieb wie in Schritt S22 in Bezug auf 2 beschrieben auszuführen und die gleiche Wirkung zu erhalten.
Wie oben beschrieben ist der Prozess in dieser Ausführungsform 2 im Vergleich zu dem in der vorangehenden Ausführungsform 1 völlig vereinfacht. Wenn des weiteren die Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators in dem Magerbetriebsbereich niedrig ist, wird die Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators positiv angehoben, um das Abgas erstrebenswert zu halten.
Ausführungsform 3
Hierin nachstehend wird ein Abgasreinigungsverfahren eines Verbrennungsmotors gemäß Ausführungsform 3 der Erfindung beschrieben. Wenn in dieser Ausführungsform 3 die Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators niedriger als die vorbestimmte Temperatur T2 ist, wird die vorbestimmte Zeit zum Beurteilen der Magerbetriebszeit in Schritt S05 in den Flussdiagrammen von Ausführungsform 1 (2) und Ausführungsform 2 (5) eingestellt, länger als in anderen Fällen zu sein.
6 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb des Abgasreinigungsverfahrens eines Verbrennungsmotors gemäß Ausfüh rungsform 3 der Erfindung zeigt, und es zeigt einen Teil der Flussdiagramme von 2 (Ausführungsform 1) und 5 (Ausführungsform 2).
In 6 wird in Schritt S04 beurteilt, ob die Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators (Tcat) höher ist als die vorbestimmte Temperatur TO oder nicht. Wenn in diesem Schritt beurteilt wird, dass die Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators (Trat) höher als die vorbestimmte Temperatur TO ist (im Fall von JA), bedeutet dies, dass der Katalysator in einem Temperaturbereich ist, wo der NOx-Absorptionskatalysator 7 NOx absorbieren kann. Deshalb wird ein Magerbetrieb erlaubt und der Prozess rückt zu Schritt S301 vor. In Schritt S301 wird beurteilt, ob die Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators (Tcat) niedriger als die vorbestimmte Temperatur T2 ist oder nicht. Wenn in diesem Schritt die Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators (Tcat) höher als die vorbestimmte Temperatur T2 ist, wird t1 als die vorbestimmte Zeit t zum Beurteilen der Magerbetriebszeit in S302 eingesetzt. Wenn andererseits die Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators (Tcat) niedriger als die vorbestimmte Temperatur T2 ist, wird t2, die länger als die erwähnte t1 ist, als die vorbestimmte Zeit t zum Beurteilen der Magerbetriebszeit in S303 eingesetzt. Nachfolgend wird in Schritt S05 beurteilt, ob die akkumulierte Magerbetriebszeit, die bis jetzt vergangen ist, über einer vorbestimmten Zeit t ist oder nicht.
Durch Ausführen des vorangehenden Prozesses ist es möglich, eine längere Magerbetriebszeit sicherzustellen und die toxischen Komponenten des Abgases auf dem Minimum zu halten. Im allgemeinen wird der Motor bei einer niedrigen Geschwindigkeit betrieben und die Last ist leicht, wenn der Temperaturbereich des NOx-Absorptionskatalysators 7 niedrig ist. Unter derartigen Bedingungen stößt der Motor weniger NOx aus, und eine Menge von NOx, die stromabwärts austritt, ohne durch den NOx-Absorptionskatalysator absorbiert zu werden, ist sehr gering, selbst wenn die Magerbetriebszeit länger als eine gewöhnliche Magerbetriebszeit ist. Folglich werden toxische Komponenten des Abgases auf dem Minimum gehalten und die Magerbetriebszeit wird lang gesichert, und dies wird einen Kraftstoffverbrauch verbessern.
Andere Ausführungsformen
In jeder der vorangehenden Ausführungsformen wird die Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators 7 an einem Ausgabewert des Abgastemperatursensors 9 geschätzt. Es ist auch wünschenswert, die Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators 7 z.B. auf der Basis der Abgastemperatur (geschätzt z.B. durch Herstellen einer Abbildung der Geschwindigkeit und der Motorlast und Korrigieren eines Werts, der aus der Abbildung mit dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis ausgelesen wird), geschätzt an den Betriebsbedingungen des Motors (Motorgeschwindigkeit, A/F, Wassertemperatur etc.), zu schätzen. Des weiteren ist es auch möglich, eine Katalysatortemperatur-Erfassungsvorrichtung zum direkten Messen der Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators 7 anzuordnen.
Zusätzliche Beschreibung der Erfindung
Hierin nachstehend werden zusätzliche Merkmale und Vorteile des Verfahrens zum Reinigen von Abgas eines Verbrennungsmotors gemäß der Erfindung beschrieben.
Ein erstes zusätzliches Merkmal des Verfahrens zum Reinigen von Abgas eines Verbrennungsmotors der Erfindung ist eine Definition, die an Anspruch 1 abhängig davon gegeben wird. D.h. wenn eine Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators niedriger als die erste vorbestimmte Temperatur T1 ist, wird eingestellt, dass eine zeitweilige Änderung eines Luft- Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases zu der Anreicherungsseite zum Zweck einer Freisetzung und Reduzierung von NOx verhindert wird. Wenn eine Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators höher als die erste vorbestimmte Temperatur T1 und niedriger als die zweite vorbestimmte Temperatur T2 ist, wird zur Zeit einer zeitweiligen Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases auf die Anreicherungsseite zum Zweck einer Freisetzung und Reduzierung von NOx das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt, zuerst weniger reich zu sein und danach allmählich reicher zu werden.
Als ein Ergebnis ist es in dem Verfahren zum Reinigen von Abgas eines Verbrennungsmotors der Erfindung mit dem erwähnten ersten zusätzlichen Merkmal möglich zu verhindern, dass toxische Komponenten des Abgases (besonders Kohlenwasserstoff und Kohlenmonoxid) ansteigen. Zur gleichen Zeit ist es möglich, die Magerbetriebszeit sicherzustellen und einen geringeren Kraftstoffverbrauch zu erreichen.
Ein zweites zusätzliches Merkmal des Verfahrens zum Reinigen von Abgas eines Verbrennungsmotors der Erfindung ist eine Definition, die zu dem erwähnten ersten zusätzlichen Merkmal gegeben wird. D.h. in dem vorangehenden ersten zusätzlichen Merkmal wird, wenn ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases auf die Anreicherungsseite geändert wird, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis allmählich eingestellt, abhängig von der Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators reicher zu werden.
Als ein Ergebnis ist es in dem zweiten zusätzlichen Merkmal des Verfahrens zum Reinigen von Abgas eines Verbrennungsmotors der Erfindung möglich, toxische Komponenten des Abgases vorteilhaft davon abzuhalten anzuwachsen und einen günstigen Kraftstoffverbrauch zu erreichen.
Ein drittes zusätzliches Merkmal des Verfahrens zum Reinigen von Abgas eines Verbrennungsmotors der Erfindung ist eine Definition, die an Anspruch 1 gegeben wird. D.h. wenn eine Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators niedriger als die erste vorbestimmte Temperatur T1 ist, wird zur Zeit einer zeitweiligen Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases auf die Anreicherungsseite zum Zweck einer Freisetzung und Reduzierung von NOx das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases zeitweilig geändert, um nahezu das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu sein und die Temperatur des erwähnten NOx-Absorptionskatalysators wird angehoben, und wenn die Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators dazu gekommen ist, nicht niedriger als die erste vorbestimmte Temperatur T1 zu sein, wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases auf die Anreicherungsseite geändert, und NOx wird von dem NOx-Absorptionskatalysator freigesetzt und zur gleichen Zeit reduziert.
Als ein Ergebnis ist es in dem dritten zusätzlichen Merkmal des Verfahrens zum Reinigen von Abgas eines Verbrennungsmotors der Erfindung möglich, toxische Komponenten des Abgases davon abzuhalten anzuwachsen und einen günstigen Kraftstoffverbrauch beizubehalten.
Ein viertes zusätzliches Merkmal des Verfahrens zum Reinigen von Abgas eines Verbrennungsmotors der Erfindung ist eine Definition, die zu dem vorangehenden dritten zusätzlichen Merkmal gegeben wird. D.h. zur Zeit einer Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases auf die Anreicherungsseite wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt, zuerst weniger reich zu sein und danach allmählich reicher zu werden.
Als ein Ergebnis ist es in dem vierten zusätzlichen Merkmal des Verfahrens zum Reinigen von Abgas eines Verbrennungsmo tors der Erfindung möglich, toxische Komponenten des Abgases vorteilhaft davon abzuhalten anzuwachsen und einen günstigen Kraftstoffverbrauch beizubehalten.
Ein fünftes zusätzliches Merkmal des Verfahrens zum Reinigen von Abgas eines Verbrennungsmotors der Erfindung ist eine Definition, die zu dem vorangehenden vierten zusätzlichen Merkmal gegeben wird. D.h. zur Zeit einer Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases zu der Anreicherungsseite wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis abhängig von der Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators allmählich reicher.
Als ein Ergebnis ist es in dem fünften zusätzlichen Merkmal des Verfahrens zum Reinigen von Abgas eines Verbrennungsmotors der Erfindung möglich, toxische Komponenten des Abgases effektiver davon abzuhalten anzuwachsen und einen günstigen Kraftstoffverbrauch beizubehalten.
Ein sechstes zusätzliches Merkmal des Verfahrens zum Reinigen von Abgas eines Verbrennungsmotors der Erfindung ist eine Definition, die zu einem beliebigen der vorangehenden ersten bis fünften zusätzlichen Merkmale gegeben wird. D.h. wenn die Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators niedriger als die zweite vorbestimmte Temperatur T2 ist, wird eine Zeiteinstellung zum zeitweiligen Ändern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases auf die Anreicherungsseite zum Zweck einer Freisetzung und Reduzierung von NOx verzögert.
Als ein Ergebnis ist es in dem sechsten zusätzlichen Merkmal des Verfahrens zum Reinigen von Abgas eines Verbrennungsmotors der Erfindung möglich, toxische Komponenten des Abgases davon abzuhalten anzuwachsen, sicherzustellen, dass die Magerbetriebszeit maximal ist und einen günstigen Kraftstoffverbrauch zu erreichen.
Ein siebentes zusätzliches Merkmal des Verfahrens zum Reinigen von Abgas eines Verbrennungsmotors der Erfindung ist eine Definition, die zu Anspruch 8 gegeben wird. D.h. unter der Annahme, dass ein Temperaturbereich, wo der NOx-Absorptionskatalysator NOx absorbieren kann, NOx aber nicht freisetzt, ein Bereich von einer vorbestimmte Temperatur TO bis zu einer ersten vorbestimmte Temperatur T1 ist, und ein Temperaturbereich, wo der NOx-Absorptionskatalysator NOx ausreichend absorbieren kann, NOx aber nicht ausreichend freisetzt, ein Bereich von der ersten vorbestimmten Temperatur T1 bis zu einer zweiten vorbestimmten Temperatur T2 ist, wird, wenn die Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators niedriger als die erste vorbestimmte Temperatur T1 ist, eine zwangsweise Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases auf das reiche Luft-Kraftstoff-Verhältnis verhindert und ein Betrieb bei dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird unmittelbar gestartet.
In diesem siebenten zusätzlichen Merkmal des Verfahrens zum Reinigen von Abgas eines Verbrennungsmotors der Erfindung wird zur Zeit einer Änderung von einem Betrieb bei einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu einem Betrieb bei einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis wegen einer beliebigen Schwankung in Betriebsbedingungen des Fahrzeugs das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zeitweilig zwangsweise auf das reiche Luft-Kraftstoff-Verhältnis geändert, um NOx, das während des Betriebs bei einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis absorbiert wird, freizusetzen und zu reduzieren. Wenn beurteilt wird, dass die Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators niedriger als die erste vorbestimmte Temperatur T1 ist, wird eine zwangsweise Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zu dem oben beschriebenen reichen Luft-Kraftstoff-Verhältnis verhindert und ein Betrieb bei dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird unverzüglich gestartet.
Als ein Ergebnis ist es möglich, toxische Komponenten des Abgases (wie etwa HC, CO) davon abzuhalten anzuwachsen.
Ein achtes zusätzliches Merkmal des Verfahrens zum Reinigen von Abgas eines Verbrennungsmotors der Erfindung ist eine Definition, die zu dem vorangehenden siebenten zusätzlichen Merkmal gegeben wird. D.h. wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis gemäß den Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors geändert wird, wird eine zwangsweise Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zu dem reichen Luft-Kraftstoff-Verhältnis verhindert und ein Betrieb bei dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird unverzüglich gestartet, und danach wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases zwangsweise zu dem reichen Luft-Kraftstoff-Verhältnis geändert, wenn die Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators ansteigt und dabei die erste vorbestimmte Temperatur T1 überschreitet.
Als ein Ergebnis ist es in dem achten zusätzlichen Merkmal des Verfahrens zum Reinigen von Abgas eines Verbrennungsmotors der Erfindung möglich, toxische Komponenten des Abgases davon abzuhalten anzuwachsen.
Ein neuntes zusätzliches Merkmal des Verfahrens zum Reinigen von Abgas eines Verbrennungsmotors der Erfindung ist eine Definition, die zu dem vorangehenden achten zusätzlichen Merkmal gegeben wird. D.h. wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases zwangsweise zu dem reichen Luft-Kraftstoff-Verhältnis geändert wird, wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingestellt, zuerst weniger reich zu sein und danach allmählich reicher zu werden.
Als ein Ergebnis ist es in dem neunten zusätzlichen Merkmal des Verfahrens zum Reinigen von Abgas eines Verbrennungsmo tors der Erfindung möglich zu verhindern, dass toxische Komponenten des Abgases anwachsen.
Ein zehntes zusätzliches Merkmal des Verfahrens zum Reinigen von Abgas eines Verbrennungsmotors der Erfindung ist eine Definition, die zu dem vorangehenden siebenten zusätzlichen Merkmal gegeben wird. D.h. wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis gemäß den Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors geändert wird, wird eine zwangsweise Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zu dem reichen Luft-Kraftstoff-Verhältnis verhindert und ein Betrieb bei dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird unverzüglich gestartet, und danach wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases allmählich zu dem reichen Luft-Kraftstoff-Verhältnis abhängig von dem Temperaturanstieg des NOx-Absorptionskatalysators geändert.
Als ein Ergebnis ist es in dem zehnten zusätzlichen Merkmal des Verfahrens zum Reinigen von Abgas eines Verbrennungsmotors der Erfindung möglich, das Abgas vorteilhaft zu reduzieren.
Ein elftes zusätzliches Merkmal des Verfahrens zum Reinigen von Abgas eines Verbrennungsmotors der Erfindung ist eine Definition, die zu Anspruch 1 oder Anspruch 8 gegeben wird. D.h. eine Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators wird auf der Basis von Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors geschätzt.
Als ein Ergebnis werden in dem elften zusätzlichen Merkmal des Verfahrens zum Reinigen von Abgas eines Verbrennungsmotors der Erfindung Kosten des Systems eingespart.
Ein zwölftes zusätzliches Merkmal des Verfahrens zum Reinigen von Abgas eines Verbrennungsmotors der Erfindung ist eine Definition, die zu Anspruch 1 oder Anspruch 8 gegeben wird.
D.h. eine Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators wird auf der Basis einer Abgastemperatur geschätzt.
Als ein Ergebnis ist es in dem zwölften zusätzlichen Merkmal des Verfahrens zum Reinigen von Abgas eines Verbrennungsmotors der Erfindung möglich, die Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators genauer zu schätzen und toxische Komponenten des Abgases effektiv davon abzuhalten anzuwachsen.
Ein dreizehntes zusätzliches Merkmal des Verfahrens zum Reinigen von Abgas eines Verbrennungsmotors der Erfindung ist eine Definition, die zu Anspruch 1 oder Anspruch 8 gegeben wird. D.h. ein Katalysatortemperatur-Erfassungssensor erfasst eine Temperatur des NOx-Absorptionskatalysators.
Als ein Ergebnis ist es in dem dreizehnten zusätzlichen Merkmal des Verfahrens zum Reinigen von Abgas eines Verbrennungsmotors der Erfindung möglich, toxische Komponenten des Abgases effektiver davon abzuhalten anzuwachsen.

Claims

Verfahren zum Reinigen von Abgas einer Brennkraftmaschine mit einem NOx-Absorptions-Katalysator (7), welcher NOx absorbiert, wenn die Sauerstoff-Konzentration des einströmenden Abgases übermäßig zunimmt, und das absorbierte NOx freisetzt und gleichzeitig reduziert, wenn die Sauerstoff-Konzentration des Abgases abnimmt, wobei das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des in den NOx-Katalysator (7) strömenden Abgases vorübergehend von der mageren Seite zur Anreicherungsseite geändert wird, um das absorbierte NOx freizusetzen und gleichzeitig zu reduzieren, und wobei der Absorptions-Katalysator (7) – in einem Temperaturbereich zwischen einer vorbestimmten niedrigeren Temperatur TO und einer ersten vorbestimmten Temperatur T1 (T1 > TO) NOx absorbiert, aber das absorbierte NOx nicht freisetzt, und – in einem Temperaturbereich zwischen der ersten vorbestimmten Temperatur T1 und einer zweiten vorbestimmten Temperatur T2 (T2 > T1) NOx hinreichend absorbiert, aber das absorbierte NOx nicht hinreichend freisetzt; wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: in einer Zeit einer vorübergehenden Änderung eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des in den Katalysator (7) einströmenden Abgases von der mageren Seite zur Anreicherungsseite zum Zweck der Freisetzung und gleichzeitigen Reduktion des absorbierten NOx – einen Schritt (S08, S06), in welchem eine vorübergehende Änderung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases zur Anreicherungsseite zwangsläufig verhindert wird und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf der mageren Seite bleibt, falls die Temperatur des NOx-Absorptions-Katalysators niedriger ist als die erste vorbestimmte Temperatur T1; und – einen Schritt (S09), in welchem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis so eingestellt wird, dass es zunächst weniger angereichert ist und dann allmählich mehr angereichert wird, falls die Temperatur des NOx-Absorptions-Katalysators höher ist als die erste vorbestimmte Temperatur T1 und niedriger als die zweite vorbestimmte Temperatur T2.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem in der Zeit einer vorübergehende Änderung des Luft/Kraftstoff- Verhältnisses des Abgases zur Anreicherungsseite hin das Luft/Kraftstoff-Verhältnis so eingestellt wird, dass es in Abhängigkeit von der Temperatur des NOx-Absorptions-Katalysators allmählich mehr angereichert wird.
Verfahren zum Reinigen von Abgas einer Brennkraftmaschine mit einem NOx-Absorptions-Katalysator (7), welcher NOx absorbiert, wenn die Sauerstoff-Konzentration des einströmenden Abgases übermäßig zunimmt, und das absorbierte NOx freisetzt und gleichzeitig reduziert, wenn die Sauerstoff-Konzentration des Abgases abnimmt, wobei das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des in den Nox-Katalysator (7) strömenden Abgases vorübergehend von der mageren Seite zur Anreicherungsseite geändert wird, um das absorbierte Nox freizusetzen und gleichzeitig zu reduzieren, und wobei der Absorptions-Katalysator (7) – in einem Temperaturbereich zwischen einer niedrigeren vorbestimmten Temperatur TO und einer ersten vorbestimmten Temperatur T1 (T1 > TO) NOx absorbiert, aber das absorbierte NOx nicht freisetzt, und – in einem Temperaturbereich zwischen der ersten vorbestimmten Temperatur T1 und einer zweiten vorbestimmten Temperatur T2 (T2 > T1) NOx hinreichend absorbiert, aber das absorbierte NOx nicht hinreichend freisetzt; wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: in einer Zeit einer vorübergehenden Änderung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des in den NOx-Absorptions-Katalysator (7) strömenden Abgases von der mageren Seite zur Anreicherungsseite zum Zweck der Freisetzung und gleichzeitigen Reduktion des absorbierten NOx, – einen Schritt (S109), in welchem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases so geändert wird, dass es zum Anheben der Temperatur des NOx-Absorptions-Katalysators näherungsweise dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis entspricht, falls die Temperatur des NOx-Absorptions-Katalysators unter der ersten vorbestimmten Temperatur T1 liegt; und – einen Schritt (S109), in welchem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases zur Anreicherungsseite hin geändert wird zur Freisetzung und gleichzeitigen Reduktion von NOx des NOx-Absorptions-Katalysators, falls die Temperatur des NOx-Absorptions-Katalysators nicht unter die erste vorbestimmte Temperatur T1 fällt.
Verfahren nach Anspruch 3, bei welchem in der Zeit einer Änderung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases zur Anreicherungsseite hin das Luft/Kraftstoff-Verhältnis so eingestellt wird, dass es zunächst weniger angereichert ist und die Anreicherung allmählich zunimmt.
Verfahren nach Anspruch 4, bei welchem in der Zeit einer Änderung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases zur Anreicherungsseite hin die Anreicherung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses in Abhängigkeit von der Temperatur des NOx-Absorptions-Katalysators allmählich zunimmt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem in dem Fall, dass die Temperatur des NOx-Absorptions-Katalysators unter der zweiten vorbestimmten Temperatur T2 liegt, die vorübergehende Änderung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases zur Anreicherungsseite hin zum Zweck der Freisetzung und Reduktion von NOx zeitlich verzögert wird.
Verfahren zum Reinigen von Abgas einer Brennkraftmaschine, welche umfasst: – eine Motor-Steuervorrichtung (20) zum Steuern eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses auf ein mageres Luft/Kraftstoff-Verhältnis (A), ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis (B) und ein angereichertes Luft/Kraftstoff-Verhältnis (C) entsprechend Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine; und – einen NOx-Absorptions-Katalysator (7), welcher NOx absorbiert, wenn die Sauerstoffkonzentration des einströmenden Abgases übermäßig erhöht ist, und das absorbierte NOx freisetzt und gleichzeitig reduziert, wenn die Sauerstoffkonzentration des Abgases verringert wird, wobei das Luft/Kraftstoff-Verhältnis von der mageren Seite (A) zum stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis (B) entsprechend den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine und in einer Zeit einer vorübergehenden Änderung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des in den NOx-Absorptions-Katalysator (7) strömenden Abgases von der mageren Seite zur Anreicherungsseite geändert wird zum Zweck der Freisetzung und gleichzeitigen Reduktion des absorbierten NOx, und wobei der Absorber-Katalysator (7) – in einem Temperaturbereich zwischen einer niedrigeren vorbestimmten Temperatur TO und einer ersten vorbestimmten Temperatur T1 (T1 > TO) NOx absorbiert, aber das absorbierte NOx nicht freisetzt, und – in einem Temperaturbereich zwischen der ersten vorbestimmten Temperatur T1 und einer zweiten vorbestimmten Temperatur T2 (T2 > T1) NOx hinreichend absorbiert, aber das absorbierte NOx nicht hinreichend freisetzt; wobei das Verfahren umfasst: in einer Zeit einer Änderung eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses von dem mageren Luft/Kraftstoff-Verhältnis (A) zu dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis (B) entsprechend Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine und in einer Zeit einer vorübergehenden Änderung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des in den NOx-Absorptions-Katalysator einströmenden Abgases von der mageren Seite zur angereicherten Seite hin zum Zweck der Freisetzung und gleichzeitigen Reduktion des absorbierten NOx – einen Schritt (S22, S21), in welchem eine zwangsläufige Änderung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases zur Anreicherungsseite hin verhindert wird und ein Betrieb mit stöchiometrischem Luft/Kraftstoff-Verhältnis unverzüglich gestartet wird, falls die Temperatur des NOx-Absorptions-Katalysators niedriger ist als die erste vorbestimmte Temperatur T1.
Verfahren nach Anspruch 7, umfassend einen Schritt (S23), in welchem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases zur Anreicherungsseite hin geändert wird, wenn die Temperatur des NOx-Absorptions-Katalysators über die erste vorbestimmte höhere Temperatur T1 ansteigt, nach Verhinderung der zwangsläufigen Änderung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zur Anreicherungsseite hin und unverzüglichem Start des Betriebs mit stöchiometrischem Luft/Kraftstoff-Verhältnis.
Verfahren nach Anspruch 8, bei welchem bei Änderung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases zur Anreicherungsseite hin das Luft/Kraftstoff-Verhältnis so eingestellt wird, dass es zunächst weniger angereichert ist und dann allmählich mehr angereichert wird.
Verfahren nach Anspruch 9, umfassend einen Schritt (S123), in welchem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Abgases in Abhängigkeit von einem Anstieg der Temperatur des NOx-Absorptions-Katalysators zur Anreicherungsseite hin allmählich geändert wird nach Verhinderung der zwangsläufigen Änderung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses zur Anreicherungsseite hin und unverzüglichem Start des Betriebs mit stöchiometrischem Luft/Kraftstoff-Verhältnis.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welchem die Temperatur des NOx-Absorptions-Katalysators geschätzt wird auf der Basis der Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welchem die Temperatur des NOx-Absorptions-Katalysators geschätzt wird auf der Basis der Abgastemperatur.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welchem die Temperatur des NOx-Absorptions-Katalysators mittels eines Sensors erfasst wird.